• 제목/요약/키워드: 가스유속분포

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정현파 입구 속도 변동에 따른 열교환기 관군의 유동 및 열전달 특성 (Flow and Heat Transfer Characteristics of Heat Exchanger Tube Bank with the Sinusoidal Inlet Velocity)

  • 하지수
    • 한국가스학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.14-19
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    • 2021
  • 열교환기 관군에서 덕트 입구의 속도가 일정한 경우와 정현파로 변하는 경우에 대하여 시간에 따라 배관 주위에서 유동 특성과 열전달 특성 규명을 위해 와류 분포와 온도 분포 변화를 비교 분석하였다. 입구 속도가 정현파 변동이 있는 경우에 열교환기 관군에서 대표적인 원관에서 양력과 항력의 power spectral density를 도출하여 유동 변화에 따른 주파수 특성을 살펴보았다. 입구 유속이 일정한 경우는 열교환기 관군의 입구쪽 관군 부근에서 원관 주위 유동에서 관찰 할 수 있는 칼만 와류를 관찰할 수 있었다. 정현파 입구 속도 변동의 경우에서도 입구쪽 관군에서 칼만 와류가 형성되는 것을 관찰할 수 있었고 정현파 입구 속도 변동에 따른 유동 와류 변화를 관찰할 수 있었다. 온도 분포 변화는 일정한 입구 속도 변화의 경우와 정현파 입구 속도변화의 경우 모두 유동 와류 분포에서 관찰한 것과 유사하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 유동 주파수는 일정한 입구 속도의 경우는 37.25 Hz이며 정현파 입구 속도의 경우는 정현파 주파수와 동일하게 18.63 Hz으로 나타났다. 열교환기 배관 전체의 평균 Nu수는 일정한 입구 속도의 경우에는 1051이며 정현파 입구 속도 변동의 경우는 1117로 나타나서 정현파로 입구 속도가 변하는 경우의 열전달이 6.3% 증가하는 것을 알 수 있었다.

응급실로 내원한 천식환자들의 임상적 특성 (Clinical Characteristics of Asthmatic Patients Who Visited Emergency Room)

