• 대한원격탐사학회지
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• 제31권2호
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• pp.193-203
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• 2015

본 연구에서는 전산 유체 역학(CFD) 모델을 이용하여 건물과 지형이 대도시 내의 산지에 위치한 기상관측소의 관측환경에 미치는 영향을 조사하였다. 대상 지역의 관측소주변 흐름 특성을 조사하기 위해, GIS 자료로부터 건물과 지형 자료를 구현하였다. 구현한 자료를 CFD 모델 입력 자료로 사용하였고 관측소를 중심으로 16방위의 유입류을 가정하여 수치실험을 실시하였다. 유입된 흐름과 관측 지점에서 모의된 흐름을 비교한 결과, 전반적으로 관측소 주변에 건물과 고지형이 존재할 경우, 모의된 풍향과 풍속이 유입류와 크게 차이가 나타났다. 건물과 지형의 풍하층에서 발생하는 2차 순환범위 내에 관측소가 포함될 경우, 더욱 큰 차이가 나타났다. 전산유체역학 모델은 주변 지형환경에 따른 관측지역의 상세흐름 변화를 평가 하는데 매우 유용한 도구임을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.229-234
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• 2005

본 연구는 75m/s의 풍하중이 컨테이너 크레인에 작용할 때, 풍하중이 50ton급 컨테이너 크레인의 안정성에 미치는 영향을 풍동실험을 통하여 분석하여 컨테이너 크레인의 내풍설계 시 필요한 자료를 제공하기 위해 수행되었다. 풍동실험에 적용된 데이터 수집조건은 상사법칙에 준하여 설정되었으며, 컨테이너 크레인 모형, 풍속 및 시간의 축척률은 각각 1/200, 1/13.3 및 1/15로 하였다. 그리고 실험은 $11.25m^2$의 측정부 단면을 갖는 개방형 대기경계층풍동을 사용하여 수행하였다. 풍향에 따른 컨테이너 크레인의 풍력계수 및 전도모멘트계수가 조사되었으며, 풍하중에 의해 각 지지점에서 발생되는 전도력이 분석되었다.

• 스마트미디어저널
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• 제8권4호
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• pp.38-45
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• 2019

회전익 드론의 후류에서 발생하는 강한 유동과 살포되는 농약 노즐에서의 스프레이 유동이 동반될 경우, 극심한 기체의 요동과 함께 액적 유동은 바람의 영향을 크게 받게 된다. 특히 액적은 공기역학적인 항력의 영향을 받기 때문에 단순한 제자리 비행과는 달리 전진 비행을 할 경우 또는 측풍을 받고 있을 경우, 살포 영역에 큰 변화가 발생한다. 이로 인하여 드론을 활용한 농약살포에는 보다 큰 비산의 위험성이나 위치간의 낙하분산에 차이가 커져 효율성이 떨어질 수 있는 문제가 생긴다. 따라서 적절한 수치 모델링과 이를 적용한 전산 시뮬레이션을 통하여 다양한 비행 및 대기 조건을 적용할 수 있는 예측 도구가 필요하다. 본 연구에서는 로터에서 나오는 강한 하풍과 드론의 비행속도에 따른 액적 유동 특성에 대해 실험 및 수치해석을 진행하였으며, 액적이 분포하는 확률밀도함수를 구하여 서로 비교함으로써 농약살포용 드론에서 액적을 살포할 시 효율성을 증진시킬 수 있는 분사 시스템을 구축하고자 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 춘계학술대회 및 창립 30주년 심포지엄(논문집)
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• pp.311-316
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• 2006

