Analysis as Ethics: Experiments with Music Loving

Luong, Vivian W ProQuest Dissertations & Theses University of Mich 2019 해외박사(DDOD)

In response to critiques of music theory following Joseph Kerman’s “How We Got Into Analysis and How to Get Out,” theorists often hail the virtues of analysis to defend our position in music studies. In addition to enriching musical experience and our sense of self, analysis matters because it involves a concern with caring for and understanding music on its own terms. My dissertation expands on the ethical potential implied in this last argument for analysis. Drawing on feminist music theory, I propose that we can locate this potential in the very relationships that animate analysis: music loving. Taking seriously this pervasive yet under-theorized concept, I consider how we might rethink music loving to better articulate the ethics of our work. In chapter one, I explore how music theorists frame the purpose of analysis in the stories we tell about our discipline. These narratives, I argue, locate an analytical ethics in the separation of music from context, which I liken to Lauren Berlant’s notion of cruel optimism—strategies of hope that cause harm rather than good. This dissertation then offers other stories that reconsider how analysis can make better subjects and worlds. Chapter two draws together the two central frameworks of this project—feminist music theory and new materialisms. In particular, I focus on Suzanne G. Cusick and Marion A. Guck’s writings on our embodied relationships with music, in which music acts on us and generates pleasure that motivates our scholarship. These writings present a way into a new materialist ethics that acknowledges the dynamic flow of agency across human and nonhuman bodies, such as musical works.Chapter three expands the concept of love to theorize this version of ethics. First, I demonstrate how a particular image of love as an interaction between only two bodies—the theorist and the music—remains at the core of our understanding of analysis and its purpose. Then, in order to more adequately answer feminist music theory’s call for diverse accounts of music, I propose another version of love. I draw on Deleuze and Guattari as well as new materialist expansions of their work to redefine love as a relationship among assemblages—heterogeneous networks of bodies, forces, and things. In the context of music theory, this kind of analytical loving would involve analysts, recordings, scores, theoretical apparatuses, and many other things. Through grappling with this idiosyncratic understanding of love, I suggest that theorists could experiment with the production of new disciplinary practices and ethics.Chapter four offers analytical writing from this philosophical orientation. I draw on affect theory and anthropology to demonstrate how affective autoethnography serves as a valuable method. In a series of autoethnographic vignettes about making a Schenkerian analysis of J. S. Bach’s Prelude in B-flat Minor, BWV 891, I perform the ethos of experimental music loving, evoking jolts of joyous potential and paranoid scholarly habits that strike during analysis.Chapter five concludes by situating this loving ethics of analysis alongside recent perspectives on the effects of music scholarship. Referencing musicology’s reparative turn toward questions of ethics, love, and care, I argue that music theory’s analysis-oriented ethics offers special insight in these conversations. From this site of commonality, we can collaborate on new stories about the value and sustainability of music studies.

Analysis and validation of dynamic thermal energy for greenhouse with geothermal system using field data

이성복 서울대학교 대학원 2012 국내석사

At this situation that ever-soaring oil price and increasing the size and area of controlled horticulture, calculation of appropriate size of facilities for heating and cooling system is a task which should be preceded necessarily from an aspect of reasonable farm design, management and energy saving. This study is a basic study which applies BES technique to greenhouses in agricultural field, the contents of analyzing the heating and cooling characteristics of greenhouse were dealt. First, the design method of greenhouse model was sought using TRNSYS that is one of BES programs and the verification of that was conducted. And, based on verified greenhouses, it modeled widespan-type and venlo-type greenhouse which are typically used in the domestic and aimed to compare and analyze characteristics of energy loads by applying weather data for 1 year in 2010 in 6 regions. With this, it aimed to realize geothermal energy system which is being recognized as an alternative energy source in controlled horticulture industry using BES and performed its analysis. As a result of comparison with greenhouse design model using TRNSYS and field experiment data, the vertical model that divides the zone to vertical direction along multi-span of greenhouse showed good agreement both qualitatively and quantitatively. All of the verification was 5.2 and 5.5 %, respectively. As the results of performing the load calculation of widespan-type and venlo-type greenhouse that is the representative domestic greenhouse and 6 domestic regions using BES simulation, seasonal heating load was higher from Chuncheon, high latitude to Jeju a low latitude about 11∼49 %. On the contrary, the seasonal cooling load showed lower as it goes from low latitudes to high latitudes. Among them, the case of Daegu where has the topographical characteristic of basin-shape calculated the highest load, and the low loads of about 6, 12, 19 and 22 % each showed in sequential order of Jeonju, Cheongju, Suwon and Chuncheon based on Daegu. And, regarding the load difference between two greenhouses for each region, venlo-type greenhouse whose volume is relatively large was computed as higher by about 3∼8 % in case heating and about 5∼6 % in case cooling than widespan-type. Maximum heating and cooling load appeared similar to the tendency of seasonal load and maximum cooling load appeared at the different time in the simulation in case of maximum cooling load not like actual highest temperature. As the results of comparing between dynamic analysis method and static analysis method, both widespan-type and venlo-type were computed as low by about 30∼36 % and 27∼33 % in dynamic analysis method and they were computed as low by about 44∼49 % and 43∼47 % in dynamic analysis method as well, and it could be guessed that the facilities were overestimated through load estimation of greenhouse so far. Geothermal energy system of greenhouse was simulated using BES. The simulation result was validated through the comparison with the installation capacity of geothermal energy system of Top-green greenhouse. Based on the criteria to install the geothermal system (70 % of the maximum heating loads), it generates about 5 % of errors. Also, when the quantity of heat generated for 1 hour by the geothermal energy system through simulation with the installation capacity of the geothermal energy system in the target greenhouse, it generates about 6 % of errors. In this study, it was recognized that it can be applied to greenhouse that is the agricultural facility by using BES simulation and the more accurate energy consumption of interior greenhouse could be grasped efficiently through the comparison with existing energy analysis method. And, as the example of applying and simulating geothermal energy system to greenhouse by using BES, it is expected that more accurate and predictable simulation method can be applied to greenhouse by simulating various new renewable energies and facility system as well as geothermal energy. It is considered that the reliability of BES method can be risen through the further studies that seek the energy load characteristic of actual greenhouse such as ventilation, warm curtain and crops and can used as the important technology for the calculation of energy load for building up the optimal environment of heating and cooling facilities of greenhouse.

