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본 연구에서는 기하학적 곡선을 임의의 곡선에 굴렸을 때 생기는 독특한 자취에 대한 탐구를 수행 하였습니다. 이 연구는 다양한 수학적 형태와 기하학적 곡선을 통해 사이클로이드를 확장했습니다. 연구의 목표는 다양한 기하학적 곡선의 길이를 구한 것을 토대로, 원, 직선, 그리고 정다각형과 같은 임의의 도형에 이러한 곡선을 굴릴 때 생기는 자취를 수학적으로 구하고, 모델링 프로그램을 이용하여 모델링하여 비교하는 것입니다. 이를 위해 포물선의 호의 길이를 구하고, 포물선을 직선에 굴릴 때 생기는 초점의 자취를 구하는 방법과 직선과 정다각형을 원에 굴렸을 때 생기는 자취를 구하는 방법에 대해 연구하였습니다. 주제어: 사이클로이드의 확장, 굴림, 회전, 자취
본 연구에서는 유전 알고리즘 시뮬레이션을 통해 에너지 하베스팅에 최적화된 흡음판을 제작하였다. 국제적으로 기후변화에 대한 우려의 움직임이 이루어지고 있는 가운데 에너지 하베스팅은 버려 지는 에너지를 활용한다는 점에서 주목받고 있고, 본 연구에서는 주변 환경에서 발생하는 교통 소음, 건설현장 소음, 산업체 소음, 생활 소음으로부터 애너지를 얻는 소음에너지 하베스팅의 최적 조건을 유전 알고리즘으로 탐색하고 효율을 증가시켜 소음에너지 하베스팅의 실용 가능성을 탐구하고자 하였다. 이론적 고찰을 통해 물리엔진 시뮬레이션을 제작하고, 임의로 몇개의 막을 제작해 물리 엔진을 검증하였다. 제작한 물리 엔진을 기반으로 유전 알고리즘 시뮬레이션을 통해 흡음판을 제작하였다. 그 결과, 흡음판의 형태에 따라 에너지 하베스팅 정도를 측정할 수 있는 시뮬레이션과 유전알고리즘을 통해 얻은 최적의 흡음판을 얻을 수 있었다. 이를 토대로 전류의 세기를 강하게 하는 등의 보완이 이루어지면 에너지 하베스팅이 크게 발전할 수 있을 것으로 기대된다. 키워드 : 소리, 에너지 하베스팅, 유전 알고리즘, 시뮬레이션
초음파 부상 장치는 초음파 트랜스듀서를 마주보게 배치시켜 파동의 중첩에 의한 정상파를 형성해 정상파의 마디 부분에 음파의 압력이 집중됨을 이용하여 물체를 부상시키는 장치이다. 이러한 초음파 부상 기술은 미세중력 상태 및 비접촉 환경을 조성할 수 있다는 점에서 필요성이 점차 대두되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 초음파 부상 장치를 직접 제작하여 부상시킨 물체의 거동을 분석하여 장치를 이용할 때 물체에 가해지는 물리적인 영향 및 그로 인한 변화를 파악하고자 하였다. 이를 위하여 액체 방울의 조성에 따른 형태 및 거동을 분석하고자 물, 기름, 물과 기름의 혼합물을 부상시켜 액체 방울의 단면의 이심률을 분석하였고, 표면장력이 작은 기름의 비율이 높아질수록 방울 단면의 이심률이 커진다는 것을 확인하였다. 주제어: 초음파, 파동의 중첩, 정상파, 표면장력
물리적 또는 자연적 요인으로 관성에 의해 차량 뒷부분에 연결한 트레일러가 물고기 꼬리처럼 좌우로 흔들리는 스웨이 현상으로 인해 트레일러를 차량이 견인할 때 급브레이크를 밟거나 커브를 돌때 충돌하거나 전복될 수 있다. 본 연구는 스웨이 현상이 트레일러의 바퀴 위치, 트랙터와 트레일러의 질량비, 트랙터와 트레일러 사이 거리를 고려하여 잘 일어나지 않은 조건을 구하고자 한다. 주제어: 스웨이 현상, 트랙터-트레일러 모델
