• 제목/요약/키워드: 물리적 모의실험

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고등학교 물리의 기체 분자 운동론에서 웹 활용 모의실험이 학습에 미치는 효과 (The Effect of Web-Aided Laboratory on Molecular Dynamics of High School Physics Course)

  • 노학기;공윤식;박창영;정기수
    • 한국과학교육학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.547-554
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    • 2005
  • 본 연구에서는 고등학교 물리교과의 '기체분자 운동론'단원에 대한 개별 웹 활용 모의실험을 개발 적용하여 과학 수업에 대한 태도, 학습동기, 학업성취도에서 미치는 효과를 조별 전통실험 집단과 비교하여 알아보았다. 농촌지역에 위치한 고등학생(조별 전통실험 집단 1학급, 개별 웹 활용 모의실험 집단 1학급)을 대상으로 기체 분자 운동론 단원에 대하여 실험 처치를 2차시동안 실시하였다. 모의 시험은 기체에 대한 실험에서 눈에 보이지 않는 기체를 시각화하여 눈에 보이는 입자로 표현되었고, 온도 및 압력을 자유롭게 변화시킬 수 있도록 개발되었다. 웹 활용 모의실험 집단은 개발된 모의실험을 이용하여 개별적으로 실험하였고, 전통실험 집단은 교과서에 나오는 실험을 4인 1조로 실시하였다. 사전 검사로 사전 과학 수업에 대한 태도 검사, 사전 학습동기(PALS) 검사, 논리적 사고력 검사를 실시하였다. 실험 처치 후 학생들의 사후 과학 수업에 대한 태도 검사, 사후 학습동기(IMMS) 검사, 학업 성취도 검사를 실시하였고, 자료를 수집하여 공변량 분석을 실시하였다. 분석 결과, 개별 웹 활용 모의실험과 조별 전통실험 집단간의 과학 수업에 대한 태도는 유의미한 차이가 없었다. 또한, 학습동기와 학업 성취도는 개별 웹 활용 모의실험 집단이 조별 전통실험 집단에 비해 유의미하게 높았다.

액체질소하에서 CMOS 소자의 SPICE modeling (SPICE modeling of CMOS devices at liquid nitrogen temperature)

  • 정덕진
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제6권5호
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    • pp.417-427
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    • 1993
  • 액체질소하에서의 물리적인 현상 및 실험결과를 통하여 캐리어 냉동현상, 좁은 폭 및 숏트 채널효과를 포함한 문턱전압 모델, Surface Roughness Scattering 및 Ioniaed Impurity Scattering을 포함한 이동도 모델과 적합한 기판 전류모델이 제안되었으며 이 모델들은 모의실험 프로그램인 BSIM과 SPICE에 이식되었다. 제작된 링 오실레이터와 리플 가산기에 적용한 결과 측정한 데이타와 잘 부합되었다.

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부분충수 운전중 잔열제거계통 기능상실사고에 대한 CATHARE2 코드의 민감도 분석

  • 정영종;김원석;장원표
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(2)
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    • pp.48-54
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    • 1996
  • 가압경수로의 부분충수 운전중 RHR 계통의 기능상실시 사고완화를 위해 가압기 manway와 증기 발생기 출구공동 manway를 동시에 개방한 경우에 대한 실험결과를 CATHAHR2 코드를 이용하여 해석하였다. 해석을 통해 이 경우에 발생하는 물리적 현상을 이해하고 이와 같은 과도기에 대해 코드 예측능력을 평가하므로 써, 실제 원전에서 사고시 적절한 사고대응 방안을 강구하는데 참고가 될 수 있도록 해석적 근거를 제시하고자 한다. 연구결과 CATHARE2 코드는 실험을 통해 관측된 주요 물리적 현상들을 타당하게 예측하였으나, 가압기와 밀림관의 DP를 과대 예측하여 원자로 상부공동의 최대압력을 실험보다 약 7kPa 높게 예측하였다. 노심 노출시간도 노심에서 기포율 분포를 비현실적으로 예측하여 실험보다 약 500초 지연되었다. 실험과 코드의 모의결과를 통하여 노심 노출은 중력주입에 의한 냉각수 보충만으로 충분히 회복될 수 있음을 확인하였다. CATHARE2 코드는 비록 상세한 현상들에 대해 다소 불확실성을 내포하였으나, 전반적인 거동분석에는 타당한 것으로 판단된다. CATHARE 코드는 노심에서 계면 마찰력을 줄임으로써 노심의 차압을 개선할 수 있었고, guide 튜브의 위치를 고온관 중심선과 일치시켜 guide 튜브내 액체의 hold-up 기간을 개선할 수 있었으며, 가압기의 계면 마찰력을 증가시켜서 밀림관에서 "plug and clearing" 현상을 모의할 수 있었다.모의할 수 있었다.

