분포 혼합 종단 처리 방식을 채택하고 있는 TEM Cell에 있어서, 내부 도체상의 전류 흐름 및 종단에서의 전류 흐름 해석 방법에 대하여 연구하였다. 회로 해석법을 적용하여 내부 도체 종단부에서의 전류 흐름의 직진성 개선 및 그에 따른 전력 소모를 고려한 최적 종단 저항 네트워크를 설계 하였다. 기존의 각 저항들을 등 간격으로 배치 시켜 구성한 저항 네트워크와 연구결과 제안된 저항 네트워크의 종단 전류 흐름에 대한 수치 해석을 수행하였으며, 두 네트워크를 각각 제작하여 적외선 촬영을 한 결과, 수치 해석 결과와 일치함을 입증하였다.
지표 레이다(Ground Penetrating Radar; GPR) 탐사를 모사하기 위해서, 시간 영역 유한 차분법을 이용하여 송수신 안테나를 고려한 3차원 모델링 알고리듬을 개발하였다. 국내에서 주로 사용되는 GPR탐사기기인 쌍극자 안테나를 모사하고, 안테나 끝점에서의 내부반사(ringing) 현상을 줄이기 위해 subcellular법을 사용하였다. 반무한 매질에서 종단 저항에 따른 출력 전압의 변화를 비교하여, 종단 저항의 수가 많아지면 내부반사가 줄어드는 반면 출력 전압이 작아진다는 사실을 알 수 있었고, 이 결과를 토대로 내부반사를 줄이는 쌍극자 안테나를 구현하였다. 각도에 따른 전기장 분포를 알기 위해 안테나에 직교하는 면과 안테나를 포함하는 면에서 방사 패턴을 구하였다. 안테나를 포함하는 면의 전기장 에너지가 안테나에 직교하는 면보다 안테나 직하부로 집중되는 현상을 볼 수 있었다.
섬유보강 아스팔트 포장은 신설뿐만 아니라 유지보수를 위한 덧씌우기에도 적용 가능한 포장 유형이다. 섬유보강재를 아스팔트 층 사이에 설치하여 하부 층에 이미 발생된 균열을 정지시키거나 지연시키고 러팅을 저감할 수 있다. 본 연구에서는 섬유보강 아스팔트 포장과 일반 또는 개질 아스팔트 포장의 공용성을 비교하기 위하여 균열율, 러팅, 종단평탄성, 그리고 처짐을 조사하였다. 현장조건에 근거하여 11개 구간을 비교에 적합한 구간, 비교에 제약이 있는 구간, 그리고 비교가 곤란한 구간의 세 가지 그룹으로 나누어 조사하였으며 측정된 자료는 통계적으로 분석되었다. 섬유보강 아스팔트 포장은 일반 또는 개질 아스팔트 포장에 비해 러팅 저항성이 크고 종단평탄성이 증진되는 효과가 있었다. 하지만, 처짐은 유사했으며 조사된 구간의 공용기간이 짧아 균열에 대한 저항성은 비교할 수 없었다.
전송선 방정식을 이용하여 선형소자로 종단된 손실이 있는 다중 전송선에서의 누화(crosstalk)와 외부 전자파 에 의한 결합현상을 FDTD 기법으로 해석하였다. 표피효과에 의한 도체의 손실을 고려하여 해석할 경우 전송선 방정식에 컨벌루션 적분이 나타나게 되는데 컨벌루션 적분의 계산량을 줄이기 위해서 프로니(Prony) 방법을 이 용하였다. 또한 저항뿐만 아니라 인덕터나 커패시터로 종단된 다중 전송션을 해석하기 위해 상태변수 표현식 (state-variable formulation)을 이용하였다, TEM(Transverse Electromagnetic) 셀을 이용해서 다중 전송선에서의 누화와 외부 입사장에 의한 전자파 결합현상을 시간영역에서 측정하였고 이론적으로 구한 시율레이션 결과 와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다. 또한 PCB와 같이 KSC 3340 TIV보다 상대적으로 손실이 큰 전송선 구조 인 경우 도체의 길이가 짧아도 손실을 포함해야 정확한 예측이 가능함을 확인하였고 저주파에서의 저항은 정상 시간 응답을 결정하고 고주파에서의 임피던스는 초기시간 응답을 결정함을 보였다.
위성 중계기의 무게와 부피를 최소화 하기 위하여 출력 멀티플렉서는 매니폴드(manifold) 형태로 많이 설계한다. 매니폴드 형태의 출력 멀티플렉서의 정확한 성능을 구현하기 위해서는 이에 사용하는 각각의 채널 필터는 단일 종단으로 설계하여야 한다. 본 논문에서는 필터의 전달 함수로부터 orthogonal projection 및 행렬의 평면회전(plane rotation)을 이용하여 6차 단일종단 이중모드 필터의 회로망 파라미터인 입출력 저항 및 결합 행렬을 구할 수 있는 합성 방법에 대하여 설명하였다. 특히 평면 회전 과정에서의 회전 행렬의 피벗 및 회전각을 제시하여 구현 가능한 결합 계수를 용이하게 얻을 수 있도록 하였다. 두 개의 서로 다른 구조를 갖는 필터에 대하여 동일한 전달 함수로부터 각각의 회로망 파라미터를 추출하였다. 본 논문에서 서술한 단일종단 필터의 회로망 파라미터 추출법은 다른 차수의 필터에도 적용이 가능하다.
