• 제목/요약/키워드: gravity vector

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원판형 이상체에 의한 벡터 중력 및 중력 변화율 텐서 반응식 (Closed-form Expressions of the Vector Gravity and Gravity Gradient Tensor Due to a Circular Disk)

  • 임형래
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제24권1호
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    • pp.1-5
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    • 2021
  • 이 논문에서는 축 방향 대칭성을 가지면서 두께를 무시할 수 있는 원판형 이상체 대한 벡터 중력과 중력 변화율 텐서 반응식을 유도하였다. 밀도가 일정한 원판형 이상체의 중력 포텐셜을 원통 좌표계를 이용하여 정의한 후, 미분을 통하여 벡터 중력의 r 성분과 z 성분을 유도하였다. 벡터 중력 r 성분을 직교 좌표계에서 2개의 수평 성분으로 분해하여 벡터 중력을 구한다. 원판형 이상체의 중력 변화율 텐서는 직교 좌표계로 표현된 벡터 중력을 각 성분 방향으로 미분하여 유도하였다.

타원판에 의한 벡터 중력 및 중력 변화율 텐서 반응식 (The Expressions of Vector Gravity and Gravity Gradient Tensor due to an Elliptical Disk)

  • 임형래
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제27권1호
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    • pp.51-56
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    • 2024
  • 논문에서는 타원판의 벡터 중력과 중력 변화율 텐서 반응식을 유도하였다. 타원판의 벡터 중력은 이중 적분으로 표현한 타원판에 의한 중력 퍼텐셜을 각 축 방향으로 미분하여 유도한다. 이중 적분으로 정의된 타원판에 의한 벡터 중력은 복소 그린 정리를 이용하여 타원판 경계를 따라 폐곡선의 선적분으로 변형한다. 최종적으로 타원판 경계를 매개변수로 설정하여 1차원 수치적분을 통하여 타원판에 의한 벡터 중력을 유도한다. 타원판에 의한 중력 변화율 텐서의 xz, yz, zz성분은 타원판의 벡터 중력을 수직 방향으로 미분하여 구한다. xx, yy, xy성분은 이중 적분 형태의 벡터 중력의 수평 성분을 먼저 수평 방향으로 미분한 후 복소 그린 정리를 이용하여 유도한다.

타원 기둥에 의한 벡터 중력 및 중력 변화율 텐서 반응식 (The Expressions of Vector Gravity and Gravity Gradient Tensor due to an Elliptical Cylinder)

  • 임형래
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제26권1호
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    • pp.1-7
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    • 2023
  • 이 논문에서는 타원 기둥에 대한 벡터 중력과 중력 변화율 텐서 반응식을 유도하였다. 임의의 3차원 이상체에 대한 벡터 중력은 이상체의 모양에 따른 3중 적분이 포함된 인력 포텐셜을 각 축 방향으로 미분하여 구한다. 축 대칭성을 가진 이상체에 의한 벡터 중력은 먼저 축방향으로 적분하여 2중 적분 형태로 축약한다. 켤레 복소수를 도입한 복소 그린 정리를 이용하면 2중 적분은 1차원 폐곡선 선적분 형태로 변환된다. 최종적으로 타원 기둥에 의한 벡터 중력은 타원 기둥 단면의 경계를 폐곡선의 매개변수로 설정하여 1차원 수치적분으로 유도된다. 같은 방식으로 타원 기둥에 의한 중력 변화율 텐서는 인력 퍼텐셜을 2차 미분하여 3중 적분으로 표현된 중력 변화율 텐서를 구한 후, 수직 축 방향으로 적분하여 2중 적분으로 축약한다. 벡터 중력에서 적용한 방법과 동일한 복소 평면에서의 그린 정리를 도입하여 타원 기둥에 의한 중력 변화율 텐서 반응식의 모든 성분을 유도한다.

