• 제목/요약/키워드: 굴곡 각

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개선된 퍼지 기법을 이용한 경추 초음파 영상에서의 경부심굴곡근 추출 (Extraction of Deep Neck Flexors from Cervical Utrasound Images using Enhanced Fuzzy Techniques)

  • 한민수;이해정;김광백
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.204-207
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    • 2011
  • 본 논문에서는 경추 초음파 DICOM 영상에서 개선된 퍼지 시그마 기법을 이용하여 경부심굴곡근을 추출하고 두께를 측정하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 ROI 영역에서 Ends-In Search Stretching을 적용하여 명암 대비를 강조한다. Stretching된 ROI 영역에서 평균 이진화를 적용한 후, Blob 알고리즘을 적용하여 흉쇄유돌근과 경부심굴곡근의 후보 영역을 추출한다. 추출된 경부심굴곡근 후보 영역에서 경추의 위치 정보를 이용하여, 경추의 경계 영역을 검출한 후, Cubic Spline 보간법 알고리즘을 적용하여 스플라인 곡선을 추출한다. 스플라인 곡선 영상에서 상/하 탐색 알고리즘을 적용하여, 최대/최소 범위 영역을 설정한다. Stretching된 ROI 영역에서 최대/최소 범위에 해당하는 영역에 대해 개선된 퍼지 시그마 이진화를 적용한다. 적용된 영역을 Blob 알고리즘을 이용하여 잡음을 제거하고 Morphology 알고리즘을 이용하여 초음파 영상의 첫 번째 경추 기준점의 좌표 정보를 추출한다. 경추 기준점을 기준으로 두께 측정에 필요한 경부심굴곡근 후보 영역을 추출하고 개선된 퍼지 시그마 이진화 알고리즘을 적용한다. 개선된 퍼지 시그마 이진화 알고리즘이 적용된 영상에서 근막의 위치 정보를 이용하여 경부심굴곡근상단 경계선을 추출한다. 추출된 각 경추 객체에 DDA(Digital Differential Analyzer) 알고리즘과 Cubic Spline 보간법 알고리즘을 적용하여 경부심굴곡근의 하단 경계선을 추출한다. 추출된 경부심 굴곡근의 상/하단 경계선의 위치 정보를 이용하여, 측정에 필요한 경부심굴곡근을 추출한다. 제안된 방법을 경추 초음파 영상에 적용하여 경부심굴곡근을 추출한 결과, 기존의 경부심굴곡근추출 방법보다 효율적으로 경부심굴곡근을 추출하는 것을 확인할 수 있었다.

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골밀도에 따른 전방 내고정 장치 시술 후 경추부의 생체역학적 거동에 대한 분석 (Analysis of Biomechanical Responses for the Anterior Cervical Plate Fixation in relation to Bone Mineral Density)

  • 신태진;이성재;신정욱;장한
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.69-80
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    • 2001
  • 본 연구에서는 환자의 골다공증 유무에 따른 내고정 장치 시술 직후 및 융합 후의 안정성을 평가하기 위해 다양한 하중 모드에서 C5-C6 운동분절의 생체역학적 거동을 분석하였다. 이러한 목적으로 먼저, C5-C6 경추부의 유한요소 모델을 구현하여 검증하였다. 모델의 결과는 기존 실험치와 유사하여 신뢰성이 부여되었다. 검증된 모델은 Smith-Robinson 방식으로 골이식물을 삽입한 후 전방 내고정 장치를 적용한 시술 상황을 재현하기 위해 수정되었다. 수정된 모델은 두 종류로 구현되었다. (1) 첫 번째 모델에서는, 시술 직후의 상황을 재현하기 위해 골이식물과 종판의 경계면에 접촉요소를 사용하였다. (2)두 번째 모델에서는 완전히 융합된 상황을 나타내기 위해 골이식물을 종판에 고정하였다. 골다공증의 효과를 예측하기 위하여 두 모델의 해면골에 대한 탄성계수를 변화시켰다(정상: 100MPa, 골다공증: 40MPa). 각 모델의 C5 주체의 상위면에 73.6N의 압축 하중을 가한 후에 108Nm의 굴곡/신전, 굽힘, 비틀림 하중을 가하였으며, C6 추체의 하단면은 모든 방향에 대하여 구속하였다. 전체적인 결과에 있어서 상대적 회전운동, 미끄럼운동, 골이식물 내에서의 von Mises 응력의 경우 정상 모델에 비해 골다공증 모델에서 증가함을 보였으며, 특히 시술 직후의 모델에서 비틀림 하중이 가해진 경우, 상대적 회전운동 및 미끄럼 운동이 가장 높게 예측되었다. 이는 골다공증환자에게 전방 내고정 장치를 시술한 경우 골이식물의 파단 및 유합의 실패가 비틀림 하중에서 발생할 수 있음을 나타낸다. 해면골의 von Mises 응력은 시술 직후에 골다공증 모델의 모든 하중 모드에서, 유합 후에는 굽힘 하중 외의 모든 하중에서 ultimate strength를 초과하는 것으로 나타나 골다공증 환자에게 screw의 해리가 발생할 가능성이 높은 것으로 예측되었다. 따라서 골다공증 환자에게 과도한 운동이 발생하지 않도록 하기 위해서 시술 후 세심한 주의와 halo 같은 견고한 정형술이 필요할 것으로 사료된다.

