노심 및 원자로의 구조 및 구성 물질이 확정되어 있지 않은 개발단계의 신형원자로의 압력용기에 대한 $R-{\theta}$좌표에서 차폐해석을 수행하려면, 매번 선원항에 대한 모델작업을 하는데 많은 노력과 시간이 소요된다. 따라서 $R-\theta$좌표에 의한 반경방향의 원자로 압력용기에 대한 차폐해석에 있어서 노심의 기하학적 구조에 영향을 받지 않고 해석할 수 있는 체계를 개발하였다. 개발된 해석체계를 이용하여 육방형 노심배열을 갖는 일체형 원자로의 압력용기에 대한 차폐해석을 수행하여, 그 결과를 MCNP 해석결과와 비교 분석하였다. 분석결과 개발된 해석체계가 좀 더 보수적인 결과를 나타내었으며 이는 차폐해석측면에서 타당하다. 또한 이 해석체계를 개발함으로써 그 동안 수작업으로 작성하였던 노심내부에 대한 모델에 대한 오차를 줄일 수 있으며 이에 소요되는 시간 및 노력을 줄일 수 있을 것으로 판단된다.
안구운동의 회선점을 중심으로 한 안구운동은 직각좌표의 좌표축 회전변환에 의한 회전행렬 $R_x$, $R_y$, $R_z$로 표현할 수 있으며, 6가지의 눈의 주된 회전 형태인 외-내전, 상-하전, 내-외방 회선 등으로 기술된다. 제1안위에서 제3안위까지의 안구운동은 회전행렬의 조합으로 구성되고, 6가지의 주회전과 8가지의 보조회전으로 6개의 외안근 운동을 표현 할 수 있다. 안구운동에 의한 동공점인 각막정점의 위치를 각각좌표의 회전행렬을 구좌표$(r,{\theta},{\phi})$로 전환하여 9가지로 기술된다.
Cu(반경 $r_a$ = $95{\mu}m$)/$Ni_{80}Fe_{20}$(외경 $r_b$ = $120{\mu}m$)의 코어/쉘 복합 와이어를 전기도금방법으로 제작하였다. 제작 된 복합 와이어에 대해 원통 좌표계에서 임피던스 텐서의 두 대각 성분 $Z_{{\theta}{\theta}}$와 $Z_{zz}$를 10 kHz~10 MHz 범위의 주파수(f)와 0 Oe~200 Oe 범위의 외부 정지 자기장의 함수로 측정하였다. Maxwell 방정식으로부터 코어/쉘 복합 와이어의 두 대각 임피던스 $Z_{{\theta}{\theta}}$와 $Z_{zz}$를 각각 복소 투자율 텐서의 두 대각 성분 ${\mu}^*_{zz}$와 ${\mu}^*_{{\theta}{\theta}}$로 표현하는 식을 유도하였다. 유도된 식을 이용하여 측정된 $Z_{{\theta}{\theta}}$(f)와 $Z_{zz}$(f) 스펙트럼으로부터 ${\mu}^*_{zz}$(f)와 ${\mu}^*_{{\theta}{\theta}}$(f) 스펙트럼을 각각 뽑아낼 수 있었다. 뽑아낸 두 대각 투자율 스펙트럼을 자벽이동과 자화회전의 완화과정으로 해석하면 Cu/NiFe 코어/쉘 복합 와이어의 동적 자화과정을 규명하는 유용한 도구가 될 수 있다는 것을 제시하였다.