직육면체 프리즘에 의한 중력, 자력, 중력 변화율 텐서 및 자력 변화율 텐서의 반응식 (The Closed-form Expressions of Gravity, Magnetic, Gravity Gradient Tensor, and Magnetic Gradient Tensor Due to a Rectangular Prism)

  • 임형래
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제23권1호
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    • pp.55-60
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    • 2020
  • 직육면체 프리즘에 대한 중력, 자력, 중력 변화율 텐서 및 자력 변화율 텐서 반응식을 정리하였다. 직교 좌표계에서 직육면체 프리즘에 대한 삼중 적분으로 수직 중력을 유도하고, 직육면체의 축 방향 대칭성을 이용하여 순환 치환으로 두 개의 수평 중력 성분을 유도한다. 벡터 중력을 각 성분 별로 미분하여 중력 변화율 텐서를 유도한다. 포아송(Poisson) 관계식을 이용하면 일정한 방향으로 자화된 벡터 자력은 중력 변화율 텐서로부터 얻어진다. 벡터 자력을 각 방향으로 미분하여 최종적으로 자력 변화율 텐서를 유도하였다.

선형 이상체에 의한 중력 및 중력 변화율 텐서 반응식 (Closed-form Expressions of Vector Gravity and Gravity Gradient Tensor due to a Line Segment)

  • 임형래
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제25권1호
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    • pp.44-49
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    • 2022
  • 이 논문에서는 선형 이상체에 대한 벡터 중력과 중력 변화율 텐서 반응식을 유도하였다. 축대칭성을 가지는 이상체를 멀리서 관측하면 선형 이상체로 근사가 가능하므로 선형 이상체에 대한 중력 및 중력 변화율 해석해가 필요하다. 선형 이상체에 대한 중력 퍼텐셜을 1차원 적분식으로 정의하고 이를 직교 좌표계에서 미분하여 벡터 중력을 유도한다. 중력 변화율 텐서 반응식은 벡터 중력을 직교 좌표계에서 한번 더 미분하여 유도한다.

3축 가속도 센서 데이터에 중력 방향 가중치를 사용한 낙상 인식 알고리듬 (Fall Recognition Algorithm Using Gravity-Weighted 3-Axis Accelerometer Data)

  • 김남호;유윤섭
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권6호
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    • pp.254-259
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    • 2013
  • 중력 방향에 대한 가중치를 적용한 3축 가속도 센서 데이터를 낙상 특징 변수로 사용해서 은닉 마르코프 모델(Hidden Markov Model; HMM)에 적용한 새로운 낙상 인식 알고리듬을 제안한다. 기존에 낙상인식에 많이 사용되는 변수인 3축 가속도의 벡터 합(Sum Vector Magnitude, SVM)과 새롭게 정의한 변수인 중력방향가중치를 적용한 3축 가속도의 벡터 합(Gravity-weighted Sum Vector Magnitude, GSVM)를 포함한 다섯 가지 낙상특징변수를 은닉 마르코프 모델에 적용하여 낙상 인식률을 평가하였다. 실험을 통해 얻은 가장 좋은 결과는 중력방향가중치를 적용한 3축 가속도의 벡터 합 변수를 적용한 결과이고 100% 민감도(sensitivity)와 97.96% 특이성(specificity)를 얻었다. 이것은 단순 3축 가속도의 벡터 합 변수에 비해 민감도는 5.2%와 특이성은 4.5% 정도 향상되었다. 단순히 운동량만을 표현하는 3축 가속도의 벡터 합 변수에 비해 중력방향가중치를 적용한 3축 가속도의 벡터 합 변수가 낙상의 움직임에 대한 특징을 잘 표현하기 때문에 높은 인식률을 나타내었다.

Gravity Modeling and Validation for High Accuracy Navigation Computation

  • Cho, Yun-Cheol;Shin, Yong-Jin;Park, Jeong-Hwa;Kim, Cheon-Joong;Choi, Kyung-Ryong
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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    • pp.64.1-64
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    • 2001
  • Errors in inertial navigation system(INS) can be divided into two major groups which are system related errors and modeling errors due to approximation and linearization. Measurement noise, calibration, and alignment errors make up the first group, whereas the uncertainties in the gravity vector fall in the second category and are important error source for high quality INS, especially during high altitude and and/or long time missions, when the gravity errors tent to build up. The quality of a medium to high accuracy INS depends on the knowledge of the local gravity field. In this paper, the feasibility of improving airborns INS by use of more accurate gravity model is studied. To make consistent comparisons, WGS-84 parameters are used and ...

