일반적으로 최대평탄 하프밴드 필터들은 다른 필터들에 비해 넓은 주파수 영역을 가지고 있다. 이것은 필터의 주파수 응답을 직접적으로 제어하기 위한 필터 차수의 여분이 없이 단지 $z={\pm}1$에서 최대 가능한 제로 수를 갖도록 설계된 것으로 독립된 파라미터가 없기 때문이다. 본 논문에서는 천이 대역폭 직접 제어가 가능한 FIR 하프밴드 필터들의 설계를 위한 새로운 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 필터의 0번째 계수인 $h_0$를 파라미터화한 일반화된 라그랑지 하프밴드 다항식(g-LHBP)을 기반하고 있으며, $h_0$를 제어함으로써 요구되는 주파수 응답을 갖는 필터를 설계하는 방식이다. 이때 $h_0$는 g-LHBP 재귀관계의 이론적 분석을 통하여 천이대역의 경사도 파라미터로 모델링하였다. 또한, 이 방식은 요구된 필터 특성(:천이대역의 경사도와 대역 평탄도 사이의 균형) 선택과 관련된 설계 파라미터들(:필터 계수들)의 직접적인 계산을 위한 명확한 공식을 제공한다. 설계 예시들은 제안된 방식이 최대평탄 하프밴드 필터들 보다 상대적으로 날카로운 천이대역 경사도를 가진 하프밴드 필터의 설계에 적합한 솔루션임을 보여준다.
Direct numerical and large eddy simulations of transitional flows around studs installed on flat plate and bulbous bow have been performed to investigate an effectiveness of turbulence stimulators on laminar-to-turbulence transition at a very low speed. The flow velocity was determined to be 0.366m/s corresponding to 4 knots of full-scale ship speed when the objective ship was Kriso container ship. The spatial evolution of skin friction coefficient disclosed that a fully development of turbulence was observed behind the second stud installed on flat plate while a rapid transition from laminar to turbulence gave rise to the fully development of turbulence behind the first stud installed on bulbous bow. A comparison of streamwise mean velocity profiles showed that the viscous sublayer and log-layer were in good agreement with previous results although the friction velocity of Smagrosinsky sub-grid scale model was about 10% larger than that of direct numerical simulation. While the turbulence intensities of bulbous bow was similar to those of flat plate in inner region, larger intensities of turbulence were observed in outer region of bulbous bow than those of flat plate.
탱크와 연결된 배관에서 원하지 않은 사고로 인해 액체 위험물질의 누출이 발생할 경우 천이영역에서의 누출속도 계산방법을 제시하였다. 배관에서의 액누출에 관한 누출속도는 층류와 난류영역에서 Crowl and Louvar 등이 제시한 모델식을 이용하여 프로그램 또는 직접계산에 의해 이루어지고 있으나, 천이영역에 대한 모델식은 없었다. 따라서 본 논문에서는 Lap-Mou Tam 등이 실험한 천이영역에서 레이놀즈수에 따른 마찰계수 실험값을 이용하여 천이영역에 대한 누출속도 값을 계산하였고 이 값을 층류와 난류에 관한 모델식을 사용한 값과의 비교를 통해 천이영역에서 일반적으로 사용할 수 있는 모델식으로 난류에 관한 모델식으로 계산한 값에 안전율 $30\%$를 추가한 값을 위험평가에 사용할 수 있음을 보였다.
평탄한 잡음 주파수 특성을 갖는 예측부호화에서 신호 압축을 목표로하여 적절한 잡음 감소 회로를 사용한다면 높은 주파수 성분으로 천이시킬 수 있다. 이 경우 직접 잡음을 제어하는 필터를 사용하는 방법이 있으나 본 논문에서는 신호를 몽롱화(blurring)하는 알고리즘의 특성을 정보령 압축과 잡음 처리면에서 연구하였다 전처리 필터의 몽롱화 과정에 균등 가중이 도입되었으며 이 몽롱화 후처리 필터에 의해 신호가 복원된다. 이처럼 주파수 영역에서 잡음 천이 범위는 필터 크기에 의존한다. 신호몽롱화에 의해 잡음이 증가하기는 하나 지역 통과 특성을 갖는 시각적 감도에 적합한 부호화에 효과적임을 보았다.
