• Title/Summary/Keyword: 물리.역학적 특성변화

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Water temperature prediction of Daecheong Reservoir by a process-guided deep learning model (역학적 모델과 딥러닝 모델을 융합한 대청호 수온 예측)

  • Kim, Sung Jin;Park, Hyungseok;Lee, Gun Ho;Chung, Se Woong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.88-88
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    • 2021
  • 최근 수자원과 수질관리 분야에 자료기반 머신러닝 모델과 딥러닝 모델의 활용이 급증하고 있다. 그러나 딥러닝 모델은 Blackbox 모델의 특성상 고전적인 질량, 운동량, 에너지 보존법칙을 고려하지 않고, 데이터에 내재된 패턴과 관계를 해석하기 때문에 물리적 법칙을 만족하지 않는 예측결과를 가져올 수 있다. 또한, 딥러닝 모델의 예측 성능은 학습데이터의 양과 변수 선정에 크게 영향을 받는 모델이기 때문에 양질의 데이터가 제공되지 않으면 모델의 bias와 variation이 클 수 있으며 정확도 높은 예측이 어렵다. 최근 이러한 자료기반 모델링 방법의 단점을 보완하기 위해 프로세스 기반 수치모델과 딥러닝 모델을 결합하여 두 모델링 방법의 장점을 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다(Read et al., 2019). Process-Guided Deep Learning (PGDL) 방법은 물리적 법칙을 반영하여 딥러닝 모델을 훈련시킴으로써 순수한 딥러닝 모델의 물리적 법칙 결여성 문제를 해결할 수 있는 대안으로 활용되고 있다. PGDL 모델은 딥러닝 모델에 물리적인 법칙을 해석할 수 있는 추가변수를 도입하며, 딥러닝 모델의 매개변수 최적화 과정에서 Cost 함수에 물리적 법칙을 위반하는 경우 Penalty를 추가하는 알고리즘을 도입하여 물리적 보존법칙을 만족하도록 모델을 훈련시킨다. 본 연구의 목적은 대청호의 수심별 수온을 예측하기 위해 역학적 모델과 딥러닝 모델을 융합한 PGDL 모델을 개발하고 적용성을 평가하는데 있다. 역학적 모델은 2차원 횡방향 평균 수리·수질 모델인 CE-QUAL-W2을 사용하였으며, 대청호를 대상으로 2017년부터 2018년까지 총 2년간 수온과 에너지 수지를 모의하였다. 기상(기온, 이슬점온도, 풍향, 풍속, 운량), 수문(저수위, 유입·유출 유량), 수온자료를 수집하여 CE-QUAL-W2 모델을 구축하고 보정하였으며, 모델은 저수위 변화, 수온의 수심별 시계열 변동 특성을 적절하게 재현하였다. 또한, 동일기간 대청호 수심별 수온 예측을 위한 순환 신경망 모델인 LSTM(Long Short-Term Memory)을 개발하였으며, 종속변수는 수온계 체인을 통해 수집한 수심별 고빈도 수온 자료를 사용하고 독립 변수는 기온, 풍속, 상대습도, 강수량, 단파복사에너지, 장파복사에너지를 사용하였다. LSTM 모델의 매개변수 최적화는 지도학습을 통해 예측값과 실측값의 RMSE가 최소화 되로록 훈련하였다. PGDL 모델은 동일 기간 LSTM 모델과 동일 입력 자료를 사용하여 구축하였으며, 역학적 모델에서 얻은 에너지 수지를 만족하지 않는 경우 Cost Function에 Penalty를 추가하여 물리적 보존법칙을 만족하도록 훈련하고 수심별 수온 예측결과를 비교·분석하였다.

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A Study of Engineering Properties and Deformation Behavior of Weathered Rock Mass (풍화 암반의 공학적 특성 및 변형거동에 관한 연구)

  • 강추원;박현식;김수로
    • Explosives and Blasting
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    • v.22 no.2
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    • pp.33-43
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    • 2004
  • The six grades weathering system is normally used in weathered rock classification. In this study. fresh and weathered rock block of grade I to V were sampled in Jang-soo ana but samples of the grade VI was omitted from this study. The variation quantities of chemical weathering indices with weathering degree are smaller than those of physical and mechanical properties. Increase of Weathering degree is well indicated by physical and mechanical properties such as strength, hardness, ultrasonic velocity and slake durability result. Especially, absorption and porosity ratio is a good indicator. As weathering proceeds. a number of the cracks affect the rock deformation. Therefore, stress-strain curves of weathered rocks in unconfined state are quite different from ones of fresh rocks.

