곡면 배열 트랜스듀서의 최적 설계

김회용,노용래,Kim, Hoe-Yong,Roh, Yong-Rae 한국음향학회 2012 韓國音響學會誌 Vol.31 No.1

본 연구에서는 등각, 등간격 및 측지선 돔 (geodesic dome)형태로 배열된 곡면 배열 트랜스듀서에 대해서, 음원 간격, 음원 개수 등과 같은 배열 구조 변수들에 따른 방사패턴의 변화 경향성을 분석하였다. 또한 그 결과를 바탕으로 통계적 기법인 다중 회귀 분석을 이용하여 부엽의 크기 및 빔 폭을 설계 변수들의 함수로 도출하였다. 나아가 최적화 기법인 GA (genetic algorithm)법을 이용하여 각 방향에 대한 빔폭이 주어진 조건을 만족하며 가장 작은 부엽의 크기를 가지도록 설계 변수들의 최적화를 수행하였다. 최적화 결과를 바탕으로 세 가지 곡면 배열 구조 가운데 곡면 배열 트랜스듀서의 최적 배열 구조로 등간격 배열구조를 선정하였다. In this research, we have analyzed the trend of radiation pattern variation in relation to the change of design variables such as source interval and source number for conformal array transducers arranged in equi-angle, equi-interval, and geodesic dome forms. Through statistical multiple regression analysis of the results, we derived functional forms of the side lobe level and the beamwidth in terms of the design variables. Futhermore, the structure of the array transducer was optimized to achieve the smallest side lobe level while satisfying the requirements on beam width by the GA (genetic algorithm) method. Based on the optimized results, we have determined the equi-interval form as the optimal array geometry among the three conformal array geometries.

곡면 배열 트랜스듀서의 방사 특성 해석

김회용,노용래,Kim, Hoe-Yong,Roh, Yong-Rae 한국음향학회 2010 韓國音響學會誌 Vol.29 No.7

The radiation pattern of conformal transducers installed on a curved surface is likely to be complicated depending on the array pattern on the curved surface. In this research, the acoustic sources constituting a conformal transducer are arrayed in equi-angle, equi-interval, and geodesic dome forms, and the radiation pattern function of each of the array geometries has been derived, and therewith the radiation pattern has been analyzed for each array geometry. Based on the analysis result, we have determined the equi-interval array geometry that provides the widest beam width with the lowest side lobe level among the three array geometries. Results of the present work are expected to be utilized to the design of conformal transducer structures. 곡면에 지지된 음원의 경우 음원의 배열 방식에 따라 방사되는 음장이 매우 복잡한 특성을 가진다. 본 연구에서는 곡면 배열 트랜스듀서를 구성하는 음원을 등각, 등간격 그리고 geodesic dome 형태로 배열하여, 각각의 배열 방식에 따른 음향 방사 패턴 함수를 유도하고, 그에 따라 방사 패턴을 해석하였다. 해석 결과를 바탕으로 3가지 배열 방법 가운데 상대적으로 주엽의 빔 폭이 크고 부엽의 크기가 작은 경향을 보이는 등간격 배열을 곡면 배열 트랜스듀서의 구조로 선정하였다. 본 연구 결과는 곡면 배열 트랜스듀서의 구조 설계에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Tonpilz 트랜스듀서에 적용 가능한 전면추 형상에 따른 방사 패턴 해석

김회용,노용래,Kim, Hoe-Yong,Roh, Yong-Rae 한국음향학회 2010 韓國音響學會誌 Vol.29 No.7

Tonpilz 트랜스듀서의 방사 패턴은 구조 변수들에 의해 많은 영향을 받는다. 본 연구에서는 단일 모드 Tonpilz 트랜스듀서에 대해서 동일한 유효 면적을 가지는 다양한 전면추 형상에 따른 방사 패턴을 계산하였다. 트랜스듀서의 전면추 형상은 가장 많이 사용되는 원형과 정삼각형, 정사각형, 정육각형 및 정팔각형에 대해 분석하였으며, 각 형상에 대해 방사 패턴 수식을 유도하였다. 유도한 수식을 바탕으로 전면추 형상과 크기에 따른 방사 패턴의 변화를 해석하고, 서로의 특성을 비교하였다. 계산 결과의 타당성은 유한 요소 해석을 이용하여 확인하였다. The radiation property of a Tonpilz transducer is influenced by the structural variables of the transducer. In this study, with respect to a single mode Tonpilz transducer, the radiation patterns were calculated for different head mass geometries of the same effective radiation area. The shapes of the head mass analyzed were the most popular circular, regular triangular, square, regular hexagonal and regular octagonal types, and radiation pattern equations were derived for each of the head mass shapes. Based on the derived equations, radiation patterns in accordance with the shape and size of the head mass were calculated and the results were compared with each other. Validity of the calculation results were confirmed by means of finite element analysis.

