본 논문에서는 공동진동현상을 이용해서 보수비 및 생산 원가를 절감 할 수 있는 기체 유량 측정 기법을 개발하고, 잡음이 있는 환경에서 공동진동주파수를 추정하여 유속 및 유량을 측정하는 기법을 제안하였다. 공동진동주파수를 이용한 기체 유량계인 cavity flowmeter는 기체가 흐르는 관에 설치된 공동으로부터 고유의 진동음을 발생시킨 후 마이크로폰을 이용하여 그 음을 측정한다. 측정된 신호는 적응필터를 이용하여 잡음을 제거한 후 공동진동주파수를 추정하며 이를 이용하여 유속 및 유량으로 계산된다. 여러 가지 측정 변수를 고려하여 계산된 유량의 정확성을 분석하기 위하여 표준 유량계와 제작된 기체 유량 측정 장치를 주파수에 따라 비교 분석하였다. 주위의 잡음이 있을 경우 공동진동주파수 추정에 영향을 받을 수 있음을 고려하여 잡음을 효과적으로 제거할 수 있는 방법으로 NLMS 알고리즘을 적용한 적응 필터를 TMS320C32를 이용하여 구현하였다. 실제 제작된 기체유량 계측 시스템을 이용하여 실험한 결과 표준 유량계와 다소 오차를 보였으나 공동진동 주파수와 유량값 사이의 선형성을 확인할 수 있었다. 공동의 크기나 모양 등을 개선하면 더욱 정확한 결과를 얻을 수 있으리라 기대된다.
본 연구에서는 공동주택의 바닥충격음 차음성능 향상을 위한 설계자료의 제시를 위해 천장구조가 서로 다른 공동주택을 대상으로 경량 및 중량 바닥충격음의 현장측정을 통하여 공동주택의 천장구조에 의한 바닥충격음 변화특성을 분석하고 차음성능을 평가하였다. 측정대상 건물에서 천장을 설치한 경우가 비교적 높은 충격음 차음성능 분포를 보이는 것으로 나타났으며, 바닥슬래브 하부 천장에 공기층과 완충재를 함께 설치하는 것은 기존 공동주택 등에서 경량 및 중량 바닥충격음 차음성능을 향상시키기 위한 효과적인 방안임을 확인하였다.
산란행렬을 이용하여 2단자망 RF 공동공진기의 Q 측정 방법을 제안하였다. 집중소자를 이 용한 등가회로 모델을 이용하여 공동공진기의 Q를 포함한 파라미터의 함수로 산란행렬을 구했다. 산란행렬은 회로망분석기를 이용하여 직접 측정할 수 있다. 제안한 방법으로 측정한 결과는 기존에 잘 알려진 방법과 일치함을 보였다. 제안한 방법의 Q 측정 절차는 기존의 방법에 비해서 간단할 뿐만 아니라 RF 공동공진기가 전자빔을 가속시킬 때 중요한 파라미터인 결합전력비를 구할 수도 있다.
광학공동 적분 투과 분광법(integrated cavity output spectroscopy, ICOS)은 파장가변 레이저와 광학공동을 이용해 미량기체의 절대 밀도를 고감도로 측정할 수 있는 실시간 흡수 분광계측 기법이다. 이 기법은 압전 소자를 이용해 길이가 변조되는 고 피네스(high finesse) 파브리-페로 공동(Fabry-Perot cavity)을 공명 투과하는 연속파 파장 변조 레이저의 적분 출력으로 부터 공동 내부 시료의 분광 흡수량을 측정하는 원리를 이용한다. 본 연구에서는 764,7nm 파장 근처에서 파장이 변조되는 외부 공진기 반도체 레이저를 광원으로 사용하고, $99.997\%$의 높은 반사율을 갖는 거울로 구성된 파브리-페로 공동을 이용해 파장에 따른 투과 감쇠 신호를 발생시키는 실험 장치를 구성하였다. 산소 기체에 대한 측정 실험을 수행한 결과, 최소 흡수계수 $8.45\times10^{-8}cm^{-1}$에 해당하는 미량기체 밀도를 측정할 수 있는 성능을 얻었다.
