• 지구물리와물리탐사
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• 제16권2호
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• pp.91-96
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• 2013

이 연구는 탐사 중 흔들리는 측정기기의 기울어짐을 2축 경사계와 GNSS 나침반으로 보정하는 방법에 관한 연구이다. 3성분 자력탐사와 같이 벡터로 측정하는 경우에는 관측 장비의 이동, 기울어짐, 요동 등에 따라 기울어진 관측 좌표계 위에서 측정된다. 이 측정값들을 측지 좌표계 위의 값으로 바꾸기 위해서는 측정면의 회전각이 필요하다. 이 논문에서는 2축 경사계로 얻은 두 방향의 경사각과 GNSS 나침반으로 얻은 방위각을 이용하여 관측 좌표면의 경사를 얻은 후, 이것을 회전 변환에 직접 쓰이는 성분각으로 변환할 수 있도록 유도하였다. 이 연구에서 개발한 2축 경사계와 GNSS 나침반을 이용하여 측지 좌표계로 변환하는 방법을 이용하여 실제로 배 위에서 측정한 3성분 자력 탐사 값을 측지 좌표계로 변환하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.107-107
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• 2016

표면영상유속계는 영상분석을 이용하여 홍수시 하천 수표면 유속을 측정하는 비접촉식 유속측정장치이다. 때문에 안전하고 편하게 홍수시 유속을 측정할 수 있으나, 이를 위해서는 영상과 실세계와의 좌표변환을 위한 참조점 측량이 반드시 필요하였다. 좌표 변환에 8-변수 사영변환을 이용할 경우 최소한 4개의 참조점이 필요하다. 그러나 홍수시 참조점 측량은 불가능에 가까우며, 홍수전후의 측량도 매우 번거로운 일이다. 본 연구에서는 참조점을 이용하지 않고, 좌표변환 관계를 구성할 수 있는 카메라 모형(camera model)을 구성하였다. 여기서 카메라 모형은 실세계 좌표(world coordinates)를 영상좌표(image coordinates)로 변환해 주는 관계를 말한다. 이 카메라 모형에 필요한 외부 변수는 하천수표면과 카메라와의 높이 및 카메라의 두 가지 경사각뿐이다. 여기에 일반적인 카메라 보정에 이용하는 방법으로 구한 카메라 내부 변수를 결합하면 된다. 이 모형은 표면영상유속계 장비로 스마트폰을 이용할 때 간편하게 적용할 수 있으며, 별도의 경사계만 부착하면 일반적인 CCTV나 캠코더를 이용할 때도 적용할 수 있다. 이 카메라 모형과 종래 사용하던 8-변수 사영변환에 의한 좌표변환관계를 비교한 결과 상호간 오차가 거의 없이 적용할 수 있었다. 또한, 스마트폰 표면영상유속계와 열영상 표면영상유속계에 적용한 결과 종전보다 훨씬 적용이 간편하며, 정확도 또한 거의 차이가 없이 적용할 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권2호
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• pp.129-136
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• 2000

중재적 시술을 위한 자기공명영상(MRI)용 주자석은 수직 자계를 가지는 경우가 대부분인데 본 논문에서는 수직 자계를 발생하는 주자석에 장착할 수 있는 볼록형 경사자계코일을 소개하였다. 중재적 시술에 필요한 고속 촬영을 하기 위해서는 강한 경사자계 및 낮은 코일 인덕턱스가 필요한데 본 논문에서는 이를 효율적으로 실현하기 위해 경사자계코일을 볼록 곡면 위에 실현하였다. 기존 방법에서처럼 평면 위에 경사자계코일을 실현하지 않고 볼록 곡면 위에 실현함으로써 경사자계코일의 자계 강도 특성 및 코일 인덕턱스 특성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 중재적 시술을 위한 경사자계코일 내 공간을 충분히 확보할 수 있다. Prolate spheroid 좌표계에서 표현되는 경사자계코일 면을 정의하였고, 유한요소법을 이용한 볼록형 경사자계코일 설계 방법을 기술하였다. 또한 경사자계코일 면의 곡률에 따라 경사자계코일의 성능이 어떻게 변화하는지에 대한 결과를 제시하였다.

