• 제목/요약/키워드: 수치해석 및 분석

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무작위 잡음이 포함된 탄성파 트레이스로부터 Peak Frequency-Shift 방법을 이용한 Q-factor 추정 (Q-factor Estimation of Seismic Trace Including Random Noise using Peak Frequency-Shift Method)

  • 권준석;정우근;하지호;신성렬
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제21권1호
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    • pp.54-60
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    • 2018
  • 탄성파 탐사를 통해 취득된 자료는 적절한 자료처리 및 해석 과정을 거쳐 석유, 가스 자원의 부존여부를 파악하는데 활용할 수 있다. 자원의 부존여부를 지시하는 탄성파 속성은 진폭 정보로부터 도출되며, 이 때 탄성파 고유 감쇠를 표현하는 Q 값은 탄화수소 지시자로서 유용하게 사용된다. 따라서, Q 값을 산출하는 기법의 정확성이 자원 부존여부를 파악하는데 매우 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 수치모형실험을 통해 탄성파 감쇠를 표현하는 Q 값을 산출하고 오차율을 분석하였다. 실제 현장자료를 모사하기 위해 무작위 잡음을 추가한 자료에 대하여 스펙트럼 진폭 비교법과 최대 주파수 이동법을 이용하여 Q 값을 산출하고 오차율을 분석하였다. Q 값을 산출한 결과 무작위 잡음을 추가하여 신호대 잡음비가 90 dB 일 때는 두 가지 방법 모두 비교적 정확한 값을 산출하였으나, 무작위 잡음의 크기가 증가할 경우 최대 주파수 이동법이 스펙트럼 진폭 비교법 보다 정확한 결과를 도출함을 알 수 있었다.

충전층에서 탄소에 고정시킨 Tyrosinase의 반응속도에 관한 연구 (Kinetic Behavior of Immobilized Tyrosinase on Carbon in a Simulated Packed-Bed Reactor)

  • 신선경;김교근
    • 분석과학
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    • 제10권1호
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    • pp.66-74
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    • 1997
  • 지름 2.54cm, 길이 10cm인 유리관에 tyrosinase(EC. 1.14.18.1)를 입자의 크기 $550{\mu}m$인 탄소에 고정시켜 충진하고, 페놀과 산소를 기질로 사용하여 tyrosinase의 반응 특성을 조사하기 위해 axial dispersion 모델을 제안하였다. 본 논문에서 페놀의 농도는 55.5mM로 고정시키고 산소(2.7ppm, 5.4ppm, 그리고 9.5ppm)와 유속 (1~3mL/s)을 변화시키면서 탄소에 고정된 tyrosinase의 반응을 관찰하였다. 또한, Damkolher수를 계산하고 분산 특성과 식으로부터 효소반응 속도 및 분산의 영향을 예측하기 위해 수치적 해석을 하였다. 연구 결과 물질저항은 주로 외부 전달과 내부확산이었으며, 제안된 모델에서 Biot수는 64.25였다. 페놀은 1.0mL/s 정도의 느린 속도에서 산소의 농도가 높을수록 높은 전환율을 나타내었다. 한편, axial dispersion 모델과 plug flow 모델의 비교에서는 모두 같은 전환율을 나타내어 axial dispersion 모델이 반응속도와 무관함을 알 수 있었다.

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초등예비교사의 '지구와 우주' 영역에서 메타버스 활용가능성 제안 (Proposal for Possibility of Using Metaverse in the 'Earth and Space' Area of Pre-service Elementary Teachers')