이 연구는 n 개의 점을 임의로 줬을 때 n개의 점을 모두 사용해서 그릴 수 있는 수형도의 개수가 OO[수학공식 붙임 참조]개라는 케일리 공식(Cayley formula)에 대한 3가지 증명 방법에 대해서 알아봅니다. 이 3가지 증명에는 귀납법을 사용하거나 그래프 사이의 일대일 대응을 이용합니다. 또한 프뤼퍼 알고리즘 이라는 알고리즘 방법을 사용하여 증명하기도 하였습니다. 그 후에 2 가지 색을 사용하여 이 n개의 점을 칠하는데 인접한 점끼리 다른 색이 칠해지는 ‘컬러링’ 방식을 이용하여 그려질 수 있는 수형도의 개수 OO[수학공식 붙임 참조]임을 보였습니다. 이를 활용하기 위해서 n개의 점을 k개의 점이 있는 그룹과 (n-k)개의 점이 있는 그룹으로 나누었습니다. 다음 각 그룹의 색을 지정하고 색이 다른 두 개의 그룹 사이의 연결을 통해서 수형도의 개수를 구하였습니다. 이 방법은 k=1 일 때부터 귀납적 추론을 활용하여 OO[수학공식 붙임 참조] 어떻게 나올 수 있는지 탐구하였습니다. 그 결과 수형도의 개수를 구해봤더니 OO[수학공식 붙임 참조]라는 결과를 얻을 수 있었고 이 식이 OO[수학공식 붙임 참조] 이와 같다는 것을 확인하여 새로운 케일리 정리의 증명 방법을 제시하였습니다. 주제어 : 케일리 정리, 수형도, 그래프, 이산수학, 조합론
본 연구는 수업 시간 사이 짧은 이동시간으로 인해 불편함을 겪는 대구과학고 학생들을 위해 텐서플로우 및 각종 하드웨어, 그리고 다익스트라 알고리즘을 통해 미리 정해둔 주요 지점의 혼잡도를 계산하여 최단 경로를 제시해주는 연구이다. 비록 대구과학고등학교라는 특수한 경우 내에서 활용하기 위해 시작한 연구이지만, 정점 및 간선 지정만 여러 건물의 구조에 맞추어 다시 설계한다면 같은 하드웨어 및 알고리즘, 프로그램 등을 활용하여 쉽게 외부에서도 적용할 수 있다. 주제어: 라즈베리파이, TensorFlow, 다익스트라 알고리즘, 혼잡도, 최적 경로
틱택토는 우리가 흔히 아는 단순한 보드게임 중 하나이다. 하지만 이러한 단순함으로 인해 틱택토는 이미 X와 O가 서로 최선의 수를 둔다고 하면 항상 비기는 것이 확인된 게임이다. 즉, 틱택토는 게임으로써의 존재 의미가 사라진 것이다. 이와 관련하여 우리는 판의 크기와 차원을 확장한 여러 틱택토에 대해서 필승법이나 지지 않을 방법이 존재하는지 연구하고자 한다. 이런 연구 활동을 위해 우리는 우선, 필승법의 전개를 위해 필요한 다양한 논리들을 만들어 내고 증명할 것이다. 그 논리들을 바탕으로 필승법의 전개 과정을 살펴볼 것이다. 만약 필승법이 발견된다면, 어떠한 규칙이나 제한을 두어야 승패를 예측할 수 없게 되는지 연구해 봄으로써 틱택토를 공정하고 승부를 가릴 수있는 의미 있는 게임으로 만들고자 한다. 주제어: 틱택토, m,n,k-게임, 필승법, 차원, 공정성
