본 총설에서는 액체층을 통과하는 기포의 크기, 형상, 상승속도를 결정하기 위한 이론들을 살펴보았다. 액체의 물리적 특성과 기포의 유량으로부터 기포의 크기, 형상, 상승속도를 체계적으로 계산하는 여러 가지 이론식 및 모수식들을 살펴보고, 각각의 장단점을 정리하였다. 이 분야에서 발표된 초기 저작들에서는 주로 반복계산을 통해 기포의 형상과 상승속도를 결정하는 기법들이 사용되었으나, 최근에 발표된 논문들에서는 간단한 모수식을 통해 기포의 형상과 상승속도를 반복계산 없이 쉽게 구하는 기법들이 제시되고 있다. 이러한 기법들은 매우 다양한 물리적 특성을 가지는 실험결과들과의 비교에서도 우수성을 보여주고 있어, 관련 분야의 연구에 매우 유용한 도구로 사용할 수 있을 것으로 보인다.
IEEE 802.15.4의 물리계층은 저속, 저전력, 저가격 기반의 LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network)의 물리계층으로 세계적으로 가장 많이 사용되고 있다. IEEE 802.15.4에 대한 기존의 많은 이론 연구들은 저전력 무선네트워크 환경에서의 에너지효율성, 전송처리율, 전송신뢰성에 대한 거시적 이해와 안목을 제공하는 중요한 결과들을 산출하고 있다. 이 논문에서는 이러한 이론연구에 실환경 요소를 보완하기 위해 MAC(Medium Access Control) 소프트웨어 구조부터 실제 네트워크 기반 성능분석에 이르는 실험연구를 수행한다. 연구에서는 수직분할 모델의 네트워킹 스택의 MAC 계층 기능으로 IEEE 802.15.4 MAC 스택을 구현하고 이를 네트워킹 스택에 통합하여 시험 분석을 수행한다. 이 연구에서 도출한 네트워크 소프트웨어 모델과 실험결과는 향후 IEEE 802.15.4 MAC 소프트웨어의 구현과 실용적인 네트워크 스택 환경에서의 성능에 참고자료로 활용될 수 있다.
본 연구에서는 지상 및 미소중력환경하에서 물리적 승화법 공정에서의 확산-대류유동에 미치는 불순물의 영향을 이론적으로 $Hg_2Cl_2-I_2$ 시스템에 적용하여 규명하는 것이다. 이론적 해석은 증기상에서 확산-대류 흐름, 열 및 물질전달을 속도 벡터 흐름, 유선, 온도, 농도 분포를 통하여 제시된다. 결정 영역에서의 전체 몰플럭스는 중력가속도와 성분 $I_2$, 불순물에 상당히 민감하게 반응한다. 성분 $I_2$을 증가시켰을 때, 농도 대류효과는 확산-대류 유동흐름을 안정화시키는 경향이 있다. 지상중력가속도의 0.001환경에서는 유동흐름은 1차원포물선의 흐름 구조를 나타내며, 확산지배형태를 보여주고 있다. $10^{-3}$지상중력가속도 이하에서는 대류 영향은 무시할 수 있다.
금소광산은 지질학적 특성에 따라 여러 다양한 유형으로 형성되며, 특정원소나 특정광물종이 농집된다. 그러므로 광물자원탐사는 지질자료와 함께 많은 지구화학적 및 지구물리자료를 종합하여 분석처리 할 필요가 있다. 최근 지구과학정보시스템(GIS)이라는 개념이 도입됨에 따라, 도입됨에 따라 다양한 지질자료를 보다 체계적으로 처리할수 있게 되었고 효율적인 광물자원탐사가 가능하게 되었다. 본 연구대상지역 (37:00N/28:30E∼37:20N/128:45E0은 국내의 대표적인 광대화로 알려진 태백산 지역으로 영남육괴의 변성암을 기반으로 하여, 조선계의 퇴적암과 중생대의 화강암으로 구성되어있다. 본 연구에서는 이러한 지질자료와 함께 기보고된 지구화학 및 지구물리 탐사자료들을 디지털화하고 이를 퍼지집합이론에 적용하여 데이터통합을 시도하였다. 본 연구의 결과초써 나타난 스카른 부존가능지역이 기존의 스카론 철광산으로 알려진 신예미 광산 위치와 잘 일치하고 있으며, 이는 본 연구에서 데이터 통합에 사용된 퍼지집합이론이 태백산 지역이 스카른 광상탐사에 효과적이었음을 시사한다.
