멀티 앤빌 프레스(multi-anvil press)는 일반적으로 5-25 GPa의 압력범위와 ~2,300℃의 온도범위를 구현할 수 있는 고압 기기로, 지구과학에서는 상부맨틀-맨틀전이대까지의 지구 구성물질의 구조를 연구하는 데 도움이 된다. 본 연구에서는 광물의 상전이를 이용한 멀티 앤빌 프레스에 대한 압력- 부하 보정(pressure-load calibration) 과정을 소개하고, 시료실(sample chamber) 내에 존재할 수 있는 온도구배에 대해서 논의하였다. 압력-부하 보정은 14/8 G2, 14/8 step, 14/8 HT 조립세트(assembly set)와 18/12 조립세트에 대해 1,100톤 멀티 앤빌 프레스를 이용하여 수행했다. 초기 물질로 석영, 규회석 구조의 CaGeO₃, 포르스테라이트를 사용했고, 고압상의 동정은 XRD 분석을 통해 수행하였다. 광물의 상전이를 통해 1,200℃에서 시료에 가해지는 압력을 유추할 수 있었으며, α-석영에서 코에사이트로의 상전이는 3.1 GPa, 석류석 구조의 CaGeO₃에서 페로브스카이트 구조의 CaGeO₃로의 상전이는 5.9 GPa, 코에사이트에서 스티쇼바이트로의 상전이는 9.2 GPa, 포르스테라이트에서 와즐리아이트로의 상전이는 13.6 GPa의 압력 확인에 이용했다. XRD 결과로 획득한 압력-부하 보정 곡선은 기존에 보고된 유사한 기기의 압력-부하 보정 곡선에 비해 동일 압력을 구현하기 위해 50톤 가량의 유압이 더 필요한 것으로 확인됐다. 이러한 차이는 시료실의 크기 및 조립세트의 압력 매체(pressure medium)와 이차 앤빌 사이의 마찰력으로부터 기인한 유압 손실에 의한 것으로 생각된다. 또한 본 연구에서는 14/8 HT 조립세트에서의 시료실 내의 온도구배를 확인했다. 특히 열전대(thermocouple)의 위치 변화에 따라 시료실 높이에 평행한 방향으로 약 ~200 ℃/mm에 해당하는 온도구배가 존재한다. 본 연구로부터 구한 멀티 앤빌 프레스의 압력-부하 보정 곡선과 시료실 내의 온도구배 값은 앞으로 맨틀 내에서의 다양한 비정질 및 결정질의 지구물질에 대한 원자 구조의 변화와 그에 따른 물성 변화를 설명하는 데 적용할 수 있다.

In this study, a weighted ensemble method of numerical weather prediction by ensemble models is applied for PyeongChang area. The post-processing method takes into account combination and calibration of forecasts from different numerical models, assigning greater weight to ensemble models that exhibit the better performance. Three different numerical models, including European Center Medium-Range Weather Forecast, Ensemble Prediction System for Global, and Limited Area Ensemble Prediction System, were used to perform the post-processing method. We compared the model outputs from the weighed combination of ensembles with those from the Ensemble Model Output Statistics (EMOS) model for each raw ensemble model. The results showed that the weighted ensemble method can significantly improve the post-processing performance, compared to the raw ensemble method of the numerical models.

본 연구에서는 오프라인 및 온라인 매개변수 자동보정기법을 이용하여 개념적 집중형 수문모형의 매개변수를 보정한 후, 각 보정기법에 따른 강 우-유출 해석 결과를 비교·분석하여 기법별 적용성을 평가하였다. 이를 위해 용담댐 상류 천천 유역을 대상으로 9개의 단기 강우사상을 선정하고, 강우-유출 모의를 위한 수문모형으로 저류함수모형을 선택하였다. 또한 저류함수모형의 매개변수 보정을 위한 자동보정기법으로 오프라인 기법 으로는 SCE-UA, 온라인 기법으로는 파티클 필터를 선정하여 해석을 수행하였다. 각 기법에 따른 유출 해석결과의 재현성 평가를 위해 관측수문곡 선의 평균유량을 근거로 하여 저수부(평균유량 이하)와 고수부(평균유량 초과)로 구분하여 모의결과를 비교․ 검토하였다. 그 결과, 매 시간 입력자 료를 이용하여 매개변수를 실시간으로 업데이트하는 파티클 필터의 경우, 저수부와 고수부에 구분없이 전반적으로 우수한 재현성을 보여주었다. 반면에 SCE-UA의 경우, 대상 사상에 대한 전체기간의 정보를 활용하여 선택된 목적함수 RMSE와 HMLE를 최소로 하는 최적 매개변수를 추정함 에 따라 일정규모 이상의 홍수사상에서는 목적함수에 따라 매개변수의 변동성이 나타났으며, 고수부에서는 RMSE, 저수부에서는 HMLE가 비교 적 우수한 유출모의 결과를 나타내는 것으로 분석되었다.

