• 한국항공우주학회지
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• 제41권10호
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• pp.796-804
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• 2013

연소 및 추진 기관 공학 교육 과정의 일부로써 간단한 형태의 열기관인 감자총 (Potato Gun)의 제작, 시험 및 해석을 수행하였다. 정적 연소실의 화학 평형 해석을 이용하여 연소실의 압력을 계산하고, 팽창과정의 열역학 해석을 통하여 열에너지의 운동에너지로 변환되는 내탄도 과정을 계산하였다. 공기역학적 지식을 도입한 구형 탄도 궤적 해석을 통하여 비행거리를 추정할 수 있었으며, 이를 통하여 감자총의 에너지 변환 효율 및 혼합기의 당량비를 추정하였다. 본 과제는 재활용 자재를 이용하여 학부 수준에서 열-유체역학공학 지식을 활용하여 실습하고 학생들의 관심을 유발할 수 있는 적당한 예로 여겨진다.

• 한국환경과학회지
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• 제28권12호
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• pp.1133-1145
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• 2019

Successful launch requires state-of-the-art launch vehicle technology and constant test operations, However, the meteorological threat to the launch vehicle flight trajectory is also an important factor for launch success. Atmospheric stability above the Naro Space Center at the this time is very important, especially because the initial flight operation can determine the success of the launch. Moreover, during the flight of launch vehicle with rapid pressure and thrust into the atmosphere, convection activity in the atmosphere may create environmental conditions that cause severe weather threats such as thunderstorms. Hence, studies of atmospheric instability characteristics over the Naro Space Center are a necessary part of successful launch missions. Therefore, the main aims of this study were to (1) verify the atmospheric stability index and convection activity characteristics over the Naro Space Center using radiosonde data observed from 2007 to 2018 by the Naro Space Center, (2) analyze changes in the atmospheric stability index according to monthly and seasonal changes, and (3) assess how the calculated atmospheric stability index is related to actual thunderstorm occurrence using statistical analysis. Additionally, we aimed to investigate the atmospheric characteristics above the Naro Space Center through the distribution chart of the atmospheric stability index during summer, when convection activity is highest. Finally, we assessed the relationship between lightning occurrence and unstable atmospheric conditions, through predictability analysis performed using the lightning observation data of the Korea Meteorological Administration.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권8호
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• pp.729-736
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• 2009

벌새(Selasphorus rufus)의 날갯짓 운동에 의한 양력발생 및 추력발생 메커니즘을 이해하고자 2차원 수치해석을 수행하였다. 날갯짓 운동의 궤적은 풍동 실험에서 관찰된 결과를 모델링하여 해석하였다. 비행속도에 따라 날갯짓 운동 궤적이 달라지고, 그 결과 양력 및 추력의 발생 메커니즘이 변화하는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 이를 통하여 비행속도를 저속비행과 고속비행으로 구분하여 물리적인 이해를 하고자 하였다. 양력발생의 경우에는 기존의 날갯짓 비행의 주된 양력발생 메커니즘인 앞전와류효과(Leading Edge Vortex Effect), 실속지연(Delayed Stall), 후류포착(Wake capture)등의 메커니즘을 확인하였으며, 벌새에서 유일하게 관찰되는 Upstroke에서의 양력발생 메커니즘을 유동특성 분석을 통하여 확인하였다. 추력발생의 경우에는 벌새의 골격 구조, 와류형성 및 압력구배에 따른 합력 성분의 분해를 통하여 이해할 수 있었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.353-358
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• 2011

본 논문에서는 이족 로봇을 위한 가상의 다리에 기반한 보행 모델을 제시한 후, 시뮬레이션을 통하여 제시한 보행 모델의 근본적인 롤/피치/요(roll/pitch/yaw) 운동 특성을 분석한다. 이를 위하여 로봇의 무게 중심과 압력 중심에서의 운동 경로를 사람의 발걸음 운동 패턴과 유사한 임의의 패턴으로 설정하고, 이러한 경로를 따라 보행할 경우에 나타나는 주요 관성 성분 특성을 확인한다. 결과적으로, 이족 보행에서 롤, 피치 및 요 방향으로의 운동은 보행과정에서 생성될 수 있는 자연스러운 현상이며, 이것은 발걸음의 간격, 무게 중심의 위치 및 로봇 몸체의 이동가속도와 밀접한 관계가 있음을 보인다. 또한, 이족보행의 밸런스 관점에서 발의 위치 설정을 위한 경로계획의 중요성을 고찰한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.9-14
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• 2022

