최근 지구온난화에 따른 이상기후로 강우가 집중되는 돌발강우가 발생하여 지류의 수위를 급속도로 증가시켜 도심에서도 침수가 발생하는 경우가 발생하고 있다. 이에 대한 해결방법으로는 구조적인 대책과 비구조적인 대책으로 나눌 수 있으며 대표적인 구조적 대책으로 고지수로가 있다. 고지수로는 지류의 상류인 고지대에서 발생되는 유출량을 지류로 직접 흘려보내지 않고 지류의 하류나 본류로 직접 방류하여 지류가 부담하는 홍수량을 분담시켜 홍수의 피해를 경감시키는 역할을 한다. 따라서 고지수로의 유량을 모니터링 하는 것은 홍수방어 대책에 중요한 역할을 한다. 고지수로의 유량을 측정하는 다양한 방법 중 위어를 이용한 개수로에서 유량 측정은 경제적이지만 에너지 손실이 크고 위어의 직상류에 토사가 퇴적된다는 단점이 있다. 반면 파샬플륨은 퇴사에 관한 문제가 거의 발생하지 않는다. 따라서 파샬플륨은 토사유입이 많은 고지수로에서 위어에 비해 상대적으로 유리한 유량계측기라 할 수 있다. 또한 수로의 횡단을 막고 낙차를 두어 유량을 산정하는 위어에 비해 에너지의 손실이 작아 돌발강우와 같은 큰 규모의 유출량을 빠르게 배제시키는 데에도 적합한 유량계측기이다. 파샬플륨의 형상은 그림 1과 같으며 본 연구에서는 3차원 수치모의를 이용하여 ISO에서 제안한 파샬플륨의 유량산정공식을 검증하고 고지수로에 파샬플륨을 경사로 설치하였을 때를 고려하여 다양한 유량조건에 대해서 수치모의를 실시하였으며, 그 결과는 그림 2에 도시하였다. 수치모의 결과를 바탕으로 파샬플륨의 경사를 고려한 새로운 유량산정공식을 도출하였다. 이는 고지수로에 적용하는 파샬플륨의 설계 시에 실질적이고 유용한 참고자료로 활용이 가능할 것이라고 판단된다.
The direct injection into the cylinders has been regarded as a way of the reduction in fuel consumption and pollutant emissions. The spray produced by the high pressure injector is of paramount importance in DISI(Direct Injection Spark Ignition) engines in that the primary atomization process must meet the requirement of quick and complete evaporation, mixing with air and combustion especially to prohibit the excessive HC emissions. The interaction between air flow and fuel spray was investigated in a steady flow system embodied in a wind tunnel to simulate the variety of flow inside the cylinder of the DISI engine. The direct Mie scattered and shadowgraph images presented the macroscopic view of the liquid sprays and vapor fields. The velocity and particle size of fuel droplets were investigated by phase doppler anenometer(PDA) system. The processes of atomization and evaporation with a DISI injector were observed and consequently utilized to construct the data-base for the spray and fuel-air mixing mechanism as a function of the flow characteristics.
현재 쓰이고 있는 무신호 교차로의 서비스수준 측정방법은 지체도에 의해서 판정 되어지고 있으며, 안전도를 기준으로 서비스수준을 측정하는 방법은 존재하지 않는다. 교차 로의 안전은 사고의 횟수를 기준으로 하거나, TCT(Traffic Conflict Technique)를 이용하여 측정되어지고 있다. 두 방법 모두 많은 시간과 인력이 요구되는 방법이다. 이에 많은 시간 과 인력투자 없이 교차로의 안전을 진단하는 방법을 개발하는데 이 연구의 목적이 있다. 무 신호 교차로의 안전에 영향을 미치는 요소로는 교차로의 시거, 운전자의 인지반응시간, 차 두간격, 차량속도, 차중, 노면상태, 날씨 등이 있다. 이 모든 요소들이 복합적으로 작용하여 사고를 유발한다. 이 연구에서는 위의 요소들을 모두 고려하여 무신호 교차로의 안전을 분 석하는 방법을 개발하고저 한다. 위의 요소들 중에서 교차로의 시거를 제일 주요한 요소로 보고 나머지 요소들을 첨가시켜서 분석하는 방법을 썼다. 위에 열거한 많은 요소들을 고려 하기 위해서는 Simulation 방법이 채택되었으며, 그 중에서도 Monte carlo Simulationah형 을 썼다. 이 연구에서는 무신호 4지교차로의 횡단차량에 대해서만 고려하였으며 이 연구에 서 개발된 Simulation 모델을 Conflict의 개수와 그때의 소모된 평균 운동에너지를 산출하여 위험도를 측정하는 기준으로 삼았다. 모델의 결과에 의하면 교차로 시거가 길수록 안전하 고, 상대적으로 시거가 짧을수록 위험하다고 나왔다. 또한 AASHTO의 교차로 시거 값은 약 간 하향 조정하여도 안전도에 있어서는 큰 변화가 없는 것으로 분석되었으며, 아울러 안전 에 의한 서비스수준(LOS. A~F)의 기준이 설정되었다. 모델의 결과에 의하여 교통 공학자들 은 어떤 무신호 교차로의 안전수준을 상대적으로 평가할 수 있으며, 교차로 시거의 개선 후 얻어질 편익을 미리 예상할 수 있다.
