• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.189-196
• /
• 2023

4차 산업혁명을 주도하는 기술로서 IoT, 빅데이터, 인공지능, CPS 등이 발전하면서 산업 현장에서 생산성과 효율성을 향상시키기 위한 디지털 트윈의 중요성이 부각되고 있다. 디지털 트윈은 실제 물리적 객체들의 디지털 복제로서, 객체의 속성과 상태를 유지하며 작동하는 가상 모델이다. CPS는 사이버 세계와 물리 세계의 상호작용을 위한 시스템으로, 디지털 트윈은 CPS의 고급형 기술로 볼 수 있다. 디지털 트윈은 AI, XR, 5G 등 다양한 요소 기술의 등장으로 구현 속도가 가속화되었다. 센서 기술의 발전과 IoT, 인공지능, 빅데이터, 클라우드 등의 관련 기술 발전으로 디지털 트윈 시장이 성장하고 있다. 이에 따라 기업들은 비즈니스 인텔리전스와 관련된 솔루션을 도입하여 프로세스 최적화, 비용 효율성, 생산성을 향상시키는 경향이 있다. 본 연구에서는 디지털 트윈 기술과 CPS를 결합하여 이기종 로봇의 실시간 3D 디지털 트윈을 구축하는 것이 목표이다. 이를 위해 유비씨의 FLEXING CPS와 FLEXING EDGE를 활용하여 데이터 수집과 관리를 수행한다. 프로젝트 구성원은 프로토콜 설정, 데이터 수집 및 전달, 3D 디지털 트윈 시뮬레이션을 담당한다. 이를 통해 CPS와 디지털 트윈을 통합한 기술의 가능성을 확인하고, 산업 현장에서 생산성과 효율성을 향상시킬 수 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제55권8호
• /
• pp.2935-2940
• /
• 2023

A polystyrene phantom was developed following the guidance of the International Atomic Energy Association (IAEA) for gamma knife (GK) quality assurance. Its performance was assessed by measuring the absorbed dose rate to water and dose distributions. The phantom was made of polystyrene, which has an electron density (1.0156) similar to that of water. The phantom included one outer phantom and four inner phantoms. Two inner phantoms held PTW T31010 and Exradin A16 ion chambers. One inner phantom held a film in the XY plane of the Leksell coordinate system, and another inner phantom held a film in the YZ or ZX planes. The absorbed dose rate to water and beam profiles of the machine-specific reference (msr) field, namely, the 16 mm collimator field of a GK Perfexion^TM or Icon^TM, were measured at seven GK sites. The measured results were compared to those of an IAEA-recommended solid water (SW) phantom. The radius of the polystyrene phantom was determined to be 7.88 cm by converting the electron density of the plastic, considering a water depth of 8 g/cm². The absorbed dose rates to water measured in both phantoms differed from the treatment planning program by less than 1.1%. Before msr correction, the PTW T31010 dose rates (PTW Freiberg GmbH, New York, NY, USA) in the polystyrene phantom were 0.70 (0.29)% higher on average than those in the SW phantom. The Exradin A16 (Standard Imaging, Middleton, WI, USA) dose rates were 0.76 (0.32)% higher in the polystyrene phantom. After msr correction factors were applied, there were no statistically significant differences in the A16 dose rates measured in the two phantoms; however, the T31010 dose rates were 0.72 (0.29)% higher in the polystyrene phantom. When the full widths at half maximum and penumbras of the msr field were compared, no significant differences between the two phantoms were observed, except for the penumbra in the Y-axis. However, the difference in the penumbra was smaller than variations among different sites. A polystyrene phantom developed for gamma knife dosimetry showed dosimetric performance comparable to that of a commercial SW phantom. In addition to its cost effectiveness, the polystyrene phantom removes air space around the detector. Additional simulations of the msr correction factors of the polystyrene phantom should be performed.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제25권2호
• /
• pp.101-120
• /
• 2023