엑스선을 이용한 방사선검사에서 전리함 방식의 면적선량계를 이용하여 흡수선량과 면적선량을 측정하고, 교정계수를 측정하였다. 간접선량측정법은 엑스선발생장치의 방사부에 검출기를 설치, 측정치를 조사부위에서의 선량으로 산출하였다. 교정계수를 산출하기 위해 사용된 기기는 엑스선 발생장치로 (DK-550R/F, DongKang Medical Co. Ltd., Seoul, Korea)를 이용하였고, 교정계수를 위한 교정방법은 면적선량계와 교정선량계를 연결하고 관전압 70 kV, 관전류 500 mA, 0.158 sec로 79 mAs 조건을 이용하였다. 면적선량계 (PD –8100, Toreck Co. Ltd. Japan)을 이용하였고, 기준선량계는 반도체검출기 (DOSIMAX plus A, Scanditronix, Wellhöfer, Germany)를 이용하였다. 면적선량계를 전리함의 다중조리개 전면에 설치 후 정확한 선량 측정을 위해 기준선량계를 이용하여 선량계의 교정계수를 구하였다. 실험적으로 노출하여 측정된 값과 교정선량계에서 나온 값에 각각의 교정계수를 곱하여 산출하였다. 교정계수는 1.045로 산출되었다. 전리함 방식의 면적선량계에서 관전압에 따른 교정계수를 산출하기 위해 흡수선량과 면적선량을 구하여 교정상수를 산출하였다. 면적선량계의 교정계수를 구하여 정확한 면적선량을 산출하여야 한다.

Previous shape sensors including bend sensors and optic fiber based sensors are widely used in various applications including goniometer and surgical robots. But theses sensors have large nonlinearity, limited in the range of sensing curvature, and sometimes are expensive. This study suggests a new concept of bend sensor using cable-conduit which consists of the outer sheath and the inner wire. The outer sheath is made of helical coil whose length of the central line changes as the sheath bends. This length change of the central line can be measured with the length change of the inner cable. The modeling and the experimental results show that the output signal of the proposed sensor is linearly related with the bend angle of the sheath with root mean square error of 5.3% of 450° sensing range. Also the polynomial calibration of the sensor can decrease the root mean square error to 2.1% of the full sensing range.

In this study, we analyzed the performance of calibrated probabilistic forecasts of surface temperature over Pyeongchang area in Gangwon province by using Bayeisan Model Averaging (BMA). BMA has been proposed as a statistical post-processing method and a way of correcting bias and underdispersion in ensemble forecasts. The BMA technique provides probabilistic forecast that take the form of a weighted average of Gaussian predictive probability density function centered on the bias-corrected forecast for continuous weather variables. The results of BMA to calibrate surface temperature forecast from 24-member Ensemble Prediction System for Global (EPSG) are obtained and compared with those of multiple regression. The forecast performances such as reliability and accuracy are evaluated by Rank Histogram (RH), Residual Quantile-Quantile (R-Q-Q) plot, Mean Absolute Error (MAE), Root Mean Square Error (RMSE) and the Continuous Ranked Probability Score (CRPS). The results showed that BMA improves the calibration of the equal weighted ensemble and deterministic-style BMA forecasts performs better than that of the deterministic forecast using the single best member.

