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전략 기획은 조직의 성장과 발전을 위한 비판적 사고, 최적화 및 동기의 원동력이자 결과이다. 시스템 사고, 개인 및 조직 숙달, 정신 모델, 공유 비전 구축, 팀 학습에 내재된 핵심 규율. 기계 학습 및 데이터 분석 시대에 이러한 핵심 규율은 인적 자원과 인간의 관심이 조직의 원동력이 되는 한 여전히 관련성이 있다.
더욱이, 의사소통이 학습 조직과 전략 기획 실현에 중요한 역할을 한다는 것을 부인할 수 없다. Barker와 Camarata (1998)의 연구에서 저자들은 의사소통의 귀중한 역할을 설명할 수 있는 이론들이 있다고 언급했으며, 이는 합리적 선택 이론에서 사회 교환 이론에 이르기까지 비용, 보상 및 결과가 의사소통 유지와 조직 및 구성원의 목표 달성을 위한 관계에서 가치 있는 것으로 평가된다. 따라서 많은 조직과 기업이 학습 조직이 되고 전략 기획을 수행하기 위해 최선을 다하지만, 의사소통 없이는 관계가 실패하고 핵심 규율은 결코 진정으로 충족되지 않는다(Barker &amp; Camarata, 1998).
딜-그로브 모델()은 재료 표면에서 산화물 층의 성장을 수학적으로 설명한다. 특히 반도체 제조에서 규소의 열 산화를 예측하고 해석하는 데 사용된다. 이 모델은 1965년 페어차일드 반도체의 브루스 딜과 앤디 그로브에 의해 처음 발표되었으며, 1950년대 후반 벨 연구소의 마틴 아탈라가 열 산화를 통한 규소 표면 패시베이션에 대한 작업을 기반으로 한다. 이는 CMOS 소자 개발 및 집적 회로 제작의 한 단계로 사용되었다.
물리적 가정.
이 모델은 산화 화학 반응이 산화물 층과 기판 재료 사이의 계면에서 발생하며, 산화물과 주변 기체 사이에서는 발생하지 않는다고 가정한다. 따라서 산화종이 겪는 세 가지 현상을 다음 순서로 고려한다.
이 모델은 각 단계가 산화제 농도에 비례하는 속도로 진행된다고 가정한다. 첫 번째 단계에서는 헨리의 법칙을, 두 번째 단계에서는 피크의 확산 법칙을, 세 번째 단계에서는 산화제에 대한 1차 반응을 따른다. 또한 정상 상태 조건을 가정하며, 즉 과도 효과는 나타나지 않는다고 본다.
이러한 가정을 바탕으로 세 가지 상 각각을 통한 산화제의 선속은 농도, 재료 특성 및 온도로 표현될 수 있다.
여기서: formula_2는 기체 상 수송 계수이고, formula_3는 주변 대기 중 산화제의 농도이며, formula_4는 산화물 표면의 산화제 농도이고, formula_5는 산화물과 기판 사이 계면의 산화제 농도이며, formula_6는 산화물을 통한 확산 계수이고, formula_7는 산화물 두께이며, formula_8는 기판 표면에서의 산화 반응 속도 계수이다.
정상 상태에서는 세 가지 선속이 서로 같다고 가정하며 formula_9 다음 관계를 도출할 수 있다.
확산 제어 성장을 가정하고, 즉 formula_11가 성장률을 결정하는 경우, 위 두 관계에서 formula_12와 formula_13를 formula_14로 표현하여 각각 formula_11 및 formula_16 방정식에 대입하면 다음을 얻는다.
산화물 단위 부피 내 산화제 농도를 N이라고 하면, 산화물 성장률은 미분 방정식 형태로 쓸 수 있다. 이 방정식의 해는 임의의 시간 t에서의 산화물 두께를 제공한다.
여기서 상수 formula_19와 formula_20는 각각 반응과 산화물 층의 특성을 포함하며, formula_21는 표면에 존재했던 초기 산화물 층이다. 이 상수들은 다음과 같이 주어진다.
여기서 formula_23이며, formula_24는 헨리의 법칙의 기체 용해도 매개변수이고 formula_25는 확산하는 기체의 부분압이다.
x에 대한 이차 방정식을 풀면 다음을 얻는다.