본 연구는 75m/s의 풍하중이 컨테이너 크레인에 작용할 때, 붐 형상 변화에 따라 풍하중이 컨테이너 크레인의 구조적 안정성에 미치는 영향을 풍동실험을 통하여 분석하여 컨테이너 크레인의 내풍설계 시 필요한 자료를 제공하기 위해 수행되었다. 풍동실험에 적용된 데이터 수집조건은 상사법칙에 준하여 설정되었으며, 컨테이너 크레인 모형, 풍속 및 시간의 축척률은 각각 1/200, 1/13.3 및 1/15로 하였다. 그리고 실험은 $11.25m^2$의 측정부 단면을 갖는 개방형 대기경계층풍동을 사용하여 수행하였다. 풍향에 따른 컨테이너 크레인의 풍력계수 및 전도모멘트계수가 조사되었으며, 풍하중에 의해 각 지지점에서 발생되는 전도력이 분석되었다.

• Wind and Structures
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• 제27권5호
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• pp.325-336
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• 2018

The physical infrastructure of the power systems, including the high-voltage transmission towers and lines as well as the poles and wires for power distribution at a lower voltage level, is critical for the resilience of the community since the failures or nonfunctioning of these structures could introduce large area power outages under the extreme weather events. In the current engineering practices, single circuit lattice steel towers linked by transmission lines are widely used to form power transmission systems. After years of service and continues interactions with natural and built environment, progressive damages accumulate at various structural details and could gradually change the structural performance. This study is to evaluate the typical existing transmission tower-line system subjected to synoptic winds (atmospheric boundary layer winds). Effects from the possible corrosion penetration on the structural members of the transmission towers and the aerodynamic damping force on the conductors are evaluated. However, corrosion in connections is not included. Meanwhile, corrosion on the structural members is assumed to be evenly distributed. Wind loads are calculated based on the codes used for synoptic winds and the wind tunnel experiments were carried out to obtain the drag coefficients for different panels of the transmission towers as well as for the transmission lines. Sensitivity analysis is carried out based upon the incremental dynamic analysis (IDA) to evaluate the structural capacity of the transmission tower-line system for different corrosion and loading conditions. Meanwhile, extreme value analysis is also performed to further estimate the short-term extreme response of the transmission tower-line system.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제40권1호
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• pp.35-44
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• 2023

Surveillance and reconnaissance intelligence in the space domain will become increasingly important in future battlefield environments. Moreover, to assimilate the military provocations and trends of hostile countries, imagery intelligence of the highest possible resolution is required. There are many methods for improving the resolution of optical satellites when observing the ground, such as designing satellite optical systems with a larger diameter and lowering the operating altitude. In this paper, we propose a method for improving ground observation resolution by using an optical system for a previously designed low orbit satellite and lowering the operating altitude of the satellite. When the altitude of a satellite is reduced in a circular orbit, a large amount of thrust fuel is required to maintain altitude because the satellite's altitude can decrease rapidly due to atmospheric drag. However, by using the critical inclination, which can fix the position of the perigee in an elliptical orbit to the observation area, the operating altitude of the satellite can be reduced using less fuel compared to a circular orbit. This method makes it possible to obtain a similar observational resolution of a medium-sized satellite with the same weight and volume as a small satellite. In addition, this method has the advantage of reducing development and launch costs to that of a small-sized satellite. As a result, we designed an elliptical orbit. The perigee of the orbit is 300 km, the apogee is 8,366.52 km, and the critical inclination is 116.56°. This orbit remains at its lowest altitude to the Korean peninsula constantly with much less orbit maintenance fuel compared to the 300 km circular orbit.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권4호
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• pp.463-472
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• 2005