콘크리트 내부에 위치한 철근과 공동의 탐사 성능을 파악하기 위해, 상용 비파괴 검사 장비를 이용한 측정과 이론적 모델링을 실시하고, 향상된 신호처리 결과의 예를 제시하였다. 실측에 사용된 장비는 레이더 장비 2종과 전자기법 철근 탐사 장비 2종이다. 철근 탐사에는 직경 19mm의 철근을, 그리고 공동 탐사에는 두께 50 mm의 스티로폼을 콘크리트 시험체 안에 각기 다른 피복 두께로 매립하여 측정하였다. 또한, 철근의 수평 배근 간격 탐사를 위해 두 개의 철근을 매립 측정하였다. 실험과 함께 전자기파 모델링 방법을 소개하여, 레이더를 이용한 경우, 철근과 공동이 탐지되는 과정을 이론적으로 보여주었다. 탐사능을 향상시키기 위해, 상용 레이더 장비의 측정 결과를 신호처리 과정을 통해 개선하였다.
미량기체의 흡수스펙트럼을 높은 감도로 측정하는 공동 광자감쇠 분광법(cavity ringdown spectroscopy; CRDS)을 나노초 레이저 펄스의 차주파수 생성(difference-frequency generation; DFG)을 광원으로 이용하여 파장 3 ~ 4 $\mu\textrm{m}$ 영역에서 구현하였다. CRDS는 고반사율 거울로 이루어진 광학적 공동에 단일 파장의 빛을 가두었다가 그 에너지의 시간적 감소율을 측정하여 공동 속 기체의 흡수율을 알아내는 방법이다. (중략)
Pressure Sensitive Paint(PSP)는 압력에 반응하는 도료를 뜻한다. PSP는 압력에 반응하는 대기 중의 산소량을 측정하여 전역적인 압력정보를 광학적으로 측정 할 수 있다. 본 연구에서는 PSP를 사용하여 제트 분사 후류의 표면압력 분포를 알아보았다. 또한 제트 분사구 5mm앞에 종횡비 1에서 4까지의 사각형 공동을 위치시켜 후류에 미치는 영향을 알아보았다. 제트 분사 후류의 압력 분포는 공동의 전단층의 영향으로 공동이 없을 때와 비교해서 옆으로 넓게 퍼지면서 강도는 약해지는 모습을 보였다. 또한 공동의 종횡비가 커짐에 따라서 전단층의 크기가 커지고 그 영향이 커졌다. 현재까지의 계산 결과는 압력공과 같은 불연속점에서의 압력측정 결과와 비교하였다. 본 연구에서는 전영역에서의 압력을 측정하여 전산해석 결과와 근접함을 증명함으로써 공동 후류에서의 유동현상을 보다 명확히 파악하였다.
이 연구의 목적은 공동연구 네트워크에서 연구자의 영향력과 입지를 분석하는데 사용되는 중심성 지수들의 특징에 대해서 고찰하는 것이다. 전통적인 이진 네트워크 중심성 지수로는 연결정도중심성, 매개중심성, 근접중심성, 페이지랭크를 다루었고, 공동연구 네트워크에서의 중심성을 측정하기 위해서 개발되었거나 사용된 가중 네트워크 중심성 지수로는 삼각매개중심성, 평균연관성, 가중페이지랭크, 공동연구 h-지수와 공동연구 hs-지수, 복합연결정도중심성, c-지수에 대해서 살펴보았으며, 새로운 지수로 제곱근합 지수 SSR을 제안하였다. 이들 12종의 중심성 지수를 건축학, 문헌정보학, 마케팅 분야의 세 가지 공동연구 네트워크에 적용해본 결과 각 지수들의 특성과 지수 간 관계를 파악할 수 있었다. 분석 결과 공동연구 네트워크에서 공동연구 범위와 공동연구 강도를 모두 고려하기 위해서는 가중 네트워크 중심성 지수를 사용해야 하는 것으로 나타났다. 특히 공동연구 범위와 강도를 모두 고려하는 전역중심성을 측정하기 위해서는 삼각매개중심성 지수를 사용하고, 지역중심성을 측정하기 위해서는 SSR 지수를 사용하는 것이 바람직하다고 제안하였다.
스크램제트 엔진의 연소기 내부 유동은 초음속이므로 유동의 잔류시간과 혼합율의 증대가 효과적인 연소를 가능하게 하는 주요 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 연료-공기 혼합기로써 L/D=4.8인 개방형 공동 모델을 사용하였고, 공동 앞에서의 경사 연료 분사 시 분사구 주위와 공동 주위의 유동특성을 살펴보기 위하여 레이저 슐리렌 기법과 압력측정을 실시하였다. 측정에 사용된 레이저 슐리렌은 10 ns의 매우 짧은 광원 지속시간을 보유하여 공동부근의 비정상 유동 현상을 효과적으로 관찰할 수 있었다. 압력측정은 연료 분사비 J(운동량비)를 변화시켜 가며 측정하였으며, 운동량비에 따른 연소기 내부 주요 압력상승 지점의 변화를 살펴 볼 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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