  • 이용섭
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.248-256
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    • 2021
  • 본 연구는 초등예비교사들에게 메타버스에 대한 교육적 접근에 대한 인식을 알아보고자 한 연구이다. '초등과학교재연구 II' 강좌를 수강하고 있는 초등예비교사 71명을 대상으로 메타버스에 대한 설문을 하였다. 설문의 내용을 분석한 결과는 다음과 같다. 대학의 LMS 시스템을 활용하여 설문을 제시하여 그에 반응한 내용을 바탕으로 정량적 수치 해석과 정성적 분석으로 결과 및 결론을 제시하였다. 첫째, 초등예비교사의 메타버스에 대한 이해 정도는 매우 높은 수준이다. 초등예비교사들은 MZ세대로서 이미 메타버스의 기본이 될 수 있는 매우 빠른 IT환경에서 생활하고 있기 때문에 메타버스를 이해하는데 도움이 되었을 것이다. 둘째, 초등예비교사의 메타버스에 대한 필요성은 매우 높은 수준이다. 메타버스는 현재의 교육환경을 넘어서 보다 양질의 교육을 제공할 수 있는 요소가 많기 때문에 매우 필요하다고 생각하고 있었다. 셋째, 초등예비교사의 '지구와 우주' 영역에서 적용 가능성 탐색의 질문에서는 아직까지 교수설계 원리에 근거하여 메타버스 교수설계를 기획한 사례는 보기 드물었다. 이러한 결과를 바탕으로 '지구와 우주'영역에서 메타버스 활용가능성을 제안하며 시공간을 초월할 수 있는 가상공간을 활용한 교육컨텐츠는 매우 필요할 것이라 여겨진다. 이러한 결과를 바탕으로 제언을 하면 다음과 같다. 첫째, 교수설계를 기반으로 메타버스 기법을 도입한 교육컨텐츠가 개발되어 활용되어야 할 것이다. 둘째, 교육환경에서 메타버스가 구현될 수 있도록 재정적 지원을 해야 할 것이다. 셋째, 교원(초등예비교사 포함)들에게 메타버스에 대한 연찬을 할 수 있도록 연수 기회를 제공해야 할 것이다.

급·배기구 면적 변화가 누출 수소 환기에 미치는 영향에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Study on the Effect of Area Changes in Air Inlets and Vent Ports on the Ventilation of Leaking Hydrogen)

  • 이창용;조대환
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.385-393
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    • 2022
  • 수소는 지구 온난화의 주범인 온실가스(GHG) 배출을 감소시키고 선박용 친환경 연료로서 대두되고 있다. 수소는 가연 하한계(Lower Flammability Limit, LFL)가 4 ~ 75 %이고 폭발 위험성이 큰 물질이다. 그래서 선박용으로 사용되려면 누출에 대비한 안전성이 충분히 확보되어야 한다. 본 연구에서는 수소탱크 저장실에서 수소 누출이 발생한 경우, 급·배기구의 면적 변화가 환기 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 급·배기구의 면적은 1A = 740 mm × 740 mm이며 저장실 표면에 크기 및 위치 변경이 쉽도록 설정하였다. CFD 상용 소프트웨어인 ANSYS CFX ver 18.1을 이용하여 급·배기구의 면적을 1A, 2A, 3A, 5A로 변경하였고, 면적 변화에 따른 저장실 내의 수소 몰분율을 분석하였다. 그 결과 급기구 면적이 배기구 면적 증가에 비해 누출 수소의 농도를 더 감소시켰으며 단일 급기구보다 최소 2A 이상에서 환기 성능이 향상되었다. 급기구의 면적이 증가할수록 수소 층화가 저장실 상부부터 균일하게 형성되었지만 LFL 범위는 벗어나 있었다. 그러나 배기구는 면적을 단순히 증가하는 것만으로는 환기 성능에 미치는 영향은 미비하였다.

친환경연료 선박의 가스누출 피해저감을 위한 연구 (A Study on Safety Assessment for Low-flashpoint and Eco-friendly Fueled Ship)

  • 류보림;;강호근
    • 한국항해항만학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.25-36
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    • 2023
  • 선박의 온실가스 감축을 위한 다양한 환경규제가 발효되었고, 이로 인해 액화 천연 가스(Liquid natural gas, LNG), 액화 석유 가스(Liquefied petroleum gas, LPG), 암모니아 그리고 바이오 연료 등 여러 대체 연료를 선박에 적용하고 있다. 대안 연료의 대부분이 액화가스형태의 저인화점 연료가 많이 거론되고 있고 그 사용량은 지속적으로 늘어날 것으로 예상된다. 이에 따라, 이러한 저인화점 연료를 선박 연료로써 이용하기 위한 표준이나 지침서가 필요한데 아직까지 미비한 실정이다. LNG의 경우, 벙커링과 관련하여 ISO 표준이 마련되었고 비영리민간기구(NGO)인 선박가스연료협회(Society for Gas as a Marine Fuel, SGMF)에서도 LNG 벙커링에 대한 지침서를 마련하여 발간하였다. 이와 더불어, 선급에서도 안전한 벙커링을 위해 벙커링 방법과 절차에 따라 안전관리구역을 지정하도록 하고 있다. 따라서, 연료에 따른 안전관리구역을 설정하기 위한 절차를 마련하고 절차 수립을 위해 벙커링 환경조건과 가스 누출 시나리오를 분석하고 이를 토대로 수치해석적 방법으로 검증이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 절차 수립을 위한 초기 연구로써, 산업계의 적용 현황과 표준을 살펴보고 선급 지침서와 기존 선행 연구를 분석 및 조사하였다. 이를 바탕으로 국내 항만에서 벙커링을 위한 안전관리구역 설정을 위한 절차를 마련하고자 한다.

