본 논문은 초음파 방사힘을 이용하여 음향파워를 측정하는 방법에 대한 이론적 모델을 세우고 이에 대한 이론적 결과를 다루었다. 이를 위해 Kirchhoff approximation 기반으로 강체원뿔표적에 대한 산란모델을 세우고 음향파워를 계산한 후 이를 방사힘으로 환산하였다. 이를 통해 원뿔표적을 사용하는 기존 방법의 정확성 및 측정 한계, 그리고 임의의 경사각의 원뿔표적으로도 측정할 수 있는 음향파워측정에 관한 확장된 이론을 제시하였다. 이를 이용하여 초음파 방사힘을 이용한 음향파워측정 방법의 주파수 및 표적 크기에 대한 의존도도 본 논문에서 제시하였다. 그 결과로 주파수 및 표적 크기를 고려하였을 때 국제표준규격(International Electrotechnical Commission, IEC)에서 제시하는 방법으로 계산한 음향파워값에 추가되어야 할 보정값을 산출하였다.
이 연구에서는 경막바깥신경성형술 시행에 있어서 중요한 엉치뼈틈새에서 경막주머니종말부 및 척수원뿔 사이의 거리를 자기공명영상에서 계측하여 한국인의 생체 연구에 대한 기초 자료를 제공하고자 한다. 허리통증으로 자기공명영상을 촬영한 환자 중 척추압박골절이나 척추전방전위증 그리고 기형 등이 없는 환자 200명(남자 88명, 여자 112명)을 대상으로 하였으며, 평균 연령은 54.3세(20~84세), 평균 신장은 161.3 cm(135~187 cm)이었다. T2강조 자기공명영상을 이용하여 엉치뼈틈새에서 경막주머니종말부 그리고 척수원뿔 사이 거리를 계측하여 성별 및 신장에 따른 상관관계를 분석하였다. 엉치뼈틈새꼭지에서 경막주머니종말부까지 거리는 $62.8{\pm}9.4mm$, 엉치뼈틈새꼭지에서 척수원뿔까지 거리는 $232.2{\pm}21.8mm$, 엉치뼈틈새꼭지에서 경막주머니종말부 사이 최소 거리는 34.8 mm, 최대 거리는 93.9 mm, 엉치뼈틈새꼭지에서 척수원뿔 사이 최소 거리는 155.0 mm, 최대 거리는 284.0 mm이었다. 엉치뼈틈새꼭지에서 경막주머니종말부까지, 그리고 엉치뼈틈새꼭지에서 척수원뿔까지 거리는 모두 여성이 남성보다 짧게 나타났고(p<0.05), 엉치뼈틈새꼭지에서 경막 종말부 및 척수원뿔 사이 거리는 신장에 대해 유의한 상관관계를 보였다(p<0.01). 이 연구의 결과는 한국 성인의 엉치뼈틈새에서 경막주머니종말부 및 척수원뿔 사이 거리에 대한 생체 계측 자료를 제공하며, 경막바깥공간에 대한 임상적 시술의 안전성 확보와 한국인의 체형에 맞는 카테터 개발에 도움이 될 것이라 생각한다.
물성치와 하중-변위곡선을 일대일 대응 시킬 수 있는 함수를 생성함으로써, 미지 재료에 대한 압입시험 데이터로부터 바로 재료물성을 찾는 압입물성평가 기법을 제시했다. 원뿔형 압입 유한요소해석으로 압입자 중심각이 압입 하중-변위 곡선에 주는 영향을 살펴 보았다. 이로부터 한 압입자 중심각에 대해 같은 Kick's law 계수 C를 갖는 두 재료들이 압입자 중심각이 변하면 서로 다른 C 값들을 가짐을 확인했다. 이어 영률, 항복강도, 변형경화지수와 하중-변위곡선 사이의 상관관계들을 분석하고, 항복변형률이 변형경화 지수와 더불어 중요한 변수임을 확인했다. 이 두 특성들을 바탕으로 이중원뿔형 압입 물성평가 수식들을 작성했다. 1회 압입 후 재료의 영률을 평가하고, 두 압입자를 이용해 얻은 하중-변위 곡선들로부터 곡률계수들을 구해 항복변형률과 변형경화 지수를 구했다. 제시된 물성평가법은 압입 하중-변위곡선들로부터, 압입자 물성과 선단반경에 상관없이, 평균오차 2% 내에서 재료 물성값들을 준다.