의료 영상진단용 초음파 어레이 센서의 최적설계 및 특성해석

김회용,노용래,Kim, Hoe-Yong,Roh, Yong-Rae 한국음향학회 2008 韓國音響學會誌 Vol.27 No.6

The performance of an ultrasonic array sensor is determined by the properties of constituent materials and the effects of many structural parameters. In this study, with the finite element method, variation of the performances of an ultrasonic array sensor was analyzed in relation to its structural variables. Based on the analysis result, the structure of the ultrasonic array sensor was optimized to provide the highest sensitivity while satisfying such requirements as fractional bandwidth, center frequency and -20 dB pulse length. The optimization was carried out with the SQP-PD method for a target function composed of the ultrasonic array sensor performance. The optimized ultrasonic array sensor satisfied all the required specifications to be applicable to medical imaging diagnosis. The design technology in this paper can be utilized for other ultrasonic array sensors of a similar structure. 초음파 어레이 센서의 성능은 구성 불성과 많은 구소 변수들에 의해 결정된다. 본 연구에서는 유한 요소해석을 통하여 구조적인 변화에 따른 초음파 어레이 센서의 성능변화를 해석하였다. 해석 결과를 기초로 하여 초음파 어레이 센서가 주파수 대역폭, 중심 주파수 그리고 -20 dB pulse length와 같은 요구 사항을 모두 만족시키며 최대의 감도를 가지도록 구조를 최적화하였다. 최적화 방법으로는 초음파 어레이 센서의 성능을 목적 함수로 하는 SQP-PD 방법을 사용하였다. 최적화된 초음파 어레이 센서는 의료 영상 진단에 적용되기 위한 모든 요구 조건을 만족하였으며, 본 설계 기술은 유사한 형태의 다른 배열형 초음파 센서에 응용 가능하다

수용가 변전소의 디지탈 보호 계전 시스템 개발

김영남(Y.N. Kim),허노재(N.J. Heo),백정현(J.H. Baek),김진기(J.K. Kim),김회용(H.Y. Kim),이진(J. Lee),김일선(I.S. Kim) 대한전기학회 1992 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.1992 No.7

한국 어린이 철학교육의 발전 방안 모색

김회용(Kim, Hoy-Yong) 한국교육사상연구회 2008 敎育思想硏究 Vol.22 No.3

본 연구는 한국사회에서 진행되어 온 어린이 철학교육을 반성하고 비판적으로 검토하여 발전방안을 모색하는데 연구의 목적을 두었다. 한국 어린이 철학교육의 모델이 되고 있는 것은 Lipman의 ‘어린이를 위한 철학교육’이며, Lipman의 어린이 철학교육은 최근 전세계적으로 보편화되고 있는 어린이 철학교육의 상징으로 성장하였다. Lipman의 어린이 철학교육과 달리 한국 어린이 철학교육의 성장은 크게 뚜렷하지 못하다. 개념이나 논리 중심의 IAPC 교재를 번역하여 소개하는 수준에 머물렀고, 어린이들의 적극적 참여를 유도할 수 있는 방법론 개발에 실패했기 때문으로 파악된다. 한국 어린이 철학교육의 활성화를 위해서는 교재가 개념 중심에서 문제 중심으로, 논리 중심에서 맥락 중심으로 그리고 어린이들의 삶과 관련된 내용으로 변화되어야 한다. 또한 PBL이나 Action Learning 등 어린이들의 적극적 참여를 유도할 수 있는 방법적 보완이 필요하다. The purpose of this study is to reflect, examine critically and facilitate philosophy for children in Korea. The philosophy for children in Korea is affilitated with the IAPC(Institute for the Advancement of Philosophy for Children) which has been largely responsible for the proliferation of philosophy for children programs in schools and other settings around the world. Although the program in Korea often collaborates with the IAPC, we couldn't find any substantial evidence that it will succeed. The curriculum and teaching method of the IAPC doesn't quite fit students in Korea, not because of the lack of interest on the part of the students but because of the translations which reflect foreign cultural values and so don't arouse the students' interests. To facilitate philosophy for children in Korea, the curriculum was focussed on problems which students faced instead of philosophical concepts. It should deal with children's stories, interests and lives, too. New methods such as PBL(problem based learning) or Action Learning are to be added for children to actively participate in a philosophy program. The studies of philosophy for children are to be done much more systematically, and a research society should be founded for researchers who are mainly interested in philosophy for children in Korea.

