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자기회귀 모델과 신경망 모델을 이용한 복잡한 지형 내 항만에서의 파고 및 하역중단 예측 (Wave Height and Downtime Event Forecasting in Harbour with Complex Topography Using Auto-Regressive and Artificial Neural Networks Models)

  • 이진학;류경호;백원대;정원무
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제29권4호
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    • pp.180-188
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    • 2017
  • 최근에 기후변화로 인해 너울성 고파 등 이상고파의 출현빈도가 높아지고 항만에서의 하역중단이 증가할 가능성이 커지고 있다. 하역중단을 최소화할 수 있도록 방파제(breakwater) 등을 추가적으로 건설하여 정온도(tranquility)를 향상시키는 것도 매우 중요하지만, 하역중단시점을 미리 예보함으로써 항만 운영을 효율적으로 하는 것도 또한 중요하다. 본 연구에서는 효율적인 항만 운영을 위하여 하역중단시점을 사전에 예보할 수 있도록 바람 예보자료를 이용하여 항외 주요 지점에서의 파랑자료를 추산하고, 복잡한 지형을 가진 항내 주요 지점에 대해서는 장기 관측을 실시하여 파랑자료를 수집한 후, 광역 계산지점에서의 파고와 항내 관측지점에서의 파고 사이의 관계를 자기회귀모델(auto-regressive model)과 인공신경망(artificial neural networks) 모델을 이용하여 바람예보자료를 이용한 수치실험 결과만으로 항내 파고를 예측하고, 하역중단시점을 예보할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안방법의 적용성을 평가하기 위하여 포켓(pocket) 형상의 비교적 복잡한 지형 조건을 가진 포항신항 내 파랑관측지점에서의 파고 예측 및 하역중단시점을 예측하였으며, 그 결과를 관측자료와 비교하여 제안 방법의 성능을 검증하였다. 인공신경망 모델의 파고 예측결과를 자기회귀모델에 의한 파고 예측결과와 비교할 때, 인공신경망 모델의 예측결과가 관측자료와의 상관계수가 높고 RMS 오차가 작음을 알 수 있었고, 하역중단시점의 예측에 있어서도 인공신경망의 결과가 자기회귀모델의 결과보다 상대적으로 우수함을 알 수 있었다.

파랑중 어선의 동력학 해석 (Analysis on the Dynamic Responses of Fishing Vessels in a Seaway)

  • 이희상
    • 수산해양기술연구
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    • 제36권1호
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    • pp.33-44
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    • 2000
  • 본 연구에서는 파랑 중 어선의 동력학적 특성에 대한 분석이 이루어 졌다. 대상 선형으로 택한 어선은 8톤급 소형어선과 89톤급 중형 어선이었고, 각각의 선형에 대한 규칙파중에서의 운동응답이 해석되었으며, 불규칙파에서의 운동응답이 해석되었다. 실제 해상상태와 마찬가지인 불규칙파에서의 운동응답은 확률적으로 해석되었는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 선형운동인 heave는 유의 파고가 커짐에 따라 거의 선형적으로 커지고, 각도운동인 roll, pitch와 가속도는 유의파고의 제곱근에 비례하는 결과를 보인다. pitch, 가속도는 파향 180도에서 가장 크게 나타났으며, roll은 파향 90도에서 가장 크게 나타나고, heave는 파향과는 관계가 적다. 2. heave는 어선의 크기와는 무관한 운동응답을 보이고 있고, roll, pitch, 가속도는 크기가 작은 어선의 경우 같은 파도에서 그 크기가 상대적으로 많이 커진다. 8톤급 어선에서는 유의파고 1 m 이전에서 급격히 roll, pitch, 가속도가 커지고, 89톤급 어선에서는 변화율이 훨씬 둔감하다. 3. 가속도는 선수에서의 가속도가 가장 크게 나타났다. 그 값은 선체중앙 가속도의 약 2배이다. 파향 180도에서 유의값으로 ${\pm}0.5g$의 선수가속도를 받는 유의 파고는 8톤급 어선의 경우 약 0.7 m, 89톤급 어선의 경우 약 1.5m 정도이다. 이 경우 파도를 약 1,000번정도 만나면(시간으로 환산하여 약 2시간 정도) 확률적으로 가속도의 최대값이 $\pm$1g를 넘어간다. 4. 파향 90도에서의 roll은, 8톤급 어선의 경우 유의파고 1m에서 RMS값으로 약 5도가 되어, 유의값으로 $\pm$10도의 roll 운동이 발생한다. 이것은 소형어선의 roll 공진주파수가 높아 상대적으로 작은 파고의 파도에 의해서 공진에 걸릴 확률이 높기 때문에 발생한 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 파랑중 어선의 안전대책을 체계적으로 수립하는 데에 이용될 수 있다. 또한 앞으로 동력학적인 안정성해석에 이 결과가 이용되어, 파랑중 어선의 브로우칭현상 및 전복현상에 대한 해석이 이루어져야 하겠다.

