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dads와 Matlab를 이용한 진동해석

DADS 와 MATLAB을 이용한 진동 해석프로젝트의 개요수치적 해석과 시뮬레이션의 비교 사용 프로 그램 :DADS 와 MATLAB 해석할 분야 :진동학 해석한 문제:1자유도 시스템과 2 자유도 시스템에서의 질량의 변위MATLABMATLAB (Matrix Laboratory) 고성능의 수치 계산 및 결과를 그래픽으로 보여주는 기능을 제공하는 프로그램이다. MATLAB 의 사용 행렬 또는 벡터를 기본 자료로 사용하며 편리하고 쉽게 사용가능DADS (Dynamic Analysis and Design System)single 또는 multibody 기계 시스템의 기구학 동력학적인 특성을 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 해석 시스템의 기구학적 동력학적인 설계를 직접 제작하지 않고 컴퓨터 시뮬레이션을 가상적으로 할 수 있다.1.자유도 진동 방정식진동 방정식 y +(c/mL)+(g/L)sin y (질량 m, 탄성계수 c, 스프링 상수 g/L) MATLAB 에서의 함수 정의 u = y = f(x,u,v) v = v' = g(x,u,v) a=y(0) b=y'(0) u0=u(0) v0=v(0) n 반복 회수MATLAB 함수오일러의 미분 방정식 해법 function [x,u,v] =euler_spring(f,g,a,b,u0,v0,n) h=(b-a)/n; x=(a+h:h:b); u(1)=u0+h*feval(f,a,u0,v0); v(1)=v0+h*feval(g,a,u0,v0); for i=2:n u(i)=u(i-1)+h*feval(f,x(i-1),u(i-1),v(i-1)); v(i)=v(i-1)+h*feval(g,x(i-1),u(i-1),v(i-1)); end x=[a x]; u=[u0 u]; v=[v0 v]; plot [a , x]; end자유도 질량 변위 그래프2.자유도 진동 문제 해석스프링 상수 1 , 2 -- s1 ,s2 질량 1 , 2 -- m1 , m2 스크립트 명령 문 - 질량 및 메스를 정의 a=0; b=5; tspan= [a,b]; n=100; y0=[0.5 0 0.25 0]; global s1 m1 s2 m2 s1 =100; m1= 10 ;s2= 120;m2=2;r1=10;r2=15; [t,y]=ABM3_sys('f_13_12', tspan, y0 ,n) ; [nn,nm]=size(y); out =[t y]; plot(t(1:nn),-(r2+y(1:nn, 3)), '_') hold on plot(t(a:nn),-(r2+y(1:nn,3)), '_,' ) grid on plot([a b],[0 0]) hold off진동 방정식 정의 함수 m 파일function du=f_13_12(t, u) global s1 m1 s2 m2 du=[ u(2); (-s1*u(1)+s2*(u(3)-u(1)))/m1; u(4); -s2*(u(3)-u(1))/m2 ];function [x,y]=ABM3_sys(f,tspan,u0,n) a=tspan(1); b=tspan(2); h=(b-a)/n; hh=h/12; x=(a+h:h:b)'; k=h*feval(f,a,u0)'; m=h*feval(f,a+h/2, u0+k/2)'; u(1,:)=u0+m; k=h*feval(f,x(1),u(1,:))'; m=h*feval(f,x(1)+h/2,u(1,:)+k/2)';u(2,:)=u(1,:)+m; z(2,:)=u(1,:)+m; uu(3,:)=u(2,:)+hh*(23*z(2,:)-16*z(1,:)+5*feval(f,a,u0)'); zz=feval(f,x(3),uu(3,:))'; u(3,:)=u(2,:)+hh*(5*zz+8*z(2,:)-z(1,:)); for i=3:n-1 z(i,:)=feval(f,x(i),u(i,:))'; uu(i+1,:)=u(i,:)+hh*(23*z(i,:)-16*z(i-1,:)+5*z(i-2,:)); zz=feval(f,x(i+1),uu(I+1,:))'; u(i+1,:)=u(i,:)+hh*(5*zz+8*z(i,:)-z(i-1,:)); end자유도 진동 방정식의 그래프DADS 를 이용한 모델링2.자유도 MASS 와 SPRING 모델링2.자유도 MASS 와 SPRING 모델링시간에 따른 MASS 의 변위2 자유도 MASS 와 SPRING시간과 MASS 1,2 의 변위 그래프결 론@ 수치해석적 방법은 결과에 대한 정확한 값과 자신이 원 하는 값을 얻을 수 있는 반면 모델링을 수치적 공식으로 바꾸어 주어야 한다. @ 동적 시뮬레이션의 경우는 자신이 원하는 결과를 직접 눈으로 볼 수 있고 그에 따른 결과를 얻을 수 있지만 신뢰도를 알 수 없고 자신이 가지고 있는 값 이외의 값이나 가지고 있는 값을 다 쓸 수는 없다.{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2007.06.11| 20페이지| 1,500원| 조회(1,433)