고속 주파수 호핑 시스템을 구성하기 위해서는 무엇보다 천이 시간이 매우 짧은 주파수 합성기가 필요하다. 본 논물에서는 천이 시간이 수 nS 정도로 극히 짧은 직접 디지틀 주파수 합성기를 실현하고 그 특성을 실험하였다 또한 호핑 특성을 검토함으로써 본 논문에서 구성한 주파수 합성기가 고속 주파수 호핑 시스템에 적합함을 확인하였다. 마지막으로 현재의 기술수준으로 신호 대 잡음비 (SNR)를 획기적으로 증가시키고 아울러 시스템 구성을 간단히 할 수 있는 개선 방법을 제시하였다.
경계층 천이는 극초음속 비행체의 열공력 성능에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 성능 해석과 설계를 위해 천이지점의 정확한 예측 능력이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 극초음속 경계층 천이 예측을 위한 γ-Reθt 모델을 개선하고 검증하였다. 천이 시작 위치 결정에 영향을 주는 간헐도 수송방정식 생성항의 계수를 압축성 경계층 상사해를 기반으로 마하수와 벽면온도, 자유류 정체온도 등에 대한 함수 형태로 구성하고 적용하였다. 기본 모델의 Reθc와 Flength 상관관계식에 마하수에 따른 천이 시작 운동량두께 레이놀즈수와 천이구간의 길이 변화를 반영할 수 있도록 마하수에 대한 관계식을 추가로 결정하여 적용하였다. 실용적인 사용을 고려하여 제안 모델을 상용 CFD 코드에 적용하였으며, 검증을 위해 모델을 사용하여 극초음속 평판과 원뿔 경계층 해석을 수행하였다. 실험 결과와의 비교를 통해 마하수와 단위 레이놀즈수 변화에 대한 개선된 예측성능을 확인하였다.
본 연구에서는 희박기체 환경의 유동 정보를 효과적으로 계산하기 위해 CFD 해석기법과 DSMC 해석기법 간 연계 해석을 수행하는 CFD/DSMC 혼합해석기법을 개발하였으며, 개발된 해석기법을 이용하여 천이영역에서의 고속 비행체 주위 유동에 대한 해석을 수행하였다. 해석 형상으로는 콘과 실린더 형태로 이루어진 FRESH-FX 형상으로 고려하였고, 혼합해석기법의 결과는 순수 CFD 및 DSMC 해석 결과와 비교하였다. 천이영역의 대기가 상대적으로 희박하여 초음속 유동에서 발생하는 충격파의 구배 및 세기가 약화된 것을 확인하였다. 순수 CFD 해석 결과와는 차이를 보였고, 순수 DSMC 해석 결과와 거의 일치하는 결과를 도출하는 것을 확인하였다. 또한, 순수 DSMC 계산시간보다 해석 시간이 감소하였다. 이를 통해 혼합해석기법의 결과에 대한 신뢰성 및 해석 시간에서의 효율을 확인하였다.
대기과학분야에서 대기의 온도는 풍향-풍속과 더불어 매우 중요한 기상파라메타로 사용되고 있다. 수직고도에 따른 온도의 변화는 대기의 안정도를 결정하기도하며 구름의 생성과 소멸에 직접적인 변수가 되기도 한다. 원격으로 온도를 측정하는 기술 중에서 가장 보편적으로 사용되는 방법은 산소나 질소의 회전 라만 신호를 이용하는 기술이다 이 방법은 Cooney에 의하여 최초로 시도되었는데, 온도에 따라 민감하게 변하는 두 개의 회전천이 스펙트럼을 측정함으로써 이루어진다. (중략)
논리 회로는 하드웨어로 직접 구현할 수도 있으나, 설계된 디지털 논리를 프로그램으로 구현하고 이를 내장형 프로세서가 실행하게 하는 방식으로 구현할 수 있다. 이러한 구현은 내장형 시스템에 적합하도록 코드 크기와 실행 속도가 효율적이어야 한다. 본 논문에서는 복사 전파, 데드코드 삭제, 위상 정렬등의 컴파일러 최적화 기술과 함수 단위 모듈 개념을 도입하여 신호 흐름 분석 기법의 C 코드 자동 발생기를 구현하였다. 회로 시뮬레이션 구현 기법 중 유한 상태 천이 모델 기법으로 코드를 발생하는 Esterel 시스템과 성능 비교 실험을 한 결과, 코드 크기는 평균 84.17%로 감소되었으며 실행 속도는 평균 4.68배로 향상되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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