  • 서정경;이소라;이상엽;이상화;조재연;심재정;인광호;강경호;유세화
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제44권2호
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    • pp.290-297
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    • 1997
  • 연구배경 : 기관지천식은 가역성 기도폐쇄, 기관지 과민증 및 기도점막의 염증성 변화가 특징인 호흡기 질환으로 적절한 치료가 질병의 예후에 중요한 영향을 미치며, 최근 천식의 발생기전 및 병태생리에 대한 연구가 활발히 진행되고 천식치료에도 많은 발전이 이루어지고 있음에도 불구하고, 오히려 전세계적으로 기관지천식의 유병률 및 사망률, 천식발작으로 인한 응급실 내원빈도는 증가하는 추세이다. 응급실 내원 환자의 과거력상 응급실 내원빈도가 많을수록 천식치료에 문제점이 있고 예후도 나쁘다는 보고가 있어, 응급실로 내원한 천식환자들의 임상적 특성의 분류가 치료 계획, 환자 교육과 관리 및 예후 예측에도 도움이 될것으로 사료되어 저자들은 천식발작으로 응급실로 내원한 환자들을 대상으로 연구를 시행하였다. 방 법 : 1년간 응급실에 기관지 천식발작으로 내원한 103명의 환자를 대상으로 과거력 및 천식 발작후 응급실 내원전까지의 상황등을 문진하였고 응급실 내원당시 최대 호기말 유속, 동맥혈 가스분석, 흉부 X선등을 시행하여 환자의 상태를 분석하였으며 입원 여부, 입원기간, 외래 추적관찰여부등으로 응급실로 내원한 천식환자들의 임상적 특성 및 예후를 조사하였다. 결 과 : 대상환자는 총 103명으로 남자 47명(45.6%), 여자 56명(54.4%) 이었고 평균 연령은 48.6세, 연령분포 50대가 27.2%로 가장 높았다. 천식진단후 1~5년사이의 환자가 42명 (40.8%)으로 가장 많았고, 과거력상 48명(46.6%)이 천식발작으로 응급실 내원 경험이 있었으며 2회이상 응급실 내원경력이 있는 환자는 27명(26.3%)이었고 내원환자중 79명(76.7%)이 교감신경항전 흡입제를, 48명(46.6%)이 부신피질 호르몬 흡입제를 사용한 적이 있었으나 그중 56%만이 적절한 흡입방법을 구사하였다. 응급실 내원경위는 환자 스스로 내원한 경우가 68명(66%)으로 가장 높았고, 월별 응급실 내원빈도률 살펴보면 12월과 5월에 가장 높았으며, 응급실 내원시간별로 보면 낮시간(오전 8시~오후 4시)이 53.4%로 가장 많았다. 천식악화요인으로는 상기도 감염(56.3%), 치료 중지(15.5%), 불완전한 치료(11.7%)가 주요 원인이었고 천식발작시작에서 응급실 도착까지 평균시간은 14.2시간이었고 천식발작후 79명(76.7%)이 교감신경 항진 흡입제를 사용하였으며 사용횟수는 평균 6.4회였다. 내원시 측정한 최대 호기유속은 펑균 166.7L/min, 내원시와 과거 최대호기유속 또는 예상 최대호기유속 의비는 평균 43.2%였다. 동맥혈 가스분석 검사상 고탄산가스혈증을 보인 환자는 총 50명으로 이중 7명(14%)만이 인공환기를 시행하여 비교적 좋은 예후를 보였고 내원환자중 17명(16.5%)은 응급실에서 치료후 내원 24시간내 귀가하였고 80명(77.7%)은 일반 병동에, 6명(5.8%)은 중환자실에 입원하여 치료를 받았으며 평균 입원일수는 11.2일이었다. 예후는 좋은편으로 총환자 모두 사망없이 회복되었고 외래 추적관찰은 59명(57%)에서 가능하였으며 증상소실후 천식정도를 분석한 결과 64.9%가 경미한 천식으로 나타났다. 결 론 : 응급실에 내원한 천식환자들은 주로 경미한 천식이 상기도 감염등에 의해 악화된 경우가 많았고 치료예후는 비교적 양호하였으나 퇴원후 적절한 천식치료를 받는 경우는 많지 않았다.

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국부연소 현상을 고려한 하이브리드로켓의 성능예측 기법연구 (Performance Prediction Method of Hybrid Rocket Motors with Local Variance of Combustion)

  • 조민경;허준영;박형주;김진곤;문희장;성홍계
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.517-521
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    • 2009
  • 본 연구에서는 연소실의 축방향 압력과 속도변화를 도출할 수 있는 비정상 내탄도 해석모델을 개발하고 이를 바탕으로 산화제 변화에 따른 연소실 압력분포 변화를 해석할 수 있다. 개발 모델 검증을 위하여 연소실 전후단의 압력을 측정한 실험결과와 해석결과를 비교하여 실험과 해석결과가 유사함을 확인하였다. 하류방향으로 산화제 유량이 변하고 이는 연소실 압력 및 후퇴율, 연소가스 유속의 변화에 영향을 미침을 고찰하였다.

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초크랄스키법에 의한 실리콘 단결정 성장시 축방향 자기장의 영향 (The Effect of an Axial Magnetic Field on Czochralski Growth of Silicon)

  • 정형태;한승호;윤종규
    • 한국결정성장학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.1-11
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    • 1993
  • 초크랄스키 법에 의한 실리콘 단결정 성장시 액상내의 난류 특성 억제 및 산소, 첨가제 등의 제어를 위해 보통 자기장을 걸어주고 있으며 본 연구에서는 축방향 자기장을 걸어주었을 경우 나타나는 자장의 효과를 수치적으로 계산하였다. 자기력의 증가에 따라 액상내의 유속의 크기는 상당히 억제되었다. 자장의 크기가 증가함에 따라 중심축 부근에서 상승하는 유동의 속도가 감소하기 때문에 S/L 응고계면은 점점 평탄해졌으며, B=0.3 Tesla에서 액상내의 온도 분포는 중심축 부근을 제외하고는 오직 전호 효과로만 계산된 결과와 거의 유사하였다. 또한 고상 및 액상 표면을 통한 열방출량 중 Ar 가스에 의한 열방출량은 3% 미만이었으며 대부분의 열량은 복사를 통해 방출되었다.

