복합재 후퇴익은 비행 중 굽힘 하중 외에도 비틀림 하중을 받아 복잡한 변형이 발생할 수 있다. 따라서 복잡한 변형이 나타나는 복합재 후퇴익의 구조 건전성 평가를 위해 복합재 후퇴익 구조물의 변위 예측이 요구된다. 날개의 변위 예측은 변위와 변형률 관계를 통해 예측할 수 있지만 후퇴익의 복잡한 변형으로 고정단 부근의 변형률 분포는 복잡하게 나타나기 때문에 일부 위치의 변형률 센서만으로 변형률을 측정하면 변위 예측의 오차가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 복잡한 변형률 분포를 고려한 평판 형태의 복합재 후퇴익의 변위를 예측하는 연구를 수행하였다. 유한요소 해석을 통해 변형률 측정 지점을 선정하였다. 측정 지점의 변형률을 이용하여 예측한 변위는 해석에서 계산된 변위와 잘 일치하였으며, 실험을 통하여 검증하였다.
이 논문에서는 포탄의 정밀도 향상을 위한 새로운 유도기법을 제안한다. 미사일 연구에서 널리 사용되고 있는 비례항법 유도기법은 몇 가지의 문제점 때문에 포탄에 적용하기는 힘들다. 비행 중 발생하는 시선각의 변화 때문에 탄착 오차가 없는 경우에도 가속도 명령을 생성하며, 가속도 명령에 의해 만들어지는 비행경로 또한 포탄에 적용이 불가능하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 표적과 포탄의 탄착점 오차를 이용하여 유도 기법을 구성하였다. 기본 구성은 비례항법 유도기법과 유사하지만 시선각 변화 대신 경로 수정각을 사용한다. 경로 수정각은 현재 속도와 표적을 향하는 속도의 사이각이며 탄착점 오차로 추정할 수 있다. 탄착점 예측 속도와 정확도를 높이기 위해 신경회로망을 사용하였으며 비례항법 유도기법 결과와 비교하여 이 유도 기법의 적합성을 검증하였다.
본 연구의 목적은 한국청소년패널조사(KYPS) 자료를 활용하여 청소년기 흡연의 상이한 발달궤적 변화에 영향 미치는 예측요인들을 분석하는 것이다. 준모수적 집단중심모형(Semi-parametric group-based modeling)을 통해 청소년기 흡연에는 점증형 흡연집단(escalator), 실험형 흡연집단(experimenter), 후발형 흡연집단(late onsetter), 비흡연집단(non initiator) 등 4가지 발달궤적이 존재하는 것으로 밝혀졌다. 비행, 음주 등 다른 영역의 발달궤적과 달리 흡연에는 중단형 집단이 없는 것으로 나타났다. 또한 다항 로지스틱 회귀분석을 통해 사회발달모형(social development model) 내의 위험요인과 보호요인을 중심으로 흡연집단들을 구분하는 요인을 살펴본 결과, 모든 발달영역의 위험요인과 보호요인 대부분이 13세 시기에 흡연하지 않았던 청소년 중 계속해서 비흡연하는 집단과 이후 흡연을 늦게 시작한 집단을 구분하는 것으로 나타났다. 반면 13세에 이미 흡연하고 있었던 청소년 중 계속해서 흡연을 증가시키는 집단과 점차 흡연을 감소시키는 집단을 구분하는 요인은 자아존중감, 학업성취 등 소수로 나타났다. 흡연집단을 구분하는 위험요인과 보호요인들은 발달적으로 적절하고 효과적인 예방프로그램의 구성요소를 발견할 수 있도록 도와준다. 본 연구의 결과를 통해 13세에 흡연하고 있지 않은 집단은 물론 이미 흡연을 시작한 집단까지도 원조할 수 있는 중학교 시기 금연프로그램을 개발할 수 있는 단초를 마련하였다.
