한국소음진동공학회 1998년도 춘계학술대회논문집; 용평리조트 타워콘도, 21-22 May 1998
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pp.17-24
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1998
압축기의 종류는 크게 dynamic type과 positive displacement type으로 우선 나눌 수 있다. 전자는 제트엔진에 사용되는 압축기에서 보는 바와 같이 기체의 속도를 변화시켜 동압을 정압으로 바꾸어 압력을 얻는 경우이다. 후자는 기체를 둘러싼 체적을 줄여서 압력을 얻는데 가전제품에 쓰이는 냉각용 압축기의 대부분의 종류가 이에 해당된다. 압축 기체의 종류에 따라 공기 압축기, 가스 압축기, 냉각용 압축기로도 나눌 수 있겠다. 냉각용 압축기는 다시 여러 가지 방법으로 분류할 수 있겠지만, 구동 모타의 용량이나 냉각 용량에 따라, 대형, 소형으로 분류하거나, 압축기를 둘러싼 셀의 구조에 따라 밀폐형과 반 밀폐형으로 나눌 수 있다. 밀폐형은 냉매를 반 영구적으로 보충할 필요가 없도록 용접형 셀을 가진 구조로 압축기를 다시 열어서 보수할 수가 없다. 냉장고나 냉방기 같은 가전 제품에 쓰이는 압축기는 대부분 소형 밀폐형이 되겠다. 산업용의 중,대형 압축기는 보수의 목적으로, 자동차 냉방용 압축기는 동력이 엔진축에서 공급되는 구조 상의 이유로 반 밀폐형이 채택된다. 보수가 사실상 불가능한 밀폐형의 구조 상 소형 냉장용 압축기는 거의 무한 수명을 감안한 설계를 요하게 되고, 이것이 압축기의 보수적인 설계 및 개발 성향에 어느 정도 영향을 주었다고 볼 수 있다. 이런 소형 밀폐형 압축기(positive displacement, fractional horsepower, hermetic compressor)에 관한 연구의 소개가 이 글의 주 관심이 되겠다. 압력을 얻기 위해 체적을 변화시키는 mechanism도 여러 가지가 있는 바, 왕복동식 피스톤(reciprocating piston) 압축기가 가장 오랫동안 사용되어 온 구조이다. 회전식으로 압축을 얻는 방식으로는 로타리 피스톤식, 스크류식, 스크롤식 압축기가 있다. 로타리 피스톤(rotary piston)식 압축기는 약 20여년 전 부터 냉방용 압축기에서부터 널리 쓰이게 되었다. 약 10여년전부터 상용화 된 스크롤(scroll) 형 압축기도 현재 상대적으로 용량이 큰 가정용 냉방기를 중심으로 많이 쓰이고 있다. 스크류형 압축기는 보통 중대형 상업용에 주로 쓰인다.
영역 기반의 영상 압축 방법으로 quadtree 분할 압축 방법이 있다[1][2]. 이 방법은 낮은 bpp환경의 손실 압축에서 우수한 압축성능을 나타내지만 무손실이나 혹은 손실이 거의 없는 그레이 영상 압축에는 적당하지 않다. 본 논문에서는 quadtree 분할 압축을 예측자 및 F함수와 함께 사용하여 무손실이면서 우수한 압축성능을 가지는 무손실 압축 방법을 제안한다.
본 연구에서는 고해상도 위성 영상에 관한 압축을 연구하였다. 위성영상은 많은 픽셀 정보와 이루어져 있기 때문에 빠른 영상처리와 데이터 보관을 위해서 압축이 필수적이다. 특히 영상압축시 도로정보와 건물, 산림, 지형 등의 특징을 왜곡을 최소화하여 압축하여야 한다. 따라서는 본 연구에서는 함수공간에서 영상 압축이 가능한 웨이브렛을 기반하여 위성 영상의 압축기법을 제안하였으며, 일반적인 정지영상 압축 기법인 JPEG과의 압축성능을 분석하였다. 그 결과 웨이브렛 압축기법이 JPEG보다 1/10 이상의 압축 성능을 보였다.
