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원형실린더의 마그누스효과로 추진하는 로터쉽(rotor ship)은 기존 선박보다 20%가량 높은 연료 효율을 갖는다고 알려진 만큼 마그누스효과를 이용한 추진체는 차세대 추진체로서 충분한 가치를 가지며 연구가 요구된다. 이때 원형일 땐 점성유동에 의한 부가적인 상황이 크게 나타나지 않지만 타원실린더에선 점성경계층이 형성되며 유동 박리와 이에 의한 후류 등이 발생하므로 유동의 점성에 의해 발생하는 마그누스 효과가 증대 될 것으로 예상되었다. 따라서 직접 풍동과 실린더, 마그 누스수레를 제작하여 풍동실험을 진행했고 CFD프로그램을 사용하여 풍동실험의 신뢰도를 검증하고 유동해석을 진행해 마그누스힘 증대원인을 분석하였다. 주제어: 로터쉽(rotor ship), 마그누스효과, 풍동, CFD프로그램, 설명모델
최근 비대면으로 소통하는 경우가 증가하고 있다. 비대면 화상 회의 플랫폼들은 편리하다는 장점이 있지만, 음질이 불안정하다는 등의 단점도 존재한다. 이러한 불편함을 없애는 방법을 고민하던 중 푸리에 변환을 이용한다면 음성 데이터를 처리할 수 있다는 사실을 알게 되었다. 이에 부자연스럽게 들리는 소리를 푸리에 변환을 통해 가공하는 방법에 대해 탐구하기 위해 해당 연구를 진행하게 되었다. 본 연구를 통해 온라인 회상 회의 플랫폼의 부자연스러운 음질을 보완하고 해결할 뿐 아니라 여러 소리가 섞여 있는 상황에서 특정 음성 데이터를 추출하고 목적에 따라 특정 음성 데이터만을 선택적으로 가공하는 작업에 응용할 수 있을 것이다. 주제어: 푸리에 변환, 음성 데이터 처리
바람 등 저항이 존재하는 실제 상황에서 사람이 빠르게 표적을 명중할 수 있게 해주는 오조준 기술을 연구하고, 이를 적용한 강화학습 로봇을 구현하고자 한다. 강외탄도학의 탄도 방정식을 이용하여 탄도의 궤적에 대한 수리모델링을 진행하고, 아두이노와 라즈베리파이 등의 임베디드시스템을 활용 하여 오조준 기술을 적용한 강화학습 로봇을 제작한다. 주제어: 강화학습, 로봇, 오조준, 사격, 수리모델링
이 연구은 DFT 또는 FFT 과정에서 샘플링 해 놓은 지점들을 지나도록 하는 기존의 DFT, FFT에서 벗어나 푸리에 변환에서 생략되는 푸리에 급수의 고주파수 항들의 영향력을 기하급수적으로 줄인다. 이를 통해 좀 더 올바른 연립방정식을 세워서, 실제 이상적인 푸리에 변환에 가까운 진폭 데이 터들을 내놓게 한다. 구체적인 방법으로, 적분을 하여 진폭들이 정현파의 주파수가 커질수록 적분과 정에서 앞으로 나와 곱해지는 주파수의 역수들을 통해서 주파수가 높을수록 방정식에서 영향력이 줄어들게 한다. 이를 통하여, 주파수가 높아서 푸리에 변환에 누락 되었던 항들의 영향력을 감소시켜 최대한 수학적으로 이상적인 푸리에 변환의 결과와 비슷한 출력을 내놓도록 할 것이다. 이에 따라 항의 개수가 올라더라도 기존의 푸리에 변환의 계수만큼 변동이 심하지 않은 것 등의 특징이 있을 것으로 예상된다. 주제어: FFT, DFT, 적분, 푸리에 급수