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화재실내 자연대류의 수치해석 (Numerical Analysis of Natural Convection in Room Fire)

  • 정길순;이승만;이병곤
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.18-25
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    • 2005
  • 자연대류유동 형태의 실내화재 해석은 Zone 모델과 Field 모델로 대별된다. Zone 모델은 화염과 연소가스로 인한 상부의 고온 연기층과 하부의 찬 공기층의 온도를 균일하게 간주하고, 실험값을 대입한 간단한 대수식으로 계산하여 간편하나 각각의 위치에 대한 온도와 유속 등을 구할 수 없다. Field모델은 해석영역을 다수의 격자로 구성하고 운동량, 에너지방정식 등을 수치해석하는 방법으로 많은 계산시간 및 컴퓨터 용량이 필요하나 각각의 위치에서의 유동 및 온도분포 등을 자세히 규명 할 수 있다. 열유동 수치해석에는 기존의 상용 프로그램들이 있어 강제대류에는 잘 적용되나, 자연대류에는 대부분 만족할 만한 결과를 주지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 실내화재해석의 기초연구로, 바닥면이 부분적으로 가열될 때 우측벽의 경계조건을 변화시켜 가면서 실내의 층류 자연대류로 인한 유동장과 온도장을 SIMPLE 수치해석방법을 이용하여 직접 수치해석 하였다.

연료분출 조건에 따른 확산화염의 연소특성에 관한 연구 (A Study on the Combustion Characteristics of Diffusion Flame with the Fuel Injection Condition)

  • 이성노;안진근
    • 청정기술
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    • 제13권4호
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    • pp.300-307
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    • 2007
  • 본 연구에서는 연료분출각의 변화에 따라 보염기(cylindrical stabilizer) 후류에 형성되는 확산화염의 화염 안정성, 재순환영역의 길이 및 온도, 보염기 후류의 난류강도 분포, 재순환영역의 연소가스 농도 등을 측정하고, 화염의 직접사진 및 슐리렌사진을 촬영하여 확산화염의 연소특성을 고찰하였다. 화염안정성은 연료분출각과 주류공기 유속의 영향을 받으며, 재순환영역의 길이와 온도는 연료분출각의 영향을 받았다. 재순환영역의 길이가 짧고 온도가 낮을수록 화염안정성이 양호하지만, 연료분출각의 변화에 따른 난류강도 분포에는 별로 차이가 없었다. 재순환영역 내 미연가스 농도가 높고 이산화탄소 농도가 낮은 경우, 화염안정성은 양호하지만 연소상태는 불량한 것으로 나타났다. 연소효율, 고부하 출력, 대기환경, 연료의 청정연소조건 등을 고려하여 적절한 연료분출각을 선정함으로써 양호한 연소조건을 유지할 수 있다.

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수치해석을 통한 PEMFC 채널의 설계와 SU-8을 이용한 채널 제작 및 성능 평가 (Numerical Analysis-Based Design of PEMFC Channel, Fabrication of Channels, and Performance Test Using SU-8)

