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이제까지 전도 문제를 취급하는 동안에 점차적으로 보다 복잡한 조건들을 고려하였다. 1차원 전도에서 내부 열발생이 없는 경우에서 시작해서 열발생 효과+확장표면까지 보다 실질적인 상황들을 고려하였다. 그러나 시간에 따라 조건이 변화하는 경우들은 아직 고려되지 않고 있다. 이제는 많은 경우의 열전달 문제들이 시간 의존적이라는 것을 인식하고 있으며 이러한 과도 열전달 문제는 기본적으로 시스템에서 경계조건이 변화되었을 때 나타난다. 예를 들면 한 시스템에서 표면온도가 갑자기 변하면, 시스템의 각 점은 온도변화를 겪게된다. 이러한 변화는 온도 분포가 정상상태에 도달할 때 까지 지속된다. 고온의 금속 덩어리를 생각해보자, 이것을 가열로에서 꺼낸 뒤 차가운 공기유동에 노출시키면 대류+복사가 일어나 에너지가 물체 표면..

" 우리는 먼저 주어진 동적 시스템의 폐루프 안정성(closed-loop stability)을 평가해야 합니다. 분모 다항식(denominator polynomial)을 보고 그에 대한 특성방정식을 만들고, 그 근(root)들이 어디에 위치하는지 확인하는 것입니다.극점(pole)들이 왼쪽 반평면(left-hand side)에 있어야 시스템은 안정(stable)합니다. 하지만 “안정하다(stable)”고 해서항상 “좋은 성능(good performance)”을 의미하는 것은 아닙니다. 좋은 성능을 얻기 위해서는 안정성을 어느 정도 희생해야 할 때도 있습니다. " 11장에서 안정성에 대해 보면서, 제어기의 파라미터 Kc τ 값을 조정하면 안정성도 향상되고, 공정의 성능도 향상됨을 알 수 있었다. 다시 한번..

공정과 피드백 제어기+계측기의 조합을 Closed-Loop Control Systems라고 한다. 전달 함수는 폐루프 시스템에 대한 유용한 설명을 제공힌다. 그런 다음 블록 다이어그램을 사용하여 여러 간단한 폐루프 시스템의 동적 거동을 분석할 것이다. 가끔 피드백 제어기를 구현한 이후에 더 불안정해지는 경우가 있다. 불안정한 거동의 원인을 이해하고 이를 방지하는 방법을 이해하는 것은 중요한 문제다. 이 장에서는 몇 가지 수학적 안정성 기준을 소개하고 폐루프 안정성을 분석하는 실제적인 방법을 고찰한다. 1, 블록 다이어그램 표현법 일단 우리가 조작할 수 있는 변수는 x2이고 외란은 x1이다. 이때 우리는 xm을 측정해서 x sp랑 비교한 다음 콘트롤러에서 오차값을 내고 이에 해당하는 신호 p를 도출한다...

(강의 내용을 요약) 1. 합성생물학은 생물학을 공학처럼 다루는 학문으로, 기존 대사공학,유전공학과 겹치는 부분이 많지만 ‘부품화, 표준화, 모듈화, 설계’를 본질로 삼는다는 점이 핵심 차이다. 컴퓨터나 기계가 부품–모듈–시스템으로 계층적으로 구성되듯, 생물학도 유전자–단백질–회로–모듈–세포 시스템이라는 구조로 재해석할 수 있으며, 이를 설계하여 새로운 기능을 만드는 것이 합성생물학이다. 교수님께서 먼저 유튜브 영상을 간단히 하나 보여주었다. -----------------------내용: 신흥 생명공학의 최전선에는 합성생물학이 있습니다. 모든 규모에서 살아있는 시스템을 조립해 문제를 해결하고, 새로운 제품을 시장에 내놓으며, 그 과정에서 생명을 더 잘 이해하는 기술입니다. DNA에 암호화할 수 있는 모..

수학적으로 우리 세포 시스템을 이해하고 설명하는, 즉 물질수지 분석과 MFA에 대한 내용이다. 예전에 엑셀 solver를 활용해 대사과정을 모델링한 활동의 연장선이다. 1. 교수님은 먼저 모델링의 개념부터 출발했다. 다양한 종류의 모델이 있고 다양한 접근이 존재한다. 모델링이란 우리가 관심을 갖는 물리적,생물학적 시스템의 동작을 이해하고, 설명하고, 예측하기 위해 입력 변수와 출력 변수를 관계식으로 연결하는 과정이다. 이를 위해 첫 단계는 항상 “무엇을 알고 싶은가?” 즉 출력 변수를 명확히 정의하는 것이다. 예를 들어 실내 온도의 변화를 알고 싶다면, 실내 온도가 출력 변수가 되고, 외부 공기 흐름, 외부 온도, 학생 수와 같은 요소들이 입력 변수가 된다. 반면 의자의 개수처럼 영향을 거의 주지 않는 ..