수업 중 등장하는 그래프는 정확하고 빠르게 필기하기 어렵고, 그래프를 그리는 것에 집중하다 수업을 따라가지 못하는 상황이 일어난다. 이런 상황을 해결하고자 그래프 사진을 찍으면 깔끔하게 만들어주는 프로그램을 만들었다. 첫 번째, 그래프를 이진화한다. 두 번째, 그래프들을 분리하기 위해 필터로 부분의 특징을 얻어내는 합성곱 연산의 아이디어를 가져와서 판서 내용을 따라가게 하였고 합성곱 라인트레이스 방식을 고안하였다. 사진 일부분에 각도를 알아내는 필터를 적용하여 이를 따라간다. 세 번째, 나눠진 그래프의 점을 회귀한다. 이 과정에서 매개변수 방정식을 사용하였고 시점과 종점을 항상 지나는 형태로 식을 정하여 회귀하였다. 마지막으로 그래프를 찍은 사진을 매끄 러운 그래프로 쉽게 전환할 수 있게 하였다. 주제어: 컴퓨터 비전, 모폴로지 연산, 합성곱 필터, 필기 보조, 판서 그래프 추출
게임에 쓰이는 카드(이하 Trump Card)를 각도를 주어 가볍게 던지면 회전하며 날아간다. 이 때 카드가 일정한 조건을 만족할 때 원래 있던 자리로 되돌아오게 된다. 이 때 이 현상이 발생하는 원인과, 현상을 결정하는 물리량의 관계를 정리하기 위해 본 연구를 진행하였다. 본 연구의 목적은 카드가 되돌아오는 이유를 물리적 으로 설명하고 실험을 통해 확인하며 각속도와 선속도 던지는 각도의 관계를 수식적으로 계산하고 이를 분석해 실제 상황에서 Trump 카드에 미치는 외부 요인이 무엇이 있는지 밝혀내는 것이다. 주제어: 회전관성, 발사각, 오일러 각
편서풍 파동이 생성되는 요인 중 하나로 지형 효과가 있다. 이에 지형이 달라진다면 편서풍 파동의 양상이 달라질 것이라 예상하였고, 이에 변화를 정량화시키고자 하였다. 따라서 본 연구에서는 회전 원통 실험장치로 지형의 여러 조건에서의 편서풍 파동의 모습을 확인하고, 이를 분류하는 실험을 진행하였다. 기존의 회전원통 실험 장치뿐만 아니라 직접 회전원통 실험 장치를 제작하여 실험을 진행하고자 하였다. 현재 실험 장치를 통해 로스비파를 나타낼 수 있는 환경을 마련하였으며, 추후 지형을 제작하여 본 실험을 진행하고, 실험 결과를 시각화하여 정량화하는 과정이 필요하다. 본 연구를 통해 편서풍 파동의 모양만 보고도 지형을 유추할 수 있는 지표가 마련될 것으로, 외계 행성의 지형을 유추하는 데에도 사용될 수 있을 것으로 예상된다. 주제어: 편서풍 파동, 지형 효과, 실험 기기, 로스비파
이 연구는 원분 다항식의 특성과 응용 가능성에 대해 다룬다. 원분 다항식은 1의 원시 n제곱근을 근으로 가지는 다항식이다. 원분 다항식은 정수 계수의 기약 다항식이며 소수의 배수성에 있어서도 특수한 성질을 가진다. 원분 다항식의 성질을 이용하여 n으로 나눈 나머지가 1인 소수가 무한히 많음을 2가지 방법으로 보인다. 또한 원분다항식에서 이용했던 복소평면을 확장하여 사원수로 공간의 위치를 표현하고 회전 연산을 구현한다. 마지막으로 복소평면에서의 연산을 공간상에서 사원수로 구현한다. 주제어: 원분다항식, 디리클레 방정식, 정수론, 사원수