  • 최인재;왕학민;최갑승;김형만
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권4호
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    • pp.349-354
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    • 2010
  • 연료전지는 환경문제와 천연자원 고갈을 해결할 수 있기 때문에 가장 주목받고 있는 새로운 동력원이다. 본 논문에서는 마이크로 연료전지의 효율을 높이기 위해 다양한 형상에 대해 마이크로 채널에서 수소가스 유동을 수치해석 하였다. 이미 개발된 채널과 새롭게 고안된 채널, 모두 여섯 개의 다른 형상을 가진 채널이 같은 유동 특성과 경계조건으로 수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과를 통해 유속, 유동분포, 유동균일성 등이 채널형상에 따라 영향을 많이 받는 것을 알았다. 이에 수소 가스 유동을 고려한 채널형상 최적화를 통해 연료전지의 성능을 향상시키고자 하였다. 수치해석을 통한 최적화된 채널형상을 사용한 PEMFC 실험결과 평균보다 높은 전류밀도를 나타내었다. 그러나 내구성이 낮았다.

굴삭기 엔진용 저압연료펌프 유체의 유동변화에 대한 수치해석적 연구 (A Study for Numerical Analysis of Flow Variation on Low Pressure Fuel Pump Fluid using Excavator Engine)

  • 이일권;김승철
    • 한국가스학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.47-53
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    • 2015
  • 이 논문은 굴삭기 엔진용 저압연료 펌프의 연료 유동에 대한 유동장 및 속도, 압력에 관하여 수치해석 방법을 적용하여 연구한 것이다. 연료 펌프의 압력 분포는 로터의 회전각도에 따라 연속적으로 변하며, 특히 회전각도 $40^{\circ}$에서 상대적으로 매우 높은 토출부 압력과 낮은 흡입부 압력이 동시에 발생함을 확인하였다. 또한, 이 각도에서 누설유동 유속이 가장 증가함을 알 수 있었다. 그리고 연료 펌프의 로터 회전수의 증가에 따라 평균토출유량이 선형적으로 증가하였고, 간극크기가 감소함에 따라 토출유량이 로터 기어 사이의 배제용적으로부터 계산된 이론적 토출유량 0.0712kg/s 으로 접근하는 것을 확인할 수 있었다.

램제트 엔진에서의 화염 전파와 비정상 연소 현상에 관한 수치해석

  • 성홍계
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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    • pp.10-10
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    • 2000
  • 램제트 엔진은 비추력이 높고 추력 레벨은 낮으므로, 2단 추진기관에 적합한 추진 시스템이다. 1단-추진기관의 작동이 끝나고, 2단 램제트 엔진이 점화 후 안정된 연소에 도달되기까지 비행체의 속도는 항력에 의하여, 초당 약 마하수 0.1 정도씩 감소된다. 1단 연소 후 2단 램제트로 전환되는 지연시간이 길수록 1단에서 요구되는 종말 가속도는 증가되므로, 1단이 차지하게되는 부피는 증가되고 비행체의 크기 또한 늘어나게 된다. 따라서 1단에서 2단 램제트로 천이되는데 소요되는 시간을 가능한 짧게 하는 것이 효과적이다. 그러나 램제트 엔진의 특성상 선결되어야할 다음과 같은 여러 문제들이 있다. 첫째, 1단 작동 시 공기 흡입구와 연소실은 차단벽으로 분리되어 있다가, 1단 연소후 차단막이 제거되어 외부공기가 램제트 연소실로 흡입된다. 흡입되는 공기는 흡입구의 형상에 의하여 램 압축되지만 초음속으로 연소실을 통과하게된다. 연료 주입 구에서 공급되는 연료는 연소실에서 유동의 흐름방향(streamline)에 따라서 연소실로 확산되는데, 연소되기 전에는 유속이 빠르게 노즐로 빠져 나가므로 램제트 연료가 재순환 구역(recirculation zone)으로 침투하는데 쉽지가 않다. 둘째, 연소실 입구에서 발생되는 와류 (ring vortex)는 1단 연료의 고온 연소 가스를 연소실로 확산시키는데, 비 균일한 온도 분포를 유발하여 램제트 연료의 점화에너지가 공급되는 시간이 적당하지 않을 경우 균일한 화염 전파에 악영향을 준다. 셋째, 연소실에서의 빠른 유동 조건은 연료가 연소실에 머무를 수 있는 시간을 감소시키며, 연소실 입구에서 강한 전단 응력이 발생되어 화염이 안정화되는데 악 영향을 미치게된다. 본 논문은 공기 흡입구, 연소실 및 노즐을 통합하여 수치해석을 하였으며 열유동/점화/연소등의 미케니즘을 이해하고, 주요 인자들 중 와류의 영향에 초점을 맞추었다.다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..7%), 혈액투석, 식도부분절제술 및 위루술·위회장문합술을 시행한 경우가 각 1례(2.9%)씩이었다. 13) 심각한 합병증은 9례(26.5%)에서 보였는데 그중 식도협착증이 6례(17.6%), 급성신부전증 1례(2.9%), 종격동기흉과 폐염이 병발한 경우와 폐염이 각 1례(2.9%)였다. 14) 식도경 시행회수는 1회가 17례(54.8%), 2회가 9례(29.0%), 3회 이상이 5례(16.1%)였다.EX>$IC_{50}$/ 값이 210 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$로서 효과적

