본 연구는 화재진압 및 피난활동을 지원하는 딥러닝 기반의 알고리즘 개발에 관한 기초 연구로 선박 화재 시 연기감지기가 작동하기 전에 검출된 연기 데이터를 분석 및 활용하여 원격지까지 연기가 확산 되기 전에 연기 확산거리를 예측하는 것이 목적이다. 다음과 같은 절차에 따라 제안 알고리즘을 검토하였다. 첫 번째 단계로, 딥러닝 기반 객체 검출 알고리즘인 YOLO(You Only Look Once)모델에 화재시뮬레이션을 통하여 얻은 연기 영상을 적용하여 학습을 진행하였다. 학습된 YOLO모델의 mAP(mean Average Precision)은 98.71%로 측정되었으며, 9 FPS(Frames Per Second)의 처리 속도로 연기를 검출하였다. 두 번째 단계로 YOLO로부터 연기 형상이 추출된 경계 상자의 좌표값을 통해 연기 확산거리를 추정하였으며 이를 시계열 예측 알고리즘인 LSTM(Long Short-Term Memory)에 적용하여 학습을 진행하였다. 그 결과, 화재시뮬레이션으로부터 얻은 Fast 화재의 연기영상에서 경계 상자의 좌표값으로부터 추정한 화재발생~30초까지의 연기 확산거리 데이터를 LSTM 학습모델에 입력하여 31초~90초까지의 연기 확산거리 데이터를 예측하였다. 그리고 추정한 연기 확산거리와 예측한 연기 확산거리의 평균제곱근 오차는 2.74로 나타났다.
압력수 확산공정은 정수공정에서 응집제나 염소용해수를 고압의 압력수로 분사하여 혼합하는 공정이다. 본 연구의 목적은 압력수 확산공정에 대한 전산유체역학적(Computational Fluid Dynamics) 진단을 통해 투입한 약품의 완전 혼합거리 및 혼합 거리를 줄이기 위한 확산판의 크기와 설치거리를 도출하는 것이다. 진단결과 2,200 mm 대형관에 $5kg/cm^2$ 압력수를 50mm, 100 mm 분사관으로 분사할 경우 혼합이 완료되는 혼합거리는 4D였다. 혼합거리를 줄이기 위해 분사관 전방에 확산판을 설치할 경우 분사관이 50 mm일 때 0.1D 직경의 확산판을 분사관 전방 0.2D 거리에 설치하면 혼합거리를 3D로 줄일 수있다. 그러나 분사관이 100 mm인 경우는 확산판의 크기와 설치 거리와는 상관없이 확산판이 없는 4D보다 확산거리를 줄일 수 없는 것으로 진단되었다. 따라서 2,200 mm 관에 압력수를 분사하는 경우는 50 mm 분사관을 설치하는 것이 100 mm보다 훨씬 효율적인 것으로 나타났다.
본 연구에서는 random walk하는 입자와 암세포 확산을 비교하여 Fick's law를 따르는 확산 모형과 암세포 확산의 차이를 밝힌다. 암세포 확산은 암 전이 메커니즘을 이해하는데 매우 중요하다. 하지만 아직까지 암세포 확산은 정확하게 이해되지 않고 있다. 따라서 이번 연구에서는 가장 간단한 2차원 random walk와 암세포 확산을 비교하고, 동역학적인 차이를 규명해 암세포 확산을 이해하고자 한다. Random walk하는 입자는 EDISON 전산화학 전문센터의 프로그램 중 dynamic Monte Carlo(dynamic MC) 전산 모사 소프트웨어를 이용하여 2차원에서 움직이는 레나드-존스 입자의 운동을 통해 살펴보았다. 암세포 확산은 실제 암세포의 시간에 따른 위치 변화 정보 (세포의 궤적)를 직접 구하여 분석하였다. Dynamic MC 결과는 Fickian 확산 모형을 잘 따르는 것을 평균 제곱 거리와 밀도 함수를 통해 확인할 수 있었다. 암세포 확산의 경우 평균 제곱 거리는 시간에 대해서 선형적으로 비례하지만 밀도 함수는 가우시안 형태로 나오지 않으며 Fick's law를 따르는 확산 모형과 다른 확산 형태를 보인다. 이러한 확산 형태는 암세포의 동역학적인 다양성 때문에 나타나며 각각의 암세포가 다른 운동성을 가지는 것에 기인하는 것으로 보인다.
