• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제21권2호
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• pp.25-31
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• 2022

By an aid of needle coating, we have fabricated a spherical microlens array using poly(methyl methacrylate) for potential applications in light extraction of organic light-emitting diodes. With an attempt to achieve high-density and high-aspect-ratio microlens arrays, we have investigated the coating behaviors by varying the material parameters such as the solute concentration and wettability of the poly(methyl methacrylate) solution and process parameters such as the dwell time of needle near the substrate, retract distance of needle from the substrate, and coating gap between the needle and substrate. Under the optimized coating conditions, it is demonstrated that high-aspect-ratio microlens arrays can be obtained using a coating solution with high solute concentration and a small amount of a hydrophobic solvent. It is found that the diameter and height of microlens array are decreased with increasing poly(methyl methacrylate) concentration, yet the overall aspect ratio is rather enhanced. By the addition of 5 wt% hexylamine in 35 wt% poly(methyl methacrylate) solution, we have achieved a spherical microlens with the height of 7.7 ㎛ and the width of 94.24 ㎛ (the aspect ratio of 0.082). To estimate the capability of light extraction by the microlens array, we have performed ray tracing simulations and demonstrated that the light extraction efficiency of organic light-emitting diode is expected to be enhanced up to 24%.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제25권3호
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• pp.231-238
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• 2022

Mine detection has been mainly studied with images of the forward-looking sonar. Forward-looking sonar assumes the propagation path of the sound wave as a straight path, creating the surrounding images. This might lead to errors in the detection by ignoring the refraction of the sound wave. In this study, we propose a mine localization method that can robustly identify the location of mines in an underwater environment by considering the refraction of sound waves. We propose a method of estimating the elevation angle of arrival of the target echo signal in a single receiver, and estimate the mine location by applying the estimated elevation angle of arrival to ray tracing. As a result of simulation, the method proposed in this paper was more effective in estimating the mine localization than the existing method that assumed the propagation path as a straight line.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제27권11호
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• pp.81-87
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• 2022

본 논문에서는 가상환경에서 사운드 몰입을 개선시키기 위한 회절 기반의 사운드 제어 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 물리적 환경에서 사운드의 파동과 흐름 그리고 회절과 유사한 패턴을 실시간으로 표현할 수 있다. 우리의 접근 방식은 사운드 근원지로부터 장애물이 있는지 판단을 한 뒤, 장애물로 인해 굴절과 회절된 새로운 사운드의 위치를 계산한다. 레이트레이싱 기반으로 장애물과의 충돌 여부를 판단하고, 충돌에 의해 반사와 굴절된 벡터를 이용하여 장애물 너머에 있는 에이전트에게 들리는 사운드의 크기를 예측한다. 이 과정에서 반사와 굴절된 레이의 개수에 따라 사운드의 크기를 감쇠시켜 거리와 재질에 따른 사운드 감쇠를 모델링한다. 결과적으로 물리 기반 접근법에서 표현되는 회절 패턴을 실시간으로 표현했으며, 장애물의 위치가 변경됨에 따라 회절 패턴도 변경됨을 보여주고, 이에 따라 사운드의 크기가 자연스럽게 확산되는 결과를 보여준다. 제안하는 방법은 현실에서 표현되는 소리의 확산과 회절 특징을 거의 유사하게 복원해냈다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.215-215
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• 2021

인도네시아 수마트라 지진해일(2004년)과 동일본 대지진(2011년)으로 인해 해당지역에서 막대한 인적·물적 피해가 발생하였으며, 지진해일에 대한 사람들의 경각심은 더욱 커지게 된 계기가 되었다. 반면 우리나라는 지진이 빈번하게 발생하는 국가에 비해 상대적으로 지진해일에 대해 안전하다는 국민들의 인식이 강한 것이 사실이다. 하지만 최근 우리나라에서 크고 작은 지진이 발생(2016년 경주 지진, 2017년 포항 지진 등)함에 따라 국민들은 지진 및 지진해일 안전에 대한 경각심이 높아지고 있다. 또한 한반도 주변에서 지진은 끊임없이 발생하고 있으며, 과거 우리나라는 지진해일로 인한 인명 및 재산피해가 기록된 사례도 존재한다(Cho, 2018). 본 연구에서는 원자력 발전소에서 지진해일에 대한 위험성에 대비하기 위해 지진해일 수치모형 실험을 통해 계산된 지진해일고 결과값에 대해 적절한 확률분포 모형을 개발한 후 각 지진해일 시나리오의 연초과 확률을 분석함으로써, 확률론적 지진해일 재해도 분석(PTHA : Probabilistic Tsunami Hazard Analysis)을 실시하는 것이다. 최종적으로는 연구대상지역의 지진해일 안전성 평가에 기여할 수 있는 검증된 자료를 제공한다. PTHA 분석은 미국(Park and Cox, 2016), 인도네시아(Horspool et al., 2014), 남유럽(Lorito et al., 2014), 일본(Japan Society of Civil Engineers, 2016) 등에서 연구가 활발하게 이루어졌으며 현재도 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 먼저, 역사 지진해일 및 우리나라 근해에서 발생가능한 지진원(단층매개변수) 조사, 그리고 지진해일 수치모형실험 case 선정을 위한 파향선추적모형(wave ray-tracing) 수행, 마지막으로 지진해일고의 불확실성을 고려하기 위한 로직트리(Logic-Tree)기법 적용 시 사용하게 될 지진해일 단층매개변수 선정을 위한 지진해일 수치모형 실험 등을 수행한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.217-217
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• 2021