Changes of Physical and Mechanical Properties of Firefighter Protective Clothing After Radiant Heat Exposure (노출시간과 열강도에 따른 복사열 노출후의 소방보호복의 물리적 특성과 역학적 특성변화)

  • ;N.Pan;G.Sun
    • Journal of the Korean Society of Clothing and Textiles
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    • v.23 no.6
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    • pp.853-863
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    • 1999
  • the change of physical properties (thickness, weight, air permeability) and mechanical properties(abrasion resistance breaking load and displacement) of samples were determined after heat exposure by a RPP tester. The effect of exposure time and heat flux intensity on the changes and the relationship between physical properties and mechanical properties were investigated. FR treated cotton Kevlar/PBI and Nomex with different structureal characteristics were chosen for specimens. The changes of physical properties and mechanical properties were calculated based on their initial values before heat exposure. The longer exposure time and the high heat flux intensity the more changes of those properties. Heat flux intensity was more effective on the changes, The showed to be affected by an interplay of shrinkage and pyrolysis products loss. The changes of thickness and abrasion resistance showed to be higher for plain weave fabric and those of air permeabiliyt and breaking load and displacement for twill weave fabric. While FR treated cotton which have high RPP value experienced serious and detrimental changes after heat exposure Kevlar/PBI which has low RPP value showed no high changes. In conclusion it could be confirmed that when total performance of a protective clothing is estimated retention capability of physical and mechanical properties after heat exposure as well as RPP value must be considered.

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The Effects of Immobilization on the Articular Cartilage (고정이 관절연골에 미치는 영향에 대한 연구)

  • Kang Jong-HO;Nam Ki-Won;Koo Hyun-Mo;Cheon Song-Hee;Kim Jin-Sang
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • v.16 no.2
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    • pp.1-16
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    • 2004
  • The purpose of this paper is to review changes in articular cartilage properties from the joint immobilization. Joint immobilization is accompanied not only by many disorders including rheumatologic disorders, degenerative disorders, trauma and fracture but treatment for disorders. Articular cartilage are sensitive to mechanical events. Immobilization is associated with cartilage degradation that may cause joint pain and reduced range of motion. An understanding of the effects of immobilization on the articular cartilage will help to plan of physical therapy program

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Silk Finishing with Polyurethane Resin used for the Linen-like Finishing (의마가공용 폴리우레탄 수지를 이용한 견직물의 가공)

  • Lee, Jung-Soon
    • Journal of the Korean Society of Clothing and Textiles
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    • v.27 no.12
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    • pp.1368-1373
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    • 2003
  • 본 연구에서는 견직물에 강경한 촉감을 부여하여 한복지 뿐만 아니라 현대의 패션경향에도 부합되는 소재를 개발하고자 하였다. 견직물에 강경성을 부여하기 위하여 의마가공용 폴리우레탄 수지를 이용하여 수지농도와 큐어링온도에 따른 수지부착율을 조사하였고, 여기에 수반되는 물리적 특성의 변화를 살펴보았다. 또한 가공된 견직물의 세탁에 대한 내구성도 살펴보아 동시에 실용가능성도 검토하였다. 이상의 연구를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 의마가공용 폴리우레탄 수지를 견직물에 처리할 경우 수지 농도가 증가할수록 수지 부착량이 증가하였다. 2. 열처리온도를 변화시켜 수지부착량의 변화를 살펴본 결과 열처리 온도가 증가할수록 수지의 부착량이 감소하여 본 실험에 사용된 수지의 적정 열처리 온도가 160-18$0^{\circ}C$인 것을 고려해 볼 때 견직물의 경우 17$0^{\circ}C$의 열처리 온도가 적절한 것으로 나타났다. 3. 수지 처리된 견직물의 역학적 특성치의 변화를 살펴본 결과 RT, EM, MIU값은 감소하는 경향을 가지며, LT, B, 2HB, G, 2HG, 2HG5값은 증가하는 경향을 나타내어 폴리우레탄 수지처리로 의마가공 효과를 갖는 견직물을 얻을 수 있었다. 4. 수지 처리된 견직물의 역학적 특성치는 물세탁 후에도 크게 변화가 없어 세탁에 대한 내구성을 지니고 있는 것으로 나타났다.

