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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 계산 격자 내부의 기본입자의 부피 분율을 일정하게 유지하는 주기적 경계 조건(Periodic Boundary Condition)을 사용하였다. 또한 주기적 경계 조건 은 계산 격자 내부의 하전 입자에 작용하는 정전 기력을 계산하기 위하여 사용되었다. 정전기력은 장거리 힘(Long Range Force)이기 때문에, 계산 격자 내부에 있는 입자에 작용하는 정전기력은 원시 격자에 있는 다른 하전 입자에 의해 작용하는 힘과 그것의 무한 복제 격자에 있는 하전 입자에 의해 작용하는 힘의 무한 합으로 주어진다.
- 그러나 아직까지 이와 관련된 연구가 없는 실정이다. 본 논문에서는 하전 입자의 응집성장 모사의 일환으로, 무한수의 입자에 의해 작용하는 정전 기력을 다룰 수 있는 방법을 개발하였다. 이 방법 으로부터 얻어진 정전기력은 브라운 운동 모사법 의 외력 항으로 다루어졌으며, 자유 분자 영역의 응집과정을 모사하는데 사용되었다.
- 0 까지 증가시켰다. 비록 이 값이 매우 극단적인 경우에 해당하지만, 하전 효과를 분명히 보여주기 위하여 사용하였다.
가설 설정
- 화 염 에어로졸 반응기에서 기본입자는 대부분 화염 대 하류에서 순간적으로 생성되어 응집과정을 거치게 된다. 따라서 기본입자는 통계적으로 균일한 수 농도로 분포되어있다고 가정하였고, 이때 위치 는 3차원의 각 성분에 대하여 균일 난수 발생 법(Uniform Random Number Generator)을 이용하여 결정하였다.
- 즉 입자들 간의 충돌이 일어나기 전에 대부분의 이온이 입자에 부착되어 자유 이온은 존재하지 않는 것으로 생각될 수 있다. 따라서 응집체는 미리 대전 된 기본입자의 응 집과정을 통해서만 대전 된다고 가정한다. 이 경우 응집체의 대전량은 응집체를 이루고 있는 기본 입자에 포함된 전하들의 총합이 되며, 따라서 응 집 체의 하전량은 응집체 부피 에 비 례하게 된다.
- 본 계산에서 기본 입자들은 첨가된 이온들에 의해 하전 된다고 가정하였다. Xiong 등@이 계산한 것과 같은 방법으로 이온-입자, 그리고 입자-입자 의 충돌에 대한 특성시간을 비교하면, 16 nm 크기의 입자와 알칼리 이온에 대하여, 이온-입자의 충 돌 특성시간이 입자-입자에 비하여 약 10000 배 정도 큰 값을 갖게 된다.
- 본 연구에서 사용한 수치모사법을 검증하기 위하여 잘 알려진 일반 동역학 방정식과 브라운 운 동 모사법을 비교해 보았다、일반 동역학 방정식은 구형입 자에 대하여 구성 되어 있으므로 비교를 위하여 브라운 입자는 서로 충돌이 일어난 직후 융합되어 항상 구형을 유지한다고 가정하였고, 본 논문에서는 이를 구형모델로'명명하였다.
- 본 연구에서 전하는 응집체의 중심에 놓여 있고 기체의 유전상수는 일정하다고 가정하였다. 위의 방법을 본 연구에 적용하면 무한 하전 입자에 의해 작용하는 정전기력을 다음과 같이 계산 격자 내부에 있는 입 자에 의한 정전기력 으로 단순화할 수 있다.
- 한편, 본 연구는 전하가 응집체의 중심에 집중 된 경우를 가정하여 수행되었다. 그러나 일반적으로 전하의 위치는 입자의 전기 전도도에 따라서 로 다르다.
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