전기비저항 탐사 방법은 매질의 표면에 관입된 두 전극의 전위차와 전류와의 관계를 통해 전기 저항을 측정하고, 형상 계수를 이용하여 매질의 고유한 특성인 전기비저항을 계산한다. 현장 및 실대형 크기의 전기비저항 실험은 전극과 매질 사이의 접촉 면적이 적고, 전극 간 거리가 충분하기 때문에 계산상 편의를 위해서 동일한 표면적을 가진 반구형으로 치환하여 전기비저항을 산정한다. 하지만, 실내 소규모 크기의 전기비저항 실험은 전극의 지오메트리(전극의 관입 깊이, 전극사이의 거리, 전극의 길이와 반지름 크기)로 인해서, 등전위면과 전류 흐름이 달라지게 되므로, 궁극적으로 전기비저항값의 오차를 야기한다. 본 연구는 기존 연구에서 유도된 4가지 전극 형상(반구, 원기둥, 반구형 팁을 가진 원기둥, 콘형 팁을 가진 원기둥)에 따른 전기 저항 이론식을 정리하고, 전극 형상을 고려한 전기 저항 수치 해석을 실시하였으며, 이론식과 수치 해석 결과들의 비교를 통해서 개발된 수치 해석 모듈을 검증하였다. 또한, 각 전극 형상에 따른 전극 주변과 전극사이에 형성된 전기 저항 분포를 분석하였다. 추가적으로, 현장 전기비저항 탐사에서 주로 사용되는 콘형 팁을 가진 원기둥 전극의 전기적 특성에 따른 전류 흐름 분포를 고찰하였다.

• 한국환경보건학회지
• /
• 제48권6호
• /
• pp.298-305
• /
• 2022

Background: The concentration of air pollutants as measured by the Air Quality Monitoring System (AQMS) is not an accurate population exposure level since actual human activities and temporal and spatial variability need to be considered. Therefore, to increase the accuracy of exposure assessment, the population should be considered. However, it is difficult to obtain population data due to limitations such as personal information. Objectives: The existing population defined in this study is the number of people in each region's grid. The purpose is to provide a methodology for evaluating exposure to PM_2.5 through existing population data provided by the National Geographic Information Institute. Methods: The selected study period was from October 26 to October 28, 2021. Using PM_2.5 concentration data measured at the Sensor-based Air Monitoring Station (SAMS) installed in Guro-gu and Wonju-si, the concentration for each grid was estimated by applying inverse distance weights through QGIS version 3.22. Considering the existing population, population-weighted average concentration (PWAC) was calculated and the exposure level of the population was compared by region. Results: The outdoor PM_2.5 concentration as measured through the SAMS was high in Wonju-si on all three days. Wonju-si showed an average 22% higher PWAC than Guro-gu. As a result of comparing the PWAC and outdoor PM_2.5 concentration by region, the PWAC in Guro-gu was 1~2% higher than the observed value, but it was almost the same. Conversely, observations of Wonju-si were 10.1%, 11.3%, and 8.2% higher than PWAC. Conclusions: It is expected that the Geographic Information System (GIS) method and the existing population will be used to evaluate the exposure level of a population with a narrow activity radius in further research. In addition, based on this study, it is judged that research on exposure to environmental pollutants and risk assessment methods should be expanded.

• Composites Research
• /
• 제20권4호
• /
• pp.31-41
• /
• 2007

시스템 요구 조건에 따른 다양한 돔 형상 설계를 위하여 외부 하중이 고려된 돔 형상 설계 식이 제시되었고, 동일 원통부와 보스 오프닝을 가지면서 다른 돔 형상을 갖는 압력 용기의 성능(파열압력*내부용적/복합재무게) 변화를 유한요소해석을 통하여 평가하였다. 해석 결과는 돔 형상이 낮아질수록 파열 압력이 저하되어 압력 용기 성능이 저하됨을 나타내었다. 특히 원통부 반경과 보스 오프닝간의 비를 나타내는 보스 오프닝 크기 비율(${\rho}\;o$)이 큰 경우는 돔 형상이 낮아짐에 따라 복합재 무게 증가율이 크게 나타남으로서 압력 용기 성능 저하의 원인이 되었고, 파열 압력 상승을 위하여 돔 부위에 추가적인 보강설계가 요구되었다. 예를 들어 ${\rho}\;o=0.35$ 이하의 돔인 경우, 돔 형상 변화가 크지 않음으로서 돔 형상 변화에 따른 압력 용기 성능 변화도 크지 않은 것으로 나타난 반면, ${\rho}\;o=0.54$ 이상의 압력 용기인 경우 낮은 돔으로 변화됨에 따라 파열 압력 감소와 복합재 무게 증가로 압력 용기 성능 저하가 비교적 크게 나타나서 압력 용기 내부 용적 증가나 스커트와 돔간의 공간 확보가 우선인 설계 조건을 제외하고는 낮은 돔 형상 설계가 바람직하지 않은 것으로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제33권3호
• /
• pp.116-123
• /
• 2023