콘크리트구조물의 반복적 동결융해에 대한 수치 해석적 열화 예측 및 신뢰성 모델 개발 (Development of Deterioration Prediction Model and Reliability Model for the Cyclic Freeze-Thaw of Concrete Structures)

  • 조태준;김이현;조효남
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.13-22
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    • 2008
  • 다공성 시스템 내부 동결체의 생성과 성장은 온도경사와 화학적 에너지뿐만 아니라 열 물리학적 영향과 이동 물질에 의해서도 영향을 받는다. 더욱이 융해 화학물질의 확산율은 반복적인 동경융해 환경 하에서 매우 높은 값을 나타낸다. 결과적으로 콘크리트구조물의 열화는 해양환경과, 높은 고도 및 북쪽 지방에서 특히 크게 발생된다. 그러나 균열 성장과 누적된 손상에 의한 열화를 동반한 동결융해의 특성은 실험을 통해서 추정하기가 곤란하다. 이러한 손상을 예측하기 위해서 응답면기법 (RSM)을 이용한 회귀분석법을 사용하였다. 콘크리트구조물에서 반복되는 동결융해로 인한 열화의 주요 변수인 물-시멘트비, 연행공기, 동결융해의 반복 횟수 등은 응답면기법의 한계상태방정식을 구성하는데 중요한 입력 변수로 사용되었다. 누적변형률, 상대동탄성계수, 또는 등가 소성변형과 같은 주요한 열화 변수에 대한 회귀방정식은 열화된 구조물의 성능을 평가할 수 있다. 300번의 동결융해 반복 후의 상대동탄성계수와 잔류변형의 결과는 실험 결과와 매우 유사한 경향을 나타내었다. 응답면기법의 결과는 설계 시 한계값에 대한 초과 확률을 예측하는데 사용되어질 수 있다. 그러므로 개발된 예측 기법을 활용하여 반복적인 동결융해에 의해서 누적 손상을 받는 콘크리트구조물의 생애주기 관리에 사용될 수 있다.

가열식 액체용 질량유량계측기에 관한 이론 및 실험적 연구 (Analytical and Experimental Study on a Thermal Liquid Mass Flow Meter)

  • 김택영;강창훈;신윤섭;김태수;최선호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권4호
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    • pp.309-316
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    • 2015
  • 가열식 액체용 질량유량계측기(LMFM, Liquid Mass Flow Meter)에 대하여 수치해석적으로 분석하였으며 실험을 통하여 검증하였다. 기존의 기체용 질량유량계측기(GMFM, Gas Mass Flow Meter)와 동일한 구조로 설계하였으나 계측온도차는 기체용에 비하여 정 반대의 특성을 나타낸다. 기체는 열용량이 작아서 계측관벽을 통한 전도열전달이 기체의 유동에 따른 대류열전달에 대응할 정도이므로 이들 상호작용의 결과 상 하류 써미스터의 온도차가 질량유량에 비례한다. 반면, 열용량이 큰 액체의 경우 대류열전달이 지배적이 되어 계측관벽을 통한 전도열전달이 무시되며, 결과적으로 온도차가 질량유량에 반비례한다. 계측관경과 히터의 권선폭은 LMFM 의 중요한 설계인자로서 각각 최적화가 필요하다. 최적화 설계를 통하여 제작한 계측기는 반도체 생산장비의 극소유량 정밀제어 및 공급용으로 사용할 수 있다.

