This paper presents a comprehensive analytical approach for determining key maneuver parameters associated with the acquisition and maintenance of the ground track for a low-earth orbit. A livearized model relating changes in the drift rate of the ground track directly to changes in the orbital semi-major axis is also developed. The effect of terrestrial atmospheric drag on the semi-major axis is also explored, being quantified through an analytical expression for the decay rate as a function of density. The non-singular Lagrange planetary equations, further simplified for nearly circular orbits, provide the desired relationships between the corrective in-plane impulsive velocity increments and the corresponding effects on the orbit elements. The resulting solution strategy offers excellent insight into the dynamics affecting the timing, magnitude, and frequency of these maneuvers. Simulations are executed for the ground track acquisition and maintenance maneuver as a pre-flight planning and analysis.
Recently, full-scale research about a passenger tube train system is being progressed as a next-generation transportation system in Korea in light of global green technology. The Korea Railroad Research Institute (KRRI) has commenced official research on the construction of a tube train system. In this paper, we studied various parameters of the tube train system such as the internal tube pressure, blockage ratio, and operating speed through computational analysis with a symmetric and elongated vehicle. This study was about the aerodynamic characteristics of a tube train that operated under standard atmospheric pressure (open field system, viz., ground) and in various internal tube environments (varying internal tube pressure, blockage ratio, and operating speed) with the same shape and operating speed. Under these conditions, the internal tube pressure was calculated when the energy efficiency had the same value as that of the open field train depending on various combinations of the operating speed and blockage ratio (the P-D relation). In addition, the dependence of the relation between the internal tube pressure and the blockage ratio (the P-${\beta}$ relation) was shown. Besides, the dependence of the relation between the total drag and the operating speed depending on various combinations of the blockage ratio and internal tube pressure (the D-V relation) was shown. Also, we compared the total (aerodynamic) drag of a train in the open field with the total drag of a train inside a tube. Then, we calculated the limit speed of the tube train, i.e., the maximum speed, for various internal tube pressures (the V-P relation) and the critical speed that leads to shock waves under various blockage ratios, which is related to the efficiency of the tube train (the critical V-${\beta}$ relation). Those results provide guidelines for the initial design and construction of a tube train system.
Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
/
v.28
no.5
/
pp.495-505
/
2012
Modeling the effects of high-rise buildings on thermo-dynamic conditions and meteorological fields over a coastal urban area was conducted using the modified meso-urban meteorological model (Urbanized MM5; uMM5) with the urban canopy parameterization (UCP) and the high-resolution inputs (urban morphology, land-use/land-cover sub-grid distribution, and high-quality digital elevation model data sets). Sensitivity simulations was performed during a typical sea-breeze episode (4~8 August 2006). Comparison between simulations with real urban morphology and changed urban morphology (i.e. high-rise buildings to low residential houses) showed that high-rise buildings could play an important role in urban heat island and land-sea breeze circulation. The major changes in urban meteorologic conditions are followings: significant increase in daytime temperature nearly by $1.0^{\circ}C$ due to sensible heat flux emitted from high density residential houses, decrease in nighttime temperature nearly by $1.0^{\circ}C$ because of the reduction in the storage heat flux emitted from high-rise buildings, and large increase in wind speed (maximum 2 m $s^{-1}$) during the daytime due to lessen drag-force or increased gradient temperature over coastal area.
In this study, the characteristics of flows around building groups are investigated using a computational fluid dynamics (CFD) model. For this, building groups with different volumetric ratios in a fixed area are considered. As the volumetric ratio of the building group increases, the region affected by the building group is widened. However, the wind-speed reduced area rather decreases with the volumetric ratio near the ground bottom (z ${\lesssim}$ 0.7H, here, H is the height of the building group) and, above 0.7H, it increases. As the volumetric ratio decreases (that is, space between buildings was widened), the size of recirculation region decreases but flow recovery is delayed, resulting in the wider wind-speed reduced area. The increase in the volumetric ratio results in larger drag force on the flow above the roof level, consequently reducing wind speed above the roof level. However, above z ${\gtrsim}$ 1.7H, wind speed increases with the volumetric ratio for satisfying mass conservation, resultantly increasing turbulent kinetic energy there. Inside the building groups, wind speed decreased with the volumetric ratio and averaged wind speed is parameterized in terms of the volumetric ratio and background flow speed. The parameterization method is applied to producing averaged wind speed for 80 urban areas in 7 cities in Korea, showing relatively good performance.