본 연구에서는 수원 성균관대학교 내 Frequency Domain Reflectometry (FDR) 토양수분 측정 장비 및 COSMIC-ray 중성자 측정 장비를 통한 토양수분 지점 관측 사이트를 확립하였다. 또한 양질의 토양수분 데이터 확보를 위해 연구지역 내 토질실험, 토질별 FDR 토양수분 데이터 및 COSMIC-ray 중성자 개수의 시계열 분석, 관측한 토양수분 데이터와 위성 기반 토양수분 데이터와의 비교분석을 실시하였다. 2014년도부터 6개 지점에서 표층으로부터 5 cm에서 40 cm까지 총 24개의 FDR 센서를 5~10 cm 깊이별로 설치하여 토양수분 데이터를 측정하였다. 해당 지점들 의 토질 분석결과, Sand에서 Loamy Sand까지의 다양한 토질이 불균질한 층을 이루어 분포되어 있는 것으로 판단되었다. 측정된 토양수분 데이 터는 강우 데이터와 높은 상관성을 보이며, 위성 산출 토양수분 데이터와의 비교에서도 상대적으로 높은 상관관계와 낮은 평균제곱근편차(Root mean square deviation, RMSD)값을 보여주었다. 2014년도 설치 지역 토양수분 데이터의 신뢰도가 확보됨에 따라 2015년도에는 10개의 FDR 토양수분 측정 장비 및 COSMIC-ray 중성자 측정 장비가 추가로 설치되어 성균관대학교의 Soil Moisture site with FDR and COSMIC-ray (SM-FC) 연구지역이 구축되었다. SM-FC에 설치된 COSMIC-ray 중성자 측정 장비의 최초 검증을 위해 2015년 8~11월의 COSMIC-ray 중성자데이터 및 FDR 토양수분 데이터가 활용되었다. 중성자기반 토양수분 값과 전체 지점 FDR 토양수분 평균값을 비교한 결과 매우 높은 상관관계를 볼 수 있었다 (상관계수 0.95). 이러한 연구를 통해 성균관대학교 SM-FC는 향후 한반도 지역 위성 및 모델 토양수분 데이터를 검증하는 대표 연구 지역이 될 것으로 기대된다.

A newly designed Tissue Equivalent Proportional Counter (TEPC) has been developed for the CubeSat mission, SIGMA (Scientific cubesat with Instruments for Global Magnetic field and rAdiation) to investigate space radiation. In order to test the performance of the TEPC, we have performed heavy ion beam experiments with the Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba (HIMAC), Japan. In space, human cells can be exposed to complex radiation sources, such as X-ray, Gamma ray, energetic electrons, protons, neutrons and heavy charged particles in a huge range of energies. These generate much a larger range of Linear Energy Transfer (LET) than on the ground and cause unexpected effects on human cells. In order to measure a large range of LET, from 0.3 to 1,000 keV/μm, we developed a compact TEPC which measures ionized particles produced by collisions between radiation sources and tissue equivalent materials in the detector. By measuring LET spectra, we can easily derive the equivalent dose from the complicated space radiation field. In this HIMAC experiment, we successfully obtained the linearity response for the TEPC with Fe 500 MeV/u and C 290 MeV/u beams and demonstrated the performance of the active radiation detector.

본 연구에서는 부산 해운대 화재사고(2010년)와 같은 고층 건축물 화재시, 외벽 외장재를 통한 수직화재확산 피해를 저감시키기 위하여 도입이 검토 되고 있는 실대형 시험법의 교정 절차에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 일본 동경이과대학 화재과학연구실의 외장재 시험장치를 이용한 교정시험을 실시하였으며, 화원으로는 도시가스를 사용한 경우와 대체화원인 목재클립을 적재한 화원 각 2경우에 대하여 시험을 실시하였다. 측정항목은 각각의 경우에 대하여 열류량과 온도를 측정하였다. 교정시험결과 두 경우 모두 표준시험법에서 제시하고 있는 열류량 기준(55 kw/m2)보다 3배가량 높은 150 kw/m2 측정되었으며, 온도 기준(800 ℃) 역시 1,000℃ 상회하는 결과를 나타내었다. 이는 표준시험법에서 가스의 공급량만을 규정하고 있을 뿐 공기 공급량 및 실험시 후드의 높이 그리고 주변 기류 조건등 기타 조건에 대한 명확한 세부 조건이 제시하지 않아 생기는 문제로 분석된다. 따라서, 이로 인한 균일한 화재조건 구현이 이루어지 어려울 것으로 판단되며, 특히 외장재의 수직화재확산 정도를 평가하기에는 너무도 가혹한 화재조건인 것으로 평가되었다. 본 실험을 통하여 표준시험법의 보다 명확한 화재원 확립 및 교정 시험 절차 개정을 위한 기초 자료를 수집하였으며, 이를 토대로 한 개정 심의 활동이 전개되어야 할 것으로 평가 되었다.