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직조 복합재료의 구조적 특성을 고려한 모델링 기법 및 물성 예측 기법 개발 (Development of Modeling Technique and Material Prediction Method Considering Structural Characteristics of Woven Composites)

  • 최경희;황연택;김희준;김학성
    • Composites Research
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    • 제32권5호
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    • pp.206-210
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    • 2019
  • 직조 구조의 복합재의 쓰임이 자동차, 항공 산업 등 여러 분야로 확장됨에 따라, 직조 복합재의 신뢰성 문제 및 물성예측에 대한 필요성이 대두되었다. 본 연구에서는 직조 구조가 다른 복합재료의 물성 예측을 위한 유한요소해석을 수행하여 실험으로 얻은 정적 물성과의 유사성을 검증하였고, 효과적인 모델링 방법을 개발하였다. 직조 구조의 특성을 반영하기 위하여 모델링은 메소 스케일의 대표 체적 요소(RVE)를 이용하였다. 섬유 다발과 순수 기지를 분리하여 3차원 모델링을 진행하였다. 하신 파괴 기준(Hashin's failure criteria)을 적용하여 요소의 파괴 유무를 판단하였고, 해석 모델은 복합재에 적합한 점진적 파괴 모델을 사용하였다. 최종적으로, 직조 구조에 따른 복합재의 물성을 성공적으로 예측하여 본 모델링 및 해석 기법에 대한 적합성을 검증하였다.

유한요소법을 이용한 방향성 시추의 굴진율 연구 (A study on the excavation rate of directional drilling using finite element method)

  • 정태준;신영기
    • 플랜트 저널
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    • 제17권3호
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    • pp.42-46
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    • 2021
  • 드릴 스트링의 진동 문제는 수년간 드릴링 성능 저하의 주요 원인 중 하나로 인식되어 왔으며, 굴착 작업 시 발생하는 과도한 진동은 드릴링의 효율성, 파이프 피로, 비트의 수명 단축으로 인하여 고장을 초래할 수 있다. 이러한 진동의 원인은 드릴 스트링이 굴착 작업 중 궤적에 따라 파이프의 굽힘과 wellbore와의 접촉으로 인해 마찰이 발생하고 이러한 진동은 일반적으로 축 방향, 굴곡 및 비틀림 변형을 일으킨다. 본 연구에서는 Khulief와 Al-Naser가 제시한 모델을 바탕으로 드릴 스트링에 6자유도(DOF)의 구성요소를 갖는 모델을 적용하여 curved beam의 수치해석 값과 Analytical값을 비교하여 검증하고 드릴 스트링에 hookload와 WOB 경계조건을 주어 각 element 마다 동적 거동을 분석하였다. 실제 궤적을 적용하여 드릴 파이프의 굽힘이나 중력으로 인하여 Wellbore와 접촉되는 부분에 마찰을 적용하였고, 또한 마찰 작용 시 일정한 축 방향 속도를 유지하기 위한 PI제어 값을 설계하여 drillstring 전체의 각속도 변화와 실제 드릴 굴착 작업 중 발생하는 stick slip현상을 관찰하였다.