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실험실규모 고온고압건식탈황공정의 수력학적 특성 및 탈황온도에 따른 아연계 탈황제의 반응특성 연구 (A Study of Hydrodynamics and Reaction Characteristics in Relation to the Desulfurization Temperatures of Zn-Based Solid Sorbent in the Lab-scale High Pressure and High Temperature Desulfurization Process)

  • 경대현;김재영;조성호;박영철;문종호;이창근;백점인
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권3호
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    • pp.492-498
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    • 2012
  • 본 연구에서는 고온고압 건식탈황장치를 이용하여 고체순환량과 탈황반응기 내의 공극률에 대한 수력학적특성을 파악하고, 아연계 탈황제의 고온고압 조건에서 탈황반응온도에 대한 반응특성 및 연속운전을 통한 탈황 효율을 분석하였다. 실험에 사용된 고온고압건식탈황장치는 고속유동층 형태의 탈황반응기(내경: 0.015 m, 높이: 6.2 m), 기포유동층 형태의 재생반응기(내경: 0.053 m, 높이: 1.6 m), 가스의 역흐름을 방지하는 loop-seal, 두 반응기 후단에 압력컨트롤밸브로 구성되어있다. 수력학 특성으로는 고체순환밸브 개구비, 탈황반응기 가스 유속, 탈황반응기 온도 변화에 따른 고체순환량과 각 조건에서의 고속유동층 형태의 탈황반응기 높이에 따른 공극률 분포를 알아보았다. 고체순환량은 동일한 유속조건, 동일한 고체순환밸브 개구비에서 탈황반응기 온도가 상온일 때보다 $300^{\circ}C$$550^{\circ}C$일 때 감소하였으며 $300^{\circ}C$$550^{\circ}C$ 조건에서는 큰 차이가 없었다. 탈황반응기내의 공극률은 고체순환밸브 개구비가 10~20%로 고체순환량이 적은 경우 고속유동층 형태의 공극률 분포를 보이고, 30~40%로 고체순환량이 많아지는 경우 탈황반응기 하부에서 turbulent 형태의 공극률의 분포를 나타냈다. 아연계 탈황제의 탈황반응온도에 따른 반응특성은 시스템 압력 20 atm, 연속 반응 조건에서 탈황 온도를 변화시키면서 살펴보았다. 일정한 고체순환 조건에서 탈황온도 $450^{\circ}C$ 이하에서 탈황 효율 저하가 시작되는 것을 확인하였으며, 높은 탈황 효율을 유지시키기 위하여 10시간 연속운전에서는 탈황 반응 온도를 $500^{\circ}C$로 설정하여 실험하였다. 실험 결과, 10시간 연속운전을 통해, 유입 $H_2S$ 농도 5,000 ppmv 조건에서 탈황 반응기 후단 $H_2S$ 농도는 UV분석기(Radas2)와 검지관(GASTEC)의 검출한계인 1 ppmv 이하를 유지하여 $H_2S$ 제거 효율 99.99% 이상을 달성하였다.