• 제목/요약/키워드: spherical harmonic model

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Precise Geoid Model for Korea from Gravity and GPS Data

  • 최광선;;신영홍
    • 지구물리
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    • 제9권3호
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    • pp.181-188
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    • 2006
  • The data, methodology, and the resulting accurate gravimetric geoid model for the Korean Peninsula (latitude from 32˚ N to 40˚ N and longitude from 124˚ E to 131˚ E) are presented in this study. The types of used data were a high degree geopotential model (the EGM96 spherical harmonic coefficient set), a set of 12,615 land gravity observations, 1,056,075 shipborne gravity observations, and KMS2002 gravity anomalies from satellite altimetry. The remove-restore technique was successfully applied to combining the above mentioned data sets using up to degree and order 112 of the EGM96 coefficient. The residual geoid was calculated with residual Free-Air anomaly values using the spherical Stokes' formula with a 37-km integration cap radius. The geoid model was referred to WGS84 geodetic system and was tested using a set of GPS/levelling geoid undulations. The absolute accuracy is 0.132 m and some improvement compared to the PNU95 geoid model was found.

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아리랑위성 2호의 삼축자력계로부터 관측된 지구자기장 모델 연구 (A Study on the Geomagnetic Reference Field Modeling from the Triaxial Magnetometer Data Onboard KOMPSAT-II)

  • 김형래;황종선;;이선호
    • 자원환경지질
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    • 제45권4호
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    • pp.377-384
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    • 2012
  • 다목적위성인 아리랑 2호 (KOMPSAT-II)에 장착된 위성의 자세제어를 위한 삼축자력계(Triaxial Magnetometer, TAM)에서 측정된 지구자기장의 삼성분 자료로부터 지구 외핵에서부터 오는 주지구자기장 (main geomagnetic field)의 모델을 계산하였다. 일반적으로 지자기 표준모델이라고도 일컫는 IGRF(International Geomagnetic Reference Model)과의 비교를 통해 제작된 모델과의 상관성을 연구하였다. 선행연구에서는 KOMPSAT-I의 3일 자료만을 통해 제작한 것과 달리 2007년 11월과 12월 자료를 항공우주연구원의 협조를 받아 모델에 활용하였다. 선행 연구에서는 구면조화 함수의 차수가 5까지의 유사성을 보인 반면 이번에 얻은 모델은 차수 8-9까지 유사성을 보이며 그 이후 차수 13까지 계산에서는 국제표준모델과 많은 차이를 나타내었다. KOMPSAT-II 자료를 통한 지구자기장 모델을 제작하는 데 있어서 적절한 자료선별과정과 이와 관련된 극지방자료의 포함여부와 외부자기장성분의 적절한 제거 및 위성에 탑재한 측정자력계의 정확도가 국제지자기표준모델과의 유사성 여부에 중요한 요소로 작용하였다. 수년간의 자료입수가 가능할 경우 지구자기장의 영년변화연구에도 지상의 지자기관측소자료와 함께 KOMPSAT-II 자료의 활용이 기대된다.

코웰방법을 이용한 정지위성의 정밀궤도예측 (PRECISE ORBIT PROPAGATION OF GEOSTATIONARY SATELLITE USING COWELL'S METHOD)

  • 윤재철;최규홍;김은규
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제14권1호
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    • pp.136-141
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    • 1997
  • 임의의 순간 인공위성의 위치와 속도를 정밀하게 계산하기 위해서는 섭동력을 일으키는 우주공간의 환경을 정확하게 이해하고 분석하여 정량화함으로써 섭동력에 대한 수리적인 모형을 만들어야 한다. 이들 우주환경모델에 의해서 인공위성이 받는 총가속도는 2계 미분방정식으로 표현되며, 이 방정식을 두 번 적분함으로써 원하는 시각에서의 인공위성의 위치와 속도를 얻는 코웰방법을 사용하여 궤도예측 알고리즘을 완성하였다. 정지위성의 궤도에 미치는 주요한 섭동력으로는 지구의 비대칭 중력 포텐셜에 의한 섭동력, 태양과 달의 중력에 의한 섭동력, 태양의 복사압에 의한 섭동력들이 있는데, 그것들의 정밀성을 최대한 높이기 위해 spherical harmonic 계수들을 40 $\times$ 40까지 적용할 수 있도록 했으며, JPL DE 403 ephemeris의 polynomial 내삽을 통해 지구로부터 태양과 달까지의 거리를 정밀하게 계산하였다. 그리고 수치적분 방법으로는 적분간격을 자동으로 조절하는 8계 Runge-Kutta single step 방법을 사용하였다.