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3축 MEMS 가속도 센서를 이용한 걸음 수 측정을 위한 중력 제거 및 백터 전환 알고리즘 (Gravity Removal and Vector Rotation Algorithm for Step counting using a 3-axis MEMS accelerometer)

  • 김승영;권구인
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.43-52
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    • 2014
  • 최근, 다양한 형태의 웨어러블 컴퓨팅 디바이스와 이에 따른 응용 프로그램이 개발되고 있으며, 이들 중에서 헬스 케어의 한 영역으로 웨어러블 컴퓨팅 디바이스를 이용하여 개인의 운동량은 측정하는 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 가장 기초적인 운동인 걸음걸이 측정 알고리즘으로 중력 제거 및 백터 회전(Gravity Removal and Vector Rotation) 알고리즘을 제안하고, 이를 위한 실험으로 보행 또는 주행 중인 개인의 다양한 위치에 부착한 웨어러블 디바이스에 장착된 3축 MEMS 가속도 센서로부터 획득된 가속도 값을GRVR 알고리즘을 이용하여 걸음 수를 측정한다. GRVR은 가속도 센서로 획득된 3축 가속도 값으로 부터 중력에 의한 가속도 분은 저대역 필터를 이용하여 제거 하고, 이 후 각각의 가속도 값에서 직류 성분 제거 및 센서 축 회전 보상인 GRVR 알고리즘으로 보행 혹은 주행 중에 순수하게 걸음걸이에 의하여 발생하는 가속도 변화분 만을 추출한다. 실험 결과로 웨어러블 디바이스를 개인의 허리 중앙 혹은 우측에 부착한 경우 GRVR 알고리즘을 이용한 걸음 수 측정은 99.4%의 정확도, 또한 손목에 부착한 경우 상용 3축 가속도 만보계의 83%보다 정확한 91.1%의 정확도를 확인하였다.

선형 이상체에 의한 벡터 자력 및 자력 변화율 텐서 반응식 (Closed-form Expressions of Vector Magnetic and Magnetic Gradient Tensor due to a Line Segment)

  • 임형래
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제25권2호
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    • pp.85-92
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    • 2022
  • 한쪽 방향으로 연장된 이상체를 멀리 떨어져서 관측하면 선형 이상체로 근사가 가능하다. 이런 경우 자력 및 자력 변화율 텐서를 적용하기 위해서는 선형 이상체에 대한 해석해가 필요하다. 따라서 이 논문에서는 선형 이상체에 대한 자력과 자력 변화율 텐서 반응식을 유도하였다. 벡터 자력은 기존에 유도한 선형 이상체에 대한 중력 변화율 텐서를 포아송 관계식을 이용하여 벡터 자력으로 변환하여 유도하였다. 자력 변화율 텐서는 벡터 자력를 기준 직교 좌표계의 성분으로 한번 더 미분하여 유도하였다. 시추공에서 얻은 총자력 탐사 자료를 가정하고, 선형 이상체의 길이, 방향, 자력 모멘트를 비선형 역산 방법으로 추정하는 사례를 보여주었다.

A time dependent thermal and solutal convection problem in physical vapor transport of Hg2Cl2-I2 system

  • Kim, Geug Tae
    • 한국결정성장학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.80-88
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    • 2017
  • In this research a time dependent thermal and solutal convection was computationally investigated for the physical vapor transport of the mixture of $Hg_2Cl_2-I_2$ system with for the convective regime from thermal Rayleigh number of $2.16{\times}10^6$ up to $1.7{\times}10^7$ with marching time to a steady state problem. With time marching, the convective cells are decreased for the thermal Rayleigh number of $2.16{\times}10^6$, and increased for the thermal Rayleigh number of $1.7{\times}10^7$. The convective flow structures are found to be essentially time independent on the horizontal orientation of the enclosure with respect to the gravity vector, and on the other hand, time dependent on the vertical orientation of the enclosure with respect to the gravity vector.