본 연구에서는 유연성을 가지는 공기 조형물과 같은 기구물이 사용자가 원하는 자세를 안정적으로 유지하며 이동하기 위한 방안을 제안한다. 이를 수행하기 위해 IMU를 이용한 수평 유지 자세 제어와 PI 알고리즘을 적용하여 주어진 궤적에 따라 주행이 가능한 이동로봇의 구조를 가지는 로봇 시스템을 연구하였다. 본 연구에서 사용된 공기 조형물은 고정된 자세로 얇은 끈을 이용하는 경우가 많다. 다른 방법으로는 무게 중심부에 하중을 실어 자세를 유지며 공기의 압력을 사용하므로 유연성을 가지는 시스템이다. 이러한 구조물은 디지털 센서 기술의 융합과정을 통해 유연한 형태의 구조물과 이동로봇의 결합으로 다양한 성과를 얻을 수 있을 것으로 기대한다. 본 연구는 로봇의 한 분야인 AGV(무인 반송차)의 주행 기술과 다양한 센서를 응용한 기술들을 융합하여 자세제어를 수행하였다. 검증은 공인인증시험을 통해 주어진 성능 평가를 수행하였으며 실험을 통해 그 타당성을 검증하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제31권12호
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• pp.1079-1087
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• 2022

This study investigated the effect of volcanic materials that erupted from the Nishinoshima volcano, Japan, 1,300 km southeast of the Busan area at the end of July 2020, on the fine particle concentration in the Busan area. Backward trajectory analysis from the HYSPLIT model showed that the air parcel from the Nishinoshima volcano turned clockwise along the edge of the North Pacific high pressure and reached the Busan area. From August 4 to August 5, 2020, the concentration of PM₁₀ and PM_2.5 in Busan started to increase rapidly from 1000 LST on August 4, and showed a high concentration for approximately 13 hours until 2400 LST. The PM_2.5/PM₁₀ ratio showed a relatively high value of 0.7 or more, and the SO₂ concentration also showed a high value at the time when the PM₁₀ and PM_2.5 concentrations were relatively high. The SO₄^2- concentration in PM_2.5 in Busan showed a similar trend to the change in PM₁₀ and PM_2.5 concentrations. It rose sharply from 1300 LST on August 4, at the time where it was expected to have been affected by the Nishinoshima Volcano. This study has shown that the occurrence of high concentration fine particle in Busan in summer has the potential to affect Korea not only due to anthropogenic factors but also from natural causes such as volcanic eruptions in Japan.

• 한국운동역학회지
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• 제34권1호
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• pp.34-44
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• 2024

Objective: This study aimed to investigate how the movements occurring during the follow-through phase after releasing an arrow among elite compound archers, are associated with the arrow impact points on the target. Method: Nine elite archers performed consecutive compound archery shooting under conditions identical to actual competitions using their own bows and equipment. Motion capture system and force platform were utilized to record the changes in joint positions and center of pressure, respectively. Principal component analysis was employed to identify the patterns in which multidimensional joint positions and COP changes were organized with horizontal and vertical coordinates of arrow impact points. Subsequently, correlation analysis quantified the relationship between individual variables and the coordinates of arrow impacts on the target. Results: We found a common organizational pattern in which the two axes of the impact point coordinates were grouped into the first two principal components. The movements of the upper and lower limbs following release exhibited opposite patterns in the anterior-posterior axis, with significant correlations observed between the arrow impact points of the horizontal axis and the left shoulder, right elbow, left hip, and both knees. Additionally, the lateral movements induced by the reaction force upon arrow release showed significant associations with the vertical coordinates of the impact points. Particularly, the correlations between the movements of the left shoulder and elbow, as well as the bilateral hip and right knee, were consistently observed among all participants. Conclusion: These findings implied that the post-release movements could significantly influence the trajectory and impact points of the arrows in compound archery. We suggest that a consistent and controlled movement during the follow-through phase may be more beneficial for optimizing shooting accuracy and precision rather than minimizing movements.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제43권2호
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• pp.81-93
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• 2022