dads, matlab.진동 방정식, dads 모델링

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dads

DADS(Dynamic Analysis and Design System)1. 개요single 또는 multibody 기계 시스템의 기구학 동력학적인 특성을 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 해석하는 System이다.시스템의 기구학적 동력학적인 설계를 직접 제작하지 않고 컴퓨터 시뮬레이션을 가상적으로 할 수 있다.그림1) DADS 를 이용한 모델링(1)그림2) DADS 를 이용한 모델링(2)2. 시뮬레이션 절차그림3)은 운동 플렛폼의 기구․동력학적 해석 과정을 도식적으로 나타내고 있다. 차량 시뮬레이터에서 실시간 시뮬레이션을 통해 해석된 병진 및 회전 운동을 운동 플렛폼의 한정된 범위 내에서 현실감 있게 재현하기 위하여 Washout 알고리즘(7)을 사용하고, 이를 통해 생성된 신호는 운동 플렛폼이 재현하여야 하는 회전과 병진 운동의 기준 입력 신호로 결정된다. 이 기준 입력 신호에 의해 결정된 운동 플렛폼의 위치 좌표에 준하는 각 엑추에이터의 길이를 구하기 위하여 역 기구학 해석을 수행한다. 이때 결정된 길이 데이터가 DADS의 Curve Data로 주어지게 되며, 이 Data를 기준으로 시뮬레이션을 수행하여 운동 플렛폼의 기구학적 해석과 각 구성 요소들의 설계를 위한 힘, 토크, 반력 등의 동적 거동을 계산한다. 또한 이러한 과정을 통해 해석된 결과들은 DADS/Plant 모듈을 이용과 유압시스템 해석 소프트웨어인 Easy5를 이용하여 운동 플렛폼의 유압시스템에 대한 각종 해석을 수행할 수 있다.

공학/기술| 2007.06.11| 6페이지| 1,500원| 조회(341)

