펄스개수측정방법은 반작용휠의 속도를 측정하는 고전적인 방법이다. 본 연구에서는 펄스개수측정방법을 수식으로 표현하였다. 반작용휠의 회전을 속도가 아니라 샘플링 시간 동안의 회전각도로 모델링하였다. 제안된 모델의 유효성은 모델에서 얻어진 펄스개수 변화와 이동평균의 효과가 기존 연구결과와 동일함을 확인하는 방법으로 검증하였다. 이렇게 검증된 모델에 타코펄스 불균일성을 추가하고 펄스개수측정방법의 오차에 대해서 살펴보았다. 불균일성으로 인해서 증가하는 측정오차의 크기를 수식으로 표현하였으며, 측정오차를 상쇄하기 위해서 취해야 하는 이동평균의 개수 조건을 제시하였다.
Cahn-balance에 의한 TGA(thermal gravimetric analysis)와 heat pipe가 내삽된 유동상 탈착 시스템을 이용한 실험 및 이론적 고찰을 통해 유동상 열탈착조에서 디젤오염토양의 열탈착 모델링을 확립하였다. 유류에 오염된 토양의 탈착 특성을 살펴본 결과, 비다공성(nonporous)토양("soil A")의 경우 유류 탈착 빠르게 진행되는데 반해서 다공성(porous)토양("soil B")의 경우 탈착이 지연되는 현상을 관측하였는데 이는 내부 기공에서 탈착된 유류성분이 외부로 빠져 나오는데 걸리는 시간이 비다공성 토양에 비해 상대적으로 길기 때문으로 사료된다. 또한, 확산지배 탈착 영역에서는 탈착속도는 탈착가스의 유속과는 거의 상관없는 경향을 보였다. 연속식 유동상에서의 탈착효율에 영향을 미치는 변수는 탈착조 온도, 유속, 토양 공급량 이였다. 모든 온도 범위 내에서, 유동화속도가 클수록 잔류오일의 양이 감소하는, 즉 탈착효율이 증가하는 경향을 보였다. 특히 낮은 탈착온도 일수록 유동화 유속의 증가에 따라 뚜렷한 탈착효율의 증가효과를 관측할 수 있었다. 반면에 일정한 유속 하에서 토양공급 속도의 증가에 따라 탈착 효율은 감소하였다. 공급속도가 높을 때에는 온도와는 상관없이 잔류오염물의 농도가 대체적으로 높았는데, 이는 screw feeder를 통해 유입되는 오염토양이 충분한 체류시간을 거치지 않고 빠져나감으로써 충분한 열적 교환 및 물질이동이 이루어지지 않았음을 나타내주고 있다. 본 연구에서는 Fickian 확산계수를 결합시킨 Kunii-Levenspiel 모델을 통하여 유동화 속도에 따른 오염토양의 탈착 경향을 살퍼본 결과 탈착 효율 $A_X$는 전체 물질전달계수 (${K_d}_f$)와 유체유속과 기포상 승속도의 비($u_o$$u_b$)의 변화에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 모델링의 예측 결과로부터 유동층내의 확산 지배에 의한 오염토양의 탈착효율은 여러 조업변수의 조합에 의해 최적화 할 수 있음을 알 수 있었고, 아주 낮은 최소 유동화속도에서도 높은 탈착효율을 얻을 수 있다는 사실을 확인하였다. 얻을 수 있다는 사실을 확인하였다.
BIM은 지금까지 건설업무에 적용하는데 많은 시행착오를 겪어 왔다. BIM인 이슈화된지 10여년이 지났지만 활성화가 안 되고 있는게 현실이다. 본 연구는 철근콘크리트공사에 BIM적용을 제안하고자 한다. 철근콘크리트 공사는 건축공사비 중 가장 큰 비중을 차지하는 반면에 재료의 수가 적고 한정적이다. 또한 구조물 공사에 대한 모델링을 하여야 다른 모델링을 할 수 있으므로 철근콘크리트공사의 3D모델은 모든 3D모델링의 바탕이 되기 때문에 3D 모델링을 가장 처음 하여야 한다. 철근 콘크리트공사에 대한 수량산출 프로그램개발 및 사례를 통하여 BIM기반의 철근콘크리트 공사에 지식기반의 수식DB를 적용하여 시공단계까지 활용할 수 있는 BIM기반의 산출정보를 구축하였고, 적용성을 검증하였다. 이로써 BIM기반의 타 공종도 구현 가능성을 제시함으로써 정보화, 지능화 시대에 건설산업도 BIM기반의 활성화가 가능하다는 것을 확인하였다.