다양한 산업에서 드론의 활용 가능성이 높아지는 추세에 따라 무인기 관련 법 개정에 대한 요구가 커지고 있다. 그러나 현재 드론은 조종사의 비행 조건 및 운용 범위가 엄격하게 제한되고 가시 환경 하에서만 운용이 가능하므로, 택배 등의 산업에는 활용이 어렵다. 따라서 다양한 산업에서의 드론 활용 가능성을 높이기 위해서는 위치정확도 향상은 물론이고, 무인기의 충돌을 방지하고, 위험요소를 회피하기 위한 적절한 보호수준(Protection Level)을 계산하는 것이 필수적이다. 보호수준을 포함한 무결성 정보는 SBAS(Satellite Based Augmentation Systm) 시스템을 이용한 보강항법 수행을 통해 산출할 수 있으며, 이를 통해 GPS(Global Positioning System) 단독측위가 가지는 한계를 보완할 수 있다. 이에 따라 본 논문에서는 LAAS(Local Area Augmentation System) 착륙 카테고리별 결심고도를 기준으로 드론의 비행고도를 설정하여, GPS 단독측위와 SBAS 보강항법 수행 시의 하루 중 항법수행 가능 시간의 비율을 비교하는 시뮬레이션을 수행하였다.
PE/$LN_2O$를 적용한 소형 하이브리드 추진 시스템을 설계, 제작 및 발사하여 하이브리드 로켓 발사체 개발에 대한 기반 기술을 확보하였다. 외부 액추에이터를 적용한 밸브 시스템을 하이브리드 엔진에 적용하였고, 밸브 개폐 시스템이 문제없이 작동함을 확인했다. 연료 그레인을 설계하기 위해 내탄도 설계를 수행했고, 로켓의 비행궤도를 예측하기 위한 외탄도 해석을 수행하여 로켓을 설계 제작 하였고, 발사 실험을 통해 하이브리드 로켓 설계의 타당성을 확인 하였다. 제작된 하이브리드 로켓은 무게 9 kg, 외경 110 mm, 전장 1.7 m로 성공적으로 발사하였으나, 추력 비행구간 중에 사출이 되어 최적 비행을 하지 못했다. 또한 설계치에 못 미치는 낮은 추력특성 등의 문제점을 확인하였고, 추후 하이브리드 발사체 개발에 대한 개선사항을 제시하였다.
큰 가로세로비를 가지는 유연날개의 변형정보는 구조 건전성 평가를 위한 실시간 모니터링에 필요하다. 비행 중인 날개 구조 대변형은 날개 외피의 변형률과 곡률의 관계식을 기반으로 한 비선형 변위 예측 알고리즘을 통해 예측될 수 있다. 그러나 동체에 고정된 날개의 기하학적인 형상으로 인하여 고정단 부근에서의 변형률 분포는 복잡한 양상을 나타내며, 변형률 센서가 부착된 센싱라인의 코드방향 위치에 따라 변위가 다르게 예측될 수 있다. 본 논문에서는 스팬방향 변형률의 보정을 통하여 변형률 센싱라인의 코드방향 위치에 관계없이 예측변위의 정확도를 향상시키는 연구를 수행하였다. 변형률 보정을 위하여 스팬방향 및 코드방향 변형률의 비, 재료의 포아송비, 보와 평판 모델의 변형률 비를 이용하였다. 보정된 변형률을 이용하여 예측한 변위는 해석변위와 잘 일치하였으며, 이를 실험을 통하여 검증하였다.
발사체는 비행 중 공기역학적 현상에 기인하는 음향하중의 영향을 받는데, 특별히 천음속 영역에서 그 영향이 증가된다. 음향하중으로 인한 페어링 내부 소음진동은 탑재물의 오작동을 유발할 수 있어 이를 예측하고 저감하는 과정이 필수적이다. 본 연구에서는 발사체 외부에 작용하는 공기역학적 음향하중에 의한 페어링 내부 음향 진동환경을 예측하고, 음향 블랭킷과 헬름홀츠 공명기를 이용하여 소음저감 설계를 구현하는 프로세스를 개발하였다. 음향하중 예측은 Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) 유동해석 결과와 난류 경계층 내부 압력섭동에 관한 준 경험식을 이용하였고, 음향진동 연성해석은 ANSYS APDL과 VA One SEA의 Finite Element Statistical Energy Analysis(FE-SEA) 하이브리드 해법을 이용하였다. 개발된 절차를 천음속 해머 헤드형 발사체에 적용하여 음향하중 저감효과를 확인하고 개발된 절차의 유효성을 검증하였다. 본 연구에서 개발된 절차는 타당한 수준의 정확도로 신속한 결과를 얻을 수 있어 발사체 초기설계 단계에 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 예상된다.
