The general world model for homogeneous and isotropic universe has been proposed. For this purpose, we introduce a global and fiducial system of reference (world reference frame) constructed on a (4+1)-dimensional space-time, and assume that the universe is spatially a 3-dimensional hypersurface embedded in the 4-dimensional space. The simultaneity for the entire universe has been specified by the global time coordinate. We define the line element as the separation between two neighboring events on the expanding universe that are distinct in space and time, as viewed in the world reference frame. The information that determines the kinematics of the geometry of the universe such as size and expansion rate has been included in the new metric. The Einstein's field equations with the new metric imply that closed, flat, and open universes are filled with positive, zero, and negative energy, respectively. The curvature of the universe is determined by the sign of mean energy density. We have demonstrated that the flat universe is empty and stationary, equivalent to the Minkowski space-time, and that the universe with positive energy density is always spatially closed and finite. In the closed universe, the proper time of a comoving observer does not elapse uniformly as judged in the world reference frame, in which both cosmic expansion and time-varying light speeds cannot exceed the limiting speed of the special relativity. We have also reconstructed cosmic evolution histories of the closed world models that are consistent with recent astronomical observations, and derived useful formulas such as energy-momentum relation of particles, redshift, total energy in the universe, cosmic distance and time scales, and so forth. The notable feature of the spatially closed universe is that the universe started from a non-singular point in the sense that physical quantities have finite values at the initial time as judged in the world reference frame. It has also been shown that the inflation with positive acceleration at the earliest epoch is improbable.
Within the framework of the density functional theory combined with the method of non-equilibrium Green's functions (DFT + NEGF), the features of electron transport in fullerene nanojunctions, which are «core-shell» nanoobjects made of a combination of fullerenes of different diameters C20, C80, C180, placed between gold electrodes (in a nanogap), are studied. Their transmission spectra, the density of state, current-voltage characteristics and differential conductivity are determined. It was shown that in the energy range of -0.45-0.45 eV in the transmission spectrum of the "Au-C180-Au" nanojunction appears a HOMO-LUMO gap with a width of 0.9 eV; when small-sized fullerenes C20, C80 are intercalation into the cavity C180 the gap disappears, and a series of resonant structures are observed on their spectra. It has been established that distinct Coulomb steps appear on the current-voltage characteristics of the "Au-C180-Au" nanojunction, but on the current-voltage characteristics "Au-C80@C180-Au", "Au-(C20@C80)@C180-Au" these step structures are blurred due to a decrease in Coulomb energy. An increase in the number of Coulomb features on the dI/dV spectra of core-shell fullerene nanojunctions was revealed in comparison with nanojunctions based on fullerene C60, which makes it possible to create high-speed single-electron devices on their basis. Models of single-electron transistors (SET) based on fullerene nanojunctions "Au-C180-Au", "Au-C80@C180-Au" and "Au-(C20@C80)@C180-Au" are considered. Their charge stability diagrams are analyzed and it is shown that SET based on C80@C180-, (C20@C80)@C180- nanojunctions is output from the Coulomb blockade mode with the lowest drain-to-source voltage.
지금까지 교통류의 전파현상은 밀도와 교통량의 변화에 따른 충격파 이론을 사용하여 설명되어져 왔으나 서로 다른 차로간 교통류 전파와 같은 이질적인 교통류를 해석하기위해 적용하기에는 한계가 있다. 따라서, 본 연구는 고속 도로의 항공사진자료를 분석함으로써 합류부 구간과 엇갈림 구간, 기본구간의 교통류 전파특성을 시공간적으로 분석하고 차로간 교통류 전파해석을 위한 충격량 전파모형을 개발하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 기존에 사용하던 충격파 속도라는 척도를 이용하여 교통류 전파특성을 분석하고자 하였으나 전파특성에 대한 분명한 특징을 찾기가 어려웠고, 이러한 이유로 충격량이라는 새로운 척도를 개발하여 개발된 척도로 교통류 상태를 해석하고 적용하여 각 분석구간의 충격량 특성을 분석할 수 있었다. 분석된 3개 구간은 충격량의 특성이 공통적으로 발생하여 교통류 전파시 의미있는 임계치를 도출하였고, 차로간의 상호관계를 설명할 수 있는 요인을 파악하고 분석구간과 차로에 따라 다중회귀분석을 수행하여 충격량을 결정하는 차로간 충격량 전파모형을 개발하였다.