3 차원 산포 볼륨 데이터의 모델링(3-D Scattered Data Modeling)은 지질구조 조사, 환경가시화, 초음파 검사 등의 분야에 사용된다. 이러한 분야에 사용되는 데이터는 마칭큐브 알고리즘에서 사용하는 규칙적인 데이터와는 다르게 일반적으로 불규칙적으로 흩어진 데이터이다. 이 논문에서는 우선 불규칙적으로 흩어진 데이터에 적합한 사면체를 영역(domain)으로 하는 볼륨 모델링 기법에 대하여 고찰한다. 다음에 사면체 영역 결정에 애매성이 발생하였을 때 점근선 판정기(asymptotic decider critrion)로 애매성을 해결하는 방법을 제안하고 수식을 구한다. 마지막으로 제안한 방법을 이용하여 간단한 가시화 시스템을 구현하여 구 판정기(sphere criterion)와 비교한다. 사면체의 영역을 결정하는데 있어서 구 판 정기는 점의 좌표만을 이용하나 점근선 판정기는 점의 좌표와 그 점이 가지고 있는 함수 값을 이용하므로 보다 정확한 영역 분할이 가능하다.
본 논문에서는 현재 고고도 이탈 및 저고도 개산강하(HALO, High Altitude Low Opening)용으로 사용하고 있는 군용 낙하산의 훈련 시뮬레이터 개발을 위해 필요한 낙하산 모델링 및 시뮬레이션 결과를 정리하였다. 대상인 군용 낙하산은 파라포일(Parafoil) 형태의 사각 낙하산으로 원형 낙하산과는 달리 강하자가 조종을 통해 원하는 위치로 유도할 수 있는 기동성이 뛰어나 공수부대원들의 적진 침투시에 주로 이용된다. 실재 낙하산의 형상자료를 이용하여 파라포일과 낙하물의 질점 모델을 기반으로 9-자유도 비선형 운동방정식을 유도하고, 각각의 관성모멘트와 공력 미계수를 산출하여 MATLAB/Simulink 기반의 비선형 시뮬레이션을 수행하여 그 결과를 나타내었다. 특히 낙하산과 같은 공기부양(LTA, Lighter-Than-Air) 비행체는 일반적인 항공기 비선형 운동과 달리 부가질량(Added Mass) 및 부가 관성모멘트(Added Moment of Inertia)의 효과가 크기 때문에 이에 대한 경험수식을 바탕으로 동역학 모델링에 포함하여 고려하였다. 수행된 낙하산 운동 모델링의 검증을 위해 비대칭 조종입력을 통한 나선형 강하 비행조건을 시뮬레이션하여 대상 군용 낙하산에서 제시된 실재 성능값과 시뮬레이션 결과치를 비교하여 유도된 운동모델이 타당함을 검증하고 그 결과를 나타내었다.
전자 산업에서의 소형화와 디지털화에 따라 적층 세라믹 커패시터(Multi-Layer Ceramic Capacitors: MLCC) 또한 DC Blocking, 디커플링, 필터링 등의 기능이 이에 부응하여 그 수요가 꾸준히 증가해왔다. 이에 따라 MLCC의 등가회로를 모델링하는 기법이 많이 연구되었는데, 지금까지의 연구를 살펴보면 대부분이 소자의 주파수 특성을 측정한 후, 그 결과를 바탕으로 소자를 모델링하므로 제작 과정과 측정 과정에서 물질적, 시간적 손실을 수반한다. 이를 해결하기 위한 방법으로 본 논문에서는 구조 정보와 물질 정보로부터 설계단계에서 MLCC의 임피던스 특성을 예측할 수 있는 모델링 방법을 제시한다. 미분 방정식으로 표현되는 결합 전송선로 방정식으로부터 임의의 N개 층을 가지는 다층 평판 커패시터(N-Layer Capacitor)의 임피던스를 구조 정보와 물질 정보의 수식으로 표현할 수 있음을 보였다. 이렇게 정의된 임피던스 수식으로부터 임의의 구조 정보와 물질 정보를 가지는 MLCC의 임피던스를 예측하였으며, EM 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 그 결과, 제시한 임피던스 예측 모델링 결과와 측정 결과가 잘 일치하였고, EM 시뮬레이션보다 훨씬 빠르게 예측 결과를 얻을 수 있음을 보였다.
