지구 자기장은 지구 내부 및 지표면 근처에서 일어나는 다양한 자화 특성 변화에 민감하게 반응하며, 이러한 지구물리적 특성은 현장에서 측정된 자기 이상치의 정량적 분석을 통하여 특정화된다. 이 연구에서는 자기 이상치 분석에 활용될 수 있는 유한요소법 기반 수치모델링을 콤솔 멀티피직스를 사용하여 구현하였다. 구현된 수치모델링 방법은 기존에 알려진 해석해와 비교하여 그 유효성을 검증하였으며, 중앙해령에서 지자기 역전과 단층 구조 사이의 상관관계를 모사하는 데 적용하였다. 이러한 유한요소 기반의 지자기 모델링 기법은 다중 물리적 현상 모사에 손쉽게 적용될 수 있다.
지금까지 자성체에 미치는 전자기력을 계산하기 위해서는, 맥스웰 응력법, 가상변위법, 자하법, 자화전류법등이 널리 사용되어 왔으며, 이들은 자성체 덩어리 전체에 미치는 전자기력을 계산하는 데 있어 모두 정당한 결과를 가져온다고 보고 있다. 그러나 전자기력 밀도식의 완전한 형태에 대해서는 아직 까지도 논란이 있으며, 각 방법에 의한 표면 전자기력 밀도는 식과 수치해석 모두 다른 결과를 보인다. 본 연구는 전자기력밀도를 체적력으로 국한하여 가상공극법을 적용하였을 때, 모두 같은 형태의 식으로 도출이 됨을 해석식이 존재하는 모델을 통하여 보여준다. 즉, 가상공극 개념을 적용할 경우, 체적력 전자기력 밀도식의 통일 가능성을 보여 주는 것이다.
Chloride corrosion has become the main factor of reducing the service life of reinforced concrete structures. The object of this paper is to propose a theoretical model that predicts the service life of chloride-corrosive concrete under fatigue load. In the process of modeling, the concrete is divided into two parts, microcrack and matrix. Taking the variation of mcirocrack area caused by fatigue load into account, an equation of chloride diffusion coefficient under fatigue load is established, and then the predictive model is developed based on Fick's second law. This model has an analytic solution and is reasonable in comparison to previous studies. Finally, some factors (chloride diffusion coefficient, surface chloride concentration and fatigue parameter) are analyzed to further investigate this model. The results indicate: the time to pit-to-crack transition and time to crack growth should not be neglected when predicting service life of concrete in strong corrosive condition; the type of fatigue loads also has a great impact on lifetime of concrete. In generally, this model is convenient to predict service life of chloride-corrosive concrete with different water to cement ratio, under different corrosive condition and under different types of fatigue load.
본 연구에서는 극초음속 비행체의 공력/열/탄성학적 거동을 반영할 수 있는 효율적인 공력 열하중 요소를 개발하였다. 빈번하게 설계 변경이 이루어지는 초기 설계 단계에서 효율적으로 사용될 수 있도록 준 해석적인 관계식을 적용하여 공력 하중과 열 하중을 구조 변형의 함수로 기술하고, 이를 기반으로 공력 열하중 요소를 정식화하였다. 정식화된 요소는 상용 프로그램의 사용자 서브루틴 형태로 구현하였으며, 이를 이용하여 극초음속 비행체 조종면의 공력/열/탄성학적 유한요소 연계해석을 수행하고 그 유용성을 확인하였다.
If the governing differential equation arising from engineering problems is treated as an analytic, continuous and derivable function, it can be expanded by one point as a series of finite numbers. For the function to be zero for each value of its domain, the coefficients of each term of the same power must be zero. This results in a recursive relationship which, after applying the natural conditions or the boundary conditions, makes it possible to obtain the values of the derivatives of the function with acceptable accuracy. The elastoplastic analysis of an inhomogeneous thick sphere of metallic materials with linear variation of the modulus of elasticity, yield stress and Poisson's ratio as a function of radius subjected to internal pressure is presented. The Beltrami-Michell equation is established by combining equilibrium, compatibility and constitutive equations. Assuming axisymmetric conditions, the spherical coordinate parameters can be used as principal stress axes. Since there is no analytical solution, the natural boundary conditions are applied and the governing equations are solved using a proposed new method. The maximum effective stress of the von Mises yield criterion occurs at the inner surface; therefore, the negative sign of the linear yield stress gradation parameter should be considered to calculate the optimal yield pressure. The numerical examples are performed and the plots of the numerical results are presented. The validation of the numerical results is observed by modeling the elastoplastic heterogeneous thick sphere as a pressurized multilayer composite reservoir in Abaqus software. The subroutine USDFLD was additionally written to model the continuous gradation of the material.