• 한국자기학회지
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• 제2권2호
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• pp.132-139
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• 1992

핵자기공명 단층촬영장치에서 원통좌표계를 사용할 수 있게 하는 경사자계를 고안하였다. 고안된 경사계는 자기장방향이 축방향을 향하면서 방사방향으로는 단조증가하고 방사방향과 축방향으로의 평균적인 기울기의 비가 경사자계 코일의 중심에서 10배가 넘도록 했다. 방사방향과 축방향으로의 기울기의 비를 솔레 노이드의 길이와 중심에 감는 역방향전류의 감은 횟수와 전류량의 함수로 계산하여 최대치를 이루는 조건을 찾아내고 이에 근거하여 실제 코일을 제작하였다. 제작된 코일을 사용하여 실험한 결과 이론적인 예측과 10% 정도의 오차를 갖는 영상을 이차원영상 방법보다 훨씬 짧은 시간에 얻을 수 있어 훨씬 빨리 변화하는 대상의 영상화를 가능케함을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.65-76
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• 2001

본 연구의 목적은 평판의 모서리 둔각이 135도까지를 갖는 재료적 비선형 경사평판을 해석하기 위해 C°-계층적 평판요소를 개발하는 것이다. 기하학적 변환을 통해 경사진 경계조건은 직각좌표계의 좌표변환을 이용하여 해결할 수 있다. 여기서, 경사경계는 경사진 변 전체 또는 경사교량의 교좌위치와 관련된 몇 개의 선택지점만을 고려할 수 있게 하였다. 이 목적을 위해 경사교량의 교좌장치의 이동방향을 설명할 수 있도록 1차 전단변형을 갖는 Reissner/Mindlin 평판이론에 기초를 둔 5-자유도 경사평판요소가 정식화되었다. 한편, 평판의 극한내하력을 추정하기 위해 von-Mises 항복기준에 기초를 둔 소성유동법칙을 갖는 증분소성이론이 채택되었다. 또한, ADINA 소프트웨어에 의한 h-version 모델과 제안된 p-version 모델을 사용하여 경사각, 경계조건과 하중의 변화에 따른 영향을 조사하였다. 해석결과는 이론값과 문헌에 보고된 수치해석값과 비교되었다. 자유도 수에 따른 정확도를 비교기준으로 한다면, 본 연구에서 제안된 해석모델은 지금까지 개발된 가장 효율적 도구의 하나라고 할 수 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제15권1호
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• pp.183-196
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• 1998

SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상과 수치지형표고모형(DEM: Digital Elevation Model)을 이용하여 3차원 입체영상지도를 만드는 과정이 소개된다. 영상좌표와 DEM의 지리적 좌표 계를 이어주기 위해서는 그 연결고리로써 위성의 궤도결정과 자세결정의 방법을 이용하여 영상신호 취득 기하를 정밀하게 모형 화하는 작업이 요구된다. 이를 위해 사례연구 대상으로 삼은 RADARSAT의 궤도결정과 자세결정을 수행하였다. 궤도결정을 위해서는 영상신호 취득 시 관측된 영도 플러(zero Doppler) 경사거리를 이용하며, 자세결정을 위해서는 도플러 중심주파수(Doppler centriod)를 이용한다. 엄밀한 영상신호 취득기하를 확립함으로써 위성중심의 정밀한 영상 자리 매김 과정이 소개된다. 기존의 영상자리 매김이 순방향(영상좌표 계에서 지리적 좌표 계)으로 이루어진 것과는 반대로 영상 내에 지형 보정을 동시에 실시하기 위해서 DEM을 이용하여 역 방향(지리적 좌표 계에서 영상좌표 계)으로 수행하였다. 위성과 지상목표물간의 운동은 지구중심 관성좌표 계에서 기술된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.182-182
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• 2016

표면영상유속계는 영상분석을 이용하여 홍수시 하천 수표면 유속을 측정하는 비접촉식 유속측정장치이다. 때문에 안전하고 편하게 홍수시 유속을 측정할 수 있으나, 실제 적용상 몇 가지 문제가 있다. 하나는 야간과 악천후에는 영상 촬영이 어렵다는 점이고, 다른 하나는 영상과 실세계와의 좌표변환을 위한 참조점 측량이 반드시 필요하다는 점이다. 본 연구에서는 열영상 카메라를 이용하여 첫 번째 문제를 해결하고, 방향센서(경사계)를 이용하여 두 번째 문제를 해결하여, 언제든지 유속측정이 가능한 실시간 표면영상유속계를 개발하였다. 열영상카메라는 별도의 조명장치없이도 주야간 영상 촬영이 가능하다. 또한 안개의 영향을 받지 않으며, 저유속시 생기는 수면파의 움직임도 잡아낼 수 있는 장점이 있다. 또한, 방향센서를 이용하여 참조점을 이용하지 않고, 좌표변환 관계를 구성할 수 있도록 카메라 모형(camera model)을 구성하였다. 이 카메라 모형에 필요한 외부 변수는 하천수표면과 카메라와의 높이 및 카메라의 두 가지 경사각뿐이다. 여기에 일반적인 카메라 보정에 이용하는 방법으로 구한 카메라 내부 변수를 결합하면 된다. 이렇게 개발한 열영상 표면영상유속계는 실험 수로와 하천 현장에 적용한 결과, 종전보다 훨씬 적용이 간편하며, 매우 높은 정확도로 유속을 측정할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.1158-1174
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• 1988