현재 태풍으로 인한 피해가 점점 늘어나고 있고, 빌딩풍에 취약한 고층빌딩들도 피해를 입는 경우 들이 종종 보인다. 본 연구는 이러한 피해를 해결하기 위해 빌딩풍을 최소화 하는 건물 배치 방법을 찾고, 또한 빌딩풍을 이용해서 크로스 플로우 풍력발전기로 전기를 생산해내는 연구이다. 본 연구에서는 빌딩의 배치를 바꿔가면서 빌딩풍을 조사하고, 풍력발전기 배치에 따른 전력을 구하는 실험을 진행했다. 주제어: 빌딩풍, 친환경 발전, 크로스플로우형 풍력 발전기, 건물의 배치, 발전기 배치
화재 상황에서는 화재의 온도와 사람의 온도 차이가 명확히 존재한다. 화재 상황에서 온도 차이를 전압으로 만들어 주는 제백 효과를 이용해 전압을 생성한다. 생성된 전압을 통해 스피커를 키는 등위치를 알릴 수 있는 행위를 통해 구조를 돕는 것이 연구의 목적이다. 본 연구에서는 알루미늄과 은을 제백 효과의 금속으로 연구를 진행했다. 알루미늄 도선 두 개 사이에 은을 연결하여 실험을 위한 회로를 제작했다. 하나의 회로에서 발생하는 전압, 전류, 저항을 측정했다. 회로를 직렬로 연결 하여 실험을 진행했다. 축전기를 이용해 충전과 방전을 통한 실험을 진행했다. 연구 결과 스피커를 켜기 위한 정도의 전압을 얻지는 못했지만 mV단위의 유의미한 전압값을 얻었고 미소 전압을 감지해 위치를 알리는 장치를 통해서 구조 장치 개발이 가능하다는 결론을 얻었다. 주제어: 제백 효과, 화재 상황, 구조 장치
최근 학생들의 교육 환경이 주목받으며 교실 구조에 대한 음향적 고찰이 이루어지고 있으며, 동시에 기존 교실의 개선 방안이 논의되고 있다. 본 보고서에서는 대구과학고등학교의 교실의 실내음향을 분석하고, 이를 바탕으로 현재의 문제점과 개선 방안을 논의해보았다. 비교 가능한 교실 6개를 선정하여 각 교실의 SPL(음압레벨), EDT(초기감쇠시간), RT(잔향시간), C50(음성명료도), D50(음성명료도), TS(중심시간)를 측정하였다. 이를 바탕으로 목재 바닥과 종이 벽지, 선생님이 교실의 긴 면에 서는 구조가 다른 구조에 비해 음향적으로 우수함을 알 수 있었고, 이러한 구조를 다른 교실에도 적용하는 개선 방안을 제시하였다. 주제어: 실내음향, 음향지표, 잔향시간, 명료도, 음향측정
본 연구는 액체 수송 시 유량을 감소시키고 기체를 주입시켜 설비에 악영향을 끼치는 와류를 억제하기 위해 고안되었다. 원통형 용기에서 액체가 빠져나오는 배수구의 조건을 달리하며 액체 수송량 및 와류를 CFD 시뮬레이션을 통해 비교하고, 그 원인을 정성적으로 해석한다. 주제어: Vortex flow, Drain, CFD
백수오는 갱년기 여성 건강에 매우 좋다고 알려져있는 식물로써 그 천연적 활용 가치가 매우 크다. 하지만 항산화 활성 및 항암 활성에 대해서는 알려진 바가 크지 않다. 따라서 본 연구에서는 백수오 에탄올 추출액을 제작하고 이 추출액의 항암 활성 및 항산화 활성을 연구하고자 한다. 항암 활성은 mts assay를 통해서 알아보고 항산화 활성은 dpph assay를 통해서 알아본다. 항암 연구를 위해서 HepG2 간암 세포를 이용하여 꾸준히 계대한 뒤 사용한다. 이로써 천연 항암제를 찾아 화학적 항암제의 부작용을 줄이는 효과적인 항암제를 개발할 수 있다 주제어: HepG2, DPPH assay, MTS assay