황해 서남부 지역의 지구물리학적 특성을 연구하고 지구조를 분석하기 위하여 한국해양연구원에서는 2003, 2004과 2005년에 이 해역에 대하여 중력 및 자력탐사를 수행하였다. 황해는 몇 개의 분지를 가지고 있으며 연구지역 또한 흑산분지와 동중국해분지 일부분을 포함하고 있다. 연구지역의 해저지형은 남서쪽 중국쪽으로부터 북동쪽 한국쪽으로 가면서 깊어지며 약 -40 m에서 약 -150 m까지의 수심 범위를 나타내고 전반적으로 완만한 기복과 경사를 보인다. 중력이상은 완만한 해저지형의 변화보다는 기반암의 영향을 받는 것으로 판단된다. 해상중력자료 및 인공위성 중력자료를 함께 사용한 중력이상은 연구지역의 북동쪽으로 높은 값을 보이며 흑산분지 남쪽으로 원형의 낮은 이상대가 나타난다. 부게이상의 아날니틱신호는 분지경계면 부근에서 고이상대들이 나타난다. 자기이상과 자기이상의 아날니틱신호에서는 화성암체 관입에 기인한 복잡한 이상들이 북쪽에 분포하고 남쪽은 완만한 변화를 보이는 것으로 보아 화성암체 관입이 연구지역 북쪽에 비해 많이 나타나지 않은 것으로 판단된다. 연구지역의 부게중력이상과 자기이상의 파워스펙트럼 분석은 모호면의 깊이를 약 30.2-28.3 km로 보여주며, 기반암은 약 8.4-8 km이며, 제 3기 에오세의 부정합면은 약 1.5-1.7 km 정도 인 것으로 나타난다. 부게중력이상의 역산에 의한 모호면의 깊이는 연구지역의 서쪽인 중국쪽이 동쪽인 한국쪽에 비해 약간 깊게 나타난다. 2차원 중력모델링에서 지각구조들의 깊이 및 화성암 관입체의 위치 등 결과가 아날니틱신호 분석, 파워스펙트럼 분석 및 역산의 결과와 잘 부합된다.
목재의 합리적인 이용을 위하여 목재 가공 또는 이용시 수분제어를 통한 건조결함 발생 최소화가 중요하다. 근적외선 분광분석법을 이용하여 재료의 물리적 화학적 성질을 신속하고 비파괴적으로 파악할 수 있다. 본 연구 에서는 근적외선 분광분석법을 이용하여 목재의 표면함수율을 측정하였다. 근적외선 분광스펙트럼에는 목재의 화학적 성분의 영향으로 인하여 노이즈가 포함될 수 있기 때문에 평활화, 미분, 표준화를 포함한 수학적 전처리를 적용한 후 회귀분석을 실시하였다. 750~2,500 nm 범위의 적외선 흡광도를 이용한 회귀모델을 통하여 목재의 표면함수율 측정이 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 근적외선 분광분석법을 통하여 비평형상태에서 목재 수분을 정확히 탐지함으로써 건조 또는 수분흡습 중 목재 내 수분이동량을 제어할 수 있는 기술이 발전될 수 있으리라 기대된다.
This study was conducted to evaluate the temperature rise on the root surface while the root canal is being obturated using continuous wave of condensation technique. Maxillary central incisor was prepared for repeated canal obturation. Ten thermocouples (Omega Engineering Inc., Stanford, USA) were placed at 1 mm increment from the anatomical root apex. The real temperature of Buchanan plugger was recorded before insertion into the root canal. The root canal was obturated with continuous wave of condensation technique as described by Buchanan and the root surface temperature was recorded during obturation at $150^{\circ}C,{\;}200^{\circ}C,{\;}250^{\circ}C{\;}and{\;}300^{\circ}C$ temperature settings of System B HeatSource (Model 1005, Analytic technologies, Redmond, WA, USA). After completion of the temperature recording, the dentinal-cementum thickness at each sites was measured. The data were analyzed using one-way ANOVA followed by Scheffe's test and linear regression test. The results were as follows. 1. When the temperature was set at $150^{\circ}C,{\;}200^{\circ}C,{\;}250^{\circ}C{\;}and{\;}300^{\circ}C$ on the digital display of System B HeatSource, the real temperature of the plugger at the 1mm point from the tip revealed $130.82{\pm}2.96^{\circ}C,{\;}158.00{\pm}5.26^{\circ}C,{\;}215.92{\pm}6.91^{\circ}C{\;}and{\;}249.88{\pm}3.65^{\circ}C$ respectively. 2. The position of 8 mm from the anatomical apex showed the highest temperature increase at each temperature settings and it was significantly higher than those of other positions (p<0.0l). The temperature rise was constantly increased toward coronal portion from apex of the root. 3. The maximum temperature increase on the root surface was $2.37{\pm}0.09^{\circ}C{\;}at{\;}150^{\circ}C{\;}setting,{\;}3.11{\pm}0.12^{\circ}C{\;}at{\;}200^{\circ}{\;}setting,{\;}3.93{\pm}0.09^{\circ}C{\;}at{\;}250^{\circ}C{\;}setting{\;}and{\;}5.69{\pm}0.15^{\circ}C{\;}at{\;}300^{\circ}C$ setting respectively. These results suggest that it be relatively kind to the supporting tissues of the root that the root canal is obturated using continuous wave of condensation technique at $150^{\circ}C,{\;}200^{\circ}C,{\;}250^{\circ}C{\;}and{\;}300^{\circ}C$ temperature settings on digital temperature display of System B HeatSource.