본 논문에서는 행성탐사선의 항행해 결정을 위한 동역학 모델을 개발에 대한 내용을 다뤘다. 탐사선이 우주공간을 항행할 때 받는 섭동력으로써, 지구의 비대칭 중력장, 지구의 극축운동, 태양과 달이외의 태양계 행성에 의한 중력, 태양의 의한 상대성효과, 태양복사압 그리고 지구 대기저항에 대한 동역학 모델을 구성하여, 특수섭동론인 코웰 방법에 의거한 탐사선의 궤적 전파기를 개발하였다. 힘 또는 가속도 항으로 표현되는 탐사선의 운동방정식은 아담스 코웰 11차 예측자-수정자 방법에 의해 수치 적분된다. 구성된 전파기를 이용하여 2003년 발사된 화성탐사선인 Mars Express의 실제 임무설계에 사용된 초기궤적요소를 기준으로 임무 궤적을 산출하여 각 섭동력의 영향을 비교해 보았다 이러한 비교는 항행해 결정 시스템의 구성 시 요구 정밀도에 따라 고려해야할 섭동력의 기준을 제시해 주기 때문이다. 또한, 개발된 동역학 모델의 성능시험을 위해 극성 최소 근접거리에서의 위치와 속도를 계산하여 화성 도착여부를 판단하였다. 모의실험을 통해 탐사선의 위치가 화성 작용권구 내에 도달하며 상대속도가 화성에 대한 탈출속도 미만이므로 화성에 포획됨을 확인하였으며, STK(Satellite Tool Kit)를 이용해 산출된 결과와 비교함으로써 본 연구결과가 행성탐사 임무지원에 적합함을 검증하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권1호
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• pp.75-88
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• 2009

이 연구의 목적은 선형화 과정이 필요 없는 Unscented 변환(Unscented Transformation)을 사용한 후처리 배치 알고리즘을 소개하고, 기존 최소자승법을 이용한 후처리 배치 필터와 반복 UKF 스무더(Iterative Unscented Kalman Filter Smoother)들과 비교하여 추정 방법 간의 성능비교와 장단점을 분석하는 것이다. 연구에 사용된 위성 궤도 결정시스템의 동역학 방정식은 지구의 비대칭 중력장의 영향, 대기항력, 태양복사압 및 달과 태양의 중력으로 구성되었다. 관측 데이터로는 지상국으로부터 측정한 위성의 거리, 방위각과 고도각이 사용되었다. 특히, 비선형성의 영향에 대한 추정 방법 간의 성능과 장단점의 비교를 위해 위성의 포기 궤도오차별, 관측데이터의 관측 잡음의 크기별 테스트를 수행하였다. 이 연구를 통해 소개된, 선형화 과정이 필요 없는 Unscented 변환 기반의 후처리 배치 필터는, 비선형성의 특징이 증대된 상황에서 기존의 후처리 배치 알고리즘들에 비해 초기 궤도오차별, 관측데이터 잡음의 크기별 테스트 시 평균적으로 각각 약 5%와 12%정도의 정밀도 향상결과를 보였다. 또한, 기존 최소자승법을 이용한 후처리 배치필터가 발산한 상황에서도, 수렴성을 확보하는 안정적인 결과를 얻을 수 있었다. 그러므로 Unscented 변환 기반의 후처리 배치필터가 인공위성 궤도 결정 시스템에 효율적으로 사용할 수 있음을 제시하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권4호
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• pp.405-414
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• 2008