최근에 남북철도나 대륙횡단열차 등에 대한 사업성 타당조사가 이뤄지면서 철도차량에 대한 관심이 높아지고 있다. 타교통수단과 비교하여 철도차량은 환경친화적, 정시성, 신뢰성, 그리고 안전성의 특성이 있다. 우리는 한국형 고속철도차량을 평가하기 위한 하드웨어와 소프트웨어를 제작하였다. 소프트웨어는 측정된 데이터를 분석할 수 있도록 해준다. 이 논문에서는 센서를 사용한 철도차량 전기장치 측정에 관해서 연구하였다. 이 시험을 하기 위해서 신호변환시스템을 개발하였다. 이 계측시스템을 이용해서 가선전압, battery전압, 차축속도 등에 관한 중요한 시험결과를 얻을 수 있었다.
난류 유동장으로 분사되는 액체 제트의 액주 분열과 액적 미립화 현상에 관한 LES를 수행하였다. 기체상태의 공기 유동해석에 Eulerian 해법을 사용하고, 액적 추적을 위하여 Lagrangian 해법을 사용하여 기체-액체간 이상유동(two phase flow) 해석을 수행하였다. 액적 분열 과정 모사에 blob-KH 분열 모델을 적용하여 액주와 액적의 분열이 관찰되었다. 일정한 공기 유동 조건에서 액체 분사 속도 변화를 통한 액체-기체 운동량 플럭스 비의 변화에 따른 액체 제트의 침투깊이를 조사하였으며 실험결과와 유사함을 알 수 있었다. 분사 제트의 분열에 따라 유동장에 존재하는 액적의 분포를 Sauter 평균 입경(SMD)의 분석을 통해 수행하였다.
수목이 존재하지 않는 하천과 비교하여 하천 내에 수목이 존재하는 경우, 수목에 의한 항력에 의하여 수위는 상승하지만 차이는 크지 않으며, 수목이 식재된 구간의 유속이 현저하게 저하되는 것으로 알려져 있다. 식재구간과 비식재구간의 현저한 유속차이는 활발한 에너지 교환에 기인한다. 이러한 특성은 하천에 여러 가지 시설물 설치 및 수목 식재 계획 수립 등에 있어 고려되어야 할 사항이다. 또한 수치해석을 통한 정확한 흐름예측을 위해서는 두 구간 사이의 합리적인 에너지 교환계수를 결정하여야 한다. 수목 식재구간과 비식재구간의 에너지교환 특성에 대한 연구는 대부분 모형식생(단순한 봉 형태 위주)을 이용한 소규모 개수로 실험장치를 이용하거나, 이론적으로 접근하고 있다. 이러한 연구는 흐름 상사 등을 고려할 때, 정성적인 분석에 그치고 있으며, 정량적인 분석을 위해서는 원형에 가까운 실험시설을 이용하는 것이 타당할 것으로 생각된다. 본 연구에서는 단면의 높이, 상단폭, 저면폭이 각각 2 m, 11 m, 3 m인 소하천에 가까운 실험수로에 관목류(왕버들)를 식재하여 실험을 수행하였다. 수로의 중앙부와 사면에 식재된 경우, 식재 패턴이 다른 경우(parallel space, staggered space) 등 다양한 조건에 대하여 흐름특성을 분석하였다. 각 경우에 대하여 배수곡선을 측정하여 흐름저항 특성을 분석하였으며, 50Hz의 자료 획득이 가능한 micro-ADV를 이용하여 횡단면의 난류량을 측정하였다. 측정된 난류량을 이용하여 전단속도의 변화, 난류에너지 변화 등을 분석하였다. 이 연구는 하천내 수목식재 계획 수립, 수치모형의 중요한 매개변수인 에너지교환계수의 합리적 결정에 기여할 수 있을 것으로 보인다.