위 방정식의 짧은 시간 및 긴 시간 한계를 취하면 두 가지 주요 작동 모드가 나타난다. 첫 번째 모드는 성장이 선형으로 일어나는 경우로, formula_27가 작을 때 처음에 발생한다. 두 번째 모드는 산화 시간이 증가함에 따라 산화물이 두꺼워지면서 이차 성장을 보인다.
B와 B/A는 종종 이차 및 선형 반응 속도 상수라고 불린다. 이들은 다음과 같이 온도에 지수적으로 의존한다.
여기서 formula_30는 활성화 에너지이고 formula_31는 볼츠만 상수 (eV 단위)이다. formula_30는 방정식마다 다르다. 다음 표는 일반적으로 산업에서 사용되는 조건(낮은 도핑, 대기압)에서 단일 결정 규소에 대한 네 가지 매개변수 값을 나열한다. 선형 속도 상수는 결정의 방향(일반적으로 표면에 인접한 결정면의 밀러 지수로 표시됨)에 따라 달라진다. 표는 formula_33 및 formula_34 규소에 대한 값을 제공한다.
규소에 대한 유효성.
딜-그로브 모델은 대부분의 조건에서 단일 결정 규소에 대해 매우 잘 작동한다. 그러나 실험 데이터에 따르면 매우 얇은 산화물(약 25 나노미터 미만)은 모델 예측보다 formula_35에서 훨씬 빠르게 성장한다. 규소 나노구조(예: 실리콘 나노와이어)에서는 이러한 빠른 성장에 이어 자체 제한 산화라고 알려진 과정에서 산화 동역학이 감소하는 경향이 있어 딜-그로브 모델의 수정이 필요하다.
특정 산화 단계에서 성장한 산화물이 25 나노미터를 크게 초과하는 경우, 간단한 조정으로 이상 성장률을 설명할 수 있다. 이 모델은 초기 두께를 0으로 가정(또는 25 나노미터 미만의 초기 두께)하는 대신 산화 시작 전에 25 나노미터의 산화물이 존재한다고 가정하면 두꺼운 산화물에 대해 정확한 결과를 제공한다. 그러나 이 임계값에 가깝거나 더 얇은 산화물에 대해서는 더 정교한 모델을 사용해야 한다.
1980년대에는 위에서 언급한 얇은 산화물(자체 제한 사례)을 모델링하기 위해 딜-그로브 모델의 업데이트가 필요하다는 것이 명확해졌다. 얇은 산화물을 더 정확하게 모델링하는 한 가지 접근 방식은 1985년 매수드(Massoud) 모델이다. 매수드 모델은 분석적이며 병렬 산화 메커니즘을 기반으로 한다. 이 모델은 속도 향상 항을 추가하여 초기 산화 성장을 더 잘 모델링하도록 딜-그로브 모델의 매개변수를 변경한다.
딜-그로브 모델은 다결정 실리콘("폴리-실리콘")에 대해서도 실패한다. 첫째, 결정립의 무작위 방향 때문에 선형 속도 상수에 대한 값을 선택하기 어렵다. 둘째, 산화제 분자가 결정립계를 따라 빠르게 확산하므로 폴리-실리콘은 단결정 규소보다 빠르게 산화된다.
도펀트 원자는 규소 격자에 변형을 일으켜 규소 원자가 유입되는 산소와 더 쉽게 결합하도록 만든다. 이 효과는 많은 경우에 무시될 수 있지만, 고도로 도핑된 규소는 훨씬 더 빠르게 산화된다. 주변 기체의 압력 또한 산화율에 영향을 미친다.
차량 사각지대 모니터(vehicle blind spot monitor) 또는 간단히 사각지대 모니터링(blind-spot monitoring)은 운전자의 측면 및 후방에 있는 다른 차량을 감지하는 차량 기반 센서 장치이다. 경고는 시각적, 청각적, 진동적 또는 촉각적일 수 있다.
차량 사각지대 (VBS) 모니터는 차량의 측면과 후방을 모니터링하는 것 이상을 수행할 수 있다. 여기에는 "후방 교차 교통 경고"가 포함될 수 있으며, 이는 "측면에서 차량이 접근할 때 주차 공간에서 후진하는 운전자에게 경고한다."