시뮬레이션, system, 동력학, dads, multibody

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[사회과학]인적성 자료

외국 및 민간기업의 채용시험최근 선진국 및 기업들의 채용방식이 학력철폐, 필기시험 폐지, 다차원면접 등 다양한 수단을 도입해 우수한 인재를 모집하는 방향으로 바뀌고 있다. 시험방법도 창의력, 협동심, 인성 등 인간으로서의 모든 면을 평가할 수 있는 직무능력평가 방식을 채용하고 있다. 중앙인사위원회는 이와 같은 추세를 반영하여 고등고시 1차시험에 공직적격성테스트(Public Service Aptitude Test, PSAT)의 도입을 추진하고 있다. 이하에서는 PSAT와 유사한 제도를 운영하고 있는 선진국과 국내 주요 대기업의 직무능력 평가 제도를 소개하고자 한다.♣ 일본 국가공무원의 1종 교양시험1. 목적 및 구성고위공무원으로서 갖추어야 할 기본적인 지식, 잠재능력·자질, 응용력·판단력 등을 평가하며 일반지식과 일반지능의 두 부문으로 구성된다.2. 출제방법 및 출제시기출제위원은 전원 국가공무원(주로 인사원 시험전문관실 요원)으로 구성되며, 시험위원으로 위촉된 위원들은 인사원에 모여 회의 후 연중 계속 자기 책임량을 출제하여 제출한다.3. 출제분야 및 비율수험생은 지능분야 25문제는 필수로 그리고 지식분야 30문제 중 본인이 자신 있는 문제 20문제를 선택하여, 총 60문제 중 45문제에 답하면 된다. 1종 교양시험의 출제분야 및 비율구분출제문제수출제분야내용구성비율해답시간지능25문문장이해일본어, 영어문장 이해8문제3시간판단·수적추리논리적 결론유도 판단10문제자료해석통계표를 이용한 분석능력4문제시사시대감각의 평가3문제지식30문자연생물, 물리, 과학, 지학, 지식 30문 수학 등10문제인문역사, 지리, 철학 등10문제사회사회 법률, 정치, 경제, 사회 등10문제♣ 일본의 민간기업 : SPI (Synthetic Personality Inventory)SPI 적성검사는 기업이 가능한 한 단기간에 원하는 인재상을 효율적으로 찾아내는 도구로 활용되고 있다. SPI는 1974년 리쿠르트사의 인사측정사업부에서 개발한 적성검사로서 1989년부터는 독립적인 인사측정연구소에서 관장 담당한다.2. Qualifying Test 실시 과정Qualifying Test는 1차 예비시험으로서의 성격을 가진다. 1993년까지는 지원하는 모든 사람이 Qualifying Test 응시가 가능하였으나, 1994년부터는 응시원서와 참고 자료(Biodata Questionnaire) 등을 검토하여 지원자 중 하위 35%를 응시에서 제외시킨다. Qualifying Test는 1년에 3회 실시되며 전체 응시자의 약 15%만이 합격된다. 그러나 재직공무원 중 해당부처의 추천을 받은 자는 이 시험이 면제된다.3. Qualifying Test의 평가영역예비시험은 언어능력, 수리능력, 분석력을 측정한다 첫째, 언어능력시험(verbal test: 26분 소요)은 문장구성능력을 주로 측정하는 것으로 시험문제는 순서가 뒤바뀐 4개의 문장을 논리에 맞게 재배열하는 형태로 되어 있다. 둘째, 수리능력시험(numerical test: 50분 소요)은 각종수치, 도표 등에 대한 이해능력과 숫자감각 등을 측정하기 위한 것으로 수리추론(numerical inferences test), 계량시험(quantitative relation test), 자료해석시험(data interpretation test)으로 나뉘어 진행된다. 