Analysis and reliability evaluation of biomolecular materials and inorganic nanomaterials through machine learning

Lee, Byoungsang Sungkyunkwan University 2022 국내박사

Although transmission electron microscopy (TEM) may be one of the most efficient techniques available for studying the morphological characteristics of nanoparticles, analyzing them quantitatively in a statistical manner is exceedingly difficult. Herein, we report a method for mass-throughput analysis of the morphologies of nanoparticles by applying a genetic algorithm to an image analysis technique. The proposed method enables the analysis of over 150,000 nanoparticles with a high precision of 99.75% and a low false discovery rate of 0.25%. Furthermore, we clustered nanoparticles with similar morphological shapes into several groups for diverse statistical analyses. We determined that at least 1500 nanoparticles are necessary to represent the total population of nanoparticles at a 95% credible interval. In addition, the number of TEM measurements and the average number of nanoparticles in each TEM image should be considered to ensure a satisfactory representation of nanoparticles using TEM images. Moreover, the statistical distribution of polydisperse nanoparticles plays a key role in accurately estimating their optical properties. We expect this method to become a powerful tool and aid in expanding nanoparticle-related research into the statistical domain for use in big data analysis. In biological systems, a few sequence differences diversify the hybridization profile of nucleotides and enable the quantitative control of cellular metabolism in a cooperative manner. In this respect, the information required for a better understanding may not be in each nucleotide sequence, but representative information contained among them. Existing methodologies for nucleotide sequence design have been optimized to track the function of the genetic molecule and predict interaction with others. However, there has been no attempt to extract new sequence information to represent their inheritance function. Here, we tried to conceptually reveal the presence of a representative sequence from groups of nucleotides. The combined application of the K-means clustering algorithm and the social network analysis theorem enabled the effective calculation of the representative sequence. First, a “common sequence” is made that has the highest hybridization property to analog sequences. Next, the sequence complementary to the common sequence is designated as a ‘representative sequence’. Based on this, we obtained a representative sequence from multiple analog sequences that are 8–10-bases long. Their hybridization was empirically tested, which confirmed that the common sequence had the highest hybridization tendency, and the representative sequence better alignment with the analogs compared to a mere complementary. 투과전자현미경(TEM)은 나노입자의 형태학적 특성을 연구하는 데 가장 효율적인 기술 중 하나이지만, 이를 통계적으로 정량적으로 분석하는 것은 매우 어렵습니다. 여기에서 우리는 이미지 분석 기술에 유전 알고리즘을 적용하여 나노 입자의 형태의 질량 처리량 분석 방법을 보고합니다. 제안된 방법은 99.75%의 높은 정밀도와 0.25%의 낮은 오탐율로 150,000개 이상의 나노 입자를 분석할 수 있습니다. 또한, 다양한 통계 분석을 위해 유사한 형태학적 형태의 나노 입자를 여러 그룹으로 군집화했습니다. 우리는 최소 1500개의 나노입자가 95%의 신뢰할 수 있는 간격에서 나노입자의 전체 집단을 나타내는 데 필요하다고 결정했습니다. 또한 TEM 이미지를 사용하여 나노입자를 만족스럽게 표현하려면 TEM 측정 수와 각 TEM 이미지의 평균 나노입자 수를 고려해야 합니다. 또한, 다 분산 나노 입자의 통계적 분포는 광학 특성을 정확하게 추정하는 데 중요한 역할을 합니다. 우리는 이 방법이 강력한 도구가 되고 나노입자 관련 연구를 빅데이터 분석에 사용하기 위한 통계 영역으로 확장하는 데 도움이 될 것으로 기대합니다. 생물학적 시스템에서 몇 가지 서열 차이는 뉴클레오티드의 혼성화 프로파일을 다양화하고 협력 방식으로 세포 대사의 정량적 제어를 가능하게 합니다. 이 점에서 이해를 돕기 위해 필요한 정보는 각각의 염기서열에 있는 것이 아니라 그 안에 포함된 대표적인 정보일 수 있습니다. 뉴클레오티드 서열 설계를 위한 기존 방법론은 유전자 분자의 기능을 추적하고 다른 것과의 상호작용을 예측하도록 최적화되었습니다. 그러나 상속 기능을 나타내는 새로운 시퀀스 정보를 추출하려는 시도는 없었습니다. 여기에서 우리는 뉴클레오티드 그룹에서 대표적인 서열의 존재를 개념적으로 밝히려고 했습니다. K-means 클러스터링 알고리즘과 소셜 네트워크 분석 정리를 결합하여 대표 시퀀스를 효과적으로 계산할 수 있었습니다. 먼저, 아날로그 서열에 대해 가장 높은 혼성화 특성을 갖는 "공통 서열"을 만듭니다. 다음으로 공통 서열에 상보적인 서열을 '대표 서열'이라고 합니다. 이를 기반으로 8-10 염기 길이의 여러 아날로그 시퀀스에서 대표적인 시퀀스를 얻었습니다. 그들의 혼성화를 실험으로 테스트한 결과, 공통 서열이 가장 높은 혼성화 경향을 보였고, 대표 서열은 유사체와 정렬이 더 우수함을 확인했습니다.

Analysis of the water pressure variation at main points of the Wonju multi-regional water supply system

김현태 성균관대학교 수자원전문대학원 2018 국내석사

Multi-regional water supply systems play important roles in providing the water in metropolitan areas and industrial complexes. However, as most pipes are buried underground, it is very difficult to inspect the pipes visually, or detect an early symptom of abnormality in the pipes. Accordingly, water providers usually install water pressure sensors at necessary points as monitoring means. But, as reservoirs and pump stations operated by various municipalities are located at the end of multi-regional water supply systems, independent and unpredictable operations of individual water providers make it difficult to anticipate water pressure at a certain point. This paper focuses on finding an allowable range of water pressure in the Wonju multi-regional water supply system using EPANET as a simulation tool. First, if the analysis period is assumed to be 0, valve(opened or closed) and pump(operated or stopped) conditions are regarded as the most significant variables to affect water pressure. By applying different respective sets of valve and pump conditions, the variation of water pressure at a certain point can be obtained. This is called single period analysis. Second, assuming the analysis period is 1 year, the water demand of end users and operation rules among reservoir level, valve and pump conditions are considered as predominant variables. The variation of water pressure at a particular point for 1 year can be acquired by inputting the most representative pattern of water demand and operation rule of each reservoir. This is called extended period analysis. Consequently, an allowable range of water pressure is presented by combining the ranges derived from the two analyses. In particular, as the overlapped section between the ranges has higher reliability, it is proposed as ‘primary section’. In a same manner, extra sections are named ‘secondary section’. An alarm system can be proposed in the case water pressure is measured out of ‘primary section’ and ‘secondary section’ for more than 10 minutes, the time estimated by considering the water hammer effect. This should be accompanied by immediate repairs of malfunctioning sensors and location changes of sensors installed behind the valve with low opening rate. 광역상수도는 대도시 및 산업단지에 용수를 공급하는 데 있어 중요한 역할을 담당하고 있다. 하지만, 대부분의 상수도관은 지중에 매설되어 육안조사가 힘들며, 이에 따라 관로이상에 대한 초기징후를 파악하는 데 어려움이 있다. 수도사업자들은 필요한 지점에 수압계를 설치하여 관로 이상유무를 사전에 파악하고자 노력하고 있다. 그러나, 광역상수도 이후에 위치한 지방상수도 시설(가압장 및 배수지 등)의 독립적이고 불규칙적인 운영으로 광역상수도 주요지점에서 수압을 예측하기가 매우 어려운 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 관망해석 프로그램인 EPANET의 두가지 분석기법을 활용하여 원주권광역상수도 주요지점에서의 운영상 적정수압을 제시하고자 한다. 첫째, 분석기간을 0으로 가정하여 밸브 개도여부 및 펌프 작동여부를 수압변동에 결정적인 영향을 미치는 주요변수로 간주하였다. 이후, 밸브 개도여부 및 펌프 작동여부에 따라 파생되는 다양한 조합을 EPANET에 반영하여 광역상수도 주요지점에서 수압범위를 계산하였다. 이러한 분석기법을 단일기간해석이라고 한다. 둘째, 분석기간을 1년으로 하여 수용가 용수수요 및 배수지 운영규칙를 주요변수로 결정하였다. 아울러, 최근 1년 간의 수용가 용수수요 패턴 및 배수지별 운영규칙을 EPANET에 입력하여 분석기간 동안 광역상수도 주요지점에서 수압범위를 구하였다. 이를 확장기간해석으로 정의한다. 결론적으로 각각의 분석기법으로 구한 수압범위를 중첩시켜 광역상수도 주요지점에서 적정수압을 제시하고자 한다. 특히, 중복되는 구간의 경우 높은 신뢰도를 가지므로 “최우선구간”으로, 그렇지 않은 구간은 “차우선구간”으로 설정이 가능하다. 위의 설정을 참고하여 “최우선구간”과 “차우선구간”을 벗어난 수압이 각각 10분 이상 측정시 발동되는 경보시스템을 제안하고자 한다. 아울러, 향후 정확한 수압측정을 위해 오작동이 확인된 수압계의 교체 및 낮은 개도율을 가진 밸브 후단에 설치된 수압계의 위치조정이 필요한 것으로 판단된다.