이제까지 전도문제를 취급하면서, 점차 복잡한 조건들을 고려하였다. 1차원 정상상태 전도에서 내부 열발생이 없는 경우 까지를 다루었고, 이제 열 발생이 있는 경우를 다루었다. 마지막으로 시간에 따라 조건이 변화하는 경우를 살펴보려고 한다. 많은 경우의 열전달 문제들은 시간 의존적이다. 이러한 비정상 또는 과도상태 열전달은 기본적으로 시스템에서 경계조건이 변경되었을 때 나타난다. 예를 들면 한 시스템에서 표면 온도가 변하게된다고 하면 이 시스템의 각 점들이 온도 변화를 겪게 된다. 이러한 변화는 온도 분포가 정상상태에 도달할 때까지 지속된다. 고온의 금속 빌릿을 생각해보자. 이것을 가열로로부터 꺼낸 뒤 차가운 공기 유동에 노출시키게 되면 대류와 복사에 의해 에너지가 물체 표면으로부터 대기로 전달된다. 또한 ..

이전 장에서는 대표적 공정의 동적 거동(1차계, 2차계, 적분기)를 분석하고 공정 동역학 분석에 필요한 수학적 도구를 개발했다. 이제 일걸 가지고 피드백 제어를 살펴보도록 하겠다. 교반 탱크 혼합 공정을 다시 보며 피드백 제어를 알아보자. 1. 제어되는 프로세스2. 센서-송신기 조합(AT)3. 피드백 컨트롤러(AC)4. 전류-압력 변환기(I/P) 컨버터5. 최종 제어 요소(제어 밸브)위 요소가 제어계를 이룬다.이를 블록 다이어그램으로 살펴보면, sp를 설정해주면 컨트롤러가 측정값과 비교해서 이를 오차 신호로 바꾼다. 오차신호를 어떻게 도출하냐에 따라 PID 모드가 분류된다. 1.비례제어비례제어의 경우 다음과 같은 신호를 낸다.오차에 비례한다는 점에서 비례제어이다. 또는 Kc 대신 다음 값을 도입하기도 한..

실험 미생물학에는 여러가지의 주제가 있다. 대표적인 주제로는 시각화, 배양, 카운팅 등을 할 수 있다.미생물의 예시로 박테리아를 들어서 설명을 할 것이다. 시각화: 슬라이드에 올리기+staining+현미경으로 보기culturing: 달라붙을 수 있는 기질(matrix) + 먹이 제공하면 자람숫자 세기: 다음과 같은 방법이 있다.1.현미경으로 세기2.세포 분류 장치(cell sorting machinery, (flow cytometry)라고도 부름)-특정 용액에 존재하는 박테리아나 다른 미생물 세포의 수를 알 수 있다.3.(colorimetric) : OD(광학밀도, optical density)를 확인하는 것미생물은 어디에나 있을 수 있다 -> 오염 문제 ->sterilization오토클레이브(autoc..

5장에서는 비교적 간단한 과정의 동역학, 즉 1차 또는 2차 전달 함수 또는 적분기로 모델링할 수 있는 과정의 동역학을 논의했다. 이제 분모에 추가적인 시간 상수를 포함하거나 s를 포함하는 더 복잡한 전달 함수 모델을 고려할 것이다. 전달 함수 모델의 분자와 분모의 형태가 공정의 동적 거동에 어떤 영향을 주는 지 알아볼 것이다. 또한 시간 지연과 복잡한 전달 함수 모델을 더 단순하고 저차 모델로 근사하는 방법을 제시한다. 추가 주제로는 상호작용 과정, 상태 공간 모델, 그리고 다중 입력 및 출력을 갖는 과정이 포함된다. POLES AND ZEROS AND THEIR EFFECT ON PROCESS RESPONSE5장에서 논의된 단순 프로세스 모델의 중요한 특징은 그들의 응답 특성이 전달 함수의 분모에 따..

짧은 파트다. 벤젠의 구조와 안정성에 대해서 알아보자. 벤젠은 6개의 탄소원자가 고리를 이루고 있으며 고리 내 3쌍의 결합이 콘쥬게이션되어있는 방향족 화합물이다. 분자식은 C6H6으로 불포화도가 4(수소원자 8개 부족) 고리 내에 파이 전자가 6개가 존재해 불안정할 것으로 예상되지만 실제로는 매우 안정하다. 이를 수소화 반응열로 비교해볼 수 있다.결합이 늘어날 때 마다 100정도의 수소화에너지가 증가하는데, 벤젠은 예상되는 것보다 150정도 에너지가 낮다. 이는 벤젠의 안정성을 보여준다. 때문에 전자가 풍부해서 친핵성이 클 것 같지만 안정해서 반응을 잘 하지 않는다. 알켄의 첨가 반응이 아닌 치환반응이 잘 일어난다.벤젠의 결합은 1.5결합으로, 결합길이가 2중결합보다 짧다. 그리고 아래처럼 공명구조를 가..