세째, 분석력시험(analysis of information test: 47분 소요)은 주로 논리력, 추리력, 판단력 등을 측정하기 위한 것이다.♣ 민간기업의 적격성 테스트민간기업은 적격성 테스트 자체를 극비의 경영 노하우이자 지적 자산으로 여겨 공개를 극히 꺼리기에 자료 수집에 어려움 있어 자세한 내용을 기술하지 못하였다.적격성 테스트의 구성은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째, 능력적 측면 평가는 기초직무(지식)능력을 평가하며 하위검사 항목은 언어추리검사, 기계추리검사, 수리력검사, 창의력검사, 판단력검사, 공간지각검사(지각력 검사), 지각속도 검사 등이다. 둘째, 성격적 측면 평가는 주로 적성(인성)을 평가하며 구체적인 측정항목은 정서적 안전성, 지도성,의 문항으로 구성되어 있다. 문제는 문제은행식으로 출제되며 모든 문제는 자체 출제 전문인력과 외부연구팀의 자문을 통해 개발된다. 현재 전산화된 문제은행에는 약 30배수의 문제가 구축되어 있다. 개발된 문제는 사전에 시범실시를 통해 변별력이 있는지를 검증한다. 그리고 매회마다 출제 문제의 상당부분은 새 문제유형을 도입하고 있다. 삼성측에 의하면 검사의 공정성과 객관성 확보를 위해 전공별 및 성별 평균 점수 및 합격률을 분석한 결과 큰 차이가 없었고, 평가결과가 특히 학업성적, 입사 후 교육성적, 근무성적 등과 통계적으로 유의미한 상관관계를 갖고 있는 것으로 나타났다고 한다. SSAT의 결과는 인력 선발시 1차선별(screen) 도구 및 인사자료로 활용되고 있다. SSAT의 구성은 과 같다. 삼성직무능력검사 (SSAT)구분하위검사문항수배점1. 기초능력 검사 (AI, Academic Intelligence)-개인이가진 기본적인 인지 능력(감각/지각, 사고, 추론, 판단)을 총체적으로 측정1) 언어력: 표현력, 설득력, 이해력을 측정2) 수리력: 수리력, 자료해석력을 측정3) 추리력: 판단력, 기획력, 예측력, 분석적 200 300 사고력, 논리력을 측정4) 공간지각력: 공간지각력, 지각속도/정확 성, 정보검색 능력을 측정2003002. 직무능력 검사 (PI, Practical Intelligence)-학업능력과는 독립적으로 일상생활에서 성공하는데 필수적인 능력들을 측정1) 사회상식: 직무에 필요한 기본적인 지식 및 필수 교양을 측정2) 감성능력: 대인관계 능력에 필요한 기본적 100 200 자질을 측정3) 상황판단력: 업무수행에 필요한 임기응변 능력 및 판단력을 측정100200총 계3005002. SK그룹: SK종합적성검사SK종합적성검사의 목적은 SK인에게 요구되는 기초자질인 패기(적극적 사고, 진취적 행동, 빈틈없고 야무진 일처리), 경영관련지식, 사교자세 등을 중점적으로 평가할 수 있는 도구의 개발이었다. 1979년에 연구가 시작된 SK종합적성검사는 1980년 인재를 선발하는데 있다. 그리고 평가영역은 언어력, 수리력, 추리력, 창의력, 공간지각력, 사회상식 등 6개이다. 특히 PC 기초 지식 및 정보화시대에 필요한 기본소양을 판단하는 정보처리능력문제가 비교적 많다. 시험문제는 총 300문항이며 소요시간은 120분이다.5. 쌍용그룹쌍용에서는 1995년 하반기 대졸사원 공채부터 직무적성검사를 활용하였다. 쌍용의 직무적성검사는 쌍용의 신입사원으로서 사회·직장생활에 대한 이해와 예비직장인으로서의 준비자세를 평가하기 실시되며, 평가영역은 자연과학, 수리이해, 도표분석, 시사상식을 포함한 직무상식과 실무영어로 구성되어 있다. 