Analysis of characteristics and kinetics for pyrolysis of vacuum residue and oil sand bitumen

신상철 Korea University 2017 국내박사

Energy demand is mainly known to be influenced by population and economic growth. China has experienced rapid industrialization and economic growth since the market opened to the world. The primary energy consumption, especially fossil energy, of China has increased rapidly because growth of income necessitated more energy. The world has heavily leaned on conventional crude oil as a major source of energy among various energy resources, thus, oil is the most important energy resource. Because of the growing energy demand accompanied by economic growth, the consumption of light transportation fuels, which are required in transportation and industry sectors, has increased. It is anticipated that the demand will continue to increase from 85 million barrels per day (MMbpd) at present to 106 MMbpd by 2030. However, crude oil is a finite resource and its production may be lacked to meet the increasing demand. Therefore, unconventional heavy oils such as oil sand bitumen and extra heavy oil have been emerging as attractive alternative energy resources to conventional oils, because they have the potential to produce transportation fuel and petrochemicals, and there are large amounts of unconventional oil deposits compared to the remaining reserves of conventional oil. As the feedstock becomes heavier, the resulting characteristics represented by high viscosity with high proportion of resident carbon, sulfur, nitrogen and heavy metals can cause several problems in industrial processes, therefore, direct usage is limited. The pyrolysis, one of thermal carbon rejection upgrading processes, is a relatively simple upgrading process that is generally operated under inert and almost atmospheric pressure in the absence of hydrogen. Pyrolysis processes can produce high value-added light oils having reduced viscosity and boiling point, lower contents of sulfur, metals, and other impurities. For the effective utilization and development of pyrolysis processes and reaction units, it is a fundamental and important step to understand the pyrolysis characteristics and obtain kinetic parameters to predict thermal behavior of unconventional heavy oils. In this work, pyrolytic kinetics and the effect of feed and final pyrolysis temperature on the results of reaction such as product yield and properties of the products were examined. First, nonisothermal pyrolysis of vacuum residue (VR) and oil sand bitumen was studied based on a thermogravimetric (TG) analysis. Regardless of the heating rate, the pyrolysis of VR showed approximately 83% total weight loss in a narrow temperature range. Unlike the result of VR, the pyrolysis of oil sand bitumen lost approximately 90% of original weight and yielded 10 wt% coke in a wide temperature range with one narrow peak and one wide shoulder peak. From the TG analysis results, it can be suggested that the pyrolysis of VR is a single stage global reaction and the pyrolysis of oil sand bitumen is two stage reaction consisting of volatilization of maltene fraction and thermal cracking of maltene and asphaltene fractions. For distributed activation energy model (DAEM) analysis, activation energies obtained from Friedman analysis were used because Friedman analysis method is thought to be most appropriate among used methods. The Friedman analysis method can well interpret the pyrolysis of heavy oils, which is a complex reaction with varying activation energy through the process, without prior information or assumptions causing systematic errors in the kinetic analysis. The DAEM parameters were estimated for single-staged pyrolysis of VR using single-Gaussian distribution and the obtained DAEM parameters could reasonably predict the behavior and kinetics of nonisothermal pyrolysis of VR. For two-staged pyrolysis of oil sand bitumen, multiple-Gaussian distribution was used with reaction stages of maltene volatilization and thermal cracking of maltene and asphaltene fractions. The overall pyrolysis behavior of oil sand bitumen was reasonably well described and predicted from the combination of the analytical results for the pyrolysis of maltene and asphaltene fractions with their compositions. From the rapid pyrolysis of oil sand bitumen and its fractions using pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry, it was confirmed that stable compounds are decomposed by higher energy and some compounds which cannot be produced at low temperature can be produced at high pyrolysis temperature. This result agrees with that residual material becomes hard to be broken and requires higher energy as reaction progresses. In addition, the distribution of volatile products of the rapid pyrolysis showed that the ratio of light cyclic structured products from the pyrolysis of asphaltene is higher than that of pyrolysis of maltene. The yield of products and the properties of pyrolysis oils from the pyrolysis of VR and oil sand bitumen were compared in order to examine the effects of feed and final pyrolysis temperatures. There was an optimal temperature for maximum yield of pyrolysis oils at 600 °C for pyrolysis of VR and oil sand bitumen. Reduction in yield of pyrolysis oil at temperature above the optimum temperature can be considered as a result of sudden increase of gaseous product caused by the secondary cracking reactions of the oil vapors. For both pyrolysis oils, the composition of aromatics was mostly increased with increasing final pyrolysis temperature, was highest at 600 °C, and then decreased at above 600 °C. This may be thought to be related to the optimum temperature for maximum pyrolysis oil. From the result that the yield of bitumen pyrolysis oil is higher than that of VR pyrolysis oil, it can be considered that more pyrolysis oil is produced from a lighter feed oil. Product distribution of pyrolysis oils shows that the pyrolysis oil produced from oil sand bitumen contains more distillates than that obtained from VR, comparing the proportions of the components except the residues. However, it can be seen that the residue produced more naphtha, the lightest product in the pyrolysis oil, than the bitumen. Therefore, it is confirmed that heavy feed produces lighter compounds than light feed and it can be explained that the higher API gravity of pyrolysis oil is obtained from VR pyrolysis than bitumen pyrolysis. The characteristics of pyrolysis oil obtained from VR and oil sand bitumen did not show significant difference according to the final pyrolysis temperature, but overall experimental results confirmed that pyrolysis improved oil quality.