차량의 사이드 미러가 올바르게 조정되면 측면에는 사각지대가 없다. 이 방법은 조지 플라처(George Platzer)가 1995년에 미국 자동차 공학회에 발표한 논문에서 처음 문서화되었지만, 운전자 교육 수업에서는 종종 간과되고 익숙해지는 데 시간이 걸린다. 훈련되지 않은 운전자들은 자신의 차량 측면을 볼 수 있도록 사이드 미러를 너무 안쪽으로 조정하는 경향이 있어, 인접 차선에서 옆으로 이동하는 차량을 볼 수 없다. 훈련된 운전자가 사각지대를 계산하여 제거하는 것은 저렴하며, 운전자가 미러를 올바르게 설정하고 사용하는 데 시간을 투자한다면 해당 문제에 대한 비싼 기술적 해결책의 필요성을 없앤다.
플라처는 자신의 사각지대 모니터에 대한 특허를 받았고, 이는 포드 모터 컴퍼니와 관련된 다양한 제품에 통합되었다. 사각지대 미러는 이 인지된 문제에 대한 "우아하고 비교적 저렴한 해결책"으로 선전되었다.
BLIS는 'Blind Spot Information System'의 두문자어로, 볼보가 개발한 보호 시스템이다. 볼보의 이전 모회사인 포드 모터 컴퍼니는 이 시스템을 포드, 링컨, 머큐리 브랜드에 적용했다.
이 시스템은 2001년 볼보 SCC 콘셉트카에 처음 도입되었고, 2003년 볼보 XC90 SUV에 양산되어 운전자가 차선을 변경하는 동안 차량이 사각지대에 진입하면 가시적인 경고를 표시했다. 이는 도어 미러 하우징에 장착된 카메라와 레이더 센서를 사용하여 충돌이 임박한 사각지대 영역을 확인한다. 볼보는 이 기능 도입으로 AutoCar 안전 및 기술상을 수상했다.
마쓰다.
마쓰다는 사각지대 모니터를 제공한 최초의 일본 자동차 제조사였으며, 이를 "BSM" (블라인드 스팟 모니터링)이라고 부른다. 이는 2008년 마쓰다 CX-9 그랜드 투어링 모델에 처음 도입되었고 2012년 모델까지 최고 트림 레벨에만 한정되었다. 2013년에는 CX-9 투어링 및 그랜드 투어링 모델 모두에 BSM이 기본으로 장착되었다.
마쓰다는 재설계된 2009년 마쓰다 6에도 BSM을 추가했다. 사각지대 모니터링은 6i 및 6s 그랜드 투어링 트림 레벨에 기본 장비였고, 일부 하위 트림 레벨에서는 선택 사항으로 제공되었다. 마쓰다는 이후 마쓰다 2, 마쓰다 3, CX-3, CX-5, MX-5 미아타, 그리고 곧 출시될 CX-30의 기능 목록에 추가하여 BSM의 가용성을 확대했으며, 종종 옵션 패키지의 일부로 제공된다.
콘셉트카이기는 했지만, 포드 GT90은 현대적인 사각지대 모니터링 시스템을 장착한 최초의 차량이었다.
현재 포드는 사각지대 감지에 BLIS라는 두문자어를 사용한다. 이 시스템은 "주행" 및 "중립" 변속기 기어에서 활성화되며, 후진 또는 주차 기어에서는 꺼진다. 포드 제품에서 이 시스템은 2009년 봄에 2010년 포드 퓨전 및 퓨전 하이브리드, 2010년 머큐리 밀란 및 밀란 하이브리드, 2010년 링컨 MKZ에 처음 도입되었다.
미쓰비시는 2016년에 출시된 파제로 스포츠에 사각지대 경고(BSW)를 제공한다.
사각지대 개입.
2010년, 닛산 푸가/인피니티 M은 차량이 충돌하는 것을 방지하기 위한 카운터스티어링 기능을 처음으로 제공했다.
기어 스틱(gear stick) 기어 레버(영국 영어), 기어시프트 또는 시프터(미국 영어), 더 공식적으로는 변속기 레버는 자동차의 변속기에 부착된 금속 레버이다. 기어 스틱이라는 용어는 주로 수동변속기의 변속 레버를 의미하며, 자동변속기에서는 유사한 레버를 기어 셀렉터라고 한다. 기어 스틱은 일반적으로 클러치 페달을 왼발로 밟아 엔진과 구동계 및 바퀴를 분리하면서 기어를 변경하는 데 사용된다. 유압식 (토크컨버터) 자동변속기, 자동화 수동 변속기 및 VW 오토스틱과 같은 구형 반자동 변속기(특히 클러치 없는 수동 변속기)와 연속 가변 변속기를 포함한 자동변속기 차량은 물리적인 클러치 페달을 필요로 하지 않는다.