시험문제는 쌍용에 근무하고 있는 과·차장급이 출제한다. 시험문제는 100문항이며 시험시간은 80분이다.외국의 직무직성검사 문제 예시언어논리능력(1) 영국 문제예시 다음을 논리적 순서대로 배열하시오.① 거기에서 여러분은 침실 열쇠와 교육용 서류철을 받게 될 것입니다.② 프런트와 침실은 보통 같은 건물에 있게 될 것입니다.③ 교육센터에 도착하면 프런트에서 체크인 하시기 바랍니다.④ 서류철에는 교육장소의 목록이 들어있습니다. 방에 짐을 가져다 둔 뒤 첫 교육장소로 가셔야 합니다.1) ③ _ ① _ ④ _ ②2) ① _ ② _ ④ _ ③3) ③ _ ① _ ② _ ④4) ① _ ③ _ ④ _ ②5) ② _ ③ _ ① _ ④(2) 일본 문제예시 다음 문항의 내용에 합치하는 것은?필시, 자기가 하고 있는 것을 처음부터 방법에 의해 전체적인 관점을 가지고 보는 사람은 적을 것이다. 대개, 무엇인가 반성적인 의식이나 다른 사람의 시선이 그곳에서 방법을 보려고 한다. 방법이라는 것은 다른 사항에도 그것을 적용하여 보다 넓은 유효성을 확인하고 그 유효성을 극대화하려고 하는 원망(願望)에 몸을 맡기는 것이기도 하다. 더구나, 그 극대화의 앞에는 다른 사람에게도 통하는 얼마간의 보편성이 기대되어지게 된다. 하지만, 이러한 보편성으로의 길은 결코 당연한 권리가 아니며, 아무 것도 아니다. 오히려 오해를 사기 쉬운 것이라고 말할 대략 가스 가격의 두배인가?① 부탄 ② 전기 ③ 등유 ④ 석탄 ⑤ 무연탄(2) 일본 문제예시그림과 같이 장방형의 테이블 ①∼⑧ 좌석에 A∼H의 8명이 앉아 있다. 지금, A∼D의 4명이 자신이 앉아 있는 좌석에 대해 다음과 같이 발언했다.A: 나의 바로 맞은 편은 E이다.B: 내가 앉아 있는 자리는 ① 또는 ③이다.C: 나는 가장자리에 앉아 있다.D: 나의 양옆은 F와 G이다.① ② ③ ④⑤ ⑥ ⑦ ⑧이상에서 확실하게 말할 수 있는 것은 다음의 어느 것인가?1. C는 ①에, H는 ②에 앉아 있다.2. H는 ②에, B는 ③에 앉아 있다.3. A는 ④에, D는 ⑥에 앉아 있다.4. F는 ⑥에, D는 ⑦에 앉아 있다.5. D는 ⑦에, G는 ⑧에 앉아 있다.민간기업 직무직성검사 문제 예시삼성 SSAT(1) 상황판단력 검사아래에는 당신이 조직생활에서 겪을 수 있는 상황들과 그런 상황에서 당신이 취할 수 있는 행동들이 제시되어 있습니다. 각각의 상황들을 자세히 읽고, 당신이 생각하기에 가장 바람직한 대안적 행동과 가장 바람직하지 못한 대안 행동을 하나씩 골라 답해 주시기 바랍니다.예) 상황1. 옆자리에 근무하는 동료가 업무 시간에 자꾸 잡담을 건다.A. 그러지 말라고 주의를 준다.B. 상대해 주지 않는다.C. 상사에게 얘기한다.D. 같이 얘기한다.E. 자리를 피한다.포스코 PAT(1)상황문제 / 업무상식 테스트다음의 상황을 읽고 물음에 답하시오H씨는 미국 출장을 위해 8월 1일 오전 김포공항발 항공기에 탑승하였다. 미국내 바이어와의 상담구상에 몰두하다가 잠이 들었다. 기내에서 한숨 푹 자고 난 다음 앵커리지 공항에 도착해 보니 같은 날인 1일 새벽이었다. 줄곧 비행하여 목적지인 뉴욕에 도착한 것은 같은 날인 1일 아침이었다. 그런데 이후 H씨는 소화도 잘 안되고, 피로하며, 정신집중이 잘 안 되는 등 생체리듬이 깨진 듯한 증상을 계속 느꼈다.가. H씨가 뉴욕에 도착한 후 겪은 증상의 원인은 무엇인가?① 체킹타임(Checking Time)② 펜지오네(Penzione)③ ated