Analysis of optical pickup actuator using coupled-field analysis

신창훈 Graduate School, Yonsei University 2003 국내석사

정보화 시대의 도래와 함께 가장 대중화되어 있는 정보저장 기기는 자기 기록 매체인 하드 디스크 드라이브와 광기록 및 재생 시스템이라고 할 수 있다. 이와 같은 광기록 매체에는 대물렌즈를 디스크상의 원하는 위치에 정확하게 위치시켜 디스크에 기록된 정보를 읽어내거나 디스크에 정보를 기록하는 역할을 하게 되는 광학계의 정밀위치 추종기구로 액추에이터가 필요하게 된다. 종래의 광저장기기에서 사용되는 위치추종 기구의 경우에는 2축 병진운동이 가능하도록 하며 원하는 동특성을 확보하기 위한 체계적인 설계과정의 수립과 함께 설계과정에서 유한요소법을 응용한 성능 검증의 방법들을 제시되었다. 최근에는 능동적으로 디스크와 대물렌즈 간의 상대적인 경사량을 감지하고 이를 보정하기 위해 대물렌즈를 기울이게 되는 3축 구동 혹은 4축 구동 액추에이터에 관한 연구등과 같이 구동기 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 이러한 구동기 개발을 위한 설계 단계에서 시뮬레이션을 이용한 종합적인 해석방법을 적용하여 엑추에이터의 성능을 분석 파악함으로써 구동기 개발 과정을 체계적으로 수행할 수 있다. 본 연구는 전자기 회로부와 구동부가 연성되어 동작하는 광픽업용 구동기 전체를 통합적으로 모델링하고 전자기 해석과 구조해석을 통합한 연성해석을 이용하여 구동기의 구동특성을 종합적이며 정확하게 파악하는 데 목적이 있다. 우선적으로 구동기 자기 회로부에 대한 전자기 해석을 통해서 코일, 자석, 요크로 이루어진 전자기 회로에서 발생하는 자속밀도의 분포, 힘의 분포에 대한 정보 파악한다. 그리고 구동범위 내에서 코일이 이동할 경우 코일과 자석의 상대 위치변화에 따른 힘의 크기 변화, 힘 중심의 위치 변화를 해석한다. 또한 구동부의 동특성을 파악하기 위하여 렌즈, 코일, 렌즈홀더, 와이어, PCB 등으로 이루어진 구동부에 대한 모델링을 통해 구동부의 진동 모드 형상을 살펴 저주파 강체 모드(포커싱, 트래킹, 롤링, 피칭, 요잉 모드)와 고주파의 유연 모드 특성을 살펴본다. 그리고 조화해석을 통해 주파수 응답 특성을 파악한다. 이 조화해석 과정에서 공진과 부공진에서 해당 감쇠비의 튜닝을 통해 실제 구동특성과 유사한 응답 특성을 얻는다. 그리고 전자기 회로부와 구동부의 통합적인 모델링을 이용한 연성해석을 통해 구동 특성을 파악한다. 연성해석은 전자기 해석을 통해 코일에서 발생하는 힘 정보를 구조해석에서 이용하고 구조해석에서 얻어진 코일의 위치 정보를 전자기 해석에서 이용하는 상호 보완적인 해석이 가능하다. 따라서 실제 구동에 가까운 정확한 해석을 할 수 있으며 독립된 해석으로 파악이 곤란한 부분의 특성을 파악할 수 있다. 이러한 연성해석을 이용해서 DC 입력에 따른 구동부의 변위 변화, 실제 구동에 있어서 코일과 자석의 상대 위치변화에 따른 힘의 비선형성 해석, 포커싱 방향과 트래킹 방향의 DC 구동 조합에 의한 경사량, 코일에서 발생하는 분포력을 가진력으로 한 주파수 응답 특성, 포커싱 방향의 DC 옵셋에 의한 가진력에 의한 주파수 응답 특성을 해석할 수 있다. 이러한 일련의 시뮬레이션 과정을 통해 구동기의 설계 과정에서 구동기의 성능을 종합적으로 평가할 수 있다. 따라서 설계 변경에 유연하게 대처할 수 있기 때문에 개발 과정에서 필요로 하는 경비나 시간의 절감 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. A shorter access time, higher transfer rate, higher data capacity, and smaller size are considered as the main performance for advanced optical disk drives. To reduce the access time, the performances of both, high force capability in the coarse actuator (which is often called a feeding actuator) and high servo bandwidth in the fine actuator are required. These performances can be achieved by using an effective actuator configuration and advanced control scheme, respectively. The static and dynamic characteristics of actuator are well represented in the their vibration characteristics because they provide the information of the force capability and servo bandwidth. Basically, the fine actuator can be considered as a mass-damper-spring system in low frequency region, hence it shows the typical features of the second-order system with a first resonance and -40 dB/decade roll-off rate. However, it may have a subsidiary resonance in the same frequency region due to the rigid body vibration of the structure. This subsidiary resonance is mainly caused by inconsistency among the supporting point of a bobbin, mass center of a bobbin, and actuation center. The subsidiary resonance, however, may be avoided by adjusting the locations in the fine tuning of manufacturing process. High frequency resonance may also occur due to the flexible mode vibration of the bobbin. The first resonance in a low frequency region does not affect much the performance of the optical disk drives because it is usually within the control servo bandwidth. However, the resonance occurring in high frequency region is not controllable. Hence, this can cause a severe problem when the actuator is operating near the high resonant frequency. Therefore, the high frequency resonance should either be eliminated or shifted farther beyond the operating frequency. In order to confirm the dynamic characteristics that are needed for driving actuator, it is verified that the performance of actuator is expressed by the establishment of systematic design process through finite element methods well. The purpose of this paper is to grasp exactly the dynamic characteristics of optical pick up actuator. The information for magnetic flux density distribution and electro-magnetic force is obtained from the electro-magnetic analysis for the magnetic circuit. The dynamic characteristics for the moving part are obtained by the structural analysis. The frequency response is obtained from harmonic analysis and the magnitude of response which is the same as that of real system is obtained with appropriate damping ratio in the resonant and anti-resonant frequency. From the coupled field analysis, various information such as the position change of the moving part and the force linearity according to relative position of coil and magnet. Also, the tilt angle caused by focusing and tracking shift, the frequency response characteristic expressed by distributed forces, and the frequency response characteristic with distributed forces by focusing DC offset can be obtained from same analysis.