영상처리시스템(VIPS: Video Image Processing System)은 실시간으로 들어오는 영상정보를 분석하여 유용한 정보를 제공하며, 하나의 카메라로 여러 차로를 동시에 감시할 수 있는 알고리즘으로 교통량, 속도뿐만 아니라 밀도 및 점유율 등 다양한 정보를 제공한다. 영상검지시스템으로 상용화 제품은 Tripwire시스템으로 검지영역의 픽셀 변화량으로 차량검지를 하나, 이는 교통량, 속도 등 단편적인 정보에 국한될 수 밖에 없다. 반면, 영상검지시스템이 개별차량에 대한 추적시스템으로 개발할 경우 사고 및 차로 변경의 위험요소 감지 등 보다 다양한 정보를 제공할 수가 있다. 본 논문은 컴퓨터비전 기술을 이용하여 Tripwire에서 수집할 수 있는 교통정보와 동일한 정보를 제공하는 개별차량의 추적시스템을 개발하였으며 이 시스템을 실제 도로영상에 적용하여 상용화된 시스템과 결과를 비교함으로써 성능검증을 하였다.
The basic building block of solar filaments/prominences is thin threads of cool plasma. We have studied the spectral properties of velocity threads, clusters of thinner density threads moving together, by analyzing a sequence of $H{\alpha}$ images of a quiescent filament. The images were taken at Big Bear Solar Observatory with the Lyot filter being successively tuned to wavelengths of -0.6, -0.3, 0.0, +0.3, and +0.6 ${\AA}$ from the centerline. The spectra of contrast constructed from the image data at each spatial point were analyzed using cloud models with a single velocity component, or three velocity components. As a result, we have identified a couple of velocity threads that are characterized by a narrow Doppler width($\Delta\lambda_D=0.27{\AA}$), a moderate value of optical thickness at the $H{\alpha}$ absorption peak($\tau_0=0.3$), and a spatial width(FWHM) of about 1". It has also been inferred that there exist 4-6 velocity threads along the line of sight at each spatial resolution element inside the filament. In about half of the threads, matter moves fast with a line-of-sight speed of $15{\pm}3km\;s^{-1}$, but in the other half it is either at rest or slowly moving with a line-of-sight velocity of $0{\pm}3km\;s^{-1}$. It is found that a statistical balance approximately holds between the numbers of blue-shifted threads and red-shifted threads, and any imbalance between the two numbers is responsible for the non-zero line-of-sight velocity determined using a single-component model fit. Our results support the existence not only of high speed counter-streaming flows, but also of a significant amount of cool matter either being at rest or moving slowly inside the filament.
본 연구에서는 실선에 적용된 알루미늄 하니콤 샌드위치 판 (AHSP)을 저자가 제안한 심재의 형상이 피라미드인 알루미늄 샌드위치 판의 구조적 특성 및 진동특성을 검토해 보았다. 알루미늄 피라미드 샌드위치 판(APSP)의 기초 자료로 쓰일 수 있게 심재의 각도변화, 높이변화 및 면재와 심재의 두께변화에 따른 구조적 특성을 검토한 결과 APSP가 강도 및 강성에서 우수함을 보였으며, 질량대비 큰 강성 때문에 고유진동수도 다소 크게 평가되었다.
본 연구에서는 SLM(Square Lattice Model)과 HLM(Hexagonal Lattice Model)을 개선하여 만든 RHLM(Rotated Hexagonal Model)을 제시하고, 이를 이용하여 양방향 보행 교통류의 시뮬레이션 모형을 개발하였다. $20{\times}20$의 400개 셀에서 진행되었으며, 시간의 변화에 따른 속도, 밀도, 교통류율로 평가하였다. 본 모형을 같은 조건에서 SLM과 비교해본 결과, 기존의 모형이 보행자의 움직임이 불필요한 동작과 비논리적 방향으로 이동하는 것을 모형에 반영하였다면, 본 모형은 보행자의 직진 움직임과 자연스러운 회피 방법을 통해 보행교통류의 최단경로 움직임을 표현할 수 있었다. 또한 보행교통류의 더 높은 곳에서 용량을 가지고 보행을 할 수 있는 현상을 반영할 수 있었고, 보행교통류의 경우 밀도가 높아지더라도 속도가 0이 되는 상황은 잘 일어나지 않는 것을 반영할 수 있음을 알 수 있었다.