두 종류 공기주입식 카약 보트의 성능 비교 및 선수 수행력 비교 분석 (A Comparative Analysis of Two Inflatable Kayak's Effect on Players and Kayak Performances)

  • 이종훈;박용현;남기정
    • 한국체육학회지인문사회과학편
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    • 제53권2호
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    • pp.531-540
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    • 2014
  • 본 연구는 두 종류의 공기주입식 카약 보트의 성능 비교와 함께 선수들의 카약 전방 스트로크 동작의 차이점을 비교 분석하여 보다 효율적이고 안전한 카약 보트를 찾는 데 목적이 있다. 이를 위해 대한 체육회 소속 K 고등학교 엘리트 남자 선수 5명이 연구에 참여하였으며, K고 실내 수영장에서 실험을 실시하였다. 보트의 성능 평가를 위해 보트 속도, 보트 좌우 흔들림 각도 차이, 보트의 회전 평균 각속도를 산출하였으며 선수의 수행력 차이를 분석하기 위해 몸통의 회전 가동범위, 무릎 관절의 굴곡-신전 가동범위, 몸통의 최대 회전 각속도, 무릎관절의 최대 신전 각속도, 상하지 근육의 활성도를 산출하였다. 연구 결과 선수들의 수행력 평가 변인에서는 통계적으로 유의한 수치를 보이지 않았다. 보트의 성능 평가 변인에서는 보트의 속도에서 B보트가 통계적으로 유의하게 빨랐으며 다른 변인들은 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 결국 길이가 상대적으로 길고 폭이 상대적으로 좁은 B보트는 A보트와 비교했을 때 비슷한 안전성을 갖고 있으면서 보다 효율성을 나타내었다.

고선량률 근접치료계획의 정도보증 프로그램 (Independent Verification Program for High-Dose-Rate Brachytherapy Treatment Plans)

  • 한영이;추성실;허승재;서창옥
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제21권3호
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    • pp.238-244
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    • 2003
  • 목적: 개별화되어 가는 고선량률 근접치료계획의 추세에 따라, 고성량률 근접치료계획의 절대적 선량과 상대적인 선량분포를 독립적으로 계산하여 환자의 해부영상 위에 겹쳐 표시할 수 있는 품질보증용 컴퓨터 프로그램을 개발한다. 대상 및 방법: 컴퓨터 프로그램은 먼저, 환자의 치료계획에서 계산된 선원의 위치, 각 위치에서의 조사시간, reference point에서의 선량, 치료계획이 실시된 날짜 등의 자료 입력을 필요로 한다. ICWG 권고 수식과 선원의 비등방성 표를 이용하여 $10\times12\times10\;(Cm^3)$의 공간에서 선량분포가 계산된 후 reference point에서의 선량이 자동적으로 치료계획의 결과와 비교된다. 모의치료의 영상이나 자기공명(Magnetic Resonance) 영상을 입력하고 사용자가 선택한 점을 수직으로 교차하는 3개의 평면에서 등선량곡선을 겹쳐서 보여준다. Gamma Med사의 Gam-madot (MDS Nordion, Germany)에서 표준 치료계획을 실행하여 정확성을 확인하였으며, Plato (Nucletron Cor-poration, The Netherlands)에서 실행된 9명의 환자치료계획과 비교하였다. 결과: 3개의 표준 치료계획에서 절대선량은 $2.8\%$ 내에서 일치하였으며 등 선량분포도 좋은 일치를 보였다. 9명의 환자에 대하여 시행된 치료계획과의 비교에서는 평균 $3.4\%$의 오차를 보였다. 결론: 개발된 컴퓨터 프로그램은 정확하고 신속하게 고선량률 치료환자의 치료계획의 정확성을 확인할 수 있게 해주며, 등선량 곡선을 환자의 해부적 영상에 결합할 수 있는 기능은 치료계획의 질을 높이는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.$39\%$), 복회음부 절제수술시 32건($97\%$), 측연의 경우 32건($97\%$), 후연의 경우 32건($97\%$), 그리고 전연의 경우 16건($45\%$)에서 부합되는 것으로 나타났다. 결론: 직장암의 수술 후 방사선치료 시 적절한 방사선치료 조사영역의 결정을 위하여 표준적인 조사영역을 제시 하였으나 개별 환자의 병변 위치와 진행상태, 수술 소견 등에 따라 적절한 변형은 필수적이라 하겠다. 이 권고안의 임상적 타당성은 향후 시행될 Patterns of Care 연구를 통하여 증명하는 것이 필요하겠다.정가능하고, 폐에 조사되는 방사선 양도 줄일 수 있었다.저부까지 거리 차이는 종양 크기가 4 cm 미만인 경우는 5.3 mm였으나 4 cm 이상일 때는 19.4 mm로 현저한 변화를 보였다. 자궁경관 굴곡각은 60세 미만인 경우 60세 이상보다 8$^{\circ}$ 정도 더 변화가 있었고, 종양 크기가 4 cm 이상일 때 미만일 때보다 2배 이상 굴곡 변화가 있었다. 결론: 자궁경부암 환자에서 근치적 방사선치료 시 치료에 따른 자궁 크기 및 위치 변화가 다양하고 개별적으로 예측하기 쉽지 않으므로, 특히, 60세 미만이거나 종양 크기가 4 cm 이상인 경우, 삼차원입체조형치료나 강도변조 방사선치료를 이용한 근치적 방사선치료 시 치료 중 개별환자의 계획용표적체적의 변화를 반드시 고려해야 한다고 생각한다.량체적히스토그램, Lymankutcher 모델에 의한 정상조직합병증발생률 및 기타 선량통계값 등 모든 면에 있어서 우월성을 확인할 수 있었다. 향후 이러한 결과가 임상에서 실질적인 합병증 발생률 감소와 잘 연계되는지 계속적인 추적관찰 및