A Study on Characteristics of Jointed Rock Masses and Thermo-hydro-mechanical Behavior of Rock Mass under High Temperature (방사성 폐기물 저장을 위한 불연속 암반의 특성 및 고온하에서의 암반의 수리열역학적 상호작용에 관한 연구)

  • 이희근;김영근;이희석
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.8 no.3
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    • pp.184-193
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    • 1998
  • In order to dispose radioactive wastes safely, it is needed to understand the mechanical, thermal, fluid behavior of rockmass and physico-chemical interactions between rockmass and water. Also, the knowledge about mechanical and hydraulic properties of rocks is required to predict and to model many conditions of geological structure, underground in-situ stress, folding, hot water interaction, intrusion of magma, plate tectonics etc. This study is based on researches about rock mechanics issues associated with a waste disposal in deep rockmass. This paper includes the mechanical and hydraulic behavior of rocks in varying temperature conditions, thermo-hydro-mechanical coupling analysis in rock mass and deformation behavior of discontinuous rocks. The mechanical properties were measured with Interaken rock mechanics testing systems and hydraulic properties were measured with transient pulse permeability measuring systems. In all results, rock properties were sensitive to temperature variation.

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The Analyses of the Change Process of Students' Physics Conceptions by the Types of Conflict Situations (갈등상황 제시 유형에 따른 학생 개개인의 물리 개념 변화 과정 경로 분석)

  • Kim, Ji-Na;Lee, Young-Jick;Kwon, Jae-Sool
    • Journal of The Korean Association For Science Education
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    • v.20 no.1
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    • pp.77-87
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    • 2000
  • The purpose of the study is to understand the change process of middle school students' physics conceptions by the presented types of conflict situations. 274 middle school students were selected from one school in Pusan, however 257 students were participated in all the procedure of the study. After we classified students' physics conceptions into scientific and unscientific conceptions, presented three types of conflict situations. In this study three different cognitive conflict strategies were adopted; the first one is logical arguments(LCS: logical conflict situation), the second is actual demonstration(DCS: demonstrational conflict situation), and the third is two strategies together(DLCS). In this study, first, we investigated the change process of students' physics conceptions by three types of conflict situations. Second, we compared the effect of three conflict situations presentation, which includes positive effect by conceptual change from misconception to scientific conception and negative effect by conceptual change from scientific conception to misconception. Third, we studied characteristics of conceptual change by characteristics of conflict situations. In result, DLCS group and DCS group were more positive effect than LCS group in mechanics, DLCS group and LCS group were more positive effect than DCS group in electricity. It seems that mechanics are closely related to physical experiences, while electricity are more abstract.

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열/플라즈마 산화를 이용한 그래핀 내산화 특성 연구