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다점제어를 이용한 머리전달함수의 모의에 있어서의 물리적 모의정도와 청감상의 모의정도 (On the Physical and Perceptual Precision of the Multi-point Control Method in HRTF Simulation)

  • 김해영
    • 한국음향학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.323-332
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    • 2004
  • 음상정위를 제어하는 한 방법으로 음원으로부터 모의하고자 하는 두 귀까지의 머리전달함수 (HRTF)를 모의하는 방법이 유효하다. 그러나, 이 방법을 이용한 경우, 모의계를 설계할 때의 수음점과 청취시의 수음점이 완전하게 일치하는 경우에는 정밀한 모의가 가능하나, 청취시에 머리가 이동한 경우에는 모의정도가 크게 저하하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 논문에서는 외이도의 입구뿐만 아니라 그 근방의 복수개의 점의 음압을 제어하는 것에 의해 머리가 다소 이동하더라도 제어가 가능하도록 한 모의계의 구성 방법을 제안한다. 본 논문에서는 이 방법을 이용해 머리전달함수를 모의한 경우에 대하여 물리적인 모의정도와 청감상의 음상정위의 정확도에 대하여 종래의 방법과 비교하여 실험했다. 그 결과 복수개의 점에 있어서의 온압을 제어하는 것에 의해 청취위치가 6 cm 정도까지 이동한 경우에도 수평면상에서 방향의 지각 오차를 종래의 방법보다 적게 할 수 있다는 것을 인간을 대상으로 한 청취실험을 통해 증명했다.

다점제어를 이용한 머리전달함수의 모의에 있어서의 물리적 모의정도와 청감상의 모의정도 (On the Physical and Perceptual Precision of the Multi-point Control Method in HRTF Simulation)

  • 김해영
    • 한국음향학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.324-324
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    • 2004
  • 음상정위를 제어하는 한 방법으로 음원으로부터 모의하고자 하는 두 귀까지의 머리전달함수 (HRTF)를 모의하는 방법이 유효하다. 그러나, 이 방법을 이용한 경우, 모의계를 설계할 때의 수음점과 청취시의 수음점이 완전하게 일치하는 경우에는 정밀한 모의가 가능하나, 청취시에 머리가 이동한 경우에는 모의정도가 크게 저하하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 논문에서는 외이도의 입구뿐만 아니라 그 근방의 복수개의 점의 음압을 제어하는 것에 의해 머리가 다소 이동하더라도 제어가 가능하도록 한 모의계의 구성 방법을 제안한다. 본 논문에서는 이 방법을 이용해 머리전달함수를 모의한 경우에 대하여 물리적인 모의정도와 청감상의 음상정위의 정확도에 대하여 종래의 방법과 비교하여 실험했다. 그 결과 복수개의 점에 있어서의 온압을 제어하는 것에 의해 청취위치가 6 cm 정도까지 이동한 경우에도 수평면상에서 방향의 지각 오차를 종래의 방법보다 적게 할 수 있다는 것을 인간을 대상으로 한 청취실험을 통해 증명했다.

아두이노와 DSP를 이용한 물리적 모델링 기반의 현 없는 산조 가야금 구현 (Implementation of the Wireless Sanjo Gayageum Based on Physical Modeling Using Arduino and DSP)

  • 서준상;정인규;김종면
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2014년도 제49차 동계학술대회논문집 22권1호
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    • pp.19-21
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    • 2014
  • 본 논문에서는 기존의 산조가야금의 음을 합성하여 아두이노(Arduino)와 DSP(Digital Signal Processor)를 이용한 물리적 모델링 기반의 현 없는 산조 가야금을 구현한다. 아두이노는 저렴한 가격에 마이크로컨트롤러를 효율적으로 제어하며, DSP는 높은 분해능과 빠른 A/D변환 기능을 지원하여 복잡한 음 합성 연산의 빠른 처리를 만족시킨다. 또한 기존 가야금의 복잡한 연주법을 초보자도 쉽게 다루기 위해 가야금의 현을 대신해 터치 패널을 사용한다. 본 논문에서는 기본적인 I/O동작은 아두이노 MEGA 2560보드를, 음 합성의 복잡한 연산을 위해 CCSv5(Code Composer Studio) 툴과 DSP칩을 내장한 DSK5510 보드를 이용하여 기능을 검증한다. 모의실험 결과 현 없는 가야금의 합성음은 기존의 음과 매우 유사하였으며, 초보자도 쉽게 제어하고 연주가 가능한 환경을 구현하였다.