자율운항선박 관련 기술개발은 2010년도 중반부터 충돌회피, 항로 지정, 디지털 트윈 및 통신 기술개발 등의 주제로 활발하게 진행되고 있다. 그러나, 이와 비교하여 자율운항선박과 연계된 물류시스템, 항만시설 및 선박교통관제 등의 육상 인프라에 관한 연구는 상대적으로 관심을 받지 못하고 있다. 이 연구에서는 자율운항선박의 등장에 따라 기존 선박교통관제 업무에 미치게 되는 영향을 분석함과 동시에 이를 대비하기 위한 관제 업무 변화 방안을 제시하였다. 이를 위하여 현행 선박교통관제 업무를 분석하고, 동시에 자율운항선박 기술 중 선박교통관제에 영향을 미칠 수 있는 요소를 파악하였다. 또한, 선박교통관제사들을 대상으로 자율운항선박 관제 관련 항목 도출을 위한 설문조사를 수행하였으며, 이를 AHP 기법으로 분석한 결과 비상 상황 대응 및 자율운항선박과의 통신 방법에 대한 준비가 가장 중요한 것으로 도출되었다. 이를 기반으로 해상교통관제구역 내에서 데이터 통신을 기반으로 한 기본적인 자율운항선박 관제 절차 및 비상 대응 절차 등 세부 방안을 도출할 수 있었다. 이 연구에서 제안하는 자율운항선박 관제 절차는 향후 자율운항선박의 연안 해상교통안전에 관한 문제점들을 해소하는 방안으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
지구온난화로 인해 극지방에 대한 접근성이 높아짐에 따라 석유자원이 풍부한 영구동토 지역에서 자원개발 플랜트 건설의 수요가 증가하고 있다. 동토 지역에서의 자원개발 플랜트 건설 입지는 동토 활성층의 융해와 동결에 기인하는 지표변위가 필수적으로 고려되어야 한다. 그러나 동토의 변위를 고려하여 자원개발 플랜트 건설의 입지를 선정한 연구 사례는 거의 없다. 이 연구에서는 캐나다 앨버타 주의 Athabasca 남부 지역에서 최적의 오일샌드 개발 플랜트 건설 입지를 선정하기 위해 지표변위를 비롯한 다양한 공간정보를 활용하여 계층화 분석(Analytical Hierarchy Process)을 수행하였고, 동토 지역에서의 자원개발 플랜트 건설 활동에 있어 지표변위의 중요성을 논의하였다. 2007년 2월부터 2011년 3월까지 획득된 시계열 ALOS PALSAR 영상에 Small BAseline Subset-Interferometric Synthetic Aperture Radar 기법을 적용하여 지표변위 속도 정보를 구축하였고, ERA5 재분석 자료로부터 2000~2010년 기간에 대한 평균 기온, 지표온도, 지중온도 정보를 구축하였다. 도로 및 철도와 토지피복 공간정보는 각각 캐나다 연방 통계청과 북미환경협력위원회에서 제공하는 자료를 구축하여 활용하였다. 토지피복, 지표변위, 도로 접근성을 가장 중요한 공간정보로 설정하여 수행한 최적 입지 분석 결과는 2010년 이후 건설된 오일샌드 플랜트 건설지와 비교하여 그 타당성이 확인되었고, 입지 적합도 평가에 대한 지표변위의 민감도는 매우 높은 것으로 분석되었다. 이 연구를 통하여 동토 지역에서 최적의 자원개발 플랜트 건설지를 선정하는데 지표변위가 필수적으로 고려되어야 함이 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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