콜로이달 리소그래피는 나노미터 크기의 나노구를 자가조립에 의해 정렬시킴으로써, 파장이하 크기의 주기 구조를 저비용으로 쉽게 구현할 수 있는 패터닝 기법이다. 콜로이달 리소그래피나 소프트 리소그래피와 같이 대면적 패터닝이 가능한 공정을 태양전지를 위한 반사방지 및 광 포획 증대 구조에 적용함으로써, 기존 성능을 크게 향상시켰다. 본 연구에서는, 유한차분 시간영역 수치해석법을 이용하여 반사 방지 및 광 포획 증대 구조에 대한 이론적 검증 및 설계를 진행하였고, 콜로이달 리소그래피 및 반도체 공정을 통해 샘플을 제작하였으며, 제작된 샘플의 성능을 적분구를 겸비한 자외선 가시광 근적외선 영역 분광기를 통해 평가하였다. 반사방지 나노섬을 겸비한 나노 원뿔대 언덕형 굴절률 소자를 구현함으로써, 300나노미터 이하의 구조체를 사용하지 않고도 근자외선 영역을 포함하는 태양광 에너지의 손실을 최소화할 수 있는 광대역 방사방지 구조체를 제시하였다. 나노 원뿔대가 격자상수 이상의 파장에 대한 언덕형 굴절률을 제공하고, 4분의 1파장 나노섬 반사방지막이 격자 상수 이하의 근자외선 태양광을 추가적으로 흡수하여, 근자외선 영역에서의 평균 반사율을 3.8% 수준으로 달성 할 수 있었다. 또한, 낮은 양호계수를 갖는 속삭임 회랑 공진기 어레이를 이용하여, 박막 태양전지에 적합한 유전체 기반 광포획 증대 나노구조를 제시하였다. 나노반구, 나노고깔, 나노구, 함몰형 나노구 어레이 형태를 가지며, 500nm의 주기를 갖는 유전체 표면 텍스쳐드 구조를 초박형 비정질 실리콘 필름(100nm) 위에 제작하여 광대역 광 포획 증대 효과를 실험적으로 평가하였다. 구조들 중 함몰형 나노구 어레이가 결합된 비정질 실리콘 박막이 가장 높은 성능을 보였으며, 구조가 없는 경우 대비 약 67.6%의 가중 흡수율 증가를 나타내었다. 특히, 함몰형 나노구 어레이 구조 중 폴리메틸메타아크릴레이트로 제작된 평판형 함몰층은 나노구 비정질 박막 실리콘 사이의 접착력 및 기계적 강성을 향상시켰을 뿐 아니라, 함몰층 내부로 회절되고 산란된 빛들이 도파모드 효과에 의해 부가적인 광 포획 증대를 가져옴으로써, 가장 높은 광 포획 효과를 얻을 수 있었다. 유전체 기반 나노 구조들은 간단하고 저비용이며, 대면적으로 쉽게 제작할 수 있는 자가 조립 기반 콜로이달 리소그래피 및 소프트 리소그래피 기술을 이용하여 제작되었다.
본 연구의 목적은 가로망의 구조 및 통행수요의 변화에 따라 통행 중 교통정보제공의 효과가 어떻게 달라지는가를 모의실험을 통하여 분석하고자 하는 것이다. 이를 위하여 본 연구에서는 실제의 대규모 가로망에 대하여 적용할 수 있는 통행배정기법을 제안하였다. 제안된 모형은 시간의 흐름에 따른 가로망의 상태를 고려하여 통행을 배정하는 방법으로 $\ulcorner$시간종속적 통행배정$\lrcorner$이라 명하였다. 본 연구에서는 가로망 형태(격자형 및 방사환상형), 가로망 크기, 통행수요의 지역별 분포, 그리고 교통혼잡정도에 따라 각각 시나리오를 작성하고, 각 시나리오에 대하여 모의실험 및 사례연구(노드 348개, 링크 1179개)를 통해 정보를 받는 차량의 비율에 따른, 그리고 정보를 제공하는 빈도에 따른 통행중 교통정보제공에 대한 효과를 분석하였다. 연구 결과, 모의실험에서는 정보를 받는 차량의 비율이 30%~70% 구간에서 14%까지의 총체계비용의 감소효과가 나타났으며, 가로망의 규모가 클수록, 혼잡이 심할수록, 그리고 대안도로가 많을수록 교통정보제공의 효과는 커지는 것으로 분석되었다.