학교| 2007.06.11| 11페이지| 1,500원| 조회(675)

인성검사, 적성검사, 인적성, 인적성 검사

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DPF 시스템

목차1.DPF시스템의 개요 2.DPF시스템의 원리 3.DPF시스템의 종류 ①DPNR(Diesel Particulate NOx Reduction) ②버너재생식 ③첨가제식 ④플라즈마식DPF시스템 개요유럽에서는 2005년부터 EURO-Ⅳ기준으로 디젤승용차의 PM 배출한도가 0.025g/휘발유 및 CNG(압축천연가스) 자동차와 유사한 수준을 요구하고 있어 EURO-IV기준을 충족시키기 위해서는 매연저감장치의 부착이 필수적일 것으로 예측된다.DPF(Diesel Particulate Filter)의 원리DPF(Diesel Particulate Filter)의 원리 디젤엔진의 배기가스 중 PM(Particulate Matters)을 Filter를 이용하여 물리적으로 포집하고, 일정거리 주행 후 PM의 발화 온도(550℃)이상으로 배기가스 온도를 상승시켜 PM을 연소시킴. 이때 재성분(Ash)가 Filter내에 조금씩 쌓이게 되며 이를 제거할 System과 구조가 필요함.1. DPNR의 원리 설명DPNR; PM과 NOx를 동시에 저감할 수 있는 장치. NOx 저장 물질 위에 백금 촉매를 코팅한후, 저부하 운전조건에서 NO는 NO2로 산화되고 NOx 저장 물질 위에 저장된다. PM은 NO2가 존재하므로 낮은 온도에서 재생된다.고부하 조건(lean)에서는 이미 저장되어 있는 NO2와 HC, CO와 반응하며 이 때 PM은 자연 재생된다. DPNR에서는 NOx를 줄이기 위해서 간헐적인 고부하 운전이 반드시 필요하기 때문에 후분사방식이 채택된다.4-Way 촉매필터(DPNR) 의 저감원리4-Way 촉매필터(DPNR)2. 버너재생식버너재생식 원리설명입자상물질의 축적에 의해 세라믹필터 양단의 배압이 규정치 이상 상승하면 버너에 의해 PM을 산화시키는 방식 필터가 녹는 경우 Fuel Panelty가 높고 신뢰성 측면에서 문제가 발생.. 따라서, 자동차에 널리 보급되지 못하고 있으나, 비교적 많은 매연이 발생하나 작동상태가 완만한 대형 트레일러, 철도차량 및 선박 등에 안정적으로 사 되고 있다3. 첨가제식 원리설명Ba, Ca, Fe, Mn등 금속 성분은 수트의 양을 저감하는 것으로 알려져 있다. 이 금속 성분들은 수트 입자의 생성 자체를 막거나, 연소 후반에 수트의 산화를 도와주는 촉매 역할을 한다. 1) 첨가제 방식 DPF의 장점 ① PM의 반응 온도를 400~450℃ 정도로 낮출 수 있다. ② 필터 내에서 연속 재생이 일어나므로, 필터에 포집되 는 입자상 물질의 양이 적어 엔진의 배압을 낮은 수준으로 유지할 수 있다. ③ 첨가제 방식은 촉매 방식보다 재생반응온도가 높으므로 빠른시간 내에 완벽히 재생할 수 있다. 2) 첨가제 방식 DPF의 단점 ① 연소과정 중에 발생하는 ash로 인해 필터가 막힐 염려가 있다. ② 연료 첨가제에 의해 2차 오염이 발생될 수 있다.첨가제식4. 플라즈마식본장치는 설정된 조건에 맍는 배기가스온도 및 시스템의 제어 범위에 들어올 경우 연료를 분사함으로써 배기가스의 온도를 올리고 또한 환원분위기를 조성함으로써 질소산화물까지도 저감시킬 수 있도록 설계되어 있다.{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2007.06.11| 14페이지| 1,500원| 조회(2,031)