의료용으로 사용되는 초음파 진단장치와 PC간의 인터페이스를 통해서 초음파 의료 영상 정보를 관리할 수 있는 시스템을 구현하였다. 초음파 진단장치와 PC간의 양방향 데이터 전송이 가능하도록 양방향 인터페이스 카드를 하드웨어로 제작하였고, 이에 맞는 통신 프로토콜을 구현하였다. 또한 영상 정보의 데이터 베이스를 구축하기 용이하도록 영상 파일의 형태를 새로이 정의하였으며 진단장치에서 디스플레이되는 영상을 PC에 맞도록 좌표 변환해서 디스플레이할 수 있도록 소프트웨어를 구현하였다. 특히, 초음파 진단장치의 컨벡스(convex)와 섹터(sector)의 의료영상을 PC에서 디스플레이하기 위해 위치지정과 인터폴레이션(interpolation)기법을 적용하였다. 본 시스템의 타당성을 입증하기 위해서 진단장치와 PC에서 디스플레이되는 영상을 서로 비교함으로써 전송시 영상의 좌표변환이 성공적으로 이루어졌음을 증명하였다.
차량용 영구자석형 동기전동기는 벡터제어를 사용한다. 이때 사용 되는 벡터제어는 3상의 전류를 2상으로 변경 후 정지좌표계의 값을 동기좌표계로 변환 시켜줌으로써 순시제어를 실시한다. 이때 벡터제어 정지/동기 좌표계의 변환 시 위치 정보 ${\theta}$는 정지/동기 좌표계 변환의 기준으로 매우 중요한 정보이다. 따라서 정확한 제어를 위한 위치정보를 얻기 위해 이용되는 센서로 엔코더, 레졸버, 레치형 홀센서 등이 사용된다. 일반적으로 낮은 가격의 BLDC 모터의 경우 레치형 홀센서가 많이 이용된다. 그러나 레치형 홀센서의 경우 위치 정확도가 $60^{\circ}^C$로 한정되어 정확한 전기각을 추출하는데 문제가 있다. 본 논문에서는 BLDC 모터의 레치형 홀센서를 대신하여 리니어 홀센서를 이용함으로써 신호의 불균형 및 옵셋 등 문제를 보안, 이전의 시스템보다 더욱 정확한 전기각을 추출하여 벡터제어를 실시한다. 검증방법으로는 700[W]급 범용 영구자석형동기전동기를 이용 시험을 실시함으로써 검증하였다.
지상 LiDAR(Light Detection And Ranging)는 정밀하고 빠르게 물체의 3차원 형상을 측량할 수 있는 시스템이다. 기본적으로 종전의 레이저 측량기의 기능을 갖고 있으며, 초당 최대 $5,000{\sim}50,000$ point의 레이저를 대상체 표면에 발사하여 대상체면에 투사한 레이저의 간섭이나 반사를 이용하여 대상체면상의 point could의 공간정보를 취득하는 관측방식의 3차원 정밀 측량으로서 대상체의 표면으로부터 상대적인 3차원(X, Y, Z) 지형공간좌표를 각각의 Point 데이터로 기록한다. 이러한 측정방법은 레이저가 반사되어 돌아오는 시간을 계산하여 거리를 결정하고 ${\theta}_h$(수평각)과 ${\theta}_v$(수직각) 각도만큼 수평, 수직으로 회전하여 측정한 점의 위치를 결정하므로 데이터 취득 각도에 따른 오차가 발생하게 된다. 본 연구 에서는 지상LiDAR 데이터 취득각도에 따른 오차 시뮬레이션 실시하여 실제 실험과의 비교 및 입사각에 따른 정확도 분석을 실시하였다.