Analysis and improvement of dynamic characteristics of an asymmetric actuator for slim type ODD using coupled field analysis : 연성해석을 이용한 슬림형 광드라이브용 비대칭형 엑츄에이터의 동특성의 해석과 개선

정기원 The Graduate School Yonsei University 2003 국내박사

정보저장기기의 발달로 우수한 동특성을 가진 엑츄에이터의 개발이 요구되고 있다. 본 논문에서는 엑츄에이터의 개발과 개선과정에서 엑츄에이터의 동특성을 정확하게 해석하기 위하여 연성해석을 제안하였고, 기존의 해석방법의 비교를 통하여 연성해석의 정확성을 검증하였다. 이러한 연성해석과 최적화 기법을 이용하여 기존 엑츄에이터의 동특성을 개선하였다. 엑츄에이터의 동특성을 해석함에 있어, 기존의 해석방법은 자기해석을 수행하고 그 결과를 인위적으로 조작한 후, 그 결과를 구조해석의 가진력으로 이용하여 해석을 수행하였다. 그러나 연성해석은 해석과 해석간의 결과를 인위적 조작이나 누락없이 정확하게 반영하여 해석을 수행한다. 따라서, 연성해석을 이용하여 해석하는 것이 경제성, 효율성, 정확성 면에서 장점을 보여주고 있다. 또한, 연성해석과 최적화기법을 이용하여, 실제 엑츄에이터의 트래킹 방향으로의 동특성을 개선하였다. 트래킹 코일의 사이즈를 설계변수로 하여 트래킹 방향으로의 정적 감도를 개선하였고, 요잉방향으로의 부공진을 억제하였다. 연성해석을 이용하여 엑츄에이터의 설계나 개선과정에서 신속하고, 정확한 해석이 가능하다. Recently, the optical disk drive that is thin in thickness has been demanded by the popularization of notebook computer. The part that controls the thickness of a drive is the height of optical pick-up. Asymmetric actuator is proposed to reduce height of pick-up. Asymmetric actuator has shorter optical path compared with symmetric actuator. In design of optical pick-up actuator, important requirement is to make it stable in servo bandwidth. For satisfying this requirement, pick-up actuator should be designed to suppress subsidiary resonances. However, asymmetric actuator has troubles that subsidiary resonances are likely to be actuated by inconsistency among mass center, actuation center, supporting center and optical axis. Asymmetric actuator is more sensitive to subsidiary resonances than conventional symmetric actuator because of geometric features. Therefore, following processes are necessary. Firstly, precise analysis about magnetic part and structural part is required in design process of asymmetric actuator. Secondly, after tuning with results of experiments, it is necessary to research of subsidiary resonances in order to ensure the stability of servo. Finally, the subsidiary resonances that deteriorate the stability of servo are shifted to higher frequency range or suppressed by modifying design of actuator. In this paper, various dynamic characteristics of asymmetric actuator are obtained by coupled field analysis, and the results are verified by experiments. Based on these results, relation between the tracking coils and subsidiary resonance is analyzed, and dynamic characteristics of the actuator are improved by using experiments design and response surface method.

Analysis of Aerodynamic Improvements to solve Major Environmental Problems in Domestic Piglet House

