본 연구는 재료비선형 문제를 다루기 위한 비선형 MLS 차분법의 정식화 과정을 제시한다. MLS 차분법은 절점모델을 기반으로 고속 미분근사식을 활용하여 지배 미분방정식을 직접 이산화 하는데, 변수를 변위로 일원화한 Navier 방정식을 사용하여 탄성재료 문제를 다룬 기존의 MLS 차분법은 재료의 구성방정식을 별도로 고려할 수 없다. 본 연구에서는 비선형 재료의 구성방정식을 반영할 수 있는 강정식화를 위해 1차 미분근사를 반복 사용하는 겹미분근사를 고안했다. 응력의 발산으로 표현되는 평형방정식을 그대로 이산화하고 Newton 방법을 적용하여 반복계산을 통해 수렴해를 찾는 비선형 알고리즘을 제시했다. 응력 계산과 내부변수의 갱신은 return mapping 알고리즘을 활용하였고, 알고리즘 접선계수(algorithmic tangent modulus)의 적용을 통해 빠르고 안정적인 반복계산이 가능하도록 하였다. 재생성 시험을 통해 겹미분근사의 정당성을 검증했고, 비선형재료에 대한 인장문제의 해석을 통해 개발된 비선형 MLS 차분 알고리즘의 정확성과 안정성을 확인하였다.
$BaTiO_3$ 미분말은 여러종류의 0.05 M 출발용액으로부터 초음파 분무 열분해법으로 합성하였다. 이때, 유속은 0.5 cm/sec, 저온로는 $300^{\circ}C$, 고온로는$700^{\circ}C$로 고정하였다. 입자의 형성과정은 반응 단계별로 포집된 분말을 SEM으로 직접 관찰하였고 또한, 반응기내에서의 입자의 거동을 이론적으올 고찰하고자 하였다. 순수한 $BaTiO_3$ 미분말은 출발용액이 nitrate aqueous solution인 경우에 합성이 가능하였다. 합성된 미분말은 19.1 nm의 일차입자들로 구성된 porous한 약 $0.42 {mu}m$크기의 구형의 이차임자였다. 형성과정은 건조단계에서 입자의 크기가 감소한 후 열분해 초기단계에서 증가하고 반응이 진행됨에 따라 점차 다시 감소하여 최종 $0.42 {mu}m$의 고화된 입자로 되었고 입도분포는 반응이 진행됨에 따라 점차 넓어졌다. 또한, 반응기내에서 입자들의 이론적 거동은 반응기 중심쪽으로 향하여 진행된다.
일반적으로 강우-유출모형은 lumped model과 distributed model로 크게 구분될 수 있으며, 우리나라에서는 이중 비교적 부족한 자료를 이용하여도 개략적 모의가 가능한 전자를 널리 사용하고 있다. 본 연구에서는 이러한 모형들의 매개변수를 보정하는 방법에 관해 연구하였다. 일반적으로 모형의 보정 방법에는 크게 시행오차에 의한 수동보정(manual calibration) 방법과 최적화 기법에 의한 자동보정(automatic calibration) 방법으로 나눌 수 있다. 수동보정 방법은 모형 수행결과를 수문곡선의 시각적 비교에 의해 관측치와 비교하여 모형 운영자의 주관적인 판단하에 조정하는 기법이며, 자동보정 방법은 최적화 기법을 이용8하여 특정한 산정기준(estimation criteria)을 최대 또는 최소화시켜 모형의 매개변수를 결정하는 방법이다. 이러한 최적화기법은 일반적으로 직접탐색법과 경사법으로 구분할 수 있다. 경사법은 수렴속도가 빠르지만 편미분에 의해 방향을 찾아가는 방법으로 편도함수가 필요하므로 수문모형에는 적용하기가 힘들므로 적합하지 않다. 그러나, 보다 많은 컴퓨터 수행시간을 필요로 하는 직접탐색법의 경우 수렴속도는 느리지만, 편도함수를 필요치 않으므로 수문모형의 최적화 기법으로 적합하다고 할 수 있다. 직접탐색법에는 simplex-search 법, 패턴인식(pattern-search)법, rotating-direction 법, brent 법 등이 있으며, 본 연구에서는 직접탐색법의 일종인 패턴인식(pattern -search)법을 이용하여 매개변수 최적화 과정을 모의하였다. 이러한 매개변수 보정모형을 구성한 후 이를 가장 보편적으로 사용되고 있는 유출모형인 각종 단위도법들을 결합하는 모형을 구성하였다. 또한 구성된 모형을 시범유역에 적용하여 나온 결과를 HEC-1에서 적용되고 있는 단일변량 증감법과 같은 최적화 기법을 이용한 결과와 비교·분석을 실시하였다. 본 모형을 활용하여 강우-유출 모형의 매개변수를 지속적으로 산정하고 일반화할 경우 임의의 유역의 수문기상학적 특성에 부합한 매개변수를 정량화 시킬 수 있었다.
동수압적 미끄럼베어링의 작동원리는, 두개의 서로 경사진 면이 윤활제를 그 사이에 두고 상대적인 운동을 함에 있어서 두면사이에는 윤활유 막이 형성되어 압력이 형성되고 두면에 작용하는 하중의 지지하게 되므로 직접적 마찰없이 상대적 미끄럼운동을 한다는 것이다. 동수압적 유체윤활은 윤활틈새 내의 윤활유동에 동수압적 점성유체역학 이론을 적용하며 베어링윤활유막의 압력분포를 계산하기 위한 편미분 방정식의 발견이 그 근본을 이루고 있고, 미끄럼베어링에 대한 기본적연구는 1900년 이래로 계속 수행되고 있다. 크랭크샤프트와 피스톤 연결봉 사이의 베어링은 동하중을 크게 받으며 회전하므로 저어널과 축의 상대운동은 회전운동과 윤활면의 수직운동으로 나누어 해석할 수 있다.