최근 이상기후로 인한 집중호우에 의해 발생하는 도심지에서의 내수침수에 대한 구조적 대책으로 지하방수로가 고려되고 있다. 따라서 국외에 기설치된 지하방수로 사례에서 발생되는 문제인 맨홀 분출사고를 예측하여 적절한 설계를 유도하기 위해서는 관 내부에 갇힌 공기의 압력을 고려한 관 흐름 해석 모형이 필요하다. 지하방수로 내에 급격한 빗물 유입에 따른 유속 증가와 수위변동에 의한 단파 현상이 나타남과 동시에 공기의 부피가 수축되어 관내에 큰 압력이 발생한다. 본 연구에서 급격하게 변화하는 관수로 내의 단파 현상을 재현하기 위해 수치모형을 구축하였다. 기존 연구의 실험결과와의 비교를 통하여 보정 및 검증하고자 하는 것이 본 연구의 목적이다. FVM(Finite Volume Method)을 사용하여 1차원 Saint-Venant 방정식을 이산화하여 대수 방정식으로 변환하고, 이를 Roe Approximate Riemann 수치 기법의 알고리즘을 사용하여 방수로의 동수역학적 거동을 해석하였다. 단파의 발생을 모의하기 위해 불연속점을 다루는 수치기법인 제한자(Limiter)를 활용하였고, 공기의 압력흐름과 개수로의 혼합흐름 해석이 가능한 Preissmann slot model을 적용하였다. 기존의 운동량 방정식에 기체의 압력항을 추가하여 유체와 기체의 흐름을 고려한 수치모의를 수행하여 분출(gushing)현상을 모의하였다. 관수로 내의 단파거동 해석에 적합한 1차원 모형을 개발하였고, 추후에는 지하방수로의 위험 시나리오 관리 시스템을 개발하여 설계 및 시공에 기여하고자 한다.

이중편파레이더는 강수의 형태를 구분하고 대기 중의 기상 현상뿐만 아니라 비강수에코에 대한 정보를 제공하기 때문에 보다 정확한 강수량 추정을 가능하게 한다. 그러나 수직, 수평으로 진동하는 전파를 송 수신하여 생성되는 이중편파레이더 관측변수들은 레이더 자체가 갖는 시스템적 관측오차를 포함하기 때문에 정량적 강수량 추정을 위해서는 이에 대한 보정이 필수적이다. 본 연구에서는 2차원 영상우적계(2-Dimensional Video Disdrometer, 이하 2DVD) 관측 자료를 이용하여 비슬산 이중편파레이더가 갖는 Z, ZDR 관측오차를 계산한 후, 관측오차 보정에 따라 강수량이 정량적으로 얼마나 개선되는지를 살펴보았다. 총 33강수사례에 대한 분석결과, Z는 약-0.3~5.5 dB, ZDR는 -0.1~0.6 dB의 관측오차를 가지며, 대부분의 사례에서 Z와 ZDR는 모의된 값보다 낮게 관측하였다. 관측오차를 보정한 전 후 산출된 이중편파레이더 강수량 추정값을 지상관측 강우강도와 비교한 결과, 평균 bias와 RMSE는 각각 1.54 mm/hr, 1.73 mm/hr로 보정 전의 1.69 mm/hr, 2.54 mm/hr 보다 감소함으로써 지상우량계 관측값 대비 레이더 강수량 추정값이 약 7~61% 향상되었다.

Linear and nonlinear models are available to simulate the effect of mine blasting and the results change by each model. Linear model can properly simulate loss of impact wave in plastic failure region based on comparison of site vibration measurement and numerical analysis iteratively. But, loss of impact wave in plastic failure region should be calibrated into input parameter of blasting pressure. A method to convert loss of impact wave into design parameter is suggested in this study.