준비동작의 형태 변화에 따른 신체 움직임의 운동역학적 분석 (Sports Biomechanical Analysis of Physical Movements on the Basis of the Patterns of the Ready Poses)

  • 이중숙
    • 한국운동역학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.179-195
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    • 2002
  • 본 연구의 목적은 현대 스포츠가 점점 스피디하고 격렬한 상황의 연출을 요구하고 있는 상황에서 순간적으로 신속 정확한 판단력과 그에 따른 재빠르고 민첩한 행동이 필요할 때가 많으므로 준비동작에 대한 운동역학적 메카니즘의 이해가 필요하다고 판단되어 연구를 실시하였다. 따라서 본 연구에서는 준비동작의 형태 변화(open stance & cross stance)에 따른 신체움직임을 운동역학적인 분석을 통하여 바람직한 준비동작의 모델을 제시하는데 있으며, 이러한 연구 목적을 달성하기 위하여 연구대상자는 부산 B대학교 핸드볼 선수인 남학생 5명과 부산 S대학교 사격 선수인 여학생 5명을 선정하여 실험하였다. 준비자세에서의 좌 우 전방향으로 이동시의 동작을 2대의 고속 비디오 카메라와 2대의 지면반력기 그리고 전신반응측정 장비를 이용하여 자료를 수집하였고, 준비자세에서의 좌 우 전방향 이동시의 메카니즘을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 준비자세에서 좌 우 전방향 이동시 cross stance 자세가 open stance 자세 보다 신체중심이동 속도가 빠른 것으로 분석되었으며, Take-off시 슬관절의 굴곡각은 약 $175^{\circ}$의 각도를 유지하고, 고관절의 굴곡각은 약 $172^{\circ}$의 각도를 유지하여 준비자세를 취하는 것이 바람직한 것으로 분석되었다. 둘째, 준비자세에서의 좌 우 전방향으로 이동시 지지시간과 지면반력분석 결과를 종합해 보면 준비동작에서 왼쪽방향으로 이동시 가장 빠른 신체중심이동 속도를 나타냈다. 셋째, 준비자세에서 좌 우 전방향 이동시 지면반력 분석 결과에서도 cross stance 자세가 open stance 자세보다는 왼발과 오른발에 체중을 적절히 분산시켜 준비동작을 수행할 수 있도록 하여 상해를 예방할 수 있으므로 cross stance 준비자세가 바람직한 것으로 분석되었다. 따라서 준비자세의 역학적인 메가니즘은 cross stance 자세가 open stance 자세보다 보다 바람직한 준비자세라고 할 수 있으나 반드시 개인차도 고려되어져야 할 것이다.

엘리트 펜싱 선수들의 팡트 동작에 따른 무릎 신전근 근력과 각가속도의 상관 (Correlation of isokinetic strength and angular velocity of knee during Fente motion in elite fencer)

  • 김기현;김태규
    • 디지털융복합연구
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    • 제12권9호
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    • pp.407-415
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    • 2014
  • 본 연구의 목적은 펜싱의 각 세부종목과 성별에 따른 팡트 동작에서의 무릎관절 운동역학을 분석하고 무릎 신전근의 다양한 속도에 대한 등속성 근력을 측정하여, 이들의 상관관계를 확인함으로써 펜싱 세부종목과 성별에 따른 훈련프로그램 및 재활프로그램을 개발하는 데에 기초 자료를 제공하고자 하는 것이다. 대한민국 국가대표 선수촌에서 훈련 중인 플뢰레 10명 (남자4명), 에페 10명 (남자 6명), 사브르 11명 (남자 5명) 등 총 31명의 엘리트 펜싱선수들을 대상으로 하였고, $60^{\circ}/s$, $180^{\circ}/s$, $300^{\circ}/s$의 각속도에 대한 무릎 신전근의 원심성 및 구심성 등속성 근력(PT/BW, WK/BW)과 팡트 동작에서 발생하는 무릎관절의 굴곡 (P1) 및 신전 (P2) 각가속도를 측정하였다. 무릎 신전근과 무릎관절 각가속도의 상관관계를 피어슨의 상관관계 계수 (r)를 통해 확인하였고, 모든 통계적 유의수준은 ${\alpha}=.05$로 설정하였다. 펜싱에서 기본이 되는 팡트 동작에서의 무릎관절 움직임에 있어서 요구되는 무릎 신전근의 근력이 펜싱의 세부종목과 성별에 따라 차이가 난다는 것을 확인할 수 있었다.