진동학은 움직이는 기계 구조물의 설계에 기본이 되는 학문으로 진동 절연, 흡수 등에 관한 방법론과 현장에서 발생하는 다양한 진동문제에 대한 해석 수행 능력을 배우는 학문이다. 하지만 진동학은 기계공학에서 다른 역학과목들에 비해 이해하기 어려운 교과목이기 때문에 진동학 이론의 물리적인 이해를 돕기 위해 진동학 관련 교육장비 개발이 매우 필요한 상황이다. 이에 본 논문에서는 진동학의 이론적인 내용을 실험을 통하여 학생들이 보다 쉽게 진동학의 물리적인 의미를 깨달을 수 있도록 도와주는, 그리고 실험과정이 간단한 교육용 복합 진동실험장치를 개발하고 그 적용효과를 알아보고자 한다. 다자유도 진동, 보 진동, 현 진동 및 판 진동의 4가지 대표적인 진동현상을 실험할 수 있는 복합 진동실험 장치를 개발하고 적용범위를 제시한다. 마지막으로 설문조사를 통하여 학업성취 반응도평가 및 개선방안을 제안한다.
위상감지법(phase detector technique)은 세포의 막 캐패시턴스(membrane capacitance)를 실시간적으로 측정할 수 있는 유일한 방법이나 측정이 행해지는 동안 세포의 상태가 끊임없이 변화하기 때문에 피할 수 없는 측정오차가 존재한다. 본 연구는 이 오차의 근원을 분석하여 위상감지법의 실용한계를 규정하고자 하였다. 이론적 분석에 기초하여 다음과 같은 사실을 밝힐 수 있었다. 1) access conductance와 membrane conductance의 변화에 기인하는 측정오차를 줄이기 위해서는 초기 위상치를 올바로 선택하여야 한다. 2) 이 때 세포를 여기시키기 위해 인가하는 전압의 주파수를 알맞게 선택하여야 한다. 3) 그러나 초기 위상치가 정해진 이후의 위상 변화는 막 캐패시턴스의 측정에 큰 영향을 미치지 않는다. 4) 초기 위상을 적절히 선택하였다 하더라도 세포외 분비시 막 캐패시턴스가 크게 증가하는 경우에는 비례상수에 오차가 발생한다. 이 때 발생하는 오차는 측정기간 동안 비례상수를 되풀이하여(iteration) 보정함으로써 방지할 수 있다. 이상의 결과는 향후 위상감지법을 사용할 때 유용한 설용한계를 제공하리라 생각된다.
한계평형법 이론들을 사용하기 위해서는 극한 파괴 상태에서 나타나는 파괴 전단면을 찾아야 한다. 강도 감소법에서는 유한요소해석의 수치해가 일정 반복 횟수 이내에 수렴하지 못하는 시점을 극한 파괴 상태로 정의한다. 하지만 Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL)기법을 유한요소해석에서 사용하면 극한 파괴 상태에 도달하여도 수치해의 비수렴 상황이 발생하지 않으므로 이러한 정의는 사용하기 어렵다. 본 연구에서는 CEL 기법을 이용한 유한요소해석에서 지반의 극한 파괴 상태를 감지할 수 있는 객관적인 물리량 기준을 제시하였다. 비배수 조건의 연약지반이 연속기초 하중을 받는 경우 극한 파괴 상태에 해당하는 이론적 하중에서 소성 소산 에너지의 변화속도가 민감하게 변화함을 찾을 수 있었다.