지정학적으로 3면이 바다로 접하고 있는 우리나라 해안가 주변의 원자력발전소는 관류형 냉각 방식(Once-through cooling System)을 채택하고 있기에, 이 계통을 통과한 냉각수는 주변해역으로 흘러들어가 주변 환경에 영향을 줄 수 있다. 또한 동해 주변 인접국들의 활발한 원자력 이용과 방사능 물질의 수송 등으로 인해 방사능 사고 위험이 증대됨에 따라 동해 원전 주변의 해양방사성물질 거동에 대한 필요성이 제기되고 있다. 이에 따라 동해의 해양환경을 조사 분석하여 해역에서의 오염 물질의 거동 파악이 중요하고, 산업시설 주변 연안의 오염물 이동 및 해석을 위해 오염물의 시 공간적으로 농도를 추정하는 것이 중요한 사항이다. 따라서 본 연구에서 수직 수평적으로 2차원 및 3차원화가 용이한 EFDC 모델을 사용하였다. 국립해양조사원에서 발간하는 DC103의 수치해도를 이용하여 모델영역은 동서방향으로 171km, 남북방향으로 235km로 설정하고, 격자간격은 $1km{\times}1km$의 정방향 격자를 사용하여 동해 월성 주변의 조위 시계열 검증 및 조화분석을 통한 검증을 실시한 결과 관측한 결과와 양호한 재현성을 나타내었다. 또한 국립수산과학원에서 제공되고 있는 년별 수온, 염분 자료 등의 해양환경과 지형적 특성을 고려하여 오염 물질의 이동 경로를 파악함으로써 사고시 피해를 줄이고자 한다.
도시발달의 역사를 볼 때 도시의 공간구조는 교통체계에 밀접한 연관을 맺은 채 변화하는 것이 일반적이다. 도시 형태를 구분할 때 도시의 공간적 구조를 간선가로망형태에 따라 방사형, 격자형, 성형, 환형, 선형, 위성형 등으로 분류하고 있는 것이 그러한 예라고 할 수 있다. 최근 신교통수단으로 각광받고 있는 바이모달 트램은 이러한 다양한 도시의 공간적 구조률 고려하여 도입전략을 수립한다면 타 교통수단과 대체 및 연계수단으로서 효율적인 기능을 수행할 수 있을 것이다. 이에 본 연구는 신교통수단인 바이모달 트램의 합리적인 도시내 교통수단으로서의 역할을 수행하기 위하여 도시의 공간적인 구조에 따라 어떠한 위상을 가지고 도입되는 것이 바람직할 것인지를 도시의 공간구조 패턴과 도시성장과정 등 도시계획적 측면을 고려하여 분석하고자 하였다. 이러한 연구 결과는 장래 국내 도입시 도시의 특성에 부합하는 바이모달 트램의 도입 정책을 결정할 수 있는 기초자료를 제공할 수 있을 것이다. 또한 도시계획요소와 결합된 바이모달 트램의 기능적 특성을 분석한 결과는 장래 바이모달트램을 도시교통수단으로 도입하고자 할 때 효과적인 정책적 판단근거로 활용할 수 있을 것이다.