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ICP-CVD 비정질 실리콘에 형성된 처리온도에 따른 저온 니켈실리사이드의 물성 변화 (Property of Nickel Silicides on ICP-CVD Amorphous Silicon with Silicidation Temperature)

  • 김종률;최용윤;박종성;송오성
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.303-310
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    • 2008
  • ICP-CVD(inductively-coupled Plasma chemical vapor deposition)를 사용하여 $250^{\circ}C$기판온도에서 140 nm 두께의 수소화된 비정질 실리콘(${\alpha}$-Si:H)을 제조하였다. 그 위에 30 nm-Ni을 열증착기를 이용하여 성막하고, $200{\sim}500^{\circ}C$ 사이에서 $50^{\circ}C$간격으로 30분간 진공열처리하여 실리사이드화 처리하였다. 완성된 실리사이드의 처리온도에 따른 실리사이드의 면저항값 변화, 미세구조, 상 분석, 표면조도 변화를 각각 사점면저항측정기, HRXRD(high resolution X-ray diffraction), FE-SEM(field emission scanning electron microscope), TEM(transmission electron microscope), SPM(scanning probe microscope)을 활용하여 확인하였다. $300^{\circ}C$에는 고저항상인 $Ni_3Si$, $400^{\circ}C$에서는 중저항상인 $Ni_2Si$, $450^{\circ}C$이상에서 저저항의 나노급 두께의 균일한 NiSi를 확인되었다. SPM결과에서 저저항 상인 NiSi는 $450^{\circ}C$에서 RMS(root mean square) 표면조도 값도 12 nm이하로 전체 공정온도를 $450^{\circ}C$까지 낮추어 유리와 폴리머기판 등 저온기판에 대응하는 저온 니켈모노실리사이드 공정이 가능하였다.

Analyses of Plantar Foot Pressure and Static Balance According to the Type of Insole in the Elderly

  • Bae, Kang-Ho;Shin, Jin-Hyung;Lee, Joong-Sook;Yang, Jeong-Ok;Lee, Bom-Jin;Park, Seung-Bum
    • 한국운동역학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.115-126
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    • 2016
  • Objective: The purpose of this study was to investigate plantar foot pressure and static balance according to the type of insole in the elderly. Methods: Thirteen elderly (mean age: $67.08{\pm}2.25years$, mean height: $159.63{\pm}9.64cm$, mean body weight: $61.48{\pm}9.06kg$) who had no previous injury experience in the lower limbs and a normal gait pattern participated in this study. Three models of insoles of the normal, 3D, and triangle types were selected for the test. The Pedar-X system and Pedar-X insoles, 3.3 km/h of walking speed, and a compilation of 20 steps walking stages were used to analyze foot-pressure distribution. Static balance test was conducted using Gaitview AFA-50, and balance (opening eyes, closing eyes) was inspected for 20 s. One-way ANOVA was conducted to test the significance of the results with the three insoles. p-value of less than .05 was considered statistically significant. Results: The mean foot pressure under the forefoot regions was the lowest with the 3D insole during treadmill walking (p<.05). The mean value under the midfoot was the highest with the 3D insole (left: p<.05, right: p<.01). The mean value under the rearfoot was the lowest with the 3D insole (p<.001). The maximum foot pressure value under the foot regions was the lowest on both sides of the forefoot with the 3D insole. A statistically significant difference was seen only in the left foot (p<.01). The maximum value under the midfoot was the highest with the 3D insole (p<.001). No statistically significant difference was detected on the values under the rearfoot. In the case of vertical ground reaction force (GRF), statistically significant difference was seen only in the left side rearfoot (p<.01). However, static balance values (ENV, REC, RMS, Total Length, Sway velocity, and Length/ENV) did not show significant differences by the type of insole. Conclusion: These results show that functional insoles can decrease plantar pressure and GRF under the forefoot and rearfoot. Moreover, functional insoles can dislodge the overload of the rearfoot and forefoot to the midfoot. However, functional insoles do not affect the static balance in the elderly.