산불의 확산형태 중 지표화 확산을 방지하기 위해 대표적인 진화방법으로는 방화선을 구축하는 것이다. 지표화는 산림의 연료중 낙엽층, 잔가지 등 지표면의 연료층이 열분해되면서 확산되기 때문에 방화선 구축을 통해 연료층을 제거하면 지표화 확산을 저지할 수 있다. 하지만 방화선 구축 폭에 따라 산불확산 방지 효과가 크게 달라질 수 있으므로 적정한 방화선 구축 폭을 설정하여야 한다. 본 연구에서는 적정 방화선 구축 폭을 살펴보기 위해 풍동시험장치를 이용하여 풍속 0, 1, 2, 3m/s조건에서 지표화 화염으로부터 이격 거리에 따른 온도측정과 함께 방화선 구축 폭에 따른 확산가능 여부를 평가하였다. 50cm 폭의 소나무 낙엽에 대한 풍속별 지표화 방화선 구축 실험결과, 풍속 3m/s에서 화염으로부터 소나무 낙엽의 착화온도인 $311^{\circ}C$에 도달하는 거리가 약 0.65m로 나타났고 풍속이 낮을수록 착화온도 도달거리가 줄어드는 것을 알 수 있다. 실제 0.6m 방화선 구축의 경우, 화염이 계속 확산되었고 0.65m 이상의 방화선 구축시에는 화염확산이 이루어지지 않았다. 따라서 향후, 수치해석을 이용한 열유속 평가 결과와 함께 본 연구의 실험결과와 비교평가 함으로써 지표화 산불확산 방지를 위한 적정 방화선 구축 폭 산정을 평가하고자 한다.
준설매립이 활발히 진행되고 있는 서해안 지역 준설토는 일반적으로 조립분 함량이 높다. 이 지반을 펌프로 준설 시 토출구의 위치 및 흙의 공학적 성질에 따라 다른 거동을 나타낼 것이다. 따라서 본 연구에서는 세립분 함량 변화에 따른 준설토의 분리 퇴적특성을 구현하기 위해서 상사의 법칙을 적용하여 길이 2,650mm, 폭 770mm, 높이 735mm의 모형토조장비를 제작하여 SM과 ML시료로 단계투기방법과 함수비 300%, 500%, 700%에 대하여 실험을 실시하였다. 분석결과, ML시료는 초기함수비가 높을수록 침강완료시간에 빨리 도달하였고 확산거리가 멀어질수록 침강시간은 길어졌다. SM시료는 확산거리 120cm까지 조립토의 거동을 보이며 그 이상의 확산거리에서는 세립분의 영향으로 ML시료와 비슷한 경향을 보였다. 함수비와 세립분 변화 역시 ML 시료는 심도가 낮아지고, 확산거리가 멀어질수록 통과율이 커지고 함수비는 작아짐을 확인할 수 있었고, SM시료는 확산거리가 가까운 구역에서는 조립토가 쌓여있고 먼 구역에서는 세립토가 쌓여있어 두 시료의 경계지점인 120cm~160cm을 기준으로 세립분 함유량과 함수비의 큰 차이가 보임을 확인하였다. 또한, 전단강도는 확산거리에 따라 ML-최대 2.97kPa, SM-최대 10.2kPa임을 확인할 수 있었다.