대체 위치.
기어 스틱은 일반적으로 차량의 앞좌석 사이에 위치하며, 센터 콘솔(때로는 계기판에 상당히 높이 위치하기도 함), 변속기 터널(후륜 또는 전륜 구동 차량과 함께 사용될 때 시프터 어셈블리를 덮기 위해 센터 콘솔과 함께 변속기 터널에 볼트로 고정된 플로어 시프터 메커니즘을 콘솔 시프터라고 잘못 부르기도 함) 또는 바닥에 직접 장착된다. 일부 차량에는 스티어링 휠에 레버가 장착된 컬럼 시프트가 있으며 1950년대 메르세데스-벤츠 자동차 및 모든 2행정 트라반트와 같은 수동 4단 기어박스 차량의 경우, 이는 기어박스에 링크로 연결된 실제 수동 기어 레버이다. 자동변속기 차량에서 레버는 기어 셀렉터와 더 유사하게 기능하며, 최신 차량에서는 시프트-바이-와이어 원리 덕분에 반드시 변속 링크가 필요하지 않다. 이는 전폭 벤치형 앞좌석을 허용하는 추가적인 이점이 있다(일부 버킷 시트 옵션 모델에도 포함됨). 이후 인기가 시들었지만, 북미 시장의 픽업트럭, 밴, 비상 차량(법 집행 및 EMS 모두 모바일 데이터 단말기 및 양방향 라디오 장착으로 인해 플로어 시프터가 부적합하여 컬럼 시프터가 유지됨) 및 포드 크라운 빅토리아와 같은 "풀 사이즈" 미국 세단에서는 여전히 널리 찾아볼 수 있다. 계기판 장착 시프트는 시트로엥 2CV 및 르노 4와 같은 특정 프랑스 모델에서 흔했다. 벤틀리 마크 VI와 라일리 패스파인더는 모두 우측 통행 운전석의 오른쪽에 기어 레버가 있었는데, 운전석 문 옆에 핸드브레이크가 있는 것이 영국 자동차에서 흔한 일이었다. (좌측 통행 모델은 컬럼 시프트를 사용했다.)
일부 최신 스포츠카에서는 기어 레버가 "패들"로 완전히 대체되었다. 패들은 한 쌍의 레버로, 일반적으로 (기어박스와의 기계적 연결 대신) 전기 스위치를 작동하며 스티어링 컬럼 양쪽에 장착되어 한쪽은 기어를 올리고 다른 쪽은 내린다. 포뮬러 1 차량은 "패들"을 (탈착식) 스티어링 휠 자체에 장착하는 현대적인 관행이 있기 전에는 스티어링 휠 뒤의 노즈 차체 내부에 기어 스틱을 숨겼다.
기어 노브 및 스위치.
기어 노브, 시프트 노브, 기어 시프트 노브 또는 스틱 시프트 노브라고 불리는 노브는 기어 스틱의 손잡이 역할을 한다. 기어 노브는 차량 유형 및 원하는 미학에 따라 알루미늄, 플라스틱, 가죽, 나무 또는 탄소 섬유와 같은 재료로 일반적으로 만들어진다. 일반적으로 기어 노브에는 기어 선택 시스템의 변속 패턴, 즉 기어를 선택할 때 기어 스틱을 움직여야 하는 위치를 나타내는 다이어그램이 포함된다. 일부 구형 수동 변속기 차량에서는 노브에 오버드라이브를 작동시키는 스위치가 통합될 수 있으며, 일부 자동 변속기 차량에서는 스포츠 모드와 같은 특수 모드를 작동시키거나 오버드라이브를 해제하는 스위치가 통합될 수 있다. 위에서 언급된 두 스위치는 콘솔 또는 스티어링 컬럼 스토크에도 있을 수 있다. 스티어링 컬럼에 있는 수동 시프터가 3개의 전진 속도만 있는 경우 일반적으로 스리-온-더-트리(three on the tree)라고 불리며, 4개의 전진 속도를 가진 플로어 시프터는 포-온-더-플로어(four-on-the-floor)라고 불린다. 이러한 기어 중 가장 낮은 기어는 일반적인 1단 기어 비율보다 훨씬 낮은 비율로 설정된 경우 종종 할머니 기어(granny gear)라고 불린다.