본 논문에서는 고출력 전자기파 발생 장치에 사용될 소형화 된 원뿔 계단형 COBRA(Coaxial Beam-Rotating Antenna)를 제안하였다. COBRA는 혼 안테나와 렌즈로 구성되는데, 일반적인 방법으로 설계할 경우 정전 파괴 방지를 위해 그 크기가 매우 커지게 된다. 소형화를 위해 안테나의 길이만 줄일 경우 위상 오류의 증가로 인해 안테나의 이득이 줄어들게 되는데, 이를 방지하기 위해 COBRA 렌즈를 원뿔 계단형으로 변형시켜 개구면에서의 위상 오류가 보정 되도록 하였다. 시뮬레이션 결과, 1,300 mm 길이의 안테나를 600 mm로 줄였음에도 불구하고 제안된 안테나는 더 높은 이득을 보였으며, 제작하고 측정된 원뿔 계단형 COBRA의 이득은 26.2 dBi로 나타났다.
현행 교과서에서는 원, 타원, 포물선, 쌍곡선 등의 이차곡선이 원뿔을 잘랐을 때 나타나는 단면 곡선이라고 통합적으로 소개하면서도 실제로는 각각 2차식으로 표현된다는 점 외에 그 곡선들 사이의 어떤 연관성도 언급되어 있지 않다 '이차곡선'이라는 단원명에서 알 수 있듯이 기하학적 작도에 의해 도입된 원뿔곡선이 이차방정식으로 표현되고 이 방정식을 통해 초점, 꼭짓점, 준선 등을 찾는 기계적 활동만이 주를 이루고 있다. 본 논문에서는 원뿔곡선의 발견 이후부터 현재에 이르는 역사적 발달 과정 속에서 이루어진 다양한 논의를 통하여 이차곡선의 본질을 분석하고 이를 바탕으로 이차곡선의 교수 학습 방법 개선을 위한 시사점을 얻고자 한다.
일반적 의미의 성형폭약이라 함은 폭약 중에 빈공간이 존재하여 표면쪽으로 개방되어 있는 한덩이의 고폭약을 말한다. 이런 이유로 절단 단면의 형상은 주로 V 자형을 이루고 있으며 보통 V자의 뽀족한 부분이 기폭부분이 된다. 성형폭약은 그 생김새를 기준으로 크게 2가지로 나눌 수가 있는데 원뿔형과 선형이 그것이다. 원뿔형 성형폭약은 그 초기 발전단계부터 군용 대장갑용으로 명성을 떨쳤으며 현재에도 많은 연구가 진행되고 있는 상태이다. 이에 비해 선형 성형폭약은 철구조물 해체나 여러 용도의 민간/상업용 절단도구로 많이 쓰이고 있는데 두 번의 세계전쟁을 치루며 엄청난 규모의 물질적 인적 지원을 바탕으로 발전한 원뿔형 성형폭약에 비해서 턱없이 연구실적이 부족한 상태이다. 이 논문에서는 일반적인 선형 성형폭약의 관통력에 대한 연구가 아닌 기능적 측면에 대한 연구결과를 서술하며, 기능적 측면상 중요한 몇 개의 항목에 대한 수량화, 정의 및 연구가 이루어진다. 그 항목으로는 발전거리(run up distance), 이격거리(stand off distance), 기폭위치에 따른 절단모양, 파편 분간 형상 등이 있으며 각 항목에 대한 하류 항목들은 본문에서 다루어진다. 모든 실험은 University of Missouri-Rolla, Rock Mechanics and Explosives Research Center 에서 이루어 졌으며 대부분의 실험은 500grain/ft 선형성형폭약을 사용하여, 기폭 후 철제목표물을 관통한 형상 및 관통 단면을 관찰하는 형식으로 이루어졌다.
수직 이착륙기나 로켓 등을 발사시킬 때 사용되는 제트 편향기 설계를 위한 기초 자료를 얻기 위해 축대칭 원뿔에 충돌하는 초음속 제트에 대한 연구를 수행하였다. 본 논문에서는 충격파 간섭 또는 전단층에 의한 박리 등과 같은 유동 현상을 분석하기 위해 쉬리렌 장치를 이용한 유동가시화, 표면압력분포 등을 측정하였으며, 수치해석을 통해 실험결과와 비교, 검증하였다. 유동은 원뿔 충격파와 배럴 충격파 사이에서 간섭으로 인해 발생되는 충격파 패턴이었으며, 자유제트의 구조에 따라 다양한 형상을 나타내며 표면 압력분포에 크게 영향을 미친다.
이 논문은 전투기나 미사일 등의 전면부에서 음속이상의 속도로 날아갈 때 발생하는 충격파의 각도와 영향을 수치데이터와 비교한 논문이다. 서울대학교 초음속풍동을 이용하여 원뿔형 모델에 대해서 마하수를 다르게 하여 충격파의 위치와 크기를 측정하여 보았다. 마하수 2.0, 3.0, 그리고 3.8에 대해서 실험을 수행했다. 그 결과 충격파의 위치와 크기는 실험의 속도, 받음각, 사이드 슬립각에 따라서 다르고 때에 따라 blockage effect가 발생한다는 것을 확인했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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