썰매는 다양한 연령층이 즐기는 활동이다. 그러나 재미를 느끼기 위해 무리하게 속도를 높이다가 안전사고로 이어질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 특정 가속도 및 속도의 구간에 최대한 빨리 진입하여 유지하도록 하는 것이 목표이다. 썰매의 속도에 영향을 주는 요인은 크게 마찰력, 공기 저항 력으로 나눌 수 있다. 따라서 저항을 주기 위한 날개 장치를 관성과 용수철의 탄성으로 진동시켜 조절하고, 저항 장치를 이용하여 바람에 의하여 날개의 각도를 조절할 수 있도록 하였다. 이를 간이 썰매에 적용시켜 실험하였고, 풍속에 따른 저항의 크기가 지수함수 꼴로 증가하는 것으로 보아 풍속에 의한 저항을 성공적으로 증가시켰다고 볼 수 있다. 하지만 관성에 의한 장치는 실험적 환경에 의하여 보완이 필요한 것으로 관측된다. 주제어: 썰매, 저항 장치, 풍속, 날개 장치
본 연구의 목적은 슬릿을 통과하는 유동 굴절 현상 해석하는 것이다. CFD, 풍동 실험을 통해 유동 굴절 현상이 발생하는 원인이 정체지점 형성으로 인한 국부적인 압력 상승과 역압력구배로 인한 유동 박리라는 것을 밝혀내었다. 이후 Stratford의 이론을 이용하여 슬릿과 인접한 영역에서 유동 박리면의 접선의 기울기가 (*공식 [붙임파일 초록 참조])와 같이 표현되며, 이는 Reynolds numbers(이하 Re)에 의존한다는 것을 알아내었다. 이를 통해 유동 박리 현상에서의 굴절각이 Re에 의존할 것이라고 예상하였다. CFD를 통해 유동 굴절각이 Re가 증가함에 따라 증가후 감소 경향을 보인다는 것을 수치해석적으로 구하였으며, 풍동 실험을 통해 검증하였다. 주제어: 유체역학, 굴절, 유동 박리, 풍동 실험, CFD
본 연구는 문제가 되고있는 미세플라스틱이 우리나라 주변 해양에 어떻게 분포할지를 한반도 주변의 해저지형 모델과 해류 시뮬레이션을 통해 알아보기 위해 시작되었다. 본 연구는 우리나라 주변, 특히 서해에서 어떤식으로 미세플라스틱이 흘러가고 분포하는지에 대한 지도를 제작하고, 그것이 사람들에게 어떤 피해를 가져올지에 대한 예측 모델을 생산하는 것이 목적이다. 바다에 버려지는 많은 인류의 쓰레기는 최근 큰 관심을 받고 있으며, 모두가 함께 해결해야하는 문제이다. 본 연구를 진행함으로써 우리나라 주변의 해류가 서해에서 미세플라스틱을 옮기는 경로와 그 속의 미세플라스틱의 양에 대한 분석, 그로 인해 얼마나 많은 해양생물에 미세플라스틱이 남아있는지 정량적으로 알아낼 수 있을 것으로 기대한다. 주제어: 해류, 미세플라스틱, 시뮬레이션, 모델링
새집증후군은 아파트 신축과 관련하여 지속적인 건강 문제로 대두되고 있다. 이 증후군의 주요 원인은 휘발성 유기 화합물(VOCs)로 Formaldehyde(FA)가 가장 큰 영향을 미치고 있다. 그러나 상용화된 FA 검출 센서는 높은 가격으로 인해 접근성에 한계가 있다. 이에 따라, 우리는 FA 검출을 위해 비용 효율적이고 고감도인 로다민 6G 유도체를 이용한 형광센서를 개발하였다. 농도, pH, 온도 변화 등 다양한 조건에서 기체 상태의 FA를 효과적으로 검출할 수 있도록 하이드로겔 형태로 상용화함으로써 이 기술을 더욱 발전시키는 것을 목표로 하고 있다. 이 방법은 현재의 한계를 해결 하고 새로운 주택 환경에서 FA 노출을 확인하고 관리하는 데 널리 사용될 수 있는 실용적인 해결 책을 제공할 수 있을 것이다. 주제어: 새집증후군, Rhodamine 6G, 형광센서, Agarose Hydrogel