인터넷에서 널리 사용되는 HTML은 현재 데이터베이스 시스템과 같은 저장소 대신, 전형적인 파일 시스템에 저장되는 경우가 대부분이다. 마찬가지로 최근에 인터넷 상에서의 데이터 교환 및 표현의 표준으로 부각되는 XML 역시 파일 시스템에 저장되는 경우가 많다. 하지만, XML 문서의 비정규적인 구조와 장황성 때문에. 디스크 공간이나 네트워크 대역폭이 정규적인 구조의 데이터에 비해 비효율적이다. 따라서. 이를 해결하고자. XML 문서의 압축에 관한 연구가 진행되었다. 하지만. 최근에 연구된 XML 압축 기법들은 압축한 XML 문서에 대한 질의를 지원하지 않거나, 질의를 지원하더라도 XML 문서의 데이터 값들의 특성을 고려하지 않고 단순히 기존의 압축 방법을 통해 XML 문서를 압축한다. 그러므로 본 연구에서는 압축한 XML 문서에 대한 질의를 효율적으로 지원하는 XML 압축 기법을 제안한다. 본 연구에서는 태그를 Dictionary 압축으로 압축하며 태그 별로 데이터 값들의 타입을 추출하여 추출한 타입에 적절한 압축 방법으로 데이터 값을 압축한다. 또한, 제안하는 압축 기법의 구현 및 성능 평가를 통하여. 구현한 시스템이 실생활에 사용되는 XML 문서들을 효율적으로 압축하며 향상된 질의 성능을 제공하는 것을 보인다.
스포츠화 중창용으로 사용되는 PU, IP 및 PH 등 세가지 종류의 발포체를 일정한 응력으로 반복압축한 후, 반복압축에 따른 발포체의 압축력, 영구변형, 회복력 등에 미치는 영향을 고찰하였다. 발포체의 반복압축에 따른 최대압축력은 PU의 경우는 거의 변화하지 않는 것으로 나타났으나 IP의 경우 최대 압축력은 크게 저하되었다. PU는 반복압축에 따른 발포체의 영구변형은 미소하였으나 PH의 경우 반복압축횟수가 증가함에 따라 현저하게 증가하는 경향을 나타내었다. 경도 45인 발포체를 5만회 반복압축 한 경우 발포체의 영구변형은 PU
석탄가스화복합발전소내 공기분리장치와 연계된 가스터빈 공기압축기의 성능병화를 예측할 수 있는 해석방법을 제안하였다. 공기분리장치와 연계된 가스터빈용 공기압축기의 성능변화는 유선곡률방법과 압력손실모델을 결합한 해석방법을 사용하였으며, 예측결과들을 실제 압축기성능 시험 결과와 비교하여 예측정확도를 검증하였다. 제안된 압축기성능 해석방법을 근간으로, 압축기와 공기분리장치의 연계조건인 열교환기의 핀치포인트 온도차, 추출공기량 및 추출 공기압력이 압축기 성능변화에 미치는 영향을 정량적으로 예측하였다. 공기추출량이 늘어나거나 핀치포인트 온도차가 커질수록, 압축기의 압축비 및 소요동력은 증가하나, 압축기 효율은 공기추출량의 증가에 따라 고압공기추출시에는 저하되고, 저압공기추출시에는 향상되었다. 더 나아가, 압축기의 일반화된 성능특성곡선의 제시를 통해, 압축기 효율을 극대화 할 수 있는 압축기/공기분리장치 간 연계조건의 최적화를 시도하였다.
본 논문에서는 일반 X-ray 필름을 사용하는 기존 아날로그 의료 영상 진단 체계의 문제점들을 해결하기 위해 연구 개발된 포괄적인 영상관리 전송 시스템(PACS)에서의 효율 적인 영상 전송과 저장을 위해 병원에서 매일 다량으로 발생하는 의료 영상들 중 CT와 MR영상을 대상으로 하여 새로운 무손실 영상 압축 기법인 CRAC 압축 알고리즘을 설계하 였다. CRAC 압축 알고리즘에서는 CT와 MR 영상의 파일구조를 분석하여 런랭스 코딩에 적합하도록 데이터를 재배열하는 전처리 작업을 설계하였으며, 이를 CT와 MR 영상에 최적 화 시킨 개선된 런랭스 알고리즘으로 1차 압축시켜 그 결과를 산술 부호화 알고리즘과 결합 함으로써 압축효율을 향상시켰다. 이러한 CRAC 압축 알고리즘은 무손실 압축 기법으로, 의 료 영상을 압축한 수 손실 없이 원 영상을 그대로 복원할 수 있기 때문에 PACS에서의 CT, MR 영상의 판독을 위한 단기 저장시에 적합한 압축 알고리즘으로 CT와 MR 영상의 무손 실 압축에 대해 새로운 전처리 방법을 제시하였고, 기존 무손실 압축 방법들과 비교 분석한 결과 압축률이 2.1%∼5.9% 정도 향상되었다.