한국형발사체 3단은 추력기 자세제어시스템에 의해 3단 엔진 점화 시점부터 위성 분리, 위성과 충돌을 막기 위한 회피기동까지 롤 및 3축 자세제어가 수행된다. 추력기 자세제어시스템은 추력기를 작동시킬 때 추진제를 소모하므로, 적정 추진제 충전은 임무 성공에 있어 중요하다. 그러므로 한국형발사체의 비행 중 추력기 자세제어시스템의 추진제 소모량이 얼마인지 추정할 수 있는 수단이 필요하다. 본 연구에서는 추력기 자세제어시스템에서 획득할 수 있는 압력, 온도 데이터를 바탕으로 추진제 소모량을 추정할 수 있는 에너지 관계식을 개발하였다. 개발된 관계식을 검증하기 위해 On-board 시스템과 유사한 시스템을 구성하여 시험을 했고, 추진제 소모량 추정식과 증류수를 사용한 시험 결과를 비교분석하였다. 또한 오차 분석을 통해 예측 결과의 신뢰성을 판단하였다. 마지막으로 시스템 수준 운용시험의 추진제 소모 결과도 나타내었다.
항공기 배기가스가 지구의 현재와 미래의 기후에 미치는 잠재적 영향력은 항공산업계가 당면하고 있는 매우 중요한 환경 이슈 중 하나이다. 온실가스 배출의 잠재적 악영향에 대한 우려가 증가함에 따라 항공기의 배기가스 배출을 줄이고 기후에 관한 항공기의 영향을 완화하는 수단 중 하나로 항공기 배기가스를 산정하고 예측하는 시스템 개발의 필요성이 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 영국 Lissys사에서 개발한 Piano-X 소프트웨어를 사용하여 3가지 항공기 급에 대한 다양한 비행거리와 경로에 대해 유상하중의 변화에 따른 항공기 온실가스 배출량을 산정하였다. 다양한 항속거리와 고도에 따른 경제속도, 장거리 순항속도, 최대 운항거리 속도에 대해 연료소모량도 분석하였다.
본 연구에서는 신경망을 활용하여 청소년의 컴퓨터 오락추구 행동을 설명하는 예측모형을 조사하고자 하였다. 이를 위해 한국청소년 패널 조사(KYPS)의 중 2패널의 1차년도 데이터(총 3449명, 남: 1725명, 여: 1724명)를 대상으로 하여 신경망 모형(모형 1)을 구축하였다. 또한 신경망 모형의 성능을 분석하고자 로지스틱 회귀 분석을 실시하고 로지스틱 회귀 분석과의 보다 정확한 비교를 위해 동일한 변수를 입력데이터 값으로 하는 신경망 모형(모형 2)도 구축하여 세 모형의 예측율을 비교하였다. 그 결과, 신경망 모형 1이 가장 높은 분류적중율을 나타냈으며, 이 모형에 따라 성별, 컴퓨터사용시간, 가구월평균소득, 친한친구수, 비행친구수, 개인공부시간, 자기통제력, 사교육시간, 여가시간, 자기신뢰감, 스트레스, 학교적응, 공부고민 등의 변수들로 청소년의 컴퓨터 오락추구 행동을 예측하는 것이 보다 정확하고 효율적임을 제시하였다. 본 연구의 결과는 청소년의 컴퓨터 오락추구 행동을 예측하고 진단하거나 적절하게 조절 대처하는데 사용될 수 있음을 제언한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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