결정질 암반에 위치한 가상의 방사성폐기물처분장에 대한 정확한 안전성 평가를 수행하기 위해서는 다공암반으로 대표되는 공학방벽 및 결정질 암반으로 대표되는 자연방벽을 모두 고려한 매질에서의 물질 거동 특성을 정확하게 모사하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 단열-다공암반내 유동 및 물질전달의 정확한 해석을 위한 연결망 구축방법에 대하여 서술하였다. 실제 단열암반을 사실적으로 모사하기 위하여 단열 물성자료는 확률밀도함수를 이용하여 생성하였다. 2차원의 사각격자로 모사된 단열암반과 육면체로 모사된 다공암반간 교차선의 원활한 검색을 위하여 단열암반과 연결전 다공암반의 교차면에 가상의 단열암반을 추가적으로 도입하였다. 전체유동경로를 구성하기 저하여 생성된 단열들 간의 교차선을 효율적으로 검색할 수 있는 방법 및 단열암반 및 단열-다공암반간의 연결도를 신속히 확인하는 알고리즘을 제안하였다. 이러한 방법들은 추후 방사성폐기물처분장에서의 단열-다공 암반을 통한 핵종 이동 특성을 모사할 수 있는 수치코드 개발에 많은 도움을 줄 것으로 사료된다.
본 연구에서는 간선-지선 노선체계인 가지형과 지선형 노선체계의 이용자 비용과 운영자 비용을 비교하여 각 노선체계의 효율성을 분석하였다. 기본적으로 지선형 노선체계의 간선구간 시스템이 지선 시스템과 동일할 경우에는 이용자 측면에서 가지형 노선체계가 보다 효율적이다. 간선구간의 시스템이 지선구간의 시스템보다 상위 위계의 시스템일 경우에는 지선형 노선체계의 간선운행 시스템을 통한 통행비용 절감이 그에 따라 추가적으로 발생하는 환승과 대기비용보다 클 경우에 지선형 노선체계가 기지형 노선체계보다 효율적이다. 이는 격자형 대중교통 노선망에 대해 위계구조 노선망의 효율성을 분석한 박준식 외(2007c)의 연구결과와 일치하는 결과이다. 각 기종점간 통행수요가 적을 경우에는 지선형 노선체계에서 각 지점의 통행수요에 맞추어 운행간격을 증가시켜 차량의 승객 탑승률 또는 운행효율을 높이는 방안을 모색할 수 있다. 이 경우 차량 운행비용계수 노선길이, 그리고 종점 수가 증가할수록 지선형 노선체계가 효율적일 상황이 증가하고, 환승비용과 통행자의 대기시간 비용환산계수가 증가할수록 지선형 노선체계가 효율적일 상황이 감소한다. 간선구간의 중간에 도시 중심지가 위치하여 승하차 통행수요가 발생하는 경우, 간선의 중간에 위치하는 도시 중심지로의 통행량이 많을수록 지선형 노선체계가 가지형 노선체계보다 효율적일 상황이 증가한다. 따라서 승하차 수요가 집중되는 도시 중심부와 수요가 분산되어 있는 외곽부의 노선체계를 이원화시킬 경우 하나의 노선체계로 운영하는 경우보다 효율적이라 결론내릴 수 있다. 원활한 환승체계를 갖추어 환승비용을 감소시킬 경우 더욱 효과적이라 하겠다.