오늘날 IoT(Internet of Things)와 CPS(Cyber-Physical System) 등의 기술 발전으로 사이버와 물리적 차원의 경계가 무너지는 융합 환경이 등장하였다. 물리-사이버 간의 영향관계가 강화되면서 보다 다양하고 복잡한 형태의 위험들이 나타나고 있으며 단일 조직 혹은 정부의 자체 대응만으로는 온전히 대응해내기 어려운 상황이 되고 있다. 이로 인해 정보 공유에 기반을 둔 협력적 대응 및 적극적 방어 체계 강화를 필요로 하고 있다. 그리고 다양한 주체에 적합한 정보가 공유되고 자동 대응 할 수 있는 체계로의 전환이 요구되고 있다. 이에 본 연구는 현재의 위협 정보 수집 및 공유 중심의 체계를 개선하고 적극적이고 실질적인 사이버 방어 태세가 유지될 수 있는 정보 공유 체계 구조화를 시도하고자 한다. 이를 위해 안전 분야에서 활용되는 위험 커뮤니케이션 이론을 차용하고 행동 중심의 보안 프로세스 모델을 결합하여 새로운 플랫폼을 제안한다.
음의 중력상수를 갖는 아인슈타인-본-인펠트 중력 이론에서 별난 물질(exotic matter)을 도입하지 않고 웜홀을 구성하는 새로운 방법을 소개한다. 기존의 방법과는 대조적으로 웜홀의 목은 메트릭 해가 매끄럽게 접합되는 곳에 위치한다. 따라서 목을 지탱하기 위한 별난 물질을 필요치 않는다. 이러한 웜홀의 안정성을 논의하기 위해 최소결합된 스칼라장의 거동을 고려하였다. 새로운 웜홀 배경에서 스칼라장의 유사정준 모드를 웜홀의 목에서는 순전히 들어가는 선속으로 정의하면 웜홀 해의 안정성은 블랙홀의 안정성을 논의할 때 사용되는 방법과 같이 유사정준 모드로 논의할 수 있다. 섭동방정식의 해석적 해를 구하는 것은 불가능하므로 유사정준 모드를 수치적으로 구하는 방법을 제안한다. 블랙홀의 경우와 근본적인 차이점은 급수전개시 지름성분 방정식의 이차항의 계수가 블랙홀의 경우에는 n = 0부터 전개되지만 웜홀의 경우 n = -1부터 전개된다는 것이다.
반도체 특성을 가지는 이차원 전이금속 칼코겐 화합물 $MoS_2$와 강자성이면서 금속성을 가지는 $VS_2$로 이루어진 수평접합 구조를 기반으로 해서, 0%부터 10%까지 2% 간격으로 변형에 따른 쇼트키 장벽(Schottky Barrier) 변화를 밀도 범함수 이론 계산을 통해 연구하였다. 그 결과, 홀의 쇼트키 장벽이 전자의 쇼트키 장벽에 비해 훨씬 작고, 홀의 쇼트키 장벽 높이가 변형에 따라 선형적으로 감소함을 발견하였다. 특히, 8% 이후의 변형에서 홀의 스핀 업 쇼트키 장벽의 높이가 0에 가까워지는 임계 변형값이 존재함을 발견하였고, 이 임계 변형값 이상에서는 스핀 업 성분의 홀이 $MoS_2/VS_2$ 수평접합구조를 통해 쇼트키 장벽 없이 쉽게 흐르게 됨을 알게 되었다. 이러한 연구 결과는 향후, 변형을 통한 이차원 전이금속 칼코겐 수평 접합구조 기반 소자 특성 최적화에 중요한 기초자료로 이용될 것으로 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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