환경, 자동차, NOx, DPF, DP

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[독후감]에너지와 엔트로피

이책의 구성을 살펴보면 처음에는 고대에서부터 근대에 이르기까지, 더 나아가서 미래에 관해서도 언급하고 있다. 처음부터 읽기에는 약간 지루한 감이 있었지면 읽으면 읽을수록 예전부터 인간이 힘을 어떻게 사용해 왔고, 어떻게 발전시켜 나가는 지에 관하여 매우 흥미 있고, 지루하지 않게 써 놓은 것 같았다.에너지라는 단어는 아리스토텔레스가 처음으로 사용하였다고 한다. 그의 저서가 너무 자주 고쳐서 쓰여졌기 때문에 확실하지는 않지만, 그가 사용했다는 것은 부인 할 수 없다. 이것으로, 그 당시 시대부터 에너지라는 개념을 썼음을 알 수 있다. 아리스토텔레스는, “힘은 물체의 운동을 시작하게 하고 지속시키는 것 뿐 아니라 운동의 속도를 변화시키는데도 필요하다. 그러나 힘은 속도에 비례한다.” 라고 하여, 그리스어로 정교함을 의미하는 “역학”이라는 용어를 최초로 도입하였다. 이 용어가 상징하는 것은 몇몇 기술, 즉 사물의 자연적 과정을 인간에게 유익하게 바꿔 가는데 도움을 주는 기술이다. 그러나 정교함이라는 의미와는 다르게, 그들은 많은 문제를 해결하지 못했다. 아리스토텔레스와 그 시대의 사람들은 역학의 개념, 즉 역학에 관한 근본적인 개념과 생각, 질문, 문제 제기 등이 근대적 역학의 토대가 되었고, 2000년 동안의 시간을 필요로 했다. 다음으로, 불의 기동력 탄생에서는, 이미 기원전 2세기와 1세기 전에 헤론의 저서 “기하학”에서 증기기관을 묘사했고, 최초로 자연에 존재하지 않는 압축된 공기와 오늘날 “에너지의 형태”라고 불리게 된 증기의 인공적 힘을 발생시키려고 실험했으며, 실험적으로 증명했다. 어쩌면 17, 18세기에 일어난 산업혁명이 더 일찍 일어났을 수도 있었을 것이다. 그렇게 되었다면, 지금은 문명이 발전했을까? 아니면 전쟁이라든가 하는 이유로 인해 더 퇴보했을까? 하는 의문을 가져본다.지중해를 지배하던 로마 제국이 4~7 세기 사이에 게르만족, 사르마티아족, 슬라브족 등에 의해 붕괴되고, 7세기와 8세기에, 칼리프가 다스리던 아랍 세계에서 과학이 어느 정도 다시 부흥했지만, 칼리프 제국은 다시 11세기와 12세기에 기독교의 압력으로 분열하기 시작했다. 때문에 위대한 아랍의 과학 저서들이 불에 탔으며, 그로 인해 과학 발달에 의미 있는 영향을 끼치지 못했다. 여기에서 나는, 기독교와 아랍 세력과의 힘겨루기에서 아랍 세력이 우세했다면, 지금 세계의 패권국가는 미국이 아니라 아랍, 즉 중동이었을 것이라고 생각한다. 게다가 중동에는 어마어마한 석유 자원이 있고, 이를 잘 사용했다면, 세계는 지금과는 판이하게 달라졌을 것이다. 그렇게 되었고, 내가 태어났다면, 지금 나는 아랍어로 된 전공 서적을 뒤적이고, 취업을 하기 위해서 아랍 말을 배우기 위해 부단히 노력하고 있지 않을까?하여튼 암흑시대라고도 불리는 중세시대에는 기독교 때문에 과학이 발전하지 못한 것만은 사실이다. 중세시대가 끝나가고, 르네상스 시대가 도래한다. 이때에 과학은 급속도로 발달하게 된다. 인쇄술의 발명, 현미경, 쌍안경, 동력 공학과 기계 제작, 기계식 시계, 엔진의 개발, 상대성 원리도 나타나기 시작했으며, 이 책의 주제인 엔트로피의 개념도 이 대에 대두되었다. 이것은 레오나르도 다빈치의 힘에 대한 찬사에서 언급되어 있다. 하지만, 이 시기에는 아직 엔트로피의 개념만 있을 뿐이었다. 이런 실용 과학의 선봉에 선 사람은 놀랍게도 쿠사라는 추기경이며, 그 외에도 많은 수의 고위층의 성직자들이 과학 기술 개발에 앞장섰다. 그리고 1492년에 콜럼버스가 아메리카 대륙에 도착하고, 바스코 다 가마가 1498년에 인도 항로를 발견하고, 이어서 마젤란이 세계일주를 성공하였다. 이로써 지구가 자전을 하며, 또한 둥글다는 것을 증명하였다. 이는 프톨레마이오스의 체계를 뒤엎고 성서에 일격을 가하는 것이다. 지중해에 연안에서 나타나는 자침이 동쪽으로 기우는 것 이외에 서쪽으로 기우는 현상이 콜럼버스에 의해 발견되자, 이 충격은, 지구가 자침을 잡아당기거나, 밀쳐내는, 아직 알려지지 않은 또 하나의 힘이 존재한다는 것을 암시했다. 