히토류 불화물인 SmF$_3$, PrF$_3$, 및 TbF$_3$를 ZnS 모체에 첨가한 박막 EL소자를 Fig.1과 같이 제작하고 발광중심의 농도변화, 열철, 증착시의 기판온도, 증착되는 막의 두께 등의 조건을 변화시켜서 각 조건에 의존하는 소자의 특성을 X-선회절분석과 분광 스펙트럼 분석으르 바탕으로 해석했다. 광학적 스펙트럼은 발광중심과 모체에 의존하며 기판온도의 변화는 발광층의 결정성 향상에 기여한다는 것을 알았다. 기판 온도의 변화에 의한 막의 결정성 향상과 열처리에 의한 발광중신의 모체내 열확산에 따른 재결정화나 비 방사성이완(non-radiative relaxation)을 일으키는 격자결함의 감소는 EL소자의 발광층내 전도전자에 영향을 미쳐 휘도와 효율의 개선이 이루어짐을 알았다. 소자의 발광층에 흐르는 전도전류와 이동전하량을 각각 Chen-Krupka회로와 Sawyer-Tower회로로 측정했다
위성의 부피 및 무게 절감을 위하여, 전자, 열제어 및 구조를 하나의 시스템으로 일체화 시키는 다기능 구조체가 개발되어 적용되어 왔으며, 다기능 구조체는 전자장비 중 무게가 많이 나가는 섀시/프레임들, 케이블들 및 커넥터들을 제거 할 수 있다. 이런 기존의 다기능 구조체의 주요 사항은 전기·전자의 섀시/프레임들을 개발 비용 및 시간이 많이 요구 되는 MCMs (Multi-Chip Modules)로 대체 하는 것이다. 본 논문은 위성의 부피 및 무게를 효율적으로 절감할 수 있는 새로운 다기능 구조체의 개념을 보여준다. 구조는 열제어 및 우주방사차폐 기능을 포함한 사각형 격자강화 구조체로 설계 및 제작된다. 사각형 격자강화 구조체는 등방격자구조체의 수정형으로 일반적인 인쇄회로기판을 섀시/프레임 없이 내장할 수 있는 충분한 공간을 제공한다.
본 연구는 엑스선 흉부촬영에서 격자를 이용하여 촬영법과 Air Gap Technique을 이용한 촬영법에서 얻은 영상을 평가하기 위하여 대학병원 영상의학과에서 10년 이상 근무한 방사선사 선생님 5인에게 주관적 평가 ROC와 객관적 평가 SNR를 시행하였다. 분석한 결과는 Cronbach Alpha 값이 0.714로 유의하게 높았다. Air Gap Technique 촬영법에서 팬톰과 상수용체 간격을 20 cm 띄우고 관전압 100 kVp, 관전류와 촬영시간 8 mAs로 설정하고 촬영한 영상을 ROC 평가에서 18점, SNR 평가에서 6.149로 가장 높은 점수를 얻었다. 또한 격자를 이용하여 촬영법에서는 팬톰과 상수용체 간격을 15 cm 띄우고 관전압 110 kVp, 관전류와 촬영시간을 8 mAs에서 촬영 시 ROC 평가점수가 19점과 객관적평가인 신호대잡음비(SNR)가 6,622으로 가장 높은 점수를 받았다. 이에 격자를 이용하여 나타나는 격자의 cut-off 현상으로 인하여 재촬영뿐만 아니라 판독지연, 환자의 피폭선량 증가, 기계적 수명단축 등의 단점을 벗어나는 Air Gap Technique 촬영법을 활용한다면, 중환자실 및 응급환자를 위한 이동형 엑스선 촬영장비를 사용할 경우를 포함하여 흉부 촬영 시에 많은 도움이 되리라 사료된다.
본 논문에서는 $\pm$20$^{\circ}$의 구형 빔 패턴 형성을 위한 삼차원 다층 원형 도체 배열 구조의 최적화 설계 변수들에 대하여 연구하였다. 원형 도파관 여기에 의한 다층 원형 도체 배열 구조의 각 방사 소자는 입력 원형 도파관, 임피이던스 정합용 원형 도파관, 방사 원형 도파관 그리고 그 위에 적층된 유한개의 원형 도체 배열층들로 구성되며, 각 방사 소자들은 원추형 빔 스캐닝에 적합한 정육각형 격자 배열 구조를 이룬다. 본 논문에서는 다층 원형 도체 배열 구조에 대한 해석 알고리듬을 제시하고, 이것을 프로그램 코드화하여 최적화 설계 변수 추출을 위한 다양한 설계 변수 변화에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 또한, 다층 원형 도체 배열 구조의 구형 빔 패턴 및 반사 계수에 대한 대역폭 특성을 살펴 보았으며, 그 결과 다층 원형 도체 배열 구조는 최소한 5.6 %의 주파수 대역폭내에서 $\pm$20$^{\circ}$의 양호한 구형 빔 패턴을 형성함을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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