우리나라 동해 연안에 영향을 미쳤던 역사지진들과 일본에서 진행된 동해에서의 대규모지진에 관한 조사검토회에서 2014년에 보고된 동해 동연부와 남해 남연부 측에 있는 60개의 지진공백역들에 대한 단층매개변수들이 공개되어있어 수치실험을 통해 지진해일의 재해도를 분석하고 있다. 하지만 이러한 단층매개변수 값들에 대한 불확실성이 존재하기에 이를 대비한 지진해일 대책을 세울 필요가 있다. 단층매개변수의 불확실성을 고려하는 방법 중 한 가지는 해당 변수들을 조정하여 Case 모델들을 다양화하는 것이다. 이 때 매개변수의 변동에 대한 기준이 필요하기에 단층매개변수에 대한 민감도 분석이 진행되어야 한다. 본 연구의 최종목표는 지진해일에 대한 위험성에 대비하기 위해 선정된 연구지역에 대하여 단층매개변수들을 조정한 경우별 모델들을 사용한 수치모형 실험을 실행한 후 도출된 지진해일 처오름높이 및 처내림높이 결과를 분석하여 각 단층매개 변수의 지진해일에 대한 민감도를 결정하는 것이며, 최종적으로 확률론적 지진해일 재해도분석(Probabilistic Tsunami Hazard Analysys : PTHA)을 실시할 때 기준이 되는 로직트리를 작성할 때 명확한 근거를 제시한다. 단층매개변수의 민감도 분석은 일본(Goda et al., 2014), 미국(Sepúlveda and Liu, 2016), 뉴질랜드(D. Burbridge et al., 2015) 등에서 연구가 활발하게 이루어졌으며 현재도 활발한 연구가 진행되고 있다. 민감도 분석 과정은 먼저 역사 지진해일과 우리나라 근해에 영향을 미칠 수 있는 지진해일의 단층매개변수 조사한 후 파향선추적모형(wave ray-tracing)의 결과를 정리하여 대상 지역에 영향을 미치는 단층을 선정하고, 선정한 단층들의 단층매개변수 값을 일정한 기준을 두고 조정하여 실시한 지진해일 수치모형 실험에서 계산한 결과값을 분석하여 민감도를 결정한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.268-268
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• 2022

지진해일은 발생빈도는 높지 않지만, 한 번 발생하게 되면 막대한 피해를 일으킬 수 있다. 우리나라에서는 1,900년대 4건의 지진해일이 기록되었으며, 이로 인해 동해안 및 남해안 등에 인명피해 및 재산피해가 발생하였다. 또한 2011년 동일본 지진해일로 인해 후쿠시마 원자력 발전소 변전설비가 침수됨에 따라 냉각수 공급이 중단되고 방화벽이 파괴되어 방사능이 누출되어 큰 피해로 연결되었다. 이러한 피해를 저감하기 위해 지진해일 수치해석과 확률론적 분석방법 등 다양한 방법을 활용한 연구가 국내외 적으로 활발히 수행되고 있다. 본 연구는 확률분포기반 지진해일고 예측모델 개발을 위해 수치해석을 수행하여 지진해일고(tsunami heights)를 산출하고 결과값에 대한 적절한 확률분포 분석을 실시하는 것이다. 지진해일고는 원자력발전소에서 취수구를 통한 냉각수 공급가능 여부를 판단하기 위해 최대 지진해일고(maximum tsunami height)와 최저 지진해일고(minimum tsunami height)로 구분하였다. 지진해일 수치해석은 지진원(단층매개변수) 조사, 조사된 지진원 중 지진해일 수치해석 case 선정을 위한 파향선추적기법(wave ray tracing) 수행, 선정된 지진원에 대해 로직트리(logic tree) 기법 적용, 로직트리를 적용한 지진원 case에 대한 수치해석 순서로 수행하였다. 수치해석을 통해 산출된 최대 및 최저 지진해일고 자료를 기반으로 확률분포형을 선정하기 위하여 확률분포별 적합성 평가를 실시하였다. 선정된 분포를 기준으로 처오름 및 처내림높이와 관련된 다양한 변수간의 의존관계를 파악하였다. 향후, 파악된 의존관계를 기반으로 예측모델을 개발하여 수치해석 결과와 연계함으로써 국내에 적용할 수 있는 확률론적 지진해일재해도를 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한핵의학회지
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• 제39권6호
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• pp.464-472
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• 2005