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다목적위성 삼축자력계로부터 관측된 지구자기장에 관한 연구 (Analysis of Geomagnetic Field measured from KOMPSAT-1 Three-Axis Magnetometer)

  • 김정우;황종선;김성용;이선호;민경덕;김형래
    • 자원환경지질
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    • 제37권4호
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    • pp.401-411
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    • 2004
  • 다목적위성 아리랑 1호(KOMPSAT-1)에 장착된 본체 자세제어용 삼축자력계(TAM) 자료로부터 2000년 6월 19일에서 21일 사이의 지구자기장을 추출하였다 전처리과정으로 관측자료를 지구관성좌표계에서 지구고정좌표계로 변환시킨 후, 이를 다시 구면좌표계로 변환하였고, 지구자기장의 영향이 아닌 위성체 내의 전류에 의한 유도자기장은 자기장의 대칭성을 이용하여 제거하였다. 지구 외적 요인에 의한 자기장의 영향을 제거하기 위해 위성 궤도를 상향 및 하향 두 그룹으로 분류한 후, 2차원 파동수대비법을 이용해 두 그룹 사이에 서로 역으로 대비되는 성분을 제거하였다. 측선 잡음을 제거를 위하여 파동수영역에서 사분면교환법을 도입하였고, 이로부터 삼축자력계 관측값으로부터 최증적인 지구자기장을 추출하였다. TAM 자기장의 검증을 위해 다목적위성과 비슷한 시기에 유사한 고도에서 지구자기장을 전문적으로 측정한 ${\phi}$rsted로부터 유도된 지구자기장 및 IGRF2000모델과 비교한 결과 이들 사이의 상관계수는 각각 0.97과 0.96으로 매우 높게 나타났다. 끝으로 이 연구에서 추출한 지구자기장으로부터 구면조화계수를 degree & order 19까지 계산한 후 이를 IGRF ${\phi}$rsted와 Champ 모델과 비교하였다. 이 연구에 의해 일반적인 지구관측위성의 자세보정용 자력계로부터 degree & order 5까지 신뢰성있는 지구자기장의 추출이 가능함은 밝혀졌고, 이로부터 이 연구의 자료처리과정을 도입하면 지구자기장 전문관측위성이 존재하지 않는 기간은 물론 관측이 존재하지 않는 고도에 대한 지구자기장의 추출이 가능하게 되었고 이로부터 전지구 자기장 모델의 저주파 성분을 향상시킬 수 있음이 밝혀졌다.

Vibro-acoustic analysis of un-baffled curved composite panels with experimental validation

  • Sharma, Nitin;Mahapatra, Trupti R.;Panda, Subrata K.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제64권1호
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    • pp.93-107
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    • 2017
  • The article presents the vibration and acoustic responses of un-baffled doubly curved laminated composite panel structure under the excitation of a harmonic point load. The structural responses are obtained using a simulation model via ANSYS including the effect various geometries (cylindrical, elliptical, spherical and hyperboloid). Initially, the model has been established by solving adequate number of available examples to show the convergence and comparison behaviour of the natural frequencies. Further, the acoustic responses are obtained using an indirect boundary element approach for the coupled fluid-structure analysis in LMS Virtual.lab by importing the natural frequency values. Subsequently, the values for the sound power level are computed using the present numerical model and compared with that of the available published results and in-house experimentally obtained data. Further, the acoustic responses (mean-square velocity, radiation efficiency and sound power level) of the doubly curved layered structures are evaluated using the current simulation model via several numerical experimentations for different structural parameters and corresponding discussions are provided in detail.

GPS/leveling 데이터에 의한 기하학적 지오이드고의 산출 (Calaulation of geometric geoidal heights using GPS/leveling data in study area)

  • 이석배
    • 한국측량학회:학술대회논문집
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    • 한국측량학회 2003년도 추계학술발표회 논문집
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    • pp.27-31
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    • 2003
  • It can be classified in various methods to get the geoidal heights. It can be achieved geometric geoidal heights if we do GPS surveying in leveling point. The aims of this paper are calculation of geometric geoidal heights using GPS/leveling data in study area and evaluation of the global and local geoid models in and around Korean peninsula. For this study, study area was selected in the leveling line from Kunsan to Chonju city and GPS surveying was accomplished in the leveling line. And, also spherical harmonic analysis was made on the three global geopotential models, OSU91A, EGM96, EGM96m under same condition and KOGD2002, Korean gravimetric geoid model was made in this study The results shows that EGM96m is the best model because the differences between geoidal heights of EGM96m and geometric geoidal heights of GPS/Leveling data appear the smallest value among them.