Proprioception training has been considered a secondary method to facilitate postural control ability. This study investigated the effects of two different proprioception training methods - the proprioceptive neuromuscular facilitation (PNF) and visual feedback-based joint position and force reproduction (VF) - on postural control advancements. Sixteen healthy people volunteered for this study, and they randomly grouped two. Each group participated in the PNF and VF training for three weeks. We evaluated each subject's proprioception levels and balance ability before and after the training. We used a clinometer and electromyogram (EMG) for VF training. The joint position reproduction test was also used to evaluate the position and force aspects of the proprioception level. We analyzed the trajectory of the center of pressure (COP) while subjects were standing on the firm floor and balance board with one leg using a pressure mat. The improvement of the position aspect of the proprioception level of the VF group (4.93±4.74°) was larger than that of the PNF group (-0.43±2.08°) significantly (p=0.012). The improvement of the anterior-posterior COP velocity of the PNF group (0.01±0.01 cm/s) was larger than that of VF group(0.002±0.01 cm/s) significantly (p=0.046). Changes of position error in the PNF group (rho=0.762, p=0.028) and tibialis anterior force reproduction error in the VF group showed a significantly strong relationship with balance ability variables. These results showed that different PNF and VF have different effects on improving two aspects of proprioception and their relationship with the balance ability. Therefore, these results might be useful for selecting proprioception or balance rehabilitation considering the clinical and patients' situation.

• 한국지구과학회지
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• 제45권3호
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• pp.173-191
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• 2024

태풍은 지구 시스템 내의 해양-대기-육상 상호작용을 일으키는 매우 중요한 현상으로 특히 태풍의 특성 인자 중 하나인 풍속은 중심 기압, 이동 경로, 해수면 온도 등의 매개변수에 의해 복잡하게 변화하여 실제 관측 자료를 기반으로 이해하는 것이 중요하다. 2015 개정 교육과정 기반 중등학교 교과서에서 태풍 풍속은 본문 내용 및 삽화의 형태로 제시되고 있어 풍속에 대한 심층적 이해가 가능한 탐구활동이 무엇보다 필요한 실정이다. 본 연구에서는 교수-학습 과정에서 간단한 조작만으로도 태풍의 풍속을 이해할 수 있도록 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 기반으로 한 데이터 시각화 프로그램을 개발하였다. 2023년 발생한 태풍 마와르, 구촐, 볼라벤의 천리안 위성 2A호 RGB (Red-Green-Blue)영상 자료를 입력 자료로 활용하였다. 태풍 주변의 구름 이동 좌표를 입력하여 태풍의 풍속을 산출하고 태풍 중심 기압, 폭풍 반경, 최대 풍속 등의 매개 변수를 입력하여 태풍 풍속 분포를 시각화 할 수 있도록 설계하였다. 본 연구에서 개발된 GUI 기반 프로그램은 천리안 위성 2A호로 관측 가능한 태풍에 대해 오류 없이 적용 가능하며 교과서의 시공간적 한계를 벗어난 실제 관측 자료 기반의 과학탐구활동이 가능하다. 학생과 교사는 별도의 유료 프로그램 및 전문적인 코딩 지식이 없어도 실제 관측 자료를 수집, 처리, 분석, 시각화하는 과정을 경험할 수 있으며, 이를 통해 미래 정보화 사회에서의 필수 역량인 디지털 소양을 함양시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.503-516
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• 2021

자율형 초동소화 체계는 복합적 감지 기술 및 화재 위치별 정확한 타격을 위한 분사/제어 기술등에 대한 고도의 기술이 필요하다. 또한, 상황에 따라 유류화재에 대한 대응을 위해 폼(foam) 분사 기능이 포함하여야 한다. 다만, 단일 분사 모니터를 공용으로 사용할 시 청수와 폼(foam) 분사 특성이 상이하므로 정확한 화재 진압을 위해서는 분사궤적 및 거리에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 자율형 소화체계 구축을 위해 개발된 분사 모니터를 통한 폼 분사 특성 분석을 위해 실험적 연구와 수치해석적 연구를 복합적으로 수행하였다. 폼 분사에 대한 유동해석을 위해 OpenFOAM 해석 소프트웨어를 사용하여 모델링을 하였으며, 폼 특성은 일반적인으로 사용되고 있는 포소화약제 수성막포를 적용하였다. 폼 형태에 따라 분사압, 분사각에 따른 분사 거리 해석을 수행하였으며, 동시에 분사 실험을 통해 결과에 대한 검증 및 결과를 제시하였다.