대안 초등학교에 관한 논의

김회용(Kim, Hoy-Yong),박창언(Park, Chang-Un) 한국교육사상연구회 2006 敎育思想硏究 Vol.18 No.-

이 글은 법령 개정으로 정규 학교로 인가 받을 것으로 예상되는 전일제 대안 초등학교를 둘러싼 쟁점들을 논의하였다. 2001년에 등장한 이래 2005년 현재 18개로 확대된 대안 초등학교는 대안교육의 저변 확대와 법령 개정 등으로 인해 그 수가 보다 확대될 전망이다. 초등학생에게 전일제 대안학교가 필요한 본질적 이유는 공교육의 획일성과 특정 이념 주입에 따른 사상 및 지적인 자유의 제한 가능성 때문이다. 현행 법 체제에서 대안 초등학교가 위반하고 있는 법령은 헌법과 교육기본법에 규정된 ‘의무교육’ 조항이 아니라 초․중등 교육법에 규정된 ‘의무취학’ 조항이다. ‘의무교육’의 제정 취지는 수학 연한의 준수 보다는 교육의 질적 수준 보장에 있다고 보기 때문에, 대안 초등학교 진학을 법률 위반으로 간주하는 ‘의무취학’ 조항은 헌법의 취지에 부합한다고 볼 수 없다. 그리고 개인의 자유를 존중하는 대안학교의 특성을 고려할 때, 대안 초등학교 교육의 질적 수준을 유지하기 위해서는 자유의 개념을 엄격히 적용하여 무학습의 자유와 같은 문제를 사전에 방지할 필요가 있다. In this paper, I discussed on the necessities, disputes over a compulsory education law, and freedom not to learn of the alternative elementary schools. Early libertarians believed public educational systems would eventually limit freedom of thought and create uniformity of ideas that are necessary to the progress of society. These warning were the main reasons for founding alternative elementary schools. There have been disputes whether alternative elementary schools violate a compulsory education law or not since they were founded. Strictly speaking, the schools were not violate the compulsory education law in the constitutional law but the compulsory schooling law in the educational law for the primary & secondary schools. Because the latter run counter to the spirit of establishing the former, I came to the conclusion the students in the alternative elementary schools didn't violate laws over compulsory education. The alternative schools will be plagued by the problem that the word "free" was primarily being associated with the freedom for children to learn or not to learn. Therefore the word "free" should be limited to the strict meaning for providing the better education than that of public schools.

탐구공동체 수업에서 교사와 학생이 경험하는 어려움 및 변화․발전에 대한 사례 연구

김회용(Kim, Hoy-Yong) 한국교육사상연구회 2005 敎育思想硏究 Vol.17 No.-

The purpose of this study is to investigate the classes using the community of inquiry in an elementary school. This case study examined an elementary teacher's attitude to the classes during her preparation for community of inquiry. This study also described the teacher's and students' difficulties as well as the developmental process appeared in their strenuous efforts in the classes. For the qualitative data collection, the 5th grade classroom participated in the philosophy program was observed for 34 weeks, and the teacher and students were interviewed to check effects of it. Analysis of the data showed that the teacher emphasized it would help students to develop skills to converse with others and higher-order thinking ability, to concern about others, to improve sense of community and an ability to judge uprightly. But in the beginning of the classes, both teacher and students showed difficulties in managing and developing the abstract talks. As the classes were moved on, however, both teacher and students were able to make significant progress on their philosophical discussion and discourses through their strenuous efforts to use on-going abstract talks. Finally, the students showed not only the ability to deeply think about and discuss the philosophical topics, but also the overall improvement of communicating, sharing, and discussing of their abstract ideas based on philosophical evidence and reasoning. According to the result of this study, it was found that more opportunities were given to students to learn the program continuously and systematically. Though there were many difficulties in proceeding this study for students who had never participated in the class based on philosophical background, the classes of this type should be encouraged and spread to more students. 이 글은 초등학교 5학년의 탐구공동체 수업 사례를 통하여, 탐구공동체 수업에서 교사와 학생이 경험하는 어려움, 변화 및 발전 과정에 대하여 연구하였다. 탐구공동체 수업에 대한 교사의 높은 기대 및 철저한 준비에도 불구하고 초기 수업은 난해한 교재내용, 교사의 추상적 질문, 근거를 요구하는 발표 등으로 인해 주제선정, 토론규칙 위반, 발표 편중 등의 문제를 노출시켰다. 수업 초기의 이러한 어려움은 후반부 수업에는 상당 부분 개선되었다. 학생들의 주제선정과 근거를 수반한 발표 능력이 향상되었고, 발표 편중 현상도 완화되었으며, 추상적이었던 교사의 질문도 보다 구체화되었다. 그러나 발표 내용보다 개인적 친분에 따른 학생들의 차별적 공감 문제가 여전하였고, 시간이 흐를수록 학생들 사이의 발표 내용의 질적 차이가 보다 심화되는 문제도 발생했다. 1년간의 탐구공동체 수업으로 인한 가장 큰 변화는 난해한 교재 내용을 함께 읽고, 주제를 선정하고, 토론하며, 공동으로 정한 규칙을 준수하는 등 교실이 사고하는 공동체로 변화되고 있다는 것이었다. 탐구공동체 수업의 성공적 정착을 위해서는 학생들을 탐구 및 토론의 장으로 인도할 교사의 능력 신장을 위한 교사 교육과 학생들의 독해력 향상을 위한 노력들이 동반되어야 할 것이다.