압전 HIFU 트랜스듀서는 바이오 의료분야에 적용되고 있는 새로운 기술로 발생한 초음파 에너지를 열로 변환하여 사용하는 디바이스이다. 최근 HIFU 디바이스는 7 MHz 이상의 고 작동 주파수를 갖는 디바이스를 개발하는 추세이다. 본 논문에서는 유한요소법을 이용해 10MHz 작동주파수를 갖는 HIFU 트랜스듀서에 의해 발생된 tissue에서의 음압 및 온도분포를 계산하고, 압력의 focusing 특성 등을 분석하였다. HIFU의 형상변수로는 압전소재 두께, 렌즈 형상, 물 높이, 필름의 두께 등을 고려하였다. 그 결과, 디바이스의 발생 음압은 렌즈의 H_L/R_L 비가 증가함에 따라 증가하다 일정한 값에 도달하는 경향을 보이고 있다. 그러나 디바이스의 focusing 면적은 렌즈의 H_L/R_L 비가 증가함에 급격하게 감소하는 특성을 보이고 있다. 최적 형상을 갖는 HIFU 디바이스의 경우, 최대 음압 및 온도는 각각 19 MPa 및 65도 정도로 분석되었다. 또한 축방향 및 이와 수직한 방향에서 -3 d B 초점 거리는 각각 2.3 mm 및 0.23 mm 정도인 것으로 나타났다

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.219-227
• /
• 2017

현재 군 지휘정보체계는 반도체칩이 장착된 전자기기의 활용도가 높으며, 최신 정보통신기술 발전에 따라 그 비중은 더욱 증가할 것으로 예상된다. 전기를 사용하는 전자기기의 경우 고출력 전기신호에 대한 일정한 내성을 보유하고 있다. 이러한 전자기기 내성을 기준화 한 것이 EMC 규격이다. 한편 원자력 연구원에서는 서울 상공 100km지점에서 10kt급의 핵폭발이 발생할 경우 반경 170km 지역까지 고출력전자기파가 발생하여 해당지역 대부분 전자장비에 피해가 예상된다는 시뮬레이션 결과를 발표한 바 있다. 이러한 경우 발생하는 영향을 방호하기 위한 기준은 EMP 방호 규격으로 정의된다. 대부분의 상용 전자기기의 경우 EMC 기준은 충족하지만 EMP 기준을 충족하는지의 여부를 확인할 수가 없다. EMP 방호기준 충족여부를 확인하기 위한 장비와 절차가 쉽지 않고 비용적인 측면이 있기 때문이다. 보통 부득이한 경우를 제외하고는 EMP 방호기준 충족여부에 대해서는 검증하지 않는 실정이다. 이점을 고려하여 본 연구에서는 EMC-EMP 상관관계 분석을 통하여 일반 전자기기의 EMP 방호능력에 대해서 확인하고 이를 바탕으로 EMP 방호능력 향상방안을 확인하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
• /
• 제8권11호
• /
• pp.109-119
• /
• 2018