목적: 부채살 단일광자단층촬영(SPECT)은 공간분해능과 민감도를 개선하는 것으로 알려져 있다. 보다 정확한 영상을 얻고 인체에 대한 SPECT의 영상화 과정을 정확하게 묘사하기 위하여 평행 데이터로 재배열하는 과정 없이 직접 부채살 데이터를 이용하여 재구성하는 알고리즘이 필요하다. 본 연구는 다양한 부채살 재구성 알고리즘을 구현하였고 각 방법의 성능을 비교하였다. 대상 및 방법: 선추적법을 적용하여 부채살 투사기와 이로부터 얻은 데이터를 직접 재구성할 수 있는 FBP, EM, OS-EM과 MAP-EM OSL 알고리즘을 구현하였다. OSL 알고리즘의 경우에는 membrane과 thin plate prior를 사용하였다. 직접 부채살 데이터를 재구성하는 방법의 성능을 평가하기 위해 양방향 최근접 이웃, 양방향 1차와 양방향 3차 보간법을 사용하여 재배열된 평행 데이터를 얻었고 이 데이터를 기존의 평행 데이터에 대한 EM 알고리즘을 사용하여 재구성하였다. Hoffman 두뇌와 Shepp/Logan 팬텀으로부터 얻은 잡음 없는 데이터와 잡음 있는 데이터는 각 방법으로 재구성하였으며 퍼센트 오차를 계산하여 각 재구성된 영상을 비교하였다. 결과: Thin-plate 사전 분포함수를 사용한 OSL 방법이 가장 낮은 오차를 가지며 잡음으로 인한 결과 영상의 불안정성을 효과적으로 제어함을 확인할 수 있었다. 부채살 데이터를 평행 데이터로 재배열시 양방향 1차 보간법이 정확성과 계산 시간 측면에서 가장 효율적인 방법임을 확인하였다. 재배열된 평행 데이터의 EM결과에 비해 직접 부채살 데이터를 재구성하여 얻은 결과영상이 더 정확하게 재구성되었다. 결론: 본 연구에서는 평행 데이터로 재배열한 경우에 비하여 보다 정확한 영상을 재구성하는 직접 부채살 재구성 알고리즘을 구현하였으며 이는 정량적으로 월등히 개선된 결과를 제공함을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.868-882
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• 2009

본 논문에서는 현재 주목을 받고 있는 테라헤르츠 대역의 주파수에서 근거리 무선 통신 응용을 위한 채널 모델과 무선 링크의 성능 분석에 대하여 서술한다. 10 Gbps 이상의 전송 속도를 실현하기 위해서는 주파수 대역폭이 기존의 밀리미터파에서 사용하는 주파수 대역폭보다 더 넓은 대역폭이 필요하며, 이 대역폭을 얻기 위해서는 테라헤르츠 주파수 대역으로 자연적으로 옮겨가지 않을 수 없다. ITU-R P.676-7 모델을 이용하여 테라헤르츠 대역의 대기 전파 감쇠 특성 분석 결과, 중심 주파수 220, 300, 350 GHz에서 약 68, 48, 45 GHz의 주파수 대역폭이 가용하며, 스펙트럼 효율이 1 이하인 변조 방식으로도 10 Gbps 이상의 데이터 속도를 얻을 수 있음을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. 간략화 PDP 모델을 이용하여 실내 공간의 건물 재질에 따른 지연 특성을 분석하였다. 실내 공간의 크기 $6\;m(L){\times}5\;m(W){\times}2.5\;m(H)$에서 콘크리트 벽의 경우 TE 편파에서 RMS 지연 확산은 9.23 ns였다. 이 결과는 참고문헌의 Ray-Tracing 시뮬레이션에서 얻은 10 ns 이내에 근접한다. 옥내 무선 링크 성능 분석 결과, 수신기의 감도는 BPSK 변조 방식을 사용하는 경우 대역폭 $5{\sim}50\;GHz$에 대하여 $-56{\sim}-46\;dBm$이고, 안테나 이득은 10 m 링크에서 $26.6{\sim}31.6\;dBi$였다. AWGN 채널과 LOS 환경을 가정할 때 송신기 출력 -15dBm에서 캐리어 주파수 220, 300, 350 GHz일 때 최대 달성 가능한 데이터 속도는 각각 30, 16, 12 Gbps였다. 이 결과는 BPSK 변조 방식을 사용하여 1 m 링크에서 얻은 결과이다. BER은 $10^{-12}$으로 가정하였고, 송신기 출력을 증가시키면 더욱 높은 데이터 속도를 얻을 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권2호
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• pp.51-61
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• 2009