김준규 서울대학교 대학원 2019 국내석사

In recent years, the livestock industry in domestic agricultural production has increased steadily, accounting for about 43%, as meat-oriented consumption has increased. Among them, the production of swine is the largest amount, and farmers are required to mass-produce farms while the number of swine workers in rural areas is decreasing. As a result, many swine facilities are becoming larger and maximizing the production of swine through concentrated breeding in large-scale facilities. However, the control of the internal environment in such a large-scale facility is very close to the productivity of swine. If the internal environment is not properly maintained, feed efficiency will decrease and productivity will be lowered, and it will become vulnerable to disease exposure and lead to death. In particular, young swine is sensitive to environmental changes, which can easily lead to mortality if they do not provide adequate growth conditions during the winter and the summer. For this reason, environmental control swine house is very important. In many farmhouses, the existing conventional swine houses are remodeled and the ventilation system is different for each farmhouse. Also, farmers operate in an empirical method, so there is not a standardized management for environmental control of swine house. Therefore, in order to maximize the annual production of swine and to reduce the damage caused by diseases, it is becoming increasingly important to control the optimal growth environment through the proper operation of the ventilation system of the facility. In Korea, various environmental problems are occurring in winter season, summer season, and changing season due to distinct seasonal climate characteristics. The main problems of swine house are internal temperature, humidity, ammonia gas, etc. These environmental factors are dominantly influenced by air flow, which is the main mechanism of diffusion. Therefore, aerodynamic analysis and improvement of seasonal environmental problems are needed to improve the productivity of swine. Numerical studies on the various conditions inside the swine facility have been conducted through computational fluid dynamics simulation. However, few studies have been carried out to analyze the various ventilation system and environmental condition. In addition, aerodynamic analysis of the existing standard swine house model is insufficient. Therefore, in this study, the main objects are to understand the internal environmental problems mainly occurring in swine house and to evaluate the improvement methods through aerodynamic analysis. Computational fluid dynamics simulations were performed to analyze various environmental conditions and ventilation systems. Heat, moisture and ammonia were simulated inside the swine house, and a lot of models were developed considering various ventilation system. Model validation was based on previous research results. As a result of this study, it is suitable to use the ceiling hole inlet type and the pit fan to solve the low temperature problem in the winter season. To solve humidity and ammonia problems at the same time, it is necessary to adjust the ventilation rate. It is appropriate to supplement the temperature by using some heating devices. In summer season, the fan may be overloaded due to excessive air volume when operated with the ventilation rate of 2009 Korean Standard. Because it is possible to control the internal environment of the swine room sufficiently by the ventilation rate based on MWPS, it is suitable to operate with the maximum ventilation rate based on MWPS. In addition, in order to solve the high temperature problem around the swine group, it is effective to use the pipe partition. Based on the results of this study, it is expected that it can be used as basic data for environmental management of domestic swine house. 최근 육류위주의 소비가 증가함에 따라 국내 농업 생산액 중 축산업은 꾸준히 증가하여 약 43%를 차지하고 있다. 이중에서도 양돈 생산액은 가장 많은 양을 차지하고 있으며, 농촌의 양돈 종사자가 줄어들고 있는 상황에서 농가당 대량 생산이 요구되고 있는 실정이다. 이에 따라, 많은 양돈시설들이 대형화되고 있으며, 대형화된 시설에서 밀집사육을 통해 돼지의 생산량을 극대화하고 있다. 그러나 이러한 대형화된 시설에서 내부 환경조절은 돼지의 생산성에 매우 밀접하다고 할 수 있다. 내부 사육 환경이 적절하게 유지되지 못하면 사료효율이 감소하게 되어 오히려 생산성이 떨어지며, 질병 노출에 취약해지게 되어 급기야 폐사에 이를 수 있다. 최근까지도 구제역 등의 질병으로 인한 피해사례가 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 특히, 어린 돼지들은 환경 변화에 민감하여 동절기, 하절기, 환절기와 같은 시기에 적정 생육환경을 제공하지 못하면 쉽게 폐사에 이를 수 있다. 이와 같은 이유로, 돈사 내부의 환경 조절은 매우 중요하다고 할 수 있다. 한편, 국내 돈사 시설은 재래식 돈사가 많은 비중을 차지하고 있으며, 최근 표준 설계도가 출판되었지만, 아직까지도 대부분 노후화된 축사로 이루어져 있다. 특히 많은 농가에서는 기존의 재래식 돈사를 개조하여 운영하고 있으며, 농가마다 환기 구조가 상이하며 농가의 경험적인 방식으로 운영을 하기 때문에 환경 조절을 위한 표준화된 운영 방침이 미비한 실정이다. 또한 최근 폭염, 한파와 같은 극한 기후 사상들이 빈번하게 발생하고 있어 이로 인한 피해 역시 증가하고 있다. 따라서 연중 돼지의 생산량을 극대화하고 질병으로 인한 피해를 줄이기 위해서는 시설 내부 환기시스템의 올바른 운영을 통해 적정 생육 환경 조절의 중요성이 점점 부각되고 있다. 우리나라는 뚜렷한 사계절의 기후 특성으로 동절기, 하절기, 환절기에 여러 가지 환경 문제들이 발생하고 있다. 돈사에서 발생하는 주요 문제점은 내부의 온도, 습도, 암모니아 가스 등이 있으며, 이러한 환경 요소들은 확산의 주요 메커니즘인 공기 유동에 지배적인 영향을 받는다. 따라서 돈사의 생산성을 향상시키기 위해서는 이러한 계절별 환경 문제들에 대한 공기역학적인 분석 및 개선 방안이 필요하다. 한편 기존의 국내·외 연구들의 경우 돈사 내부 환경 분석을 위하여 현장실험들이 다양하게 이루어져 왔다. 그러나 현장에서 측정할 수 있는 계측 방법 및 위치 선정에는 제한이 있으며, 동일한 환경 조건에서 다른 환기 구조를 적용해보기 어렵다는 한계가 있다. 최근 전산유체역학 시뮬레이션을 통해서 시설 내부의 다양한 조건에 대한 분석들이 진행되고 있으나, 돈사에서 활용되는 환기 구조, 환기량 등에 대한 종합적인 분석을 수행한 연구는 거의 없다. 또한 기존의 표준 돈사 모델에 대한 공기역학적 분석이 미비한 실정이며, 극심한 기후 조건일 경우 대처 방안이 전무한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 국내 표준 자돈사를 대상으로 돈사에서 주로 발생하는 내부 환경 문제점들을 파악하고 이에 대한 공기역학적인 분석을 통하여 개선 방안들을 평가하고자 하였다. 계절별 주요 환경 문제들과 공기역학적인 개선 방안들을 다양한 환경 조건에서 평가하기 위하여 본 연구에서는 전산유체역학을 이용하였다. 대상 시설은 2009년도 표준돈사설계도에서 제공하는 이유자돈사이며, 대상 축종은 7-8주령의 이유자돈이다. 대상 시설 및 자돈에 대한 전산유체역학 모델을 설계를 하였으며, 이를 시뮬레이션에 적용하기 위한 경계조건은 현장실험 및 선행 연구 결과를 바탕으로 설정하였다. 돼지의 발열, 호흡으로 인한 수분발생, 분뇨에서 발생하는 수분 및 암모니아 가스를 고려하기 위하여 선행 연구 결과를 바탕으로 온도, 유속에 따른 발생량을 적용하였다. 또한 전산유체역학 모델의 최적 난류모델을 도출하기 위하여 선행연구를 통해 검증 수행 결과를 활용하였으며, 가장 정확도가 높은 Realizable k-w 모델을 적용하였다. 개선 방안 평가를 위한 해석 케이스들을 설계하였으며, 돈사에서 활용하는 대표적인 입기방식, 배기방식, 보온장치, 칸막이 등을 고려하였다. 온도문제, 습도문제, 암모니아 가스 문제 등을 분석하기 위하여 각 요소에 따른 분석을 수행하였으며 각 환경 요소에 따른 적정 환경 기준치와 비교 분석하여 환기시스템에 따른 평가를 수행하였다. 동절기 환기 시스템에 따른 차이를 분석한 결과, 측벽 입기방식을 사용하는 경우 돈군 주변으로 최소 12℃의 온도가 형성되어 저온스트레스를 유발하는 것으로 모의되었다. 측벽 슬랏의 각도를 형성하여 분석한 결과 최소 온도는 약 5.6℃ 개선되었지만, 적정 생육온도에 미치지 못하였다. 중천장을 활용하는 방식은 중천장 상단의 공간으로 외부 공기를 유입시켜 완충작용을 이용하여 저온 문제를 해결하는 방법이다. 이를 통하여 내부 평균 온도는 25.5℃, 최저 온도는 20.2℃까지 개선할 수 있었다. 특히, 중천장 천공 입기방식의 경우 돈방 전체적으로 고르게 유입시키기 때문에 변동계수가 0.09-0.10으로 균일한 분포를 나타내었다. 한편 온도를 개선하기 위하여 중천장을 활용하는 경우, 돈방 내부의 습도 및 암모니아 농도가 높게 형성되어 환기량 개선이 필수적이라 판단하였다. 환기량을 증가시켜 모의한 결과, 모든 환기 구조에 대하여 습도 및 암모니아 농도가 적정 수준으로 개선되었다. 그러나 저온 문제가 발생할 수 있기 때문에 보온장치를 활용하고자 하였다. 이를 CFD 모의한 결과 중천장 천공 입기 방식 및 피트배기팬을 활용할 경우, 돈방 내부 온도를 24.2℃까지 개선할 수 있었다. 따라서, 동절기 환기 운영방식은 환기량을 상향조절하여, 중천장 천공 입기, 피트배기팬을 이용하되, 보온상자 및 보온등을 활용하여 보온효과를 높이는 것으로 제안하고자 한다. 하절기 국내 환기량 운영 기준은 해외 MWPS 환기량보다 높게 산정하여 운영하도록 고시되어 있다. 이를 CFD 모의한 결과 MWPS 환기량으로 충분히 온도, 습도, 암모니아 제어가 가능한 것으로 분석되었다. 또한 국내 기준 환기량을 적용할 경우, 농가에 설치된 환기팬의 최대 풍량보다 높게 운영되어 환기팬에 부하가 발생하여 팬의 노후화를 야기할 수 있다. 또한 환기량이 높을수록 외부로 배출되는 악취 및 가스의 양이 증가하게 되어, 인근 농가의 민원이 늘어나는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, MWPS 환기량 기준으로 운영할 필요가 있다. 한편 하절기 자돈 주변으로 열섬현상이 발생하여 고온스트레스 문제가 주로 발생한다. 이에 자돈 주변에 신선한 공기가 원활하게 제공되어야 하며, 체감온도를 낮추기 위해서 적정 유속을 유지해야 한다. 자돈을 구분하는 칸막이의 형태가 판넬일 경우 공기의 흐름을 차단하여 돈군 주변으로 온도가 올라가는 문제가 발생한 것으로 분석되었다. 파이프 형태를 이용할 경우, 공기의 흐름이 원활하여 열을 충분히 제거하고 자돈의 체감온도를 낮춰주는 효과가 있을 것으로 사료된다. 따라서, 하절기 최대환기량은 MWPS 기준으로 운영하며, 칸막이 형태는 울타리 형태가 적합할 것으로 판단하였다. 본 연구 결과, 동절기 저온 문제 해결을 위해서는 중천장 천공 입기 방식 및 피트배기 팬을 활용하는 것이 적합하다. 그러나 습도 및 암모니아 문제를 동시에 해결하기 위해서는 환기량을 상향조절할 필요가 있다. 이에 따른 온도는 보온장치를 활용하여 보충하는 것이 적합하다. 하절기 최대환기량 운영시 국내 기준의 상향조절된 환기량으로 운영할 시 과도한 풍량이 발생하여 팬에 부하가 발생할 수 있으며, MWPS 기준 환기량으로 충분히 환경제어가 가능하므로, MWPS 기준 환기량으로 운영하는 것이 적합하다. 또한 돈군 주변의 고온 문제를 해결하기 위해서는 자돈 칸막이의 형태를 파이프와 같은 공기 유동이 원활한 형상으로 설치하는 것이 적합하다. 본 연구의 결과를 바탕으로 국내 자돈사 환경조절을 위한 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 기대된다.