클러치가 연결된 상태에서 기어가 들어간 채로 시동을 걸면 시동 모터 자체만으로 차량 전체를 움직일 충분한 토크를 생성하기 때문에 차량이 앞으로 또는 뒤로 튀어나갈 수 있다. 이는 특히 주차 브레이크가 단단히 걸려 있지 않은 경우 매우 위험할 수 있으며 시동 모터와 구동계에 손상을 줄 수 있다. 따라서 초보 운전자들은 엔진 시동 전에 수동 기어박스의 노브를 좌우로 흔들어 기어박스가 중립에 있는지 확인하도록 교육받는다. 같은 이유로, 최신 차량은 시동이 걸리기 전에 클러치 페달을 밟아야 한다(일부 최신 차량에는 기어가 들어간 채로 시동을 걸어야 하는 드문 상황을 위해, 누르고 있으면 클러치 시동 요구 사항을 비활성화하는 버튼이 있음). 후자의 관행은 매우 추운 조건이나 배터리가 약한 경우에도 유용하다. 이는 시동 모터가 차갑고 점성이 높은 오일로 가득 찬 기어박스를 돌리는 것을 피할 수 있기 때문이다.
많은 자동변속기 차량에는 기어 스틱 또는 그 근처에 추가 제어 장치가 있어 엔진 및 도로 속도에 따라 변속기 시스템이 내리는 선택을 수정한다. 예를 들어 "스포츠" 또는 "경제" 모드는 대략적으로 변속하기 전에 더 높은 또는 더 낮은 분당 회전수를 허용한다.
일부 특수 차량에는 기어 스틱에 다른 기능에 대한 제어 장치가 있다. 랜드로버 프리랜더는 급경사 하강 시 저속 기어박스의 기능을 시뮬레이션하기 위해 브레이크를 사용하는 회사의 힐 디센트 컨트롤 시스템 기능용 버튼을 도입했다.
보조 기어 레버.
일반적인 4륜구동 차량에는 저속 기어박스(험한 지형에서 사용), 트랜스퍼 케이스(2륜 구동과 4륜 구동 사이를 전환함) 또는 차동 기어 잠금 장치를 작동시키는 하나 이상의 추가 "변속 레버"가 있다. 일부 최신 일반 차량은 저속 기어박스와 트랜스퍼 케이스의 제어 장치를 세 가지 위치를 가진 하나의 레버로 결합한다: 2H(표준 고속 기어박스에서 2륜 구동용), 4H(표준 고속 기어박스에서 4륜 구동용), 4L(저속 기어박스에서 4륜 구동용).
변속 패턴.
변속 패턴은 기어의 배열을 의미한다. 일반적인 수동변속기 차량에서 1단 기어는 왼쪽 앞으로 위치한다. 많은 트럭과 일부 스포츠카에서는 대신 "도그 레그" 위치에 있으며, 왼쪽 뒤로 위치한다. 일반적으로 스틱을 중앙 위치로 되돌리는 스프링 장치가 있다. 후진 기어는 우발적인 작동을 피하기 위해 가장 좋은 위치에 배치되는 것이 일반적이다.
수동변속기.
(예를 들어) 5개의 전진 기어를 가진 일반적인 수동변속기 차량은 5개의 전진 기어, 후진 기어, 그리고 중앙의 "중립" 위치의 7가지 가능한 위치를 가진다. 일부 차량에는 후진 기어의 우발적인 작동을 방지하는 특수 버튼이 있다. 다른 차량은 후진 기어를 작동시키기 위해 레버를 들어 올리거나(예: 닛산 자동차), 아래로 누르거나(예: 폭스바겐), 추가적인 힘으로 움직여야 한다(예: BMW). 5단 바로 아래에 후진 기어가 있는 변속기에서는 중립에서가 아니면 후진 기어를 선택할 수 없도록 하는 기계적 잠금 장치가 있을 수 있으며, 이는 6단 변속기에 익숙한 운전자가 6단을 선택하려다가 후진 기어를 작동시키는 것을 방지한다. 일부 변속기에는 차량이 엔진의 최대 RPM을 초과할 만큼 빠르게 움직이는 경우 1단 및 때로는 2단 기어의 선택을 차단하는 전자 제어 오류 방지 안전 장치도 있다.