목적: PET과 MR 영상을 체계적으로 합성i분석하여 각각의 영상기법이 갖는 단점을 보완하고 기능을 향상시킴으로써 보다 정확하고 유용한 임상정보를 얻을 수 있다. 두 영상을 공간적으로 합성하기 위해서 머리 표피 경계점들 간의 거리를 최소화하는 알고리즘을 이용할 경우 경계점 추출의 정확성 및 견실성과 거리 계산 속도가 합성 알고리즘의 성능을 결정하는 중요한 요소가 된다. 본 연구에서는 PET 영상의 경계 추출과 거리 계산 방법을 개선하고 이를 이용하여 PET과 MR 영상을 3차원적으로 합성하였다. 대상 및 방법: 공간적인 합성을 위한 영상처리기법의 핵심인 경계점 추출을 위해 PET영상에서는 방출스캔 sinogram의 경계를 강조한 후 재구성한 횡단면으로부터 2 mm 간격으로 머리 표피 경계점들을 추출하였으며 MR 영상에서는 각 횡단면마다 약 2도 간격으로 경계점들을 추출하였다. 두 영상의 모든 경계점들 간의 평균 유클리디안 거리를 최소화하는 3차원 가상공간 상에서의 위치 이동과 회전 각도를 최소자승법을 이용하여 구한 후 PET영상을 역 전환하여 위치 정합을 하였다. 평균 거리의 계산 속도를 향상시키기 위하여 고정된 대상의 각 경계점을 중심으로 하여 주변 공간 정들에서의 거리를 순차적으로 계산하고 이들의 최소값을 취하는 방법으로 거리지도를 구성하였으며 최소자승법에서 경계점들 간의 위치가 변할 때마다 매번 평균거리를 다시 계산하지 않고 거리지도를 참조하여 평균 거리를 산출하는 방법을 사용하였다. 위치 정합된 두 영상의 동시 표현을 위하여 PET 영상의 화소값에 $0.4{\sim}0.7$부터 1사이의 범위로 정규화된 MR 영상의 화소 값으로 가중치를 주는 가중정규화 방법을 사용하였다. 결과: 방출스캔의 sinogram을 이용함으로써 PET영상의 경계를 견실하게 추출할 수 있었으며, 거리지도를 이용하여 거리 계산을 한 결과 계산 속도를 향상시킬 수 있었다. 정상인의 뇌영상에 대해 위치 정합을 실시한 결과 평균 거리 오차는 2mm 이하였다. 가중정규화 방법을 사용하였을 때 합성된 영상의 정성적인 식별 명확도가 향상하였다. 결론: 견실한 PET 영상 경계점 추출과 거리지도를 이용한 계산 속도의 향상을 통해 뇌 PET과 MR 영상 합성기법의 성능을 개선할 수 있었으며 이를 이용하며 개발한 영상정합 프로그램은 임상 환경에서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
전형적인 f-f 및 nf-f 공정합금계로 분류되는 Sb-InSb 및 Sn-Bi 합금계를 일방향 응고시켜서 성장속도에 따른 전기비저항값의 변화를 조사함으로써 미세조직의 이방성을 전기비저항의 특성으로 분석하고자 하였다. Sb-InSb 계의 경우 26-34wt.% In, Sn-Bi 계의 경우 53-65wt.% Bi의 조성을 갖는 공정합금을 진공봉합시켜 Bridgman형의수직관상로에서 일방향응고시켰다. 일방향응고 시편을 횡단면 및 종단면으로 절단 채취하여 미세조직을 관찰한 후 전기비저항을 측정하였다. Sb-InSb , Sn-Bi공정복합조직의 경우 모두 성장속도의 증가에 따라 성장방향에 수평한 방향의 비저항값($\rho$┴)은 감소하였으며, Sb InSb 공정복합조직의 경우 특히 성장 속도의 증가에 따르는 미세조직상의 두가지 변화 즉, 상경계면적(phase boundary area)의 증가와 fiber방향성의 감소는 공히 $\rho$ ll 값을 증가시키는 반면 $\rho$┴ 값에는 서로 상반된 영향을 끼쳤다. 또한 성장속도의 증가에 따라 점차 조직의 이방성이 상실되었다. 이와 같이 측정된 전기비저항은 미세조직특성과 잘 일치하는 바 전기비저항 측정은 조직 특성분석의 유효한 도구가 될 수 있다.
무인과속단속시스템은 속도위반 차량을 효과적으로 단속하기 위해 도입되었으나, 기존의 지점 과속단속시스템의 경우 차량 내비게이션, 스마트폰 등을 통해 제공되는 위치정보 서비스로 인해 단속 효과가 현격히 낮아지게 되었다. 구간 과속단속시스템은 지점 과속단속카메라 설치 지점에서 나타나는 카메라 전후에서 급감속 및 재가속을 반복하는 회피 거동으로 인한 여러 가지 부정적인 문제점을 보완하기 위해 도입되어 설치를 확대해 나가고 있다. 이에 본 연구에서는, 국내 고속도로 상에 설치된 구간 과속단속시스템에서 나타나는 교통류 특성에 대해 대조 구간을 설정하여 비교 분석하였다. 이를 위해 구간의 특성 등을 고려하여, 중부내륙선, 대전-통영선, 영동선 내의 구간 과속단속 시행구간에 대해 VDS 검지기 데이터를 수집하였으며, 데이터필터링을 통해 비교분석에 용이한 조건을 설정하고 자유속도 상태에서의 교통류 특성을 분석하였다. 분석결과, 구간 과속단속구간 내에서는 대조 구간에 비해 속도 평균 및 속도 분산이 낮아지는 경향을 보였으며, 통계적 검정 방법을 이용하여 이를 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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