수많은 교각들이 규칙적으로 배치되어 있는 복개하천이나 하천종단교량 등의 경우 개별적인 교각의 후면부에서 발생하는 와류로 인한 에너지 손실이 누적되어 흐름에 큰 저항요인으로 작용한다. 격자기둥의 형상과 종방향 및 횡방향 배치간격이 배수시스템의 통수능에 미치는 영향을 파악하기 위해 본 연구에서는 사각형 및 둥근장방형 격자기둥에 대한 기초적인 수리 실험을 실시하고 그 결과를 분석하였다.
직류기정류이론은 Arnold, Langsdorf등에 의하여 연구되어 왔으며, 이들은 정류방정식에서 정류주기중의 전류의 시간적변화와 정류주기종단에서 전류의 시간적 변화율의 값에 의하여 spark 발생여부를 판별하여 정류량부를 판별하였다. 본 논문은 상기한 방법과는 달리 정류의 기본방정식에서 정류곡선의 일반식을 구하고 정류곡선을 해석하여 정류양부를 판별하는 것이며, 정류주기중에 있는 단종선론의 coil저항과 연접한 극(pole)아래의 Brush에 의한 단각전류의 상호유도작용까지도 고려하였을때의 정류곡선의 일반식을 구하고 이를 해석하여 Langsdorf에 의하여 연구된 정류판별의 결과를 비교하여 정류판별에 대한 차이점과 명확한 결론을 제시코저 한다.
레일 밑에 놓이는 침목은 레일을 지지해 주는 역할을 한다. 침목의 저항은 레일의 전류 및 전압과 밀접한 관계가 있다. 침목의 저항이 낮으면 레일 사이에 침목을 통해 폐회로가 형성되어 레일의 전류 및 전압이 감소한다. 이로 인해 궤도 계전기 동작에 문제가 발생하여 열차가 항상 궤도를 점유하게 된 상태로 유지된다. 현재 도시철도 및 광역철도에서 사용하고 있는 목침목은 산화작용을 방지하기 위해 방부제를 사용한다. 방부제 성분 중에 크레오소트가 있는데 이 물질은 탄소를 기저로 하는 화학물질로 변화된다. 도체적인 성질을 가지고 있는 탄소는 목침목의 저항에 영향을 미친다. 크레오소트의 화학작용에 의해 발생한 탄소로 인해 목침목이 도체로써 작용하면 침목 간격마다 레일 사이에 폐회로가 형성되어 열차의 단락 전류 및 궤도회로 종단의 전압이 감소하여 궤도 계전기가 오동작이 발생한다. 본 논문에서는 목침목의 저항을 포함하는 궤도회로 4단자망 모델을 제시하였다. 또한 직선구간에서 목침목의 기준 저항 값을 제시하였다.
현재 도로분야에서 콘크리트 포장의 양적증가와 공용연수 증가로 콘크리트 포장의 손상에 따른 유지보수문제가 크게 부각되기 시작했다. 국내에서 적용되고 있는 콘크리트 포장 유지보수는 통상 손상된 부위의 부분보수후 아스팔트 덧씌우기 공법을 일괄적으로 적용하고 있다. 본 연구에서는 콘크리트 포장의 예방적 유지관리공법인 다이아몬드 그라인딩 공법에 대한 적용기준 평탄성, 미끄럼저항성, 소음, 경제성, 포장의 수명연장등 이론적인 연구를 수행하고, 이를 바탕으로 시험시공을 실시하여 초기공용성에 대한 측정을 실시하였다. 종단평탄성측정은 ARAN의 차륜부 좌우에 별도의 평탄성 측정센서를 부착 자동측정차량을 통해 시공전 후의 평탄성을 측정하였다. 미끄럼저항성은 SN기준값으로 분류하여 다이아몬드 그라인딩 시공전 후의 차로별 미끄럼 저항값을 측정하였다. 소음측정은 시공구간과 일반구간, 차종, 속도를 변수로 선정하여 소음발생정도를 측정하였고, 시공전 후의 평균조도깊이를 측정하여 다이아몬드 그라인딩 공법의 평가를 실시하였다. 분석결과 종단평탄성은 시공후 $6%{\sim}40%$가 향상되었으며, 미끄럼저항성은 1차로에서 66%, 2차로에서 37%의 증진효과가 있었다. 소음은 다이아몬드 그라인딩 구간에서 평균 3.4dB의 소음감소 효과가 나타났으며, 평균조도 깊이는 79%의 깊이 항상 효과를 보였다. 그러므로, 향후 기존 콘크리트 포장의 유지보수공법으로서 다이아몬드 그라인딩 공법의 국내적용이 적정하다고 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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