초등학교 인격교육에 관한 논의

김회용(Hoy Yong Kim) 한국초등교육학회 2000 초등교육연구 Vol.13 No.2

This study was to discuss on character education in elementary schools. Character education, as old as education itself, is a wide tent, covering a variety of approaches to building good character. Moral education goes through cycles. It oscillates between teaching moral principles and moral virtues. In the past few years character education has emerged as the leading term for school efforts to implement programs in the area of moral values, ethics and citizenship education. Advocates of character education believe the breadth and directness of their approach offer the most promising response to the social-moral problems that beset modem societies. There are at least three compelling reasons why all schools should be engaged in character education. The first is that we need good character to be fully human The second is that schools are better places for moulding good characters. The third is that it is essential to the task of building a moral society. Character education is based on virtue ethics which is a very old view. But many moral education theories like Lawrence Kohlberg rejected the virtues approach to moral education, criticizing it `bag of virtues` approach But the recent supporters for character education call for balance and harmonies between affect and cognition. Character education had many problems inherently, such as moral idealism, conservatism, indoctrination, ambiguous and not certain waning. And also it will not be easy to have full realization of character education, considering current situations of Korean elementary schools. Those required to achieve all the goals of character education were moral theories harmonizing virtue ethics and duty ethics, and proper roles of all the related persons with child, such as teachers, a principal, parents, peers. In the elementary school, the methods for character education have to differ from age, grade and subject.

철학적 탐구공동체 활동에 기반한 영재리더십 프로그램 효과 연구

김회용(Kim, Hoy-Yong),박수홍(Park, Su-Hong),홍광표(Hong, Kwang-Pyo),박운형(Park, Un-Hyung) 한국교육사상연구회 2009 敎育思想硏究 Vol.23 No.2

본 연구는 최근 영재리더십 분야에서 강조되고 있는 ‘함께하는 리더십’을 철학적 탐구공동체 활동을 통해 신장시키고자 하였다. 이를 위해 철학적 탐구공동체 활동에 PBL과 Action Learning 기법을 활용한 영재리더십 프로그램을 한국과학영재학교 신입생을 대상으로 적용하였다. 영재리더십 프로그램의 목표인 자기관리, 타인배려, 협력적 문제해결 능력 달성 여부에 대해 학생들과 프로그램을 진행한 강사들은 자신을 성찰하고 리더의 개념을 재정립하는 좋은 기회가 되었으며, 타인에 대한 배려와 공동체의 중요성을 인지하는 등 프로그램의 주요 목표 달성에 효과적이었음을 밝혔다. 또한 쓰기와 발표 능력 신장과 문제 해결 능력 향상에도 도움이 되었다고 했다. 그러나 영재를 대상으로 한 리더십 프로그램으로 정착되기 위해서는 프로그램의 전문화 및 특성화가 강화되어야 하며, 강사의 역량 강화를 위한 체계적인 교육의 보완이 시급함을 알 수 있었다. 그리고 학생들의 생활을 토대로 한 문제 상황에 철학적 접근이 보다 강화되어야 하며, 학생들의 흥미를 유발할 수 있는 교육방법의 보완이 필요하였다. This study is aimed at improving “team leadership”, which is an emerging concept in the field of gifted children’s leadership, through the use of “community of philosophical inquiry.” Previous efforts using community of philosophical inquiry that were criticized from the perspective of content and methods were subsequently modified with the assistance of “PBL” and “Action Learning” techniques. As such, this research was carried out in order to develop a gifted children's leadership program based on the principles of community of philosophical inquiry. Through implementation of the program, the intended goals of self-management, consideration for others and collaborative problem solving proved to be met. The teacher and students in the interview perceived the program as being effective for developing self-reflection, re-establishing the concept of leadership, taking care of others and recognizing the importance of community. They also stated that the program was helpful in improving their writing and speech abilities. However, for the program to be definitively used in the future as a “leadership program for gifted children”, it needs to be further specialized. Whereas teachers and students who experienced the program first-hand reported that they emphasized with the intended goals of the program, they also pointed out that there were some weaknesses to be addressed, such as the training of instructors, lack of philosophical approaches for problematic situations and lastly lack of an effective methodology for motivating students.