본 연구는 도시·건축형태가 도시공간 내 미시기후에 미치는 영향을 도출하고자 했다. 본 연구에서는 도시 내 미시기후에 영향을 미치는 도시·건축형태의 요소로 도시형태 및 도시조직, 건축물 형태 및 특성 등을 선정했다. 분석을 위해 2017년 8월에 기상청에서 서울시 내에 설치한 23개의 AWS 설치 지점 도시건축의 특성이 명확하게 구분되는 6곳을 선정하여 연구진의 AWS 장비를 이용하여 실측을 했다. 공간의 범위는 AWS 설치 지점으로부터 반경 500m로 한정하여, 미시기후 및 도시·건축형태 요소들을 조사했다. 분석결과, 가로의 방향, 건축물 폭, 건축물 깊이, 건축물 높이, 지형의 경사도 및 향, 교통량 등은 미시기후인 국지풍속, 일사량, 국지온도 등에 영향을 미치고 있었다. 본 연구의 결과는 폭염의 피해 저감 및 그에 따른 시민 개개인의 건강 관리에 도움을 줄 것으로 기대된다. 또한, 도시의 온도를 낮춤으로써 건축물 에너지 부하 저감 효과를 거둠으로써 건축물 에너지 소비량 감소의 효과를 통해 보다 건강하고, 지속가능한 도시 조성에 기여할 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권6C호
• /
• pp.339-347
• /
• 2008

현장 관입 실험은 프로브 관입에 따라 주변 지반을 의도적으로 파괴시켜 지반특성을 파악할 수 있다. 본 논문의 목적은 현장 점토지반에 서로 다른 크기의 프로브 관입으로 인한 간극 수압 소산 특성을 이용하여 파괴에 따른 교란 효과를 분석하는 것이다. 현장 실험을 수행하기 위해 콘관입 시험(CPT), 딜라토미터 시험(DMT) 그리고 현장 속도 프로브 장비(FVP: Field Velocity Probe)가 사용되었다. 샌드 매트(sand mat), PBD 그리고 사석을 이용한 지반 개량 중인 부산 북컨테이너 현장에서 실험이 진행 되었으며, 샌드 매트(sand mat)공법 이후 실내 실험을 수행하기 위해 시료가 채취 되었다. 실내에서는 물성치 실험 및 압밀 실험을 수행하여 지반 특성과 수평압밀계수 값을 도출하였다. 현장 실험은 지반 개량 후 압밀도 90% 시점에서 사석 제거 후 케이싱을 통해 CPT, DMT 그리고 FVP 순서대로 실험이 수행 되었다. 관입에 따른 영향 범위를 최소화 시키기 위해 각각의 실험은 3m 간격을 유지 하였으며, 매 심도 24m에서 관입을 멈추고 시간에 따른 간극 수압 변화 양상을 측정하였다. 실내 압밀 실험을 통해 수평 압밀 계수$(C_h)$를 산정하였으며, 현장 실험을 통해 각 프로브에 따른 $t_{50}$ 값을 계산 하였다. $t_{50}$값을 이용하여 산정된 등가 유효 반경은 FVP가 가장 작게 그리고 DMT가 가장 크게 산정되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제12권2호
• /
• pp.129-144
• /
• 2010

원형수직터널에 작용하는 토압은 아칭효과로 인해 2차원 일반 흙막이벽에 작용하는 토압보다 작으므로 원형수직터널 설계 시 벽체에 작용하는 실질적인 토압의 예측이 필요하다. 본 논문은 두 개의 연속된 논문(Companion papers)의 두번째로서 원형수직터널 설계 시 건조한 사질토뿐만 아니라 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 적용 가능하도록 새롭게 제안된 토압식(김도훈 등, 2009)을 증명하기 위해 대형 모형실험을 수행하였다. 고안된 모형실험 장비는 단계별 굴착이 가능하도록 제작 벽체의 반경을 변화시켜가며 실험을 수행하였다. 또한 강사 방법으로 지반을 조성하기 전 건조한 시료에 물을 첨가하고 불포화사질토를 형성시켜 겉보기 점착력을 발현시킴으로써 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 실험을 진행하였다. 실험 결과로서, 단계별 굴착을 모사하였을 때, 아칭효과에 의해 굴착된 지반에서 굴착되지 않은 지반으로 하중이 전이가 일어나는 확인할 수 있었다. 또한, 동시에 굴착했을 때의 토압은 예측한 값에 비해 상당히 작게 나타났지만, 단계별로 굴착했을 때의 최종 토압은 동시 굴착 시의 토압에 비해 크게 나타나며 새롭게 제안된 토압식과 잘 일치하였고 c-$\phi$ 지반과 다층지반에서 수행한 실험의 결과도 겉보기 점착력의 효과로 인해 토압의 감소를 보이며 이론적인 값과 잘 일치하는 것으로 나타났다.