Pulsed DC $BCl_3/SF_6$ 플라즈마를 이용한 GaAs와 AlGaAs의 선택적 식각에 관한 연구

  • 최경훈;김진우;노강현;신주용;박동균;송한정;이제원
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.67-67
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    • 2011
  • Pulsed DC $BCl_3/SF_6$ 플라즈마를 사용하여 GaAs와 AlGaAs의 건식 식각을 연구하였다. 식각 공정 변수는 가스 유량 (50~100 % $BCl_3$ in $BCl_3/SF_6$), 펄스 파워 (450~600 V), 펄스 주파수 (100~250 KHz), 리버스 시간 (0.4~1.2 ${\mu}s$)이었다. 식각 공정 후 표면 단차 측정기 (Surface profiler)를 사용하여 표면의 단차와 거칠기를 분석하였다. 그 결과를 이용하여 식각률 (Etch rate), 표면거칠기 (Surface roughness), 식각 선택비 (Selectivity)와 같은 특성 평가를 하였다. 실험 후 주사 현미경 (FE-SEM, Field Emission Scanning Electron Microscopy)을 이용, 식각 후 시료의 단면과 표면을 관찰하였다. 실험 결과에 의하면 1) 18 sccm $BCl_3$ / 2 sccm $SF_6$, 500 V (Pulsed DC voltage), 0.7 ${\mu}s$ (Reverse time), 200 KHz (Pulsed DC frequency), 공정 압력이 100 mTorr인 조건에서 GaAs와 Al0.2Ga0.8As의 식각 선택비가 약 48:1로 우수한 결과를 나타내었다. 2) 펄스 파워 (Pulsed DC voltage), 리버스 시간(Reverse time), 펄스 주파수(Pulsed DC frequency)의 증가에 따라 각각 500~550 V, 0.7~1.0 ${\mu}s$, 그리고 200~250 KHz 구간에서 AlGaAs에 대한 GaAs의 선택비가 감소하게 되는 것을 알 수 있었다. 이는 척 (chuck)에 인가되는 전류와 파워를 증가시키고, 따라서 GaAs의 식각률이 크게 증가했지만 AlGaAs 또한 식각률이 증가하게 되면서 GaAs에 대한 식각 선택비가 감소한 것으로 생각된다. 3) 표면 단차 측정기와 주사전자현미경 사진 결과에서는 GaAs의 경우 10% $SF_6$ (18 sccm $BCl_3$ / 2 sccm $SF_6$)가 혼합된 조건에서 상당히 매끈한 표면 (RMS roughness < 1.0 nm)과 높은 식각률 (~0.35 ${\mu}m$/min), 수직의 식각 측벽 확보에서 매우 좋은 결과를 보여주었다. 또한 같은 공정 조건에서 AlGaAs는 식각이 거의 되지 않은 결과 (~0.03 ${\mu}m$/min)를 보여주었다. 위의 결과들을 종합해 볼 때 Pulsed DC $BCl_3/SF_6$ 플라즈마는 GaAs와 AlGaAs의 선택적 식각 공정에서 매우 우수한 공정 결과를 나타내었다.

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편마비 환자의 하지의 근력 차이가 보행에 미치는 영향 (The Influence on Ambulation of the Difference in Muscle Strength on Lower Extremity of Hemiplegic Patients)