이 연구에서는 고위도 하부 열권 역학을 좌우하는 물리적 과정을 이해하기 위하여, 상이한 행성간 자기장(Interplanetary Magnetic Field, IMF)에 따른 남반구 고위도 하부 열권에서의 소용돌이도(vorticity)와 발산(divergence)을 분석하였다. 이 연구를 위하여 미국립대기연구소(National Center for Atmospheric Research, NCAR)의 열권-이온권 전기역학적 대순환 모델(Thermo sphere-Ionosphere Electrodynamic General Circulation Model, TIEGCM)을 이용하였다. 소용돌이도와 발산 분석은 전체 수평 바람장을 최종적으로 결정하는 운동량원(momentum source)을 밝히는데 도움을 주는 근원적인 흐름을 파악할 수 있게 해주며, 운동량원들의 상대적인 강도를 분석해내는데 좋은 도구가 된다. 고위도 하부 열권의 평균 바람장은 태양 복사와 쥴가열에 의해 유발되는 발산운동 보다는 이온대류에 의해 유발되는 회전운동에 의해 주로 지배된다는 것이 확인되었다. $IMF{\neq}0$와 IMF=0인 경우의 고위도 열권 하부에서의 소용돌이도 차이(difference vorticity)가 모든 IMF 조건에서 발산장 차이(difference divergence)에 비해 훨씬 더 크게 나타났다. 이는 IMF가 발산적인 흐름보다 회전적인 흐름에 더 강하게 영향을 끼치며, 나아가 IMF가 발산운동을 유발하는 에너지 유입보다는 회전운동을 유발하는 운동량 유입에 더 강하게 영향을 끼침을 의미한다. IMF의 방향에 따라 고위도 하부 열권에서의 소용돌이도 차이의 양상이 매우 달랐다 $B_y$가 음일 때는 지자기 위도 $-70^{\circ}$ 이상의 고위도에서 극을 중심으로 양의 소용돌이도 차이가 나타나고 $B_y$가 양일 때는 음의 소용돌이도 차이가 나타났다. $B_z$가 음인 경우 소용돌이도 차이가 저녁 영역에는 양이고 새벽 영역에는 음이며, $B_z$가 양인 경우에는 반대의 분포를 보였다. $B_z$가 음일 때가 양일 때보다 소용돌이도 차이가 더 큰 것으로 확인되었는데, 이는 IMF $B_z$가 남쪽으로 향할 때가 북쪽으로 향할 때보다 고위도 이온권의 이온대류를 더 강화시켜 열권 중성대기의 회전적인 흐름을 더 강하게 유발시킴을 의미한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제21권4호
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• pp.351-360
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• 2004

향후 우리나라의 화성 근접 탐사 임무를 대비한 우주선의 궤도전파 소프트웨어의 개발 및 검증을 실시하였다. 이를 위해 화성 주위를 비행하는 우주선의 동력학 모델에 대한 연구가 선행 되었으며, 탐사우주선의 모든 위치 정보는 화성 중심 좌표계를 사용하여 나타내었다. 정밀한 탐사 우주선의 위치 계산을 위하여 화성의 세차 및 장동 운동에 의한 영향도 고려하였다. 화성의 작용권구 안으로 진입한 탐사 우주선은 화성 주위에서의 다양한 섭동에 의한 영향을 받게 되는데 본 연구에서는 정밀한 동력한 모델의 계산을 위해 가능한 모든 섭동들을 고려하였다. 특히 화성의 비대칭 중력장에 의한 영향을 계산하기 위해 Jet Propulsion Laboratory(JPL)의 Mars50c 모델을 적용하였고 화성 대기 항력에 의한 영향의 경우 Mars-GRAM 2001 모델을 사용하여 계산하였다. 태양을 비롯한 다른 행성의 위치를 계산하기 위해서 JPL의 DE405 정밀 천체력을 이용하였고 화성 위성들(포보스와 다이모스)의 천체력 계산은 해석적인 방법으로 하였다. 개발 소프트웨어의 성능 검증을 위하여 Mars Global Surveyor의 화성 지도 작성을 위한 초기 궤도 요소를 사용하였으며, Satellite Tool Kit(STK)의 Astrogator모듈을 이용하여 산출된 결과와 본 논문에서 개발한 소프트웨어의 결과 값과 비교 하였다. 비교 결과 우주선의 모든 위치성분(반경방향, 궤도 진행방향 그리고 진행수직방향)은 화성 근접 탐사 우주선이 화성 주위를 12번 공전(약 1화성일)하는 동안 최대 ${\pm}5m$ 이내의 오차를 보여 주었다. 이는 본 연구를 통해서 개발된 소프트웨어의 성능에 대한 신뢰도가 매우 높다는 것을 의미한다. 따라서 개발된 알고리즘과 소프트웨어는 향후 우리나라의 화성 근접 탐사를 위한 우주선의 임무 설계시 활용 될 수 있다.