본 연구에서는 가스 연료와 공기 혼합물 내 압력파에 의해 유도되는 화염 가속과 연소폭발천이 현상을 수치적 계산을 통하여 살펴본다. 실험에 기반을 둔 초기 조건 하에서 점성력, 열전단, 몰질량 확산, 그리고 화학 반응을 고려한 reactive compressible Navier-Stokes 방정식을 사용하여 계산을 수행하였다. 반복되는 압력파와 화염의 상호 작용에 의해 발생되는 화염의 Richtmyer-Meshkov (RM) 불안정성에 의해 증가된 화염면을 통하여 생기는 hot spot들에 의한 폭굉의 발생을 모델링하였다. 또한 압력파의 강도 변화에 따른 연소폭발천이 현상의 변화를 살펴보았다.
본 연구에서는 KFLOW에서 사용하고 있는 ${\gamma}-Re_{\theta}$ 천이 모델을 사용하여 KARI-11-180 익형의 공력특성을 수치적으로 예측하고 그 결과를 실험 결과 및 XFOIL과 MSES의 결과와 비교하였다. 완전 난류모델은 천이모델에 비해 마찰항력을 크게 예측하기 때문에 전체적으로 높은 항력을 예측하는 등 천이모델과 완전 난류모델간의 차이를 확인하였다. KFLOW의 ${\gamma}-Re_{\theta}$ 모델을 사용한 결과는 실험을 통해 확인된 천이 유동 실험 결과의 특성을 잘 예측하고 있었으며 XFoil이나 MSES의 결과와도 잘 일치하고 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 drag-bucket현상이 익형 표면의 천이점의 급격한 변화로 인해 발생함을 확인하였다.
항공기용 가스터빈엔진에 대한 경제적인 시험 기법 개발을 위해 천이상태 성능 시험 결과로부터 정상상태 성능을 예측할 수 있는 방안을 모색하였다. 천이상태 성능과 정상상태 성능이 상이한 원인을 동역학적 천이 효과, 열적 천이 효과, 공기역학적 천이 효과로 구분하고, 각각을 모델링해서 엔진의 천이상태 성능을 통해 정상상태 성능을 계산하는 보정 인자를 정량화 하였다. 엔진 성능시험은 한국항공우주연구원이 보유한 고공환경시험설비에서 이루어졌다. 먼저 천이상태 성능시험 시 나타나는 엔진 입 출구의 온도 변화가 엔진 성능에 미치는 영향을 보정했으며, 그 후 도입된 보정 인자를 사용해 정상상태 성능을 예측하였다. 이렇게 예측된 결과와 실제 정상상태 성능시험 결과를 비교한 결과, 연료 소모량의 차이 3.68% 이내로 정상상태 성능을 예측할 수 있어, 본 연구에서 사용한 보정 기법이 상당한 정도의 정확도를 보장하고 있는 것으로 나타났다.
과거에 수문자료 시계열 모의기법은 수자원시스템 설계에 사용되는 일강수량 모의에 주로 이용되어 왔지만 최근에 기후변화에 따른 수문사상의 변동성을 평가하기 위한 기본 자료 모의를 위한 방법론으로 많이 이용되고 있다. 수문시스템에서 강수는 현상의 발생여부에 따라 건조일과 습윤일이 교대로 반복되는 과정으로 구성되어 있으며 건조일, 습윤일 등으로 구분하고 습윤일의 강수량을 상태별로 분류하여 각 상태별 천이확률을 계산함으로써 장래에 발생 가능한 강수사상의 모의 발생이 가능하다. 기후변화 영향 평가 연구에서 가장 중요한 문제 중의 하나는 기후변화로 기인하는 수문사상의 전체적인 거동의 변동사상을 추정하는 것이며 이를 기존 모형들과 연계시키는 방법이라 할 수 있다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 천이확률 및 강수 모의에 이용되는 Gamma 확률분포와 같은 분포형의 매개변수들이 우리가 목적으로 하는 월강수량 또는 계절강수량의 총량을 유사하게 모의할 수 있도록 CWGEN(Cross-validated Canonical Correlation Analysis-Weather Generator)를 도입하였다. 이를 국내 강수 지점을 대상으로 검토 평가하였다.