구조물의 변형측정에 있어서 Strain gauge, Inclinometer, Dial gauge등을 이용한 방법과 측지학적인 방법들은 기구설치의 어려움과 경제적인 면은 물론 정확도면에서도 많은 문제점을 안고있다. 이에 최근 다방면으로 활용이 증대되고 있는 C. R. P(Close-Range Photogrammetry) 기법을 토목구조물의 변형측정에 적용하여 이를 공선조건으로 해석하였다. 피사체로 현수교모형을 제작하였으며 재하변형측정 실험을 실여, Dial gauge, Precision level, 정밀삼각측양을 통한 측정값과 비교하여 그의 타당성을 제시하였다. 또한 실구조물에 적용시 발생하는 제반문제점들을 고려하기위해 Camera 회전인자 $\omega$,$\psi$ 노출점높이 Z$_{L}$, 기선경사각 $\theta$의 변화를 다양하게 실험하여 그의 특성을 고찰하였다. 실험결과 Dial gauge, 정밀 Level, 정밀 삼각측양으로 측정한 변형양과 C. R. P로 측정한 변형양은 10$\mu\textrm{m}$ 이내의 증차로 상호접근하였으며 X와Z 좌표에 대한 표준오차는 수렴각 약 60$^{\circ}$에서 Y좌표는 수렴각 약 90$^{\circ}$에서 가장 작았으며 Z$_{L}$의 변화는 오차에 별다른 영향을 주지않는다. 또한 $\theta$가 증가함에따라 본 실험조건하에서는 Normal Case에서 30$^{\circ}$까지 Convergent Case에서는 15$^{\circ}$까지 양호한 정도를 보였으며 $\psi$와 $\omega$가 동시에 증가할수록 정도가 급격히 저하되며 특히 Y좌표의 정도에 많은 영향을 미침을 알 수 있었다. 이들 결과로 볼때 C. R. P해석기법은 정도와 경제적인 면에서 각종 구조물의 변형측정에 그 효용이 기대된다.대된다.
이 논문에서는 제1장에서 유도한 제일종 Fredholm 적분방정식에 대하여 근사해를 해석적인 방법에 의하여 구하였으며 이 근사해를 사용하여 응력확대계수(S.I.F.)와 크랙에너지를 산출하였다. 또한 이 연구에서는 크랙경계 근처에서의 이차원응력치가 크랙끝에서 크랙에 수직한 평면내에서 정의된 좌표 s 와 .theta.의 값으로 표시될 수 있음을 보였다.
변형불변 패턴인식을 실현하기 위하여 크기와 회전변위에 대해 불변인 극-로가리즘 좌표변환을 이용하였고, 좌표 변환을 수행하기 위하여 Lee 방식의 투과함수를 갖는 CGH를 CAD용 포토(UV light)패턴 발생기에 의해 마스크로 제작하였다. 광학적으로 좌표변환된 입력패턴은 본 논문에서 제시한 광상관기에 입력되었으며, 실시간 홀로그래피에 의한 기록매질로서 $BaTiO_3$ 단결정을 정합필터로 사용하였다. 본 논문에서 제시한 광상관기를 사용하여 크기와 입력에 대한 자기상관값의 변화를 실험적으로 제시함으로서 변형불변 패턴인식을 증명하였다.
직경 $190{\mu}m$ Cu 와이어에 $Ni_{80}Fe_{20}$ 연자성 물질을 전기도금법으로 증착하여 금속 코어/연자성 쉘 구조의 복합 와이어를 제작하고 이 와이어에서 자기임피던스 효과(MI 효과)를 연구하였다. 원통 좌표계에서 복합 와이어의 임피던스 텐서의 두 대각 성분 $Z_{{\theta}{\theta}}$와 $Z_{zz}$는 z 방향으로 가한 자기장에 대해 큰 MI 효과를 나타낸 반면, 비대각 임피던스 $Z_{{\theta}z}$의 MI 효과는 매우 약하게 나타났다. 비대각 자기임피던스 효과가 큰 복합 와이어를 만들기 위해 비틀림 스트레인 하에서 전기도금하는 방법을 시도하였다. Cu 와이어의 한쪽 끝을 약 $270^{\circ}$ 이상 회전한 상태에서 전기도금 된 복합 와이어는 뚜렷하게 증대된 비대각 MI 효과를 보였으며 $360^{\circ}$ 회전한 상태에서 도금 된 와이어에서 최대의 비대각 MI 효과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 비대각 MI 효과가 큰 복합와이어를 제작하는 방법을 개발한 것은 금속 코어/자성 쉘 복합 와이어의 자기센서 소재로써의 응용가능성을 높일 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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