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SPH에 의한 도수의 모의 (SPH Simulation of Hydraulic Jumps)

  • 하성원;이남주;류권규
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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    • pp.151-151
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    • 2011
  • 평활입자동역학법(SPH, Smoothed Particle Hydrodynamics)은 도수, 댐붕괴류, 쇄파 등과 같이 수면 변동이 큰 유체 역학 문제를 해결하기 위한 무격자법 중의 하나이다. SPH법을 이용하여 1.5에서 8.0 범위의 여러 가지 Froude 수에 대하여 도수를 모의하였다. 또한, SPH의 모의 결과와 비교 검토하기 위해 실험실 수로에 물리모형을 구축하였다. 도수 전면의 위치와 도수 후의 수심을 대상으로 수리실험과 수치모의 결과를 비교하였다. 그 결과 Froude 수가 5 미만일 때, 수치모의결과는 물리 모형과 비교적 잘 일치하였으나, Froude 수가 클 때는 오차가 커지는 경향을 보였다. 이처럼 수치 모의의 결과가 물리 모형과 차이를 보이는 주요 이유는 점성의 처리와 난류에 따른 와도와 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 이 문제는 난류모형을 도입하면 어느 정도 개선될 수 있을 것으로 판단된다.

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춘천 샌드댐을 위한 다중 유입원 모의실험 (Simulation of multiple intake sources for sand dam in Chuncheon)

  • 김일환;김민규;장선우;정일문
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.448-448
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    • 2022
  • 기후변화와 산업의 발달로 필요한 수자원의 양은 증가하고 있지만 수자원의 양은 줄고 있어 가뭄 피해에 대해서 더욱 취약해지고 있다. 특히, 우리나라의 물 공급 소외 지역 중 산간지역은 계곡수 등을 이용한 소규모 용수 공급 시설을 이용하고 있다. 산간지역은 지형적 특성상 수자원의 저류가 힘들어 가뭄 피해에 더욱 취약하다. 산간지역에 적용할 수 있는 수자원 공급방안 중 지형의 경사를 이용하여 샌드댐을 설치하여 수자원을 확보하는 방안은 이에 대한 하나의 대안이다. 본 연구에서는 연구지역인 춘천시 물로리 현장을 모사한 샌드댐 물리 모형을 구축하였다. 샌드댐 물리 모형의 구축은 현장의 경사에 대비하여 1/15 규모로 축소하였으며, 현장의 유하 순서와 동일하게 구성하였다. 춘천 물로리 현장에서는 기존 취수원에서 샌드댐으로 유입되는 수량과 배후 지하수에서 유입되는 수량으로 나누어 샌드댐 모의를 진행하였다. 샌드댐을 이용한 산간지역의 물공급과 운영 방안을 통해 물 공급 소외지역에서 활용가능한 대안을 제시하였다.

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자연복원하천구간에 있어서 못의 일중 수질변화에 관한 연구 (Study on the Diurnal Change of Water Quality in the Pool Managed by the Nature-Friendly River Work (1))

  • 강상혁
    • 환경영향평가
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    • 제11권4호
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    • pp.281-287
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    • 2002
  • 자연친화적 하천사업에 있어서 못은 하천환경을 구성하는데 기본단위이나 수환경상의 기능에 대한 평가는 이루어지지 않고 있는 실정이다. 못의 수환경을 평가하기 위하여 측정 자료를 토대로 한 일중 수질모형을 개발하여 적용하였다. 못의 하천환경에 대하여 물리적, 생태학적 관점에서 그 효과를 분석하였다. 못에 있어서 일중 수질은 혼합의 정도에 따라 영향을 크게 받으며 이러한 모의실험 결과는 향후 못의 조성에 따른 자료수집이나 일차 생산력을 이해하는데 유효하게 이용될 수 있을 것이다.

RTDS와 MG set을 이용한 풍력 터빈 시뮬레이터 개발 (Development of a Wind Turbine Simulator based on RTDS and MG set)

  • 전진홍;조창희;김슬기;안종보
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.515-516
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    • 2006
  • 본 논문은 풍속이 변화하는 상황에서 풍력 발전 시스템의 동작을 실시간으로 모의할 수 있는 시뮬레이터의 구성과 실험 결과를 제시한다. 본 논문에서 제시하고자하는 풍력 발전 시스템 시뮬레이터는 실시간 시뮬레이터인 RTDS(Real Time Digital Simulator)와 11kW의 AC 서보 시스템을 포함하는 전동기-발전기 실험 장치(MG set, Motor-Generator Set)로 구현되었다. RTDS는 풍속 모델과 블레이드, 터빈, 발전기를 포함하는 풍력발전 시스템 모델을 실시간으로 모의하며 MG-set은 실시간으로 모의된 풍력 발전 시스템의 물리적 상태를 구현한다. 풍력 발전 시스템 모델의 동작점 궤적과 최대출력점추종(Maximum Power Point Tracking)제어에 의한 풍력 발전 시스템 시뮬레이터의 운전 결과의 제시를 통해 시뮬레이터의 유용성을 검증하였다. 본 논문에서 제시된 시뮬레이터는 상용 실시간 시뮬레이터를 이용하여 간단한 소프트웨어의 수정을 통해 다양한 모델의 풍력 반전 시스템을 모의할 수 있으며 다양한 실험 조건에서 과도상태 및 정상상태 특성 실험이 가능하므로 풍력 발전 시스템의 발전기 특성 평가, 전력 변환 장치의 성능 시험 등에 활용이 가능하다.

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