1974년 9월부터 1980년 1월까지 6년간 진해만에서 식물성플랑크톤 개체군의 생태적 천이에 관하여 조사하였다. 1974년 9월∼1975년 5월에는 천이계열이 Skeletonema costatum-Eucampia zodiacus Chaetoceros spp.-Nitzschia pungens- Leptocylindrus danicus, 1976년 7월-1978년 5월 Skeletonema costatum-Thalassiosira hyalina- Chaetoceros spp. -Leptocylindrus danicus(Nitzschia pungens), 1978년 7월-1980년 1월 Chaetoceros socialis-Skeletonema costatum-Chaetoceros spp. -Leptocylindrus danicus-Skeletonema costatum(Biddulphia mobiliensis)으로 천이계열이 바뀌어가고 있으며 이들은 계절에 따라 수온의 변화와 밀접한 관계가 있었다. 최근에는 이 해역에서 Skeletonema costatum이 계절에 관계없이 대량출현하여 이 종에 의해 점점 성숙한 천이계열을 형성해 가고 있다.
일반적으로 광섬유 격자에 사용되고 있는 KrF 엑시머 레이저를 광출력 스펙트럼 파장천이용으로 이용하였다. 실험 결과, FHD에 의해서 제작된 PLC형 WDM 방향성결합기에서는 UV에 의한 파장천이효과가 비교적 큼을 알 수 있었다. UV 노출량에 의한 파장천이량을 측정하여 UV 노출량에 따른 실리카 광도파로의 유효굴절률 변화량을 계산하였다.
소형 초음속 연소시험 장치 구축의 일부로서 형상 천이 노즐 설계 연구를 수행하였다. 원형의 연소식 공기가열기에 정사각형 단면의 초음속 연소기를 연결하기 위하여 MOC 설계기법을 이용하여 초음속 형상 천이 노즐의 면적변화를 산출하였다. 천이율을 조절하기 위하여 형상 천이 함수를 도입하였다. 3차원 전산유체 해석을 통한 경계층 보정과 함께 몇 가지 형상 천이 함수의 영향을 살펴보았다. 본 연구의 형상 천이 노즐에서는 일반적인 사각단면 노즐에서 모서리에 발생하는 압력구배에 의한 재순환영역과 이에 의한 노즐 벽 중심부의 경계층 발달이 비교적 작게 나타남을 확인하였다.
본 연구에서는 천수방정식을 이용하여 2차원 개수로에서 하상과 하폭이 급격히 변화하는 경우에 발생하는 천이류를 해석하였다. 불연속점 근처에서 발생하는 수치진동을 제어하면서 시간과 공간에 대한 2차 정확도를 확보하기 위하여 WAF 기법에 TVD 조건을 갖는 흐름률 제한자를 도입하였으며, Riemann해를 계산하기 위하여 3개의 전파속도를 고려하는 HLLC 방법을 이용하였다. 개수로에서 단면변화를 고려한 2차원 해석을 할 경우, 격자 구성과 경계 처리에서 어려움이 발생한다. 이와 같은 어려움을 해결하기 위하여 일반좌표계를 도입하여 하폭이 변화하는 구간에 발생하는 천이류를 수치모의하였다.
일반적 인 SAW 필터에서 발생하는 선형성의 한계 및 천이대역의 특성을 개선하기 위한 새로운 구조의 이중구조 사다리형 SAW 필터의 최적 설계 방법을 제시하고 그 가능성을 확인하였다. 이중구조 SAW 필터는 일반적인 사다리형 필터의 구조를 바탕으로 하되, 두 개의 서로 다른 필터가 각각 주어진 대역사양을 반반씩 만족시켜 전체의 필터특성이 구현될 수 있도록 하였다. 특히 고주파 대역에서 만족시키기 어려운 정재파비 및 뛰어난 천이대역 특성을 만족시킬 수 있는 장점을 가지며, 이를 위해 withdrawal 가중기법 및 기판상에 encp화된 마이크로 스티 립라인 인덕터를 이용하였다. 우선 이중 구조 필터구조를 결정한 후, microstrip 라인 인덕터의 위치 및 인덕턴스 변화에 따른 필터특성 변화를 살펴보았으며, 필터의 각종 형상변수의 변화에 따른 필터 특성변화를 조사하였다. 이상의 결과를 바탕으로 새로운 방법의 이중구조 SAW 필터의 설계방법을 제시하였으며 그 타당성을 검증하기 위해 1.8 GHz 대역의 RF 필터에 대한 설계 결과를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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