  • 윤장순
    • 대한물리치료과학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.47-58
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    • 2005
  • The purpose of this study is to estimate how much the motility of affected and unaffected lower limb respectively would have effects on their ambulation through comparing the difference between their affected and unaffected lower limb and studying the correlation between such difference and their ambulation. In addition, the study also intends to find out remedial measures suitable for improving their ambulation with relevant physical treatment. To do this, a quantitative electromyogram(QEMG) test was done to both quadriceps and hamstring of affected and unaffected lower limb so as to yield IP values. Based on such IP values, RMS(root mean square) values as the total sum of IP values were found with QEMG analysis system (made by Medelec Co.) and then the ambulation depending on the difference in muscular strength were analyzed by ink-foot print method as well as the corresponding statistics were processed by T-test through SPSS. The effect of differences in muscular strength of quadriceps in affected and unaffected limb of hemiplegic patients on their ambulation was also different in each element of ambulation. However, there was not any statistically significant difference (p>.05). The differences in muscular strength of hamstring in unaffected limbs of hemiplegic patients only affect stride length. It was statistically significant. The effect of difference in muscular strength of the hamstring in affected limb of hemiplegic patients on their ambulation was very different between strong and weak group in terms of walking velocity, step per minute, stride and step length, showing statistically significant difference(p<.05). Although there was a difference in the step length of the affected limb, it was not statistically significant(p>.05). For the unaffected hamstring, there were significant differences of stride length between in unaffected limb and in affected limb. For the affected hamstring, there were also significant differences in walking velocity, step per minute, stride and step length. Besides, it was found that the difference of the muscular strength between strong and weak group was at the highest. Thus, the effect of difference in muscular strength on ambulatory factors such as walking velocity, step per minute, stride and step length did not show any statistical significance but differences in affected and unaffected quadriceps. However, it was found that both the difference of stride in unaffected hamstring and the difference of all ambulatory factors except from step length with affected limb had effects on ambulation depending upon muscular strength.

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정량적 전자토모그래피를 위한 Beer's law의 실험적 검증 (Experimental Examination of the Beer's law for Quantitative Electron Tomography)

  • 김진규;송경;이수정;주형태;김윤중
    • Applied Microscopy
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    • 제40권2호
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    • pp.117-123
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    • 2010
  • 본 연구에서는 의생물 시료에 대해 정량적 전자토모그래피의 기본 전제 조건인 Beer's law를 실험적으로 검증하였다. 시료는 의생물 시료와 비슷한 흡수계수를 갖는 카본 지지막과 latex sphere의 시료를 선택하였으며, 연속적으로 기울어진 TEM 이미지를 획득하였다. 우선, 전자토모그래피를 수행하여 카본 지지막과 latex sphere의 기본 상태를 파악하였다. Beer's law의 검증을 위해 각각의 물질에 대해 경사각 기울기에 따라 입사빔의 강도와 투과빔의 강도의 변화를 측정하여 회귀분석을 수행하였으며, 그 결과 RMS값 0.976의 범위에서 선형적인 관계를 확인할 수 있었다. 또한 Beer's law를 이용하여 카본 지지막과 latex sphere에 대한 각각의 상대적인 흡수계수를 구했으며, 그 값은 대략 1.71(5)/${\mu}m$과 2.67(6)/${\mu}m$으로 경사각 기울기에 대하여 일정하게 유지됨을 알 수 있었다. 따라서, 정밀한 실험조건에서 입사빔의 정보를 유추할 수 있다면 의생물 시료에 대해 엄밀한 Beer's law가 성립하는 정량적인 전자토모그래피가 수행될 수 있을 것으로 기대된다.

Validation of Sea Surface Temperature (SST) from Satellite Passive Microwave Sensor (GPM/GMI) and Causes of SST Errors in the Northwest Pacific

  • Kim, Hee-Young;Park, Kyung-Ae;Chung, Sung-Rae;Baek, Seon-Kyun;Lee, Byung-Il;Shin, In-Chul;Chung, Chu-Yong;Kim, Jae-Gwan;Jung, Won-Chan
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.1-15
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    • 2018
  • Passive microwave sea surface temperatures (SST) were validated in the Northwest Pacific using a total of 102,294 collocated matchup data between Global Precipitation Measurement (GPM) / GPM Microwave Sensor(GMI) data and oceanic in-situ temperature measurements from March 2014 to December 2016. A root-mean-square (RMS) error and a bias error of the GMI SST measurements were evaluated to $0.93^{\circ}C$ and $0.05^{\circ}C$, respectively. The SST differences between GMI and in-situ measurements were caused by various factors such as wind speed, columnar atmospheric water vapor, land contamination near coastline or islands. The GMI SSTs were found to be higher than the in-situ temperature measurements at low wind speed (<6 m/s) during the daytime. As the wind speed increased at night, SST errors showed positive bias. In addition, other factors, coming from atmospheric water vapor, sensitivity degradation at a low temperature range, and land contamination, also contributed to the errors. One of remarkable characteristics of the errors was their latitudinal dependence with large errors at high latitudes above $30^{\circ}N$. Seasonal characteristics revealed that the errors were most frequently observed in winter with a significant positive deviation. This implies that SST errors tend to be large under conditions of high wind speeds and low SSTs. Understanding of microwave SST errors in this study is anticipated to compensate less temporal capability of Infrared SSTs and to contribute to increase a satellite observation rate with time, especially in SST composite process.