Gas foil thrust bearings (GFTBs) support axial loads in oil-free, high speed rotating machinery using air or gas as a lubricant. Due to the inherent low viscosity of the lubricant, GFTBs often have super-laminar flows in the film region at operating conditions with high Reynolds numbers. This paper develops a mathematical model of a GFTB with turbulent flows and validates the model predictions against those from the literature. The pressure distribution, film thickness distribution, load carrying capacity, and power loss are predicted for both laminar and turbulent flow models and compared with each other. Predictions for an air lubricant show that the GFTB has high Reynolds numbers at the leading edge where the film thickness is large and relatively low Reynolds numbers at the trailing edge. The predicted load capacity and power loss for the turbulent flow model show little difference from those for the laminar flow model even at the highest speed of 100 krpm, because the Reynolds numbers are smaller than the critical Reynolds number. On the other hand, refrigerant (R-134a) lubricant, which has a higher density than air, had significant differences due to high Reynolds numbers in the film region, in particular, near the leading and outer edges. The predicted load capacity and power loss for the turbulent flow model are 2.1 and 2.3 times larger, respectively, than those for the laminar flow model, thus implying that the turbulent flow greatly affects the performance of the GFTB.
Turbulence produced on roadways is one of the major factors determining the dilution rates at the initial stage of traffic emissions of air pollutants and, thus, the distribution of air pollutants near the roadways. Field experiments were conducted on Gyeongbu Highway, one of the busiest highways in Korea, for 4~7 days in winter, spring, and summer. Two three-dimensional ultrasonic anemometers were installed on both sides of the highway to estimate turbulence intensities (vertical wind fluctuation and kinetic turbulence energy) induced by the roadway. Roadway-induced turbulence consists of three components: structural road-induced turbulence (S-RIT), thermal road-induced turbulence (T-RIT), and vehicle-induced turbulence (VIT). The contribution of T-RIT to the total RIT was insignificant (less than 10%), and the majority of RIT was S-RIT (by the highway embankment) and VIT. In this study, we propose the empirical relationships of VIT as a function of traffic density and wind speed under free-flow traffic conditions. Although this empirical relationship appears to underestimate the VIT, it can be applied to the air quality models easily because the relationship is simple and only needs readily obtainable input variables (wind speed and traffic information).
본 연구에서는 고속철도의 자갈궤도와 콘크리트궤도에서 열차 주행 안전 측면에서 관리해야 할 레일패드 강성의 상한값을 차량 및 궤도의 동특성과 운영환경을 고려하여 결정하는 방법을 제시하였다. 차량-궤도의 상호작용해석의 중요 입력 파라메타인 궤도틀림과 관련하여 프랑스 및 독일에서 제시한 고저틀림 PSD(파워 스펙트럼 밀도)와 경부고속철도 1단계 구간 자갈궤도 및 콘크리트궤도에서 계측한 고저틀림 자료를 통하여 얻은 PSD를 기초로 하여 넓은 범위의 주파수 영역에서 적용할 수 있는 자갈궤도와 콘크리트궤도의 고저틀림 PSD를 제시하였다. 제시된 PSD 기준 모델을 사용하여 시간 영역에서의 고저틀림 입력을 난수 생성(random number generation)을 통하여 구한 후 차량-궤도 상호작용 해석기법을 사용하여 레일패드 강성에 따른 윤중 감소율을 산정하였다. 산정된 윤중 감소율에 대하여 국내 철도차량 안전기준에 관한 규칙의 탈선계수 규정을 적용하여 주행 안전 측면에서 허용할 수 있는 레일패드 강성의 상한값을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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