  • Lee, Byeong-Ju;Jeong, Gu-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.78-78
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    • 2010
  • 그래핀(Graphene)은 탄소원자가 육각형 벌집(honeycomb)구조로 빼곡히 채워진 2차원의 단원자 층으로 역학적 강도와 우수한 화학적/열적 안정성 및 흥미로운 전기 전도 특성을 가지고 있다. 이러한 그래핀의 우수한 특성으로 인하여 현재 기초연구뿐만 아니라 응용연구 등 많은 연구들이 진행되고 있다. 일반적으로 그래핀의 우수한 물리적 특성들은 그래핀의 층수, 모서리(edge)구조, 결함(defect), 불순물 등에 의해 크게 좌우되는 것으로 알려져 있다. 따라서 그래핀의 구조 및 결함정도를 자유로이 제어하고 그에 따르는 특성 변화를 관찰하는 것은 기초연구의 측면에서 뿐만 아니라 향후 그래핀 응용에 있어서도 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 그래핀의 내산화 특성을 연구하기 위하여, 그래핀을 열 및 플라즈마 산화 분위기에 노출시킨 후, Raman 분광법을 이용하여 광학적, 구조적 변화를 분석함으로써 그래핀의 내산화 특성에 대하여 조사하였다. 그래핀은 실리콘 웨이퍼에 전자빔증착법으로 니켈박막을 증착한 후 열화학증기증착법으로 합성하였으며, 메탄가스를 원료가스로 $900^{\circ}C$ 전후에서 합성하였다. 합성한 그래핀은 산화반응 시 기판의 영향을 제거하기 위하여 트렌치 구조의 기판 위에 전사(transfer)함으로써 공중에 떠있는 구조를 구현하였다. 열 산화의 경우, 합성한 그래핀을 대기분위기의 고온($500^{\circ}C$) 챔버에 넣고 처리시간에 따른 특성변화를 살펴보았다. 플라즈마 산화의 경우는 공기를 이용하여 직류플라즈마를 발생시킨 후 0.4 W의 낮은 플라즈마 파워를 이용하여 플라즈마 산화처리와 특성평가를 매회 반복하였다. 그래핀의 특성분석은 Raman분광기와 광학현미경, 원자힘현미경(AFM) 등을 이용하여 분석하였으며, 상기 결과들은 향후 산화환경에서의 그래핀 응용소자 개발에 유용할 것으로 예상된다.

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A Study on the Evaluation of Famage Zone around Tunnel Induced by Blasting (발파에 의한 터널 주변 암반의 손상영역 평가에 관한 연구)

  • 장수호;신일계;최용근;이정인
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.16 no.5
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    • pp.129-140
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    • 2000
  • 최근들어 핵폐기물 지하처분장을 중심으로 터널굴착에 의한 주변 암반의 손상상태와 암반특성의 변화를 정량적으로 평가하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 이는 암반의 지지력을 적극적으로 이용하는 NATM개념에 의해 터널을 시공할 셩우 안정성 해석과 최적 보강설계를 위해 필수적인 사항으로 고려된다. 그러나 현재까지 암반 손상영역을 평가하기 위해 제시된 여러 방법들은 아직까지 그 적용성과 타당성이 충분히 검증되지 못한 실정이다. 이 연구에서는 코어시추, 실험실시험, 발파진동측정, 보어홀 카메라 등의 여러 방법에 의해 손상영역을 정량적으로 평가하고자 하였으며 가 방법의 적용성을 검토하였다. 암반상태 및 발파조건을 달리하여 시험발파를 수행하였으며 발파 후에 터널벽면에 수직하게 시추를 하여 암석코어를 채취한 뒤 손상정도에 따른 암석의 물리적, 역학적 특성들? 변화를 정량적으로 나타내고자 하였다. 코어 채취후 시축공에 보어홀 카메라를 사용하여 손상영역을 시각적으로 판별하고자 하였으며 발파진동 측정결과로부터 손상영역을 예측하고 채취한 암석시표에 대한 실험실시험 결과와 비교하여 적용성을 검토하였다.

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바지락 양식장의 저질 환경 분석

  • 조태진;이상배;김석윤
    • Proceedings of the Korean Society of Fisheries Technology Conference
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    • 2001.05a
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    • pp.309-310
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    • 2001
  • 국내에서 바지락 양식은 경기도 연안의 간석지에서 1912년에 시작되었다고 보고되어 있으며, 1980년부터 본격적인 양식이 시작되어 1990년에 최고 생산량을 기록하였다. 그러나 최근에는 매립에 의한 서식장 감소, 양식장의 밀식에 따른 자가 오염 및 환경변화 등에 의한 바지락 폐사에 따라 생산량 감소가 야기되어 지속적인 바지락 양식장 유지관리의 중요성이 대두되고 있다. 곰소만 조간대 및 주변 해역에서의 기존연구는 지질학적 특성뿐 만 아니라, 생물학적 특성, 퇴적물의 물리적 특성, 그리고 해역의 수리역학적 특성을 포함한 포괄적인 연구에 관해서는 미흡한 실정이다. (중략)

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