이런 지리학 상의 발견은 중력과 자기력을 연구하는데 결정적인 영향을 끼쳤다.전자기력 발전의 역사를 시작하면 꼭 나오는 것이 정전기이다. 내가 전자공학과라서 그런지 자기력이 친숙하게 느껴지지만, 이 시대 사람들에게는 미지의 힘이었을 것이다. 이런 것을 탐구하는 것이 얼마나 즐거운 일일까? 지금 이 시대에도 그런 것이 무궁무진하게 남아 있을 것이다. 그러나 이 시대의 자기력의 발견 같은 그런 아직 발견하지 못한 새로운 힘이 남아 있을까? 길버트는 전기력과 자기력의 존재를 실험으로써 확인했고, 케리케와 영국의 그레이, 프랑스의 뒤페 등은 전자기력에 대한 많은 실험을 했고, 이에 자극 받은 많은 연구자들이 중력, 자기력, 전기력, 결국에는 이들 힘을 생성하는 에너지의 원천의 자연적 기원에 대해서 연구함으로써 신과 교회의 통제권을 침해하게 되었다. 그리고 무엇보다도 운동과 작용하는 힘에 관계된 개념이 수정되었다. 이때 힘, 일, 운동량, 에너지와 같은 개념들이 집중적으로 정식화되기 시작하였다.다음으로는 대기압의 발견이다. 이는 갈릴레오, 토리첼리, 파스칼에 의해서 실험으로 입증되었으나, 사람들은 대기는 아주 희박할 것이라고 생각하고 있었던 것이다. 대기압이 그렇게 높다면, 어떻게 어깨를 짓누르고 있는 1kg이나 되는 힘을 느끼지 못하냐는 주장이다. 사실은 우리 몸에서도 대기압만큼의 압력으로 지탱하고 있는 것이다. 지구보다 대기압이 높은 금성으로 가면 사람은 찌그러질 것이고, 대기압이 훨씬 낮은 달이나 화성으로 간다면 몸이 팽창해서 터져 죽을 것이다. 하여튼 이 대기압이라는 것은 유명한 반구 실험으로 일반 사람들에게 대기압의 존재를 깨닫게 해 주었다.드디어 19세기에 산업혁명의 기초가 되는 화석연료를 태워서 발생하는 불의 힘을 이용한 기관(engine)이 등장했다. 이어서 증기선, 증기기차 페러데이의 전자기력 통합 등이 나온다. 이때부터 과학기술의 발전 속도는 지금까지 이어져서, 얼마 전까지 상상이나 하던 것들이 현실로 다가왔다. 지금도 과학기술은 급속히 발전하고 있다.3장에 이르러서야 비로소 천의 얼굴은 가진 여왕이라고 하는 에너지에 대해서 나온다. 이 책에서는 엔트로피를 여왕의 무서운 그림자, 에너지를 천의 얼굴을 가진 여왕이라고 표현하였는데, 아주 멋진 표현이다. 원문으로는 어떻게 표현했는지는 모르지만, 에너지는 그야말로 천의 얼굴을 가진 여왕이라고 할 수 있다. 앞의 과학 역사의 발달 과정에서 볼 수 있듯이, 에너지는 열 에너지로도 나타나며, 운동에너지, 전기에너지, 자기에너지, 빛 에너지, 위치에너지, 핵에너지, 화학 에너지, 정전기적 에너지... 등등 이루 말할 수 없는 많은 형태를 가지고 있다. 우리가 아직 발견하지 못한 여러 가지 형태가 있을 것이다. 그리고 그런 에너지가 없으면 우리는 살아가지 못한다. 현재 지구상의 에너지는 유한하다. 이것은 지금 주로 사용하고 있는 화학 에너지를 말하는 것이다. 언젠가는 화학에너지는 고갈된다. 따라서 대체 에너지를 개발해야 할 것이다. 핵분열 에너지를 사용하고 있지만, 폐기물 문제가 있고, 핵 융합에너지를 사용하면, 가용 자원도 거의 무한하고, 폐기물도 없어서 좋지만, 아직 기술력이 상용화 단계에 이르지는 않았다. 유용하게 쓸 수 있는 것이 태양 에너지이다. 사실 엄밀하게 본다면 지금 한창 잘 사용하고 있는 화석 연료도 태양 에너지에서 온 것이라고 할 수 있다. 태양 빛으로 광합성을 하여 자란 식물이 탄화되어 석유, 석탄으로 나타나게 된 것이다. 그러고 보면 지구상의 에너지는 모두 태양에너지에 기반을 두고 있다. 풍력, 조수력, 파력, 화력, 태양열 발전 등등 핵분열 발전만 제외하고 말이다. 빛이 있으면 그림자가 있듯이, 그 천의 얼굴을 가진 여왕의 어두운, 무서운 그림자에 대해서 4장에 나온다.

독후감/창작| 2007.06.11| 4페이지| 1,500원| 조회(245)

에너지, 엔트로피, 독후감, 열역학, 에너지와 엔트로피

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