• Title/Summary/Keyword: gradient-based model

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수직 진동을 이용한 가열된 고체표면 위 증발하는 액적의 내부유동 제어연구 (Study of the Internal Flow and Evaporation Characteristic Inside a Water Droplet on a Vertical Vibrating Hydrophobic Surface)

  • 박창석;임희창
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제41권1호
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    • pp.37-46
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    • 2017
  • 가열된 표면에서의 액적은 일반적으로 내부에 마랑고니 유동이 발생하고, 이는 불균일한 침전물 패턴 형상을 구성하게 된다. 본 연구는 마랑고니 유동을 가시화하고, 수직진동을 사용해서 이를 제어하는 것을 주 목적으로 한다. 액적이 증발하는 동안, 액적의 접촉각 변화와 부피변화를 실험적으로 알 수 있었고, PIV(Particle Image Velocimetry) 실험 장치를 이용하여, 평판 온도별 마랑고니 유동의 내부 유동의 흐름을 가시화하였다. 그리고 평판에 각 주파수별 수직진동을 가해주는 실험을 진행하여, 그 결과 마랑고니 유동의 유동 방향과 수직진동의 유동 방향이 서로 반대인 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로 증발하는 액적에 수직진동을 가해줌으로써, 액적의 하단부분에서 내부유동의 흐름변화를 관찰하였다. 마랑고니유동에 의해 발생하는 내부유동 방향과 수직진동으로 발생하는 내부유동의 방향이 서로 반대 방향이므로 가열된 평판에 진동을 가해주었을 때 액적 내부유동의 흐름이 변화가 발생하였고, 이는 곧 불균일한 침전물 패턴이 억제된 것을 증발 후 침전물의 패턴형상을 통해 확인할 수 있었다.

METRI AGCM의 복사 모수화 개선에 따른 겨울철 기후모의의 특징적 변화 (Changes in the Characteristics of Wintertime Climatology Simulation for METRI AGCM Using the Improved Radiation Parameterization)

  • 임한철;변영화;박수희;권원태
    • 대기
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    • 제19권2호
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    • pp.127-143
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    • 2009
  • This study investigates characteristics of wintertime simulation conducted by METRI AGCM utilizing new radiation parameterization scheme. New radiation scheme is based on the method of Chou et al., and is utilized in the METRI AGCM recently. In order to analyze characteristics of seasonal simulation in boreal winter, hindcast dataset from 1979 to 2005 is produced in two experiments - control run (CTRL) and new model's run (RADI). Also, changes in performance skill and predictability due to implementation of new radiation scheme are examined. In the wintertime simulation, the RADI experiment tends to reduce warm bias in the upper troposphere probably due to intensification of longwave radiative cooling over the whole troposphere. The radiative cooling effect is related to weakening of longitudinal temperature gradient, leading to weaker tropospheric jet in the upper troposphere. In addition, changes in vertical thermodynamic structure have an influence on reduction of tropical precipitation. Moreover, the RADI case is less sensitive to variation of tropical sea surface temperature than the CTRL case, even though the RADI case simulates the mean climate pattern well. It implies that the RADI run does not have significant improvement in seasonal prediction point of view.

U-불국사 : 실시간 온라인 화재조기감지시스템 (U-Bulguksa: Real-Time and Online Early Fire Detection Systems)

  • 주재훈;임재걸
    • 한국전자거래학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.75-93
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    • 2007
  • 본 연구는 900MHz와 2.4GHz의 주파수 대역을 갖는 각각의 센서노드를 무선개인네트워크로 연결하여 불국사의 문화유산을 보호하기 위한 화재조기감지시스템을 구축한 결과에 기반을 두고 있다. 본 연구에서는 먼저 유비쿼터스 센서네트워크에 기반을 둔 문화재관리를 위한 요구사항을 분석하고, 문화재관리에서 필수적인 화재감시 및 조기탐지를 위해 적용한 U-불국사의 개발 사례를 제시한다. 이 사례는 U-불국사의 실현이라는 시간에 따라 변형 또는 훼손되는 각각의 유형문화재에 대한 정보를 실시간 온라인으로 입수하여 이를 토대로 과학적으로 문화재를 관리할 수 있는 시스템인 U-문화재관리와 이들 문화유산에 대한 정보를 현장에서 휴대 단말기로 제공해 주는 U-관광 프로젝트의 초기단계로서 수개월간의 시험운영하고 있는 것이다.