컴프턴 카메라는 컴프턴 산란현상의 기하학적 해석을 통해 감마선원의 3차원적 위치분포를 고정된 위치에서 찾아내는 신개념의 감마선 영상장치이다. 기존의 감마선 영상장치에서는 필수적으로 사용되는 기계적 집속기를 사용하지 않기 때문에 높은 영상 감도를 제공할 수 있으며, 다중 추적자 기능을 제공한다는 장점이 있어 차세대 감마선 영상장치로서 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 Geant4 몬테칼로 전산모사 툴키트를 이용하여 사용자 친화형의 컴프턴 카메라 시뮬레이터를 개발하였다. 시뮬레이터의 정확성을 검증하기 위하여 한양대학교에서 개발 중인 이중 산란형 컴프턴 카메라의 실험 결과와 비교하였다. 영상 해상도의 경우 선원의 에너지가 높아짐에 따라 해상도가 향상되는 동일한 경향을 보였으나, 시뮬레이터 결과에서 약 1 mm 정도 우수하게 평가되었다. 영상 감도의 경우 실험에서 2~3배 정도 높게 평가되었다. 이러한 결과들은 우연 동시반응에 기인한 것으로, 실험에서 획득한 유효반응들은 전산모사와는 달리 우연한 동시계수에의한 데이터가 상당수 포함되어 있기 때문에 영상 해상도는 상대적으로 저조하고, 영상 감도는 높게 나타난 것으로 판단된다. 개발된 시뮬레이터를 이용하여 새로운 구조의 컴프턴 카메라에 대한 성능을 평가하였다. 단일 산란형 컴프턴 카메라의 경우 산란부를 다층 구조로 개발할 때 4대의 산란부 검출기를 사용하는 것이 최상의 성능을 보이는 것으로 평가되었고, 그 이상 사용할 경우 성능이 오히려 저하됨을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권3호
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• pp.288-298
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• 2001

복합재료는 우수한 재료특성을 가지고 있어 기존의 금속 재료를 대신하여 많은 분야에서 사용되고 있다. 최근 들어서 큰 하중을 받는 구조재로 사용이 확대되면서 많은 수의 복합재료 단일층을 두껍게 적층한 두꺼운 복합재료의 사용이 늘어나고 있다. 복합재료를 두껍게 적층하는 경우 성형과정 중에 보강섬유 굴곡이 발생하기 쉬운데 두꺼운 복합재료 내에 발생한 보강섬유의 굴곡은 강성 및 강도를 감소시켜 구조물의 안정성을 저하시킨다. 따라서 두꺼운 복합재료로 만들어진 구조물에 내재된 보강섬유 굴곡의 유무나 정도를 알아내는 것은 구조물의 안전성 확보를 위해 매우 중요하다. 본 연구에서는 초음파를 이용한 비파괴 평가를 위해 굴곡진 보강섬유를 가진 복합재료 내에서 초음파 전파 특성에 대한 연구를 수행하였다. 여러 가지 일정한 굴곡비의 보강섬유 굴곡을 가지는 두꺼운 복합재료에 대해서, 평면파(plane wave) 이론과 파선 추적(ray tracing) 이론을 이용한 수치 해석 방법으로 초음파 전파에서 보강섬유의 굴곡의 영향을 예측하고, 보강섬유 굴곡 정도에 따른 초음파 전파 특성의 변화를 예측하였다. 이론적 해석을 검증하기 위해서 여러 가지 일정한 보강섬유의 굴곡비를 가지는 복합재료 시편을 제작하여, 초음파 투과법(through-transmission) 시험을 수행하였다. 이를 통해 일정한 보강섬유의 굴곡을 가지는 복합재료 내의 초음파 전파 특성과, 보강섬유의 굴곡 정도에 따른 초음파 전파 특성의 변화를 이론적으로 얻어진 결과와 비교하여 두꺼운 복합재료 내에 존재하는 보강섬유의 굴곡이 초음파 전파에 미치는 영향을 알 수 있었다.