본 논문에서는 발진기의 위상잡음을 개선하고 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)에 적용 가능하도록 설계된 분리된 링형 DGS(Defected Ground Structure)공진기를 제안한다. 이것은 평면형 공진기로서 소형화 설계가 용이하고 상대적으로 높은 Q 값을 갖는다. 공진기를 이용하여 초고주파 발진기를 설계할 때 공진기의 등가 파라미터를 모델링하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 발진기의 설계에 필요한 공진기의 등가회로 파라미터를 공진기의 측정된 특성 값으로부터 수식적으로 계산하는 방법을 나타내었다. 방법을 검증하기 위해 공진주파수가 5.8 GHz인 링형 DGS 공진기를 제작하여 특성을 측정하고 등가 파라미터를 계산하였고, 이 결과를 ADS 도구를 이용하여 시뮬레이션한 결과와 비교하여 일치함을 보였다.
전기 장치용 리튬폴리머 전지의 전기적 모델링은 전기에너지 공급시스템의 특성을 파악하는데 매우 중요하다. 본 논문은 리튬폴리머 전지의 동적특성을 모사하기 위한 전기적 등가 모델을 제안하였다. 리튬폴리머 전지의 충/방전 실험은 Maccor 8500 충방전시험장치를 사용하였다. 측정된 데이터를 이용하여 전지의 R-C 값을 선정하였으며, 선정된 값은 다항식 함수와 지수 함수를 사용하여 수식으로 나타내었다. 시뮬레이션 결과와 실험결과를 비교하여 제안된 모델의 타당성을 검증하였다
본 논문에서는 MATLAB/SIMULINKK를 이용한 DC 전동기 구동용 3상 워상제어 정류기 시스템의 모델링 기법을 제안하였다. 이 기법은 회로 시뮬레이터의 장점을 시스템 시뮬레이터에 도입한 것으로써 수식적인 전개가 필요없어 새로운 시스템과의 결합야 간단하다. 제안된 시스템의 전체 모델은 3상 위상제어 정류기와 DC 전동기, 속도/전류 제어기 블록으로 구성된다. 이와 같이 MATLAB/SIMULINKK 환경에서 정류기와 전동기, 제어기시스템을 통합하여 구성하고 이를 시뮬레이션한 결과, 시스템의 각부 파형이 실제 시스템과 거의 일치하고 제어기의 경우도 제어가 원활히 수행됨을 얄 수 있었다. 따라서 이 방식은 폐루프 제어되는 전력전자 시스템의 특성해석 분야에 적합하다는 것을 알 수 있다.
본 연구에서는 수직 진동에 노출된 승객의 승차감을 정량적으로 분석하기 위해 점탄성 특성을 가진 시트에 기댄 인체의 동적 모델링을 제시한다. 시트 위 인체의 운동을 기술하기 위해 문헌에서 찾은 5자유도계 다물체 동역학 모델이 이용되었다. 철도차량 시트에 사용되는 점탄성 특성은 비선형 강성 특성과 시간 지연을 표현하는 컨볼루션 적분으로 수식화된다. 바닥 가진에 대한 전달함수를 분석 결과 시트의 비선형 특성으로 인해 입력 가진의 크기에 따라 전달함수는 변하는 것으로 나타났다. 측정된 철도차량의 바닥 가진을 이용하여 실제적인 인체 진동 특성을 분석한다. 주파수 가중치 자승평균치 값을 계산하고 시트 설계 파라미터가 이 주파수 가중치 자승평균치에 미치는 영향을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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