본 연구에서는 계단형 벽면조건을 없게 하기 위해서 비직교 좌표계(non-orth- ogonal coordinate system)를 사용하여 수치해석하였다. 비직교 좌표계를 이용한 수 치해석의 예는 Thompson등이 Laplace방정식 혹은 Poisson방정식을 해석함으로써 비직 교 격자망을 구성한 바 있고, Fahgri와 Asako는 대수적 비직교 좌표변환으로 유한차분 방정식을 유도하여 비정규경계면을 갖는 관로에서의 유동특성을 해석하였으며 이재헌 과 이상렬은 Fahgri와 Asako의 방법을 비정규경계면을 갖는 밀폐공간내에서의 자연대 류의 수치해석에 적용한 바 있다. 본 해석에서도 Fahgri와 Asako의 변환법으로 유한 차분방정식을 유도하였는데, 이 방법을 사용할 경우 확대관의 경사벽면을 계단형으로 만들지 않고 유한차분방정식을 유도할 수 있어서 계단형 벽면으로 인한 해의 오차를 제거할 수 있다. Fig.2는 본 해석에서 사용한 비직교 격자망을 나타낸다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.1070-1081
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• 1989

본 논문의 목적은 일반적인 곡면을 갖는 냉간단조 공정을 컴퓨터 시뮬레이션 을 통해 해석하고자 강소성 유한요소법의 프로그램을 개발하고, 이를 축대칭 및 평면 변형 단조성형에 적용하고자 한다. 축대칭 문제로는 산업적으로 이용이 많은 치차 블랭크(gear blank) 형태의 예제를 선택하였고 평면변형으 경우 정밀 단조품의 하나인 터어빈 블레이드(turbine blade)를 평면변형 문제로 보아 해석하였다. 한편 심한 변형을 하는 후방압출과 같은 문제의 수렴성을 향상시키고 공정을 계속적으로 해석하 기 위하여 격자 재구성기법을 도입함으로서 냉간단조 문제의 일반적인 해석을 하도록 한다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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• pp.40.1-40.1
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• 2009

미래 한국의 달궤도선 임무에 대비하여 달 근접 궤도 전파기인(orbit propagator) YSPLOP ver. 1(Yonsei Lunar Precise Orbit Propagator version 1)을 개발 하였다. 개발된 궤도 전파기의 성능은 상용 소프트웨어인 STK Astrogator를 이용하여 검증되었다. 개발된 궤도 전파기를 이용, 달 궤도선의 운용에 있어서 다양한 섭동력들이 궤도선의 수명(orbital decay)에 미치는 영향을 분석하였다. YSPLOP ver. 1은 정밀한 달 중심 탐사선의 위치산출을 위하여 M-EME2000 (Moon-Centered, Earth Mean Equator and Equinox of J2000) 좌표계, M-MME2000 (Moon-Centered, Moon Mean Equator and IAU vector of epoch J2000) 좌표계 그리고 M-MEPMD (Moon-Centered, Moon Mean Equator and Prime Meridian) 좌표계를 이용하여 탐사선의 상태(state) 정보를 산출한다. 또한 태양, 지구, 달, 화성, 목성의 중력에 의한 섭동력 및 태양풍에 의한 영향을 포함할 수 있도록 설계되었으며, 달 근접 궤도선의 궤도 운동에 가장 큰 영향을 미칠 수 있는 섭동력인 달의 비대칭 중력장에 의한 영향 또한 고려하도록 하였다. 달의 비대칭 중력장 모델 (Lunipotential model)은 LP165p 모델이 사용되었으며 행성의 정밀한 위치 산출을 위하여 JPL의 DE405 천체력이 사용되었다. 개발된 궤도 전파기를 이용, 달고도 100 km, 궤도 경사각 $90^{\circ}$인 달 중심의 극궤도를 약 30일 동안 전파한 결과, YSPLOP ver. 1의 성능은 STK Astrogator와 비교하여 보았을 때 약 수 m의 오차를 보이는 것으로 확인되었다. 달의 극궤도 탐사선의 궤도 수명을 분석한 결과, 최소한 달의 비대칭 중력장이 70 by 70 이상으로 고려되어야 함을 확인하였으며 이때 달 궤도선의 수명은 약 160일으로 나타났다. 아울러 달 근접 환경에서의 지구 중력에 의한 섭동력은 달 궤도선의 운동에 있어서 무시 할 수 없는 정도의 많은 영향을 끼치고 있음을 확인하였다. 이 연구를 통하여 개발된 궤도 전파기는 미래 한국의 달 궤도선 및 착륙선의 임무 설계시 사용 될 수 있다. 또한 이 연구에서 제시된 달 근접 환경에서의 다양한 섭동력들이 달 궤도선의 운동에 미치는 영향에 대한 해석 결과는 추후 달 근접 임무 설계시 고려되어야 하는 섭동력들의 기본 사양을 제공할 것이다.