보일러 화로내의 3차원 복사열전달 현상을 비교적 간단하게 수행할 수 있는 프로그램을 개발하여 중유를 연료로 사용하는 산업용 보일러의 화로해석을 수행하였다. 프로그램 개발시에는, 공학적으로 수용이 가능한 범위내에서의 경험값 및 가정을 도입하여 화로내에서 존재하는 현상들을 해석하기 위한 연립편미분방정식을 가능한 분리(decoupling)시켜 3차원 복사열전달 현상을 비교적 간단하게 수행할 수 있게 하였으며, 특히 보일러 제조업체의 설계부서에서 직접 화로해석을 수행하고 그 결과를 기본설계에 반영할 수 있게 시도하였다. 실제 보일러의 화로에 대한 설계자료를 이용하여 화로해석을 수행하였으며, 그 결과의 신뢰성을 입증하였다.
대학수학 수업에서 틈틈이 유아 교육과 유아 수학교육에 관한 기본적인 내용을 대학수학(미분적분학의 이해, 생활과 수학) 수업 내용과 관련이 있는 경우 설명을 하여주고, 놀이를 통한 유아 교육과 유아 수학교육 과제(216가지, 105가지)를 각각 한 가지씩 내어준 다음 과제들에 대해 직접 실습을 하고 그 결과를 보고서 형태로 제출하도록 하였다. 그리고 유아 수학교육과 대학수학에 대한 태도가 변화되었는가를 유아 수학교육 기초 조사를 통하여 조사하여 알아보고 분석하였다.
차량 충돌시 자동차의 시트는 승객 및 운전자를 보호해야 한다. 따라서 자동차시트는 충분한 강도를 가져야 하며 이것은 여러 가지 법규에 의해서 제재되고 있다. 물리적 실험 결과가 법규에 정한 규정치를 만족시키기 위해 과대설계 될 수 있다. 그러나 이것은 연비를 줄이기 위한 경량화의 만족이라는 설계요구에 상충한다. 본 논문에서는 헤드레스트 강도시험을 시뮬레이션하고 과대 설계되어 있다고 판단되는 어퍼암을 최적화 모델로 최적설계를 수행하였다. 순차 이차 계획법인 PLBA 알고리즘과 민감도 해석을 위하여 직접근사해석법을 사용하였다.
본 연구에서는 실내 쾌적성을 향상시키는데 적합한 에어컨의 기류형태를 파악하고자 세 가지 유형의 기류(감성기류, 풍량변화 기류, 풍향변화 기류)애 대한 감각반응, 감성반응, 정서반응 둥을 측정, 비교하였다. 기류감을 나타내는 13개의 형용사 쌍으로 구성된 의미미분척도에 대한 실험참가자의 평정을 변량분석한 결과, 감성기류가 다른 종류의 바람보다 선호되는 것으로 나타났으며, 간접적이고 신선하며 편안한 바람으로 평가되었다. 반면 풍량변화 기류는 가장 선호되지 않았으며, 직접적이고 거칠며 자극적인 바람으로 평가되었다. 정서반응에 대한 감각반응의 예측정도를 알아보기 위해 회귀분석을 실시한 결과, 변화가 없는 규칙적인 바람으로 평가되는 바람과 간접적인 바람을 쾌적하다고 느끼고 선호하는 것으로 나타났다. 감성반응에 영향을 주는 감각반응으로는 직접감이 단연 중요한 요인으로, 바람이 간접적으로 불어 온다고 판단될수록 이완되고 편안하다고 느끼며, 자연스럽고 부드러운 바람이라고 느끼는 것으로 나타났다
본 연구에서는 실내 쾌적성을 향상시키는데 적합한 에어컨의 기류형태를 파악하고자 세 가지 유형의 기류(감성기류, 풍향변화 기류, 풍향변화 기류)에 대한 감각반응, 정서반응 등을 측정, 비교하였다. 기류감을 나타내는 13개의 형용사 쌍으로 구성된 의미미분 척도에 대한 실험참가자의 평정을 변량분석한 결과, 감성기류가 다른 종류의 바람보다 선호되는 것으로 나타났으며, 간접적이고 신선하며 편안한 바람으로 평가되었다. 반면 풍량변화 기류는 가장 선호되지 않았으며, 직접적이고 거칠며 자극적인 바람으로 평가되었다. 정서반응에 대한 감각반응의 예측정도를 알아보기 위해 희귀분석을 실시한 결과, 변화가 없는 규칙적인 바람으로 평가되는 바람과 간접적인 바람을 쾌적 하다고 느끼고 선호하는 것으로 나타났다. 감성반응에 영향을 주는 감각반응으로는 직접감이 단연 중요한 요인으로, 바람이 간접적으로 불어 온다고 판단될수록 이완되고 편안하다고 느끼며, 자연스럽고 부드러운 바람이라고 느끼는 것으로 나타났다.
최적 제어나 최적 설계에 사용되는 목적함수를 연립 방정식화하여, Newton법에 의하여 최적치를 구하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 방식은 도함수의 산출과 입력이 불필요한 일반 도함수를 프로그램화한 직접 미분법(DDA)에 의하여 목적함수와 초기치만을 입력하여 최적치를 구하는 간단한 방식이다. 제안한 방식을 최적 제어와 최적 설계에 적용하여 유용성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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