Analysis of flow pattern inside multi-cavity system in micro injection molding

김범래 서울대학교 대학원 2019 국내박사

사출 성형 공정은 짧은 공정 시간과 비교적 저렴한 공정 비용으로 인해 가장 널리 이용되는 열가소성 수지 성형 공정 중 하나이다. 특히 근래에 들어서 마이크로 스케일의 제품들을 생산하는데 있어서도 미세 사출 성형이 널리 사용되고 있다. 이러한 미세 사출 성형에서는 제품의 작은 크기 덕분에 생산성을 높이기 위한 방법으로 다중 공동 형태의 금형이 사용되고 있다. 미세 사출 성형의 주입 단계에서 생길 수 있는 몇 가지의 표면 결함들은 광학 제품 등에 큰 역할을 미칠 수 있으며, 이 결함들과 공정 조건 간의 관계를 규명하여 결함을 최소화하는 것은 미세 사출 성형 공정의 생산성을 높이기 위한 중요한 연구 주제라고 할 수 있다. 미세 사출 성형의 주입 단계에서 생길 수 있는 주요 결함으로는 크게 다중 공동 형태의 특성 상 수지가 러너를 흘러가는 과정에서 생길 수 있는 공동의 충전 편차로 인한 결함과, 공동의 내부에서 생길 수 있는 대표적 결함인 물결 형태의 플로우 마크의 두 가지를 들 수 있다. 본 연구에서는 이 두 가지의 결함과 미세 사출 성형의 주요 공정 조건 간의 관계를 규명하였다. 먼저 주요 공정 조건이 공동의 충전 편차에 미치는 영향을 규명하기 위하여 수치 해석을 실시하였다. 실제 공정을 참고로 하여 러너의 직경 편차, 러너 벽면의 온도 편차, 게이트의 크기 편차 세 가지를 주요 공정 조건으로 정하였으며, 이 조건들이 공동의 충전 편차에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 해석 결과, 공동의 충전 편차에 영향을 미치는 주요 공정 조건은 러너의 직경 편차와 러너의 벽면 온도 편차였으며, 게이트 크기의 편차는 그 영향이 미미한 것으로 나타났다. 특히 러너의 직경과 러너의 온도를 모두 변화시킨 복합 가혹 조건에서 공동의 편차가 가장 크게 나타났다. 공동의 충전 편차를 줄이는 방법으로 세가지의 새로운 형태의 다중 공동 모델을 제시하였다. 수렴 러너 모델, 저수형 모델, 그리고 두 가지 모델을 조합한 복합 모델의 세 가지에 대하여 충전 편차의 저감 효과를 분석하였으며, 세 모델 모두 효과적으로 공동의 충전 편차를 저감시키는 것으로 나타났다. 특히 복합 모델의 경우 순간충전율을 33%까지 저감시키는 결과를 보였다. 수지가 공동 내부를 흐를 때 생기는 대표적인 표면 결함인 플로우 마크에 대하여, 먼저 “Go-Over” 가설을 기초로 한 매개변수 연구를 실시하였다. 그 결과 플로우 마크의 생성과 크기에 대한 관계 식을 얻어내고, 플로우 마크의 생성과 크기에 영향을 미치는 세가지 주요 조건이 주입 속도와 수지의 온도, 공동 벽면의 온도 임을 확인할 수 있었다. 이를 실험과 수치 해석을 통하여 확인하고 플로우 마크의 크기에 대한 최적화를 진행하였다. 그 결과, 실험과 수치 해석 모두 매개변수 연구를 통해 얻은 관계식의 경향성을 잘 따르는 것을 볼 수 있었으며, 플로우 마크의 크기는 주입 속도가 높을 수록, 수지의 온도가 높을 수록, 벽면의 온도가 높을 수록 줄어드는 결과를 보였다. 또한 수치 해석 시 수지 유동 선단의 관찰 결과, “Go-Over” 가설이 실제 플로우 마크의 형성과 잘 맞는 것을 볼 수 있었다. Micro injection molding is manufacturing process widely used for thermoplasitcs because of its fast processing time and low cost. In micro-injection molding, there are two major defects which can be occurred in injection stage. One is the defect occurred by cavity filling deviation when the melted resin goes through the runner of mold, and the other is flow mark which is occurred in mold cavity. We investigated the relation between major defects and the major process conditions in micro-injection molding. For finding the major process conditions which affect to the cavity filling deviation, we did numerical analysis. We investigated the relation between the cavity filling deviation and three process conditions (deviation of runner diameter, wall temperature and gate thickness) with two numerical results: filling fraction and filling time delay. We used the properties of EP-6000 in polypropylenes. Modified Cross model is used for simulating the rheological behavior of polymer. The result of CFD simulation showed that the major process conditions which affect to the cavity filling deviation were the deviation of runner diameter and wall temperature. The mixed condition of those two had the biggest cavity filling deviation. For reducing cavity filling deviation, we suggested three robust designs: convergent runner model, reservoir model and complex model which is combined with those to models. all models reduced cavity filling deviation effectively, and the complex model had the biggest effect. The reduction of filling fraction was 33% in complex model. For flow mark which is defect occurred in cavity, we did parametric study in according to “Go-Over” hypothesis. we found three major conditions which affects to the size of flow mark by this parametric study: injection speed, resin temperature and mold temperature. We investigated the relation between the size of flow mark and those three major process conditions by experiment and numerical analysis. The results of both analysis showed that the size of flow mark decreased when injection speed, resin temperature or mold temperature was increased. This result was exactly fitted with the result of parametric study. We also observed the contour of resin flow when the flow mark generated with CFD simulation and it was well fitted with “Go-Over” hypothesis.