본 연구에서는 압축 해제 호환성을 갖춘 병렬 처리 Deflate 압축 알고리즘을 구현하기 위하여 병렬 압축 및 압축 해제에 필수적인 정보를 복수의 비 압축 블록(Non-Compression Block)내의 버려지는 영역(Disposed Bit Area)에 저장하는 방식으로 구성한 컨트롤 헤더를 삽입하는 새로운 방식을 제안하였다. 이를 통해 기존 압축 해제 프로그램과 완벽한 호환성을 유지하면서도 병렬 압축 및 병렬 압축 해제가 가능하도록 하였다. 또한 순차 처리방식 대비 압축 시간을 최대 71.2% 절감하였고 병렬 압축해제 시간을 65.7%까지 절감하였다. 특히 Deflate 알고리즘의 구조적 제약으로 인해 병렬 압축 해제는 불가능하다고 알려져 있으나, 제안하는 방식을 탑재한 디코더로 알고리즘 수준에서 고속의 병렬 압축 해제가 가능하고, 호환성을 유지하여 동일한 압축 데이터를 기존의 압축 해제 프로그램으로도 정상적 압축 해제가 가능함을 확인하였다.
본 논문에서는 방사선투영영상을 기존 압축방법인 JPEG 압축과 새로운 표준으로 채택중인 JPEG2000을 적용하여 압축율 및 영상의 품질을 비교 실험하였다. 기존의 의료영상압축 표준의 하나인 JPEG 압축은 압축비율이 높아짐에 따라 블륵킹 현상의 발생으로 원 영상이 회손되는 압축의 한계를 인식하고 있다. 따라서 원 영상의 보호와 압축율 증가의 두 가지 면을 만족시키기 위해 Wavelet 을 사용하는 JPEG2000을 실험 평가하여 의료영상압축에 적용하고자 한다. 실험대상으로 환자 10명 정상인 10명의 투영영상을 사용하였으며, 영상의 품질, 손상도 등을 평가하기 위해 PSNR( Peak Signal to Noise Ratio )과 판독의에 의한 ROC( Receiver Operating Characteristic )분석을 실행하였다. 실험결과, 영상의 품질, 손상도를 평가하기 위한 PSNR 은 15:1 압축에서 $46.05{\pm}1.1dB$의 값을 얻었으며, JPEG의 같은 압축비율에 비해 $1.78{\pm}0.1dB$의 값이 높음을 알 수 있었다. 종합적으로 3명의 판독의에 의해 ROC 분석을 실행한 결과 15:1의 압축비율에서 압축비율과 품질을 종합하였을 때 진단에 적합한 최적 압축비율임을 보였다.
본 연구에서는 저마하수 예조건화 기법이 적용된 기존 압축성 해석자의 해석 범위를 최소한의 수정으로 비압축성 유동해석이 가능하도록 확장하는 전략을 제시하였다. 이를 위해 압축성 총 에너지 방정식과 동일한 형태의 에너지 방정식을 사용하였다. 이러한 에너지 방정식은 비압축성 지배방정식인 연속방정식, 열에너지 방정식과 역학적 에너지방정식의 선형 조합을 통해 얻어진다. 이렇듯 압축성 방정식과 동일한 형태를 갖는 비압축성 지배방정식에 시간 전진 기법을 적용하기 위해 Turkel의 가상 압축성 기법을 적용하였다. 또한 Roe 평균이 공통의 압축성/비압축성 지배방정식에서 모두 유효함을 보였다. 압축성 해석자에 위 내용을 적용하여 비압축성 해석이 가능하도록 확장하는 과정은 본래의 압축성 해석자를 이용한 압축성 해석에 아무런 영향이 없다. 확장된 해석자를 통한 비압축성 해석 검증을 위해 비점성, 층류 그리고 난류 유동에 대한 순차적 해석을 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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