한국산 사초속 감둥사초절의 분류학적 연구 (A taxonomic study on section Atratae of Carex L. in Korea (Cyperaceae))

  • 오용자;이창숙;유경진
    • 식물분류학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.223-251
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    • 2001
  • 한국산 사초속(Carex L.) 감둥사초절(section Atratae Kunth) 7분류군을 대상으로 외부형태학적 형질을 재검토하고, 광학현미경과 주사전자현미경을 이용하여 과낭, 수과와 잎의 표피형을 비교 분석하였다. 그 결과 얻어진 정량적 형질(줄기, 잎, 이삭, 비늘조각, 포, 과낭과 과낭부리, 수과의 길이와 너비)과 정성적 형질(이삭, 비늘조각, 과낭과 수과의 모양, 줄기와 잎의 횡단면, 비늘조각 윗 부분의 모양) 및 과낭과 수과의 표피세포모양, 잎의 표피구성요소(기본표피 세포의 모양, 세포벽 굴곡의 형태, 규소체의 수와 모양, 기공복합체의 크기와 빈도), 잎의 유두돌기와 가시돌기의 유무가 종을 식별하는데 유용하였다. 감둥사초절 7분류군은 줄기 정단부에 위치하는 이삭의 형태와 과낭부리의 모양, 수꽃이삭의 모양, 줄기의 길이에 따라 2그룹(group)으로 구분되었다. 제 1그룹은 감둥사초(C. atrata L.), 늪사초(C. buxbaumii Wahlenb.: 국명신칭), 덕진사초(C. gmelinii Hook. & Arn.), 해산사초 (C. hancokiana Maxim.)와 백두사초 (C. peiktusani Komarov)이며, 제 2그룹은 북사초(C. augustinowitzii Menish.)와 진들검정사초(C. meyeriana Kunth)이다. 또한 외부형태가 유사한 덕진사초, 해산사초와 백두사초는 비늘조각의 끝부분, 잎표피형, 수과와 과낭의 모양과 표피형에 차이가 있어 각 각을 구분할 수 있었다.

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폐선형계로 본 유역대표 단위유량도의 유도를 위한 알고리즘의 개발에 관한 연구 (A Stiudy on the Deveplopment of Algorithm for the Representative Unit Hydrograph of a Watershed as a Closed Linear System.)

  • 김재한;이원환
    • 물과 미래
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    • 제13권2호
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    • pp.35-47
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    • 1980
  • 본 연구는 유역을 폐선형계로 본 강우와 유출간의 해석으로부터 1시간대표단위유량도를 유도하기 위한 알고리즘을 개발한 것이다. 단위도 유도에 필요한 기저유출과 직접유출의 분리는 본 연구에서 개발된 다변굴곡법에 의하였으며, 종래의 방법들에 비해 비교적 좋은 결과를 주었다. 초과우량의 산정을 위해서는 $\Phi$ index 법의 개념을 각 시간별로 적용하는 수정 $\Phi$ index 법을 개발 적용함으로써 종래의 $\Phi$ index 법의 약점을 보완할 수 있었다. 이와 같은 방법으로 직접유출과 이에 상응하는 초과우량을 결정한 후 각 호우집단별로 1시간단위도의 시간별 종거를 시산에 의해 결정하되 관측수문곡선을 재연토록 함으로써 구간별 지수함수형의 단위도를 유도하였다. 본 연구의 타당성 검정을 위하여 낙동강의 남하 및 동촌 지점과 금강의 용 담 지점의 1시간대표단위도를 유도하고 그 결과를 합성단위도법 및 Nakayasu 방법에 의한 결과와 비교 검토하였으며, 단위도의 유도에 사용하지 않은 호우사상에 대하여 유도된 1시간 대표단위도를 적용함으로써 관측치와 산정치를 비교하였다. 본 해석의 일반화를 위하여 주 프로그램과 3개의 부 프로그램(초과우량 산정, 회선누적, 크기배열)으로 구성되어진 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며, 이 프로그램은 타 유역에 그대로 적용이 가능토록 되어 있다.

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