Analysis of Spatial Cognition of Traditional Villages in Shanxi Province, China

Sun Cong 부산대학교 대학원 2025 국내박사

The accelerated industrialization and the profound development of the information revolution have driven transformations in social spaces. The traditional clan-based structure of village society is gradually disintegrating due to rural population outflow and excessive tourism development. The construction of a diversified development model oriented toward the needs of local villagers is key to sustainable development and the preservation of cultural heritage. Contemporary sociology is undergoing a revolution toward a structural approach that integrates the comprehensive and individual, the subjective and objective, as well as the value and instrumental rationality. Social research conducted from the perspective of relational models aligns with this developmental trend. The research focus has witnessed a shift from a singular material environment to the interaction between material and non-material environments(such as social relationships), with an emphasis on the relationships among spaces, between spaces and individuals, and between individuals. This study conducts a case analysis of the Ding, Shijiagou, and Yanjing Villages in Shanxi Province. The research approach of “cognitive recognition-spatial structure-social connections” was used to integrate cognitive maps and space syntax with social network analysis to quantitatively analyze the cognitive elements in these villages, and validate these three methods for research on the spatial structures of traditional villages and to further explore their application models through case studies. Through an analysis of the types of cognitive maps drawn by local villagers, this study examines the characteristics of spatial layout characteristics of each village. Based on the functions of public spaces, village spaces are categorized into belief-administrative, historical-cultural, and production-living spaces. A collective cognitive map is then constructed based on functional types to analyze the differences in villagers’ cognitive logic and in usage demands for public spaces. This approach clarifies the cognitive frequency and functional characteristics of different spatial categories. Based on axial analysis, the study analyzes the accessibility of village roads through global integration and intelligibility metrics. It compares the results of spatial syntax analysis with the villagers' current cognitive perceptions to reveal villagers' responses to different road configurations. This analysis can offer implications for the preservation and functional optimization of traditional villages. As for the complex interactions among village spaces, this study analyzes the spaces based on metrics such as network density, centrality, K-core, and network factions with the establishment of villagers’ intention element cognitive networks based on functional types, and compares with the frequency of cognitive intention elements and the results of spatial syntax analysis. This comparison helps summarize the consistencies and differences among the three approaches in their application to the spatial analysis of traditional villages. Differences in village cognition patterns were found-1) the efficient use of different types of space is influenced by spatial cognitive preferences; 2) the degree of spatial integration affects the distribution of functional spaces, with high-integration areas tending to overlap with high-cognition spaces and featuring strong accessibility and connectivity; 3) differentiation in spatial cognition among different groups may reduce village space integration, thereby influencing the overall social functions and cultural heritage of the village; 4) the density and stability of social networks significantly influence spatial cognition and the interaction patterns in villages, high-density networks enhance the frequency of interactions between villagers and the effectiveness of space utilization; 5) the frequency of cognitive intention elements lays greater stress on emotions and memory. Intelligibility and integration metrics have a direct influence on the distribution characteristics of spatial cognition. While social network analysis does not clearly reveal the traditional clan-based structure of village society, spatial forms significantly influence the spatial relationship network. This study explores the spatial cognition patterns and social interaction logic of villages from the perspectives of spatial cognitive preference, spatial accessibility, and social interaction. The aim is to construct a comprehensive and rigorous spatial analysis framework in response to the limitations of using a single analytical approach. Additionally, the research offers theoretical and practical implications for the development of sustainable village models. 산업화의 가속화와 정보 혁명으로 인하여 도시의 사회적 공간이 변화하고 있으며 농촌에서도 인구의 유출로 인하여 가족 중심의 전통적인 사회 구조가 해체되고 있다. 따라서 농촌마을의 지속 가능한 발전과 문화진흥을 위하여 지속적인 수요를 발견하고 다원적 발전 모델을 구축하는 것이 필요하다. 현대 사회학은 전체와 개인, 주관과 객관, 가치와 도구적 합리성이 서로 융합되는 구조적 연구 방향을 중시한다. 사회 관계 모델의 관점에서 사회를 연구하는 것은 이러한 방향과 소통한다. 이러한 측면에서 본 연구는 단순히 물리적 환경을 넘어 물질적 환경과 비물질적 환경의 상호작용과 공간의 관계, 그리고 인간과 공간, 인간 상호 간의 관계를 통하여 농촌의 사회 공간적 가능성을 탐구하고자 하였다. 본 연구는 산시성의 딩촌 (丁村), 사가구촌 (师家沟村), 암경촌 (阎景村)을 사례로 선정하고 "공간 인지-공간 구조-사회적 연결"이라는 연구 프레임워크를 바탕으로 진행하였다. 인지 지도 (cognitive maps), 공간 구문론 (space syntax), 사회적 네트워크 분석 (social network analysis)의 방법론을 결합하여 마을의 인지 요소 데이터를 추출하고 정량 분석을 수행함으로써 전통 마을의 사회적 공간 연구에 있어 세 가지 연구 방법의 통합적 적용 가능성을 검증하고 응용 모델을 제안하고자 하였다. 마을 주민이 그린 인지 지도 유형을 통해 각 마을의 공간 배치 특성을 분석하고, 공공 공간의 기능과 용도를 기준으로 신념-행정 공간 (信仰行政), 역사-문화 공간 (历史文化), 생산-생활 공간 (生产生活)으로 분류하고 이를 기반으로 집합적 인지도를 작성하였다. 그리고 이를 통해 주민들의 공공 공간에 대한 인지 경향과 수요의 차이를 분석하고, 공간 기능유형별 인지 빈도와 기능적 특성을 규명하고자 하였다. 공간구문론의 축선 분석법에 따른 전체 통합도와 이해도를 통하여 마을 도로의 접근성을 분석하고 이를 주민의 공간인지 경향과 비교 하였다. 주민들이 경로의 형태에 어떻게 반응하는지를 보다 잘 이해하고, 마을의 보호와 기능을 최적화하는 데에 활용될 수 있음을 확인하였다. 그리고, 마을 공간의 복잡한 상호작용을 고려하여 네트워크 밀도, 중심성, K-코어, 네트워크 파벌 등의 지표를 활용하여 공간을 분석하고 평가하였다. 기능 유형에 기반한 공간 인지 요소간의 네트워크를 분석하고, 이를 공간인지의 요소 빈도 및 공간 구문론의 분석 결과와 비교하여 세 가지 분석 방법 간의 동일성과 차이를 탐색하였으며 그 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다. 1) 다양한 역사적 배경과 사회 구조 그리고 경제적 발전의 상황에 따라서 마을의 공간인지 패턴이 달리 나타날 수 있으며, 공간 인지의 경향은 공간의 활용에 영향을 준다. 2) 공간 통합도와 기능 유형의 공간인지 경향과 유의미한 관계를 보여준다. 통합도가 높은 지역은 높은 인지 공간과 중복되며 우수한 접근성과 연결되는 경향이 있다. 3) 사회계층들 간에는 공간 인지 차이는 공간의 감소된 통합도와 연관되어 나타나며 이는 마을의 사회적 기능과 문화적 동질성에 영향을 줄 수 있다. 4) 사회 네트워크의 밀도와 안정성 또한 마을의 공간 인지와 상호작용 패턴에 중요한 의미를 가지며 높은 밀도의 네트워크는 주민의 상호작용 빈도와 공간활용의 효율성과 관계를 가진다. 5) 인지 요소 빈도는 감정과 기억에 근거하며, 통합도와 이해도는 공간 인지 분포 특성과 직접적으로 연관된다. 사회 네트워크 분석은 마을 공간의 구조와 형식을 명확히 나타낼 수는 없으나, 이를 공간 관계의 네트워크로 분석할 수 있었다. 본 연구는 공간 인지 경향과 공간 접근성 그리고 사회적 공간의 네트워크 관계라고 하는 관점에서 마을 공간 인지 패턴과 상호작용의 관계를 탐구하였다. 이를 통하여 보다 보완적이고 체계적인 공간 분석 체계를 구축할 수 있었으며, 이로써 단일 분석 방법의 한계를 보완하고, 마을의 지속 가능한 발전을 위한 공간연구에 진전된 이론과 실천적 방안을 제공하게 될 것으로 사료된다.