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알루미나에서 방향족화합물의 분광광도법에 의한 역확산 해석 (Analysis of Counter-diffusion of Aromatic Compounds on Alumina by Spectrophotometry)

  • 고태석;정경환
    • 분석과학
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    • 제8권2호
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    • pp.205-213
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    • 1995
  • 알루미나에 흡착된 coronene이 tetra-phenylporpine에 의해 탈착되어 역확산되는 과정을 분광광도법을 이용하여 조사하였다. 액상에서 진행되는 흡착되는 물질과 탈착되는 물질의 역확산과정을, 교차하는 물질의 확산량이 같다는 가정 아래 Fritz 2 성분 흡착등온식을 적용한 역확산 모델로 모사하였다. Tetra-phenylporphine에 의해 탈착되는 과정에서 결정된 coronene 의 역확산계수는 ${\sim}10^{-15}m^2/sec$였으며, 흡착되는 과정에서 결정된 tetra-phenylporphine의 역확산계수는 ${\sim}10^{-11}m^2/sec$였다. 탈착되는 과정에서 결정된 coronenne의 역확산계수가 단일 성분의 흡착과정에서 결정된 확산계수에 비해 $10^5$배 정도로 적게 결정되는 이유는, 확산 교차에 의한 효과뿐 아니라 탈착과정에서 세공내 coronene의 농도 구배가 커진 데 기인하는 것으로 설명되었다.

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KOMPSAT-2 영상과 TerraSAR-X 영상 간 자동기하보정 (Automatic Registration Between KOMPSAT-2 and TerraSAR-X Images)

  • 한유경;변영기;채태병;김용일
    • 한국측량학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.667-675
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    • 2011
  • 본 논문은 이종센서자료인 고해상도 KOMPSAT-2 영상과 TerraSAR-X 영상 간 자동기하보정을 수행하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 두 영상간의 x, y 방향의 초기 변위량을 MI(Mutual Information) 기법을 통해 계산한 후, 계산된 위치만큼 TerraSAR-X 영상을 이동시켜서 두 영상 간 초기 위치 차이를 최소화하였다. 초기 위치 차이가 최소화된 두 영상에서 선형정보를 추출하여 이들 간의 유사도를 판단, 매칭쌍을 추출하고자 하였다. 특히, 영상 전반에 걸쳐 고르게 분포된 매칭쌍을 추출하기 위하여, 영상 전역에 걸쳐서 동일한 크기의 격자망을 구성하여, 각 격자망에서 하나의 매칭쌍만을 추출하도록 하였다. 이렇게 추출된 매칭쌍을 이용하여 선형(rigid)과 비선형(nonrigid)의 변환식이 결합된 모델을 통해 기하보정 정확도를 높이고자 하였고, 실험 결과 모든 대상지역에서 5m 이내의 RMSE 값을 도출하였다.

도로의 최적노선대 선정방법 비교 연구 (Comparative Study on Determining Highway Routes)

  • 김관중;장명순
    • 한국도로학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.159-179
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    • 2006
  • 도로의 구조 시설기준에 관한 규칙과 국도의 노선계획 설계지침에 준하여 실행되는 현행 노선선정방법과, 컴퓨터 발전과 함께 국내외에서 연구되고 있는 선형최적화 모형식으로 사례연구 구간의 도로 노선을 선정하여 노선 특성을 비교 분석해본 결과, 현행 노선선정방법은 단계별, 구간별로 순차적인 노선선정이 이루어지는 국지적 최적을 추구하나, 선형 최적화 모형식 선정방법은 모든 설계요소가 동시에 고려된 체계최적(System Optimal)의 노선탐색 능력이 있는 것으로 분석되었다. 또한 선형최적화 모형에서 기존 설계공종별 실제공사비로 비용함수를 보정하여 노선을 선정한 결과 현실에 부합되게 설계되었으며, 경제성이 높은(B/C=1.66) 대안 노선이 탐색되었다. 선형최적화 설계모형은 터널 종단에서 종단 경사가 변화하는 등 보완될 점이 있음에도 타당성조사와 기본설계단계에서 노선선정 도구로서 설계시간 및 비용단축, 다양한 대안 노선의 검토 등의 많은 장점을 지니고 있음이 확인되었다.

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Spatial and Temporal Variability of Water Quality in Korean Dam Reservoirs

  • Lim, Go-Woon;Lee, Sang-Jae;An, Kwang-Guk
    • 생태와환경
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    • 제42권4호
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    • pp.452-464
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    • 2009
  • The objectives of this study were to evaluate spatial and temporal variability of water quality in 10 reservoirs and identify the key nutrients (N, P) influencing chlorophyll-a (CHL) along with analysis of empirical models and zonal patterns of total phosphorus (TP) and CHL. We analyzed total nitrogen (TN), TP, CHL, water clarity (Secchi depth, SD), and evaluated potential limiting nutrient using ambient N:P ratios and previous criteria of ambient nutrients. Water clarity and CHL varied largely depending on the seasonal monsoon and type of reservoir, but trophic state was diagnosed as eutrophy, base on mean CHL in most reservoirs. The peak of TP did not match the contents of CHL due to rapid flushing during the high run-off period. In the reservoir of DR, regression coefficient in the $P_r$ was 0.510 but was 0.159 in the $M_o$, while the TP-CHL relation in the YR increased during the monsoon compared to the premonsoon. The regression coefficient in the $P_r$ was not statistically significant but the value of $M_o$ was 0.250. TP showed similar longitudinal zonal gradients among the reservoirs of DR, YR and JR. Empirical models of TP-CHL, based on overall data, showed that CHL was determined by phosphorus($R^2=0.244$, p=0.0019). Regression analysis of CHL-SD showed a stronger linear fit ($R^2=0.638$, p<0.001) than the TP-CHL model.