Odometry using wheel encoder is a common relative positioning technique for wheeled mobile robots. The major drawback of odometry is that the kinematic modeling errors are accumulated when the travel distance increases. Therefore, accurate calibration of odometry is required. In several related works, various schemes for odometry calibration are proposed. However, design guidelines of test tracks for odometry calibration were not considered. More accurate odometry calibration results can be achieved by using appropriate test track because the position and orientation errors after the test are affected by the test track. In this paper, we propose the design guidelines of test tracks for odometry calibration schemes using experimental heading errors. Numerical simulations and experiments clearly demonstrate that the proposed design guidelines result in more accurate calibration results.

SWMM은 홍수유출 해석, 유역유출 연속모의, 수질모의가 가능한 모형으로서 전세계적으로 널리 사용되고 있는 모형이다. 하지만 유역유출 연속모의와 수질모의에는 다수의 불명확한 매개변수가 포함되어 있으므로 이는 SWMM의 사용에 제약이 되고 있다. 본 연구의 목적은 SWMM을 이용한 유역유출 연속모의와 수질모의의 정확도를 높이고 효율성을 향상시킬 수 있도록 자동 보정 모듈을 개발하는 것이다. SWMM의 자동 보정 모듈은 전역최적화 알고리즘인 집합체 혼합진화 알고리즘과 SWMM을 연계하고, SWMM 내 추정대상 매개변수의 선정 및 적절한 탐색 범위를 설정함으로써 개발되었다. 개발된 자동 보정 모듈의 적절성은 동향 수위관측소 유역에 대하여 구성된 유역유출 및 수질모의 모형의 보정 및 검증을 통해 검토되었다. 그 결과, 자동 보정 모듈을 통해 보정된 모형은 유역의 유출현상을 매우 잘 모사하였고, 수질의 경우에도 비교적 양호한 결과를 도출하였다. 개발된 자동 보정 모듈은 향후 유역유출 모의와 수질해석에 관한 다양한 연구와 설계 등에 활용될 수 있을 것이다.

신체의 이동과 정지 시 동적 안정성과 균형성에 영향을 미치는 인솔에 대해 분석하였다. 특히 종족궁의 아치를 인위적으로 서서 체중을 가한 상태와 같은 평상시와 동일한 상태로 지속적으로 지지하였을 경우에 개별적인 균형능력의 변화를 추적하였다. 정상적인 신체 조건과 발모양을 유지하는 20대 남녀 각 10명씩 20명을 대상으로 종족궁 내측아치를 측정하여 아치를 지지하는 인솔을 개별적으로 제작하였으며, Tetrax 균형성 평가 장비를 이용하여 COP의 변위 패턴과 힘점의 이동거리를 착용 전, 후 비교하였다. 아치를 지지하는 인솔을 착용한 실험군이 균형능력 평가에서 약 22% 정도 상승되는 결과를 나타내었다. 본 비교 실험을 통해 종족궁의 내측아치를 지지하는 인솔 착용이 신체의 균형능력을 향상시키는데 도움이 되는 것으로 나타났다.

Odometry using wheel encoders is one of the fundamental techniques for the pose estimation of wheeled mobile robots. However, odometry has a drawback that the position errors are accumulated when the travel distance increases. Therefore, position errors are required to be reduced using appropriate calibration schemes. The UMBmark method is the one of the widely used calibration schemes for two wheel differential drive robots. In UMBmark method, it is assumed that odometry error sources are independent. However, there is coupled effect of odometry error sources. In this paper, a new calibration scheme by considering the coupled effect of error sources is proposed. We also propose the test track design for the proposed calibration scheme. The numerical simulation and experimental results show that the odometry accuracy can be improved by the proposed calibration scheme.