노인군과 청장년군 간의 정상 검사치의 비교 분석 (Differences in Clinical Laboratory Data between the Elderly and the Young Adults)

  • 이근아;이근미;정승필;배성욱
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제14권2호
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    • pp.430-442
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    • 1997
  • 노인의 정상 검사치를 청장년층의 정상 검사치와 비교하고 성별 차이를 파악하며 검사치를 노인병 진료에서 임상적 활용이 가능한 자료로 사용할 목적으로 본 연구를 실시하였다. 영남의료원 종합검진센터에서 검진을 받았던 사람 중 만 60세 이상이며 검진 결과 건강하다고 판정된 617명의 피검자를 노인군으로 선정하였고, 동일한 시기 및 장소에서 검진을 받고 정상으로 판정된 20세이상 35세 이하의 피검자 1,791명을 청장년군으로 선정하였다. 평균 연령은 노인군은 63.8세(60세 - 83세)였고 대조군은 31.1세였다. 대조군에 비해 평균적혈구용적, 평균적혈구혈색소량, 적혈구침강속도, C-반응성 단백, AST,ALT, ${\gamma}$GTP, 알칼리성 포스파타제, BUN, 총 콜레스테롤, 중성지방 농도는 남녀 모두 노인군에서 유의하게 높았으며 임파구(%), 총 빌리루빈과 직접 빌리루빈, 총 단백질, 알부민, 삼요오드타이로닌 농도는 노인군에서 유의하게 낮았다(P<0.05). 혈색소도는 노인군에서 유의하게 낮았다(P<0.05). 혈색소량, 혈소판, 티록신 수치는 남자 노인군에서 유의하게 낮았으며, 호산구(%), 크레아틴닌은 여자 노인군에서 유의하게 높았다. 고밀도 단백 농도는 남자 노인군에서 유의하게 높았으며(P<0.01), 백혈구 수, 호중구 수(%), 단핵 세포구(%), 갑상선 자극 호르몬 농도는 남녀 모두 노인군과 대조군 사이에 유의한 차이가 없었다. 노인에서의 임상병리 검사의 정상치는 청장년의 정상치와 차이가 나는 항목이 많은 것으로 생각되며 성별에 따라서도 큰 차이를 보이는 검사가 있었다. 노인병의 진료시 혈액, 생화학적 검사의 해석에서 이러한 차이가 고려되어야 할 것으로 생각되며 앞으로 보다 많은 수의 대상 및 검사에 영향을 미치는 변수를 고려한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

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유한체적법을 이용한 격자기반의 분포형 강우-유출 모형 개발 (Development of Grid Based Distributed Rainfall-Runoff Model with Finite Volume Method)

  • 최윤석;김경탁;이진희
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제41권9호
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    • pp.895-905
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    • 2008
  • 유역의 수문현상을 해석하기 위해서는 다양한 지형자료와 수문 시계열자료가 필요하다. 최근 들어 DEM(Digital Elevation Model)과 수자원 주제도와 같은 지형자료 뿐만 아니라 수치예보자료 및 강우레이더의 관측자료와 같은 수문 시계열자료 또한 격자 형태로 제공되고 있으며, 이를 활용한 수문분석에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 이러한 격자형 자료를 이용하여 효과적으로 단기간의 강우-유출 현상을 모의하기 위한 물리적 기반의 분포형 강우-유출 모형인 GRM(Grid based Rainfall-runoff Model)을 개발하였다. 지표면 유출과 하도 유출의 모의는 운동파 방정식을 이용하고 있으며, 침투량 산정을 위해서 Green-Ampt 모형을 이용하고 있다. 지배방정식은 유한 체적법을 이용하여 이산화 하였으며, TDMA(TriDiagonal Matrix Algorithm) 방법을 이용하여 연립방정식을 풀고, 비선형 항에 대해서는 Newton-Raphson 방법으로 반복 계산함으로써 수렴해를 도출하였다. 개발된 모형은 단순화된 가상의 유역에 대해서 적용한 결과를 $Vflo^{TM}$ 모형의 모의결과와 비교함으로써 타당성을 검토하였다. 또한 위천 유역의 적용을 통해 모형의 검증 및 실제 유역에 대한 적용성을 검토하였으며, 모의결과는 관측유량의 재현성이 높은 것으로 나타났다.