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유한요소법과 경계요소법을 이용한 수중에서의 탄성구조물의 진동모드해석 및 모델링 기법 (Modelling Technique and Model Analysis of Submerged Structures Using Finite Element Method and Boundary Element Method)

  • 김관주;오상륜
    • 소음진동
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    • 제10권2호
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    • pp.319-324
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    • 2000
  • This paper shows hot to model the submerged elastic structures and adequate analysis tools for modal behavior when using finite element and boundary element method. Four different cases are reviewed depending on the location of the water and air. First case is that structures are filled with air and water is located outside. Second case is opposite to case one. These cases are solved by direct approach using collocation procedure. Third case is that water is located both sides of structures. Last case is that air is located both sides. These cases are solved by indirect approach using variational procedure. As analysis tools harmonic frequency sweep analysis and eigenvalue iteration method are selected to obtain the natural frequencies of vibrating submerged structures depending on the cases. Results are compared with closed form solutions of submerged spherical shell.

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$C_2H_4$/Air 비예혼합 난류화염의 매연생성 모델링 (Numerical Modeling of Soot Formation in $C_2H_4$/Air Turbulent Non-premixed Flames)

  • 김태훈;우민호;김용모
    • 한국연소학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.22-28
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    • 2010
  • The Direct Quadrature Method of Moments (DQMOM) has been presented for the solution of population balance equation in the wide range of the multi-phase flows. This method has the inherently interesting features which can be easily applied to the multi-inner variable equation. In addition, DQMOM is capable of easily coupling the gas phase with the discrete phases while it requires the relatively low computational cost. Soot inception, subsequent aggregation, surface growth and oxidation are described through a population balance model solved with the DQMOM for soot formation. This approach is also able to represent the evolution of the soot particle size distribution. The turbulence-chemistry interaction is represented by the laminar flamelet model together with the presumed PDF approach and the spherical harmonic P-1 approximation is adopted to account for the radiative heat transfer.

RESONANT MOTION OF A PARTICLE ON AN AXISYMMETRIC CONTAINER SUBJECT TO HORIZONTAL EXCITATION

  • Suh, Yong-Kweon
    • Journal of Theoretical and Applied Mechanics
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    • 제2권1호
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    • pp.51-70
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    • 1996
  • This study is generalization of the study of Miles[Physica 11D, 1984, pp.309-323]on the resonant motion of a spherical pendulum, which is equivalent to a particle on a spherical container subject to a linear, horizontal excitation. This study covers an arbitrary shape of container and a more general excitation (horizontal but elliptic motion). The averaging method is applied to reduce the governing equations to an autonomous system with cubic nonlinear terms, under the assumption of small amplitude of the container motion. It is shown that both the container shape and the excitation pattern affect the particle dynamics. Under the linear excitation, the anharmonic motion of the particle is possible only for a certain finite range of the parameter a controling the container shape. Stability of the particle's harmonic motion is also influenced by the excitation pattern; as the excitation trajectory becomes closer to a circle, the particle's motion has a stronger tendency to become stable and to follow the rotational direction of the excitation. Under a circular excitation, the motion is always stable and circular with the same rotational direction as the excitation. Analogy between the present model and that of the surface wave inside a circular is studied quantitatively.

Extraction of Geomagnetic Field from KOMSAT-1 Three-Axis Magnetometer Data

  • Hwang, Jong-Sun;Lee, Sun-Ho;Min, Kyung-Duck;Kim, Jeong-Woo
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2002년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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    • pp.242-242
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    • 2002
  • The Earth's magnetic field acquired from KOMPSAT-1's TAM (Three-Axis Magnetometer) between June 19th and 21st 2000 was analyzed. The TAM, one of the KOMPSAT-1's Attitude and Orbit Control Subsystems, plays an important role in determining and controlling the satellite's attitude. This also can provide new insight on the Earth's magnetic field. By transforming the satellite coordinate from ECI to ECEF, spherical coordinate of total magnetic field was achieved. These data were grouped into dusk (ascending) and dawn (descending) data sets, based on their local magnetic times. This partitioning is essential for performing 1-D WCA (Wavenumber Correlation Analysis). Also, this enhances the perception of external fields in the Kompsat-1's TAM magnetic maps that were compiled according to different local. The dusk and dawn data are processed independently and then merged to produce a total field magnetic anomaly map. To extract static and dynamic components, the 1-D and 2-D WCAs were applied to the sub-parallel neighboring tracks and dawn-dusk data sets. The static components were compared with the IGRF, the global spherical harmonic magnetic field model. The static and dynamic components were analyzed in terms of corefield, external, and crustal signals based on their origins.

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