Kwak, Young-Sil;Richmond, Arthur D.;Ahn, Byung-Ho;Won, Young-In
Journal of Astronomy and Space Sciences
/
v.22
no.2
/
pp.147-174
/
2005
To understand the physical processes that control the high-latitude lower thermospheric dynamics, we quantify the forces that are mainly responsible for maintaining the high-latitude lower thermospheric wind system with the aid of the National Center for Atmospheric Research Thermosphere-Ionosphere Electrodynamics General Circulation Model (NCAR-TIEGCM). Momentum forcing is statistically analyzed in magnetic coordinates, and its behavior with respect to the magnitude and orientation of the interplanetary magnetic field (IMF) is further examined. By subtracting the values with zero IMF from those with non-zero IMF, we obtained the difference winds and forces in the high-latitude 1ower thermosphere(<180 km). They show a simple structure over the polar cap and auroral regions for positive($B_y$ > 0.8|$\overline{B}_z$ |) or negative($B_y$ < -0.8|$\overline{B}_z$|) IMF-$\overline{B}_y$ conditions, with maximum values appearing around -80$^{\circ}$ magnetic latitude. Difference winds and difference forces for negative and positive $\overline{B}_y$ have an opposite sign and similar strength each other. For positive($B_z$ > 0.3125|$\overline{B}_y$|) or negative($B_z$ < -0.3125|$\overline{B}_y$|) IMF-$\overline{B}_z$ conditions the difference winds and difference forces are noted to subauroral latitudes. Difference winds and difference forces for negative $\overline{B}_z$ have an opposite sign to positive $\overline{B}_z$ condition. Those for negative $\overline{B}_z$ are stronger than those for positive indicating that negative $\overline{B}_z$ has a stronger effect on the winds and momentum forces than does positive $\overline{B}_z$ At higher altitudes(>125 km) the primary forces that determine the variations of tile neutral winds are the pressure gradient, Coriolis and rotational Pedersen ion drag forces; however, at various locations and times significant contributions can be made by the horizontal advection force. On the other hand, at lower altitudes(108-125 km) the pressure gradient, Coriolis and non-rotational Hall ion drag forces determine the variations of the neutral winds. At lower altitudes(<108 km) it tends to generate a geostrophic motion with the balance between the pressure gradient and Coriolis forces. The northward component of IMF By-dependent average momentum forces act more significantly on the neutral motion except for the ion drag. At lower altitudes(108-425 km) for negative IMF-$\overline{B}_y$ condition the ion drag force tends to generate a warm clockwise circulation with downward vertical motion associated with the adiabatic compress heating in the polar cap region. For positive IMF-$\overline{B}_y$ condition it tends to generate a cold anticlockwise circulation with upward vertical motion associated with the adiabatic expansion cooling in the polar cap region. For negative IMF-$\overline{B}_z$ the ion drag force tends to generate a cold anticlockwise circulation with upward vertical motion in the dawn sector. For positive IMF-$\overline{B}_z$ it tends to generate a warm clockwise circulation with downward vertical motion in the dawn sector.
Low Earth orbit satellites with satellite navigation receiver use onboard navigation filters for filtering measurement signals and for orbit prediction under signal loss. Precision satellite dynamic models, core of the navigation filter, are studied and a computation program is developed. Gravity acceleration, precision coordinate transform, third-body gravity, atmospheric drag, and solar radiation pressure models are combined into an orbit prediction algorithm, and a proven precision orbit determination software is used to validate the program. Orbit prediction accuracy is analyzed with simulated and flight orbit data. The program meets an accuracy level for onboard real-time navigation filter.
This paper suggests a relative orbit control strategy for the CubeSat Astronomy by NASA and Yonsei using Virtual Telescope Alignment eXperiment (CANYVAL-X) mission whose main goal is to demonstrate an essential technique, which is an arrangement among two satellites and a specific celestial object, referred to as inertial alignment, for a next-generation virtual space telescope. The inertial alignment system is a relative orbit control system and has requirements for the relative state. Through the proposed orbit control strategy, consisting of separation, proximity keeping, and reconfiguration, the requirements will be satisfied. The separation direction of the two CubeSats with respect to the orbital plane is decided to provide advantageous initial condition to the orbit controller. Proximity keeping is accomplished by differential atmospheric drag control (DADC), which generates acceleration by changing the spacecraft's effective cross section via attitude control rather than consuming propellant. Reconfiguration is performed to meet the requirements after proximity keeping. Numerical simulations show that the requirements can be satisfied by the relative orbit control strategy. Furthermore, through numerical simulations, it is demonstrated that the inertial alignment can be achieved. A beacon signal had been received for several months after the launch; however, we have lost the signal at present.
We studied the nonlinear estimation problem of extended Kalman filter and appled this method to LEO satellite system. Through this method the performance of extended Kalman filter was analyzed. There were certain presumption taken; J2 and atmospheric drag were simply considered in the dynamic model of LEO satellite and the system noise error of $\sigma_r$=150m, $\sigma_r$=10m/s was presumed in the observation data. As results of this simulation, the overall state estimation errors of extended Kalman filter were within the presumed error range and also the ability of performance was maximized when the condition was the state process noise Q has the 1/10 level of covariance matrix Po.
Effects of buildings and topography on observation environment of surface wind in central regions of urban areas are investigated using a computational fluid dynamics (CFD) model. In order to reflect the characteristics of buildings and topography in urban areas, geographic information system (GIS) data are used to construct surface boundary input data. For each observation station, 16 cases with different inflow directions are considered to evaluate effects of buildings and topography on wind speed and direction around the observation station. The results show that flow patterns are very complicated due to the buildings and topography. The simulated wind speed and direction at the location of each observation station are compared with those of inflow. As a whole, wind speed at observation stations decreases due to the drag effect of buildings. The decrease rate of wind speed is strongly related with total volume of buildings which are located in the upwind direction. It is concluded that the CFD model is a very useful tool to evaluate location of observation station suitability. And it is expected to help produce wind observation data that represent local scale excluding the effects of buildings and topography in urban areas.
Typhoon Maemi landed on the southeast coast of Korea and caused a severe storm surge in Jinhae Bay and Masan Bay. The tide gage in Masan Port recorded the storm surge of a maximum of more than 2m and the area of more than 700m from the Seo Hang Wharf was flooded by the storm surge. They had not met such an extremely severe storm surge since the opening of the port. Then storm surge was hindcasted with a numerical model. The typhoon pressure was approximated by Myers' empirical model and super gradient wind around the typhoon eye wall was considered in the wind estimation. The land topography surrounding Jinhae Bay and Masan Bay is so complex that the computed wind field was modified with the 3D-MASCON model. The motion of seawater due to the atmospheric forces was simulated using a one-layer model based on non-linear long wave approximation. The Janssen's wave age dependent drag coefficient on the sea surface was calculated in the wave prediction model WAM cycle 4 and the coefficient was inputted to the storm surge model. The result shows that the storm surge hindcasted by the numerical model was in good agreement with the observed one.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.