유동가시화를 통한 타원형날개주위 유동연구 (Study on the Flow Around an Elliptic Wing Using Flow Visualization Technique)

  • 현범수;김문찬
    • 대한조선학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.94-103
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    • 1993
  • NACA0020 단면을 갖는 타원형 날개끝에서 발생되어 전개되는 Tip Vortex를 연구하기 위하여 날개표면과 후류에서의 유동특성을 조사하였다. 날개표면 유동은 Tufts법과 캐비테이션 관찰로 분석되었으며 날개표면 압력계측으로 유동가시화 결과를 보완하였다. 연구결과 강력한 스팬방향 압력구배가 Tip Vortex 생성에 결정적 영향을 줌과 아울러 날개 양쪽면에서의 유동이 공히 보오텍스의 생성에 기여함을 알 수 있었다. 한편, 자세한 Tip Vortex의 구조를 보기위하여 캐비테이션 관찰, Laser Sheet 기법에 의한 보오텍스 단면가시화 및 유속계측이 실시되었는데 보오텍스의 형상과 강도는 날개의 받음각에 지배되어 나타났다. 날개끝 유동의 전반적인 특성은 비점성유동 가정하에서 사용되는 보오텍스 모델링을 보완할 목적으로 분석되었다.

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Surface energy assisted gecko-inspired dry adhesives

  • Rahmawan, Yudi;Kim, Tae-Il;Kim, Seong-Jin;Lee, Kwang-Ryeol;Moon, Myoung-Woon;Suh, Kahp-Yang
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.449-449
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    • 2011
  • We reported the direct effect of intrinsic surface energy of dry adhesive material to the Van der Waals and capillary forces contributions of the total adhesion force in an artificial gecko-inspired adhesion system. To mimic the gecko foot we fabricated tilted nanohairy structures using both lithography and ion beam treatment. The nanohairy structures were replicated from Si wafer mold using UV curable polymeric materials. The control of nanohairs slanting angles was based on the uniform linear argon ion irradiation to the nanohairy polymeric surface. The surface energy was studied utilizing subsequent conventional oxygen ion treatment on the nanohairy structures which resulted in gradient surface energy. Our shear adhesion test results were found in good agreement with the accepted Van der Waals and capillary forces theory in the gecko adhesion system. Surface energy would give a direct impact to the effective Hamaker constant in Van der Waals force and the filling angle (${\varphi}$) of water meniscus in capillary force contributions of gecko inspired adhesion system. With the increasing surface energy, the effective Hamaker constant also increased but the filling angle decreased, resulting in a competition between the two forces. Using a simple mathematical model, we compared our experimental results to show the quantitative contributions of Van der Waals and capillary forces in a single adhesion system on both hydrophobic and hydrophilic surfaces. We found that the Van der Waals force contributes about 82.75% and 89.97% to the total adhesion force on hydrophilic and hydrophobic test surfaces, respectively, while the remaining contribution was occupied by capillary force. We also showed that it is possible to design ultrahigh dry adhesive with adhesion strength of more than 10 times higher than apparent gecko adhesion force by controlling the surface energy and the slanting angle induced-contact line of dry adhesive the materials.

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Unscented KALMAN Filtering for Spacecraft Attitude and Rate Determination Using Magnetometer

  • Kim, Sung-Woo;Abdelrahman, Mohammad;Park, Sang-Young;Choi, Kyu-Hong
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제26권1호
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    • pp.31-46
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    • 2009
  • An Unscented Kalman Filter (UKF) for estimation of the attitude and rate of a spacecraft using only magnetometer vector measurement is developed. The attitude dynamics used in the estimation is the nonlinear Euler's rotational equation which is augmented with the quaternion kinematics to construct a process model. The filter is designed for small satellite in low Earth orbit, so the disturbance torques include gravity-gradient torque, magnetic disturbance torque, and aerodynamic drag torque. The magnetometer measurements are simulated based on time-varying position of the spacecraft. The filter has been tested not only in the standby mode but also in the detumbling mode. Two types of actuators have been modeled and applied in the simulation. The PD controller is used for the two types of actuators (reaction wheels and thrusters) to detumble the spacecraft. The estimation error converged to within 5 deg for attitude and 0.1 deg/s for rate respectively when the two types of actuators were used. A joint state parameter estimation has been tested and the effect of the process noise covariance on the parameter estimation has been indicated. Also, Monte-Carlo simulations have been performed to test the capability of the filter to converge with the initial conditions sampled from a uniform distribution. Finally, the UKF performance has been compared to that of the EKF and it demonstrates that UKF slightly outperforms EKF. The developed algorithm can be applied to any type of small satellites that are actuated by magnetic torquers, reaction wheels or thrusters with a capability of magnetometer vector measurements for attitude and rate estimation.