본 연구에서는 지상 관측우량계로 측정한 강우량을 실제 지표면에 떨어지는 강우에 근접한 양이 되도록 보정함으로써, 유출해석을 비롯한 기타 수문해석에서 신뢰도 높은 결과를 도출하는데 목적이 있다. 지상우량계에서 관측되는 강우량에 미치는 바람의 영향을 분석하기 위하여, 표준기상관측소인 추풍령기상대에 설치된 바람막이가 있는 우량계와 기준우량계의 자료를 획득하였다. 단순선형회귀 모형과 신경망 모형을 이용하여 강우보정 모델을 구축하였으며, 감천유역의 7개 지점에 대해 지상강우를 보정하였다. VfloTM모형을 이용한 유출모의를 통해 보정된 강우의 신뢰도를 검증하였다. 단순선형회귀 모형을 사용하여 풍속구간별로 보정한 강우량은 실제 강우량보다 5%~18% 큰 강우량을 나타냈으며, 강우획득에서의 바람의 영향은 1.6~3.3m/s의 풍속구간에서 가장 큰 것을 확인하였다. 또한 풍속구간 5.5이상에서는 자료의 개수가 전체자료의 0.7%로 매우 작고, 이상치가 획득됨으로써 회귀모형의 적용성이 떨어진다고 판단하였다. 반면에 신경망 모형을 이용한 지상 관측강우의 보정에서는 전체적으로 관측 값보다 10%~20% 정도 작은 강우가 추정되었다. 통계오차분석을 실시한 결과, 획득한 강우량의 극치값이 크게 나타날수록 선형회귀 모형의 적용성이 높게 나타났으며, 전체적으로 편차가 크고 평균 강우획득량이 클수록 신경망 모형의 적용성이 높게 나타나는 것을 확인하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 앞으로의 수문해석에 있어 지역별 강우특성에 따라 기준우량계(pit guage)를 이용한 적합한 강우 보정방법을 사용함으로써 신뢰도 높은 수문해석이 이루어질 것으로 기대한다.

This study assessed the analysis method for measuring volatile organic silicon compounds (namely as siloxanes) by usinggas chromatography with flame ionization detector. Calibration standard gas was made in a laboratory by using six volatileorganic silicons as model gas. Two different types of working gas were prepared to evaluate quality control in GC-FIDanalysis. Less than 0.2 RSD% of repeatability of retention time was observed in the analysis of calibration standard gas. Inthe linearity test, the highest coefficient of determination (R2) was found to be 0.997 for L2 among volatile organic siliconcompounds. This study demonstrated that quantification of volatile organic silicon compounds can be performed by usingGC-FID analysis with direct injection mode, and the GC calibration can be covered by the gas-phase standard method.

One of the most important processes to accurately predict structural responses is to evaluate accurate structural dynamic properties using finite element (FE) models. The analyzed structural dynamic properties usually show considerable discrepancies with the measured ones because structural details are commonly simplified in the FE models. To identify such discrepancies, FE models of them have been calibrated using the measured dynamic properties in previous researches. In this study, dynamic properties were measured for a historic cathedral and the FE model of it was calibrated using the measured results as a reference. Finally, a procedure of the FE model construction for masonry cathedral were tentatively proposed.

연구용 NIR 장비에서 수집된 벼 생엽의 질소 함량 검량 식 및 데이터베이스를 현장용 NIR 장비에 검량식을 이설,검증함으로서 현장 적용 가능성을 평가하기 위해 수행한 결과는 다음과 같다.1. 2003년부터 2009년까지 스펙트럼을 수집한 시료 중선발 된 A 데이터 세트(개체수 454점)의 총 질소범위는 2.041%～4.933%, 2012년 수집된 B 데이터 세트(258점)는 2.180%～3.690%이며 각각의 전체 평균은3.497%, 2.712%였다.2. A, B 데이터 세트에서 유도된 검량식 결과 결정계수(R2)는 각각 0.845, 0.777,표준오차(SEC)는 0.196, 0.126,SECV는 0.238, 0.150이었다.3. 연구용 NIR 장비 400 nm～2500 nm 파장에서 얻어진데이터베이스를 현장용 NIR 장비 1200 nm～2400 nm파장에 맞게 잘라 이설한 후 2012년 데이터베이스에업데이트 확장한 후 작성된 검량식 결과 결정계수(R2)는 0.880, 표준오차(SEC)는 0.191이었다.4. 연구용 NIR 장비에 구축된 데이터베이스를 현장용NIR 장비에 맞춰 데이터베이스를 확장 업데이트하고검량식을 이설한 결과 연구용 장비와의 표준오차는0.005%로 거의 동일한 수준의 결과를 얻었다.