물막이댐 주변에서의 국부세굴현상 모의 (Numerical Modeling of Local Scour Around a Coffer Dam)

  • 노준우;김우구
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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    • pp.419-423
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    • 2004
  • 하상변동은 유속에 의해 얻어지는 전단력에 직접적으로 영향을 받게 된다. 특히 교대나 교각, 그 밖에 수제공 등을 비롯한 수공구조물의 설치에 의하여 흐름단면이 급격히 감소되는 구간에서는 이러한 현상이 매우 활발하게 일어나게 되는데 이는 국부세굴의 직접적인 원인이 되기도 한다. 본 논문에서는 단면축소에 기인한 유속증가에 의해서 발생되는 국부세굴현상을 2차원 유한요소 모델을 사용하여 모의하고 주변의 전반적인 하상변동현상을 규명해 보았다. 먼저 2차원 흐름모형으로부터 유속성분을 구하고 전단력을 구한 다음 소류사 이동공식을 적용한 하상토 보존방정식을 풀이함으로써 국부세굴에 따른 하상의 변동을 수치모델로 예측할 수 있게 된다. 본 논문에서는 유한요소법을 이용, 하상토 보존방정식을 계산한 다음 일정시간동안 모델수행을 통해서 변동이 거의 없을 때까지 하상의 변동사항을 순차적으로 모의하고 예측해 보았다. 적합한 구간을 선정하여 단면축소에 기인한 유속증가로 인한 국부 세굴을 모의하기 위하여 본 모델을 개발, 적용하였다. 미국 미시시피 강에서 Lock & Dam No. 26을 교체하는 제 1단계 작업 중 물막이댐 건설로 인하여 흐름단면이 약 $50\%$ 감소하게 된다. 주로 단면축소 구간을 적용대상으로 선정하여 물막이댐 주변의 하상변동을 모의한 다음 실제 관측치와 비교하여 본 모델의 효용성을 입증하였다. 모형은 기본적으로 유한요소법을 이용해서 하상토 보존 방정식을 풀이한 것으로 van Rijn 소류사 이동공식을 적용하였다. 세굴현상에 기인한 수심증가로 인한 전단력 감소현상도 흐름의 연속조건을 도입하여 모의가능 하게끔 작성하였다.. 상대적으로 적은 것으로 분석되었다. 이번 연구를 통하여 WEP 모형이 유역 물순환 해석에 적절한 모형임을 확인할 수 있었으면, 향후 청계천 유역의 물리적 특성에 대한 매개변수와 인공계 물순환 자료의 보완을 통해 보다 향상된 모의가 가능할 것으로 판단된다. 하였던 Cd과 Mg이 Ca 및 Ca과 vitamin D의 동시(同時) 급여(給與)로 감소(減少)하였고 Cu는 전체적(金體的)으로 변화(變化)가 없었으며 Zn은 Cd 급여(給與)로 감소(減少)하였으나 Ca과 vitamin D의 급여(給與)에 의하여 증가(增加)하였고 Ca은 Ca과 viamin D의 급여(給輿)로 유의(有意)하게 증가(增加)하였다. 신장(腎臟)중의 무기질(無機質) 함량(含量)은 Cd급여(給輿)로 Cu, Mg은 감소(滅少)하였으나 Ca, Zn은 변화(變化)가 없었고 Ca 및 Ca과 Vitamin D의 급여(給與)로 Cd, CU, Zn은 증가(增加)하였다.ce area)는 수술 전100.8$\pm$25.6 mm/$m^{2}$에서 79.3$\pm$ 15.8 mm/$m^{2}$로 감소한 소견을 보였다. 승모판 성형술은 전 승모판엽 탈출증이 있는 두 환아에서 동시에 시행하였다. 수술 후 1년 내 시행한 심초음파에서 모든 환아에서 단지 경등도 이하의 승모판 폐쇄 부전 소견을 보였다. 수술 후 조기 사망은 없었으며, 합병증으로는 유미흉이 한 명에서 있었다. 술 후 10개월째 허혈성 확장성 심근증이 호전되지 않아 Dor 술식을 시행한 후 사망한 예를 제외한 나머지 6명은 특이 증상 없이 정상 생활 중이다 결론:

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