Stamped Leadframe의 표면 품질에 미치는 전해연마 효과 (Effect of Electropolishing on Surface Quality of Stamped Leadframe)

  • 남형곤;박진구
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.45-54
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    • 2000
  • Stamped Leadframe에 전해연마를 적용하여 가공면에 존재하는 버어(burr)의 제거와 그에따른 잔류응력 완화효과를 보았다. 또한 표면 청정화에 따른 은(Ag)도금면 및 리드프레임 표면 품질의 향상이 있었다. 인산 60% 전해연마액에 고정 전류값 5A와 극간거리 3.0 cm의 조건하에 Alloy42 원소재 리드프레임은 $70^{\circ}C$에서 120초간, C194 원소재 리드프레임은 $50^{\circ}C$에서 90초간 전해연마 하였다. XRD 반가폭(FWHM)을 이용한 잔류응력 측정결과 전해 연마 처리후의 잔류응력값이 스탬핑 이전상태로 회복되었으며, AFM를 이용하여 표면 거칠기 측정결과 Alloy42원소재 리드프레임은 0.079 $\mu\textrm{m}$, C-194원소재 리드프레임은 0.014 $\mu\textrm{m}$의 R$_{근}$값으로 거칠기의 향상이 있었다. XRF를 이용한 도금두께 측정 결과 0.4~0.5 $\mu\textrm{m}$ 정도 두께편차 균일성의 향상이 있었으며, wire bonding온도에서의 bake test결과 금선(gold wire) 과의 접합강도를 높일수 있는 적절한 크기로의 결정립 성장이 관찰되었다 3차원 자동측정 및 표면 경도 측정 통하여 전해연마로 인한 리드프레임 중요부위 치수변화의 신뢰성을 확인할수 있었다.다.

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과학기술위성3호 소형영상분광기 발사모델 환경시험 결과 (Environmental Test Results of a Flight Model of a Compact Imaging Spectrometer for a Microsatellite STSAT-3)

  • 이상준;김정현;이준호;이치원;장태성;강경인
    • 한국광학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.184-190
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    • 2011
  • 과학기술위성3호 부탑재체인 소형영상분광기 COMIS(Compact Imaging Spectrometer)는 400 - 1050 nm의 관측 대역에서 분광 관측을 수행하는 영상 분광기이다. COMIS는 2012년 고도 700 km의 원 궤도에서 발사 된 후 27 m의 공간분해능과 2 - 15 nm의 파장 분해능을 갖도록 설계되었다. 본 논문에서는 COMIS 비행 모델의 환경시험 수행결과를 기술한다. 발사 환경인 진동 가진에 의한 영상분광기의 광학적, 구조적인 변화 여부와 우주환경인 열.진공 상태에서의 기능 시험을 수행하여 안정성 및 신뢰성을 검증 받았다. 우주공간에서의 환경으로 일컬어지는 고진공($10^{-5}$ torr이하)과 $-30^{\circ}C{\sim}35^{\circ}C$의 고온 및 저온의 열적 변화 상태를 모사하는 시험에서 정상적인 기능을 보였고, 10 grms의 랜덤 진동 가진 전.후의 고유 진동수는 1% 이내의 변화량을 보였다. 환경시험 전 후로 영상분광기의 변조전달함수(MTF, Modulation Transfer Function) 측정을 하여 광학 성능이 유지됨을 확인하였다. 환경시험을 마친 영상분광기는 현재 과학기술위성3호 본체와의 조립을 진행 중에 있으며 2012년 발사 예정에 있다.