벼 품종 Brazos와 M-201의 도열병에 대한 단위시간당 감염속도와 점접종원으로 부터의 단위 거리당 확산경사는 밭논과 물논의 두 재배조건에 따라 크게 달랐다. 물논재배는 도열병의 감염속도를 늦추고 확산경사를 완만하게 하였다. 점접종원으로부터 거리별로 4지점에서 측정된 도열병의 감염속도는 거리에 따른 통계적인 유의차는 없었지만 점접종원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 빨라지는 경향이었다. 품종별 감염속도는 Brazos보다 더 이병성인 M-201 품종에서 높았고 확산경사도 M-201 품종에서 가파른 경향이었다. 그러나 도열병이 진전함에 따라 생성된 이차전염원 때문에 도열병 확산경사는 두 품종에서 모두 완만해졌다. 조사된 확산형사의 두 경험적 모델 중에서 Kiyosawa와 Shiyomi 모델이 Gregory 모델에 비하여 통계적 적합성이 높았다. 밭상태에서 단위시간당 도열병 isopaths 이동거리는 Brazos와 M-201 품종에서 각각 0.2m/일와 0.4m/일로 측정하였다. 이상의 결과, 도열병에 대한 품종저항성의 차이는 감염속도뿐만 아니라 확산경사의 측정에 의하여 효과적으로 감지될 수 있다고 생각된다.
본 연구는 거리공연 제작과정을 통해서 소울댄스의 발전 방향을 제시하는 데 있다. 실제사례를 통한 연구자의 공연 사례중 음악선정, 장소, 의상, 장비, 작품구성과 안무를 통해 준비를 하였고 결과를 제시하였다. 불특정 다수가 모여 있는 곳에 자유로운 거리 공연을 통하여 발전하는 것이 효율적이라 도출 시켰으며 소셜네트워크의 도움으로 빠르게 확산되어 확산되었다. 반면 주기적인 거리공연과 젊은인 들의 인식의 변화, 예술적 성장을 전국적으로 조사연구가 필요함을 나타났다.
본 논문은 조류의 대ㆍ소조 변동이 존재하는 해역에서의 점열원에 대한 초과수온 분포를 예측하는 해석해를 다룬다. 해석해는 Jung et al.(2003)이 제시한 2차원 해석해를 기본으로 하여 조류의 대ㆍ소조 변동과 수평 확산계수의 대ㆍ소조 변화를 반영할 수 있는 형태로 확장되었다. 일련의 해석모형 실험을 통해 조류 및 난류확산의 변동에 따른 열오염의 이동ㆍ확산 변화를 검토하였다. 실험결과 열오염의 이동ㆍ확산은 tidal excursion 거리 이내에서는 조류의 크기에 좌우되며 tidal excursion 거리를 벗어난 해역에서는 주로 수평 확산에 의해 결정되는 것으로 나타났다. 특히 tidal excursion 거리 이내 해역에서 초과수온 분포는 수평 확산계수의 대ㆍ소조 변동에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 즉, 1$^{\circ}C$이상의 비교적 높은 초과수온이 발생하는 범위는 수평 확산계수의 대ㆍ소조 변동을 고려하는 경우가 상대적으로 더 멀리 확장하는 경향을 보여주었다.
도심 도로변의 대기질은 주변의 고층 건물로 인한 거리 협곡으로 인하여 도시의 대기질에서 가장 빈번하게 기준을 초과하는 지역이다. 대부분의 대도시에서 고층 빌딩으로 구성된 도심 거리 협곡(urban street canyon)의 자동차에서 배출되는 대기오염물질은 운전자, 보행자, 도로변 작업자, 자동차 승객 등의 건강에 직접적으로 영향을 미칠 수 있다. 자동차 대기오염물질은 지표면에서 발생되기 때문에 거리 협곡은 배출원 인근의 대기오염물질 확산에 중요한 영향을 준다. 우선적으로, 거리 협곡은 협곡 상공에서 수직적인 혼합을 유도하게 된다. 둘째로, 거리 협곡의 형성은 협곡의 지형적 또는 물리적 경계 내의 오염물질을 정체시키게 되어, 협곡 상공으로 공기가 자유롭게 이동하여 오염물질을 수송하는 것을 지체시키는 경향이 있다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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