자동변속기는 전통적으로 직선형 패턴을 가졌으며, 고전적인 P-R-N-D 게이트를 채택했다. "P"는 맨 앞, 가장 위쪽 위치(또는 컬럼 장착형 시프터의 경우 "P"가 완전히 왼쪽으로)에 있었다. 해당 변속 위치는 다음과 같다:
모든 자동변속기는 변속기의 수동 오버라이드를 사용하며, "주행" 아래(또는 오른쪽)에 내림차순으로 번호가 매겨진 위치가 있어 변속기가 선택된 기어보다 높은 기어로 변속하는 것을 방지하지만, 그보다 낮은 번호의 모든 기어 사이에서는 자동 작동을 유지한다. 이러한 게이트는 예를 들어 P-R-N-D-3-2-1과 같이 나타난다. 일부 차량(주로 혼다, 토요타 자동차, 스바루 (자동차), 렉서스와 같은 일본 제조사)에서는 이러한 번호가 매겨진 위치가 단일 "L"("낮은"을 의미) 위치로 대체되어, 가파른 경사를 오르거나 급가속을 위해 필요한 더 낮은 비율로 변속기를 유지한다: P-R-N-D-L.
더 현대적인 자동변속기는 "J-게이트"(재규어가 개척함)를 채택했으며, 일부 기어는 왼쪽 "팔"에, 일부는 오른쪽에 있으며, 패턴의 후방에 옆으로 움직이는 부분이 있다. 1995년의 2세대 랜드로버 레인지 로버는 "H-게이트"를 사용했으며, 일반 주행 및 오프로드 주행을 위해 각각 고속 및 저속 비율에 대해 "H"의 반대쪽 다리에 두 개의 평행한 PRND 게이트가 있었다.
알파 로메오의 스포트로닉 및 포르쉐의 팁트로닉과 같은 대부분의 현대적인 수동겸용변속기는 기어 셀렉터의 왼쪽 또는 오른쪽에 전통적인 자동 변속 패턴을 가지며, 다른 쪽에는 "+" 및 "-" 위치가 있는 연결된 세로 게이트가 있어 시프터를 앞뒤로 움직이면 기어가 각각 위아래로 증가한다. 이는 2단 기어에서 시작해야 할 수도 있는 눈이나 진흙 조건에서 유용할 수 있다.
전자식 기어 변속.
드라이브 바이 와이어(또는 더 정확히는 시프트 바이 와이어) 컴퓨터 제어 변속기(특히 자동변속기의 경우)의 등장으로, 기어 스틱은 더 이상 변속기 장치 자체와 기계적으로 연결될 필요가 없으므로, 원격 메커니즘이나 복잡한 연동 장치를 패키징할 필요가 없기 때문에 훨씬 작게 만들 수 있다. 전기자동차(전통적인 의미의 실제 기어박스나 변속기가 일반적으로 없음)는 드라이브("전진"), 중립, 후진의 간단한 변속 위치를 위한 '드라이브 셀렉터'를 사용하지만, 일부는 회생 제동을 작동시키는 추가 위치 "B"와 "주차"를 위한 별도의 버튼을 가지고 있다. 드라이브 셀렉터는 일반적으로 레버 대신 눈에 띄는 노브나 스위치이며, 테슬라 차량의 경우 윈드스크린 와이퍼 제어 장치와 자주 혼동되는 스티어링 컬럼 스토크 스위치이다.
이 모든 것은 디자이너가 기어 스틱을 버튼, 회전식 노브(현재 재규어, 랜드로버 및 포드 모델이 좋은 예시), 또는 센터 콘솔의 소형 기어 스틱으로 완전히 대체할 수 있게 했다. 이는 일부 아우디, BMW 및 링컨 컨티넨탈에서 볼 수 있다. 일본의 핑거 시프트도 또 다른 예시이다. 이는 크라이슬러 푸시 버튼 파워플라이트 및 에서 1950년대에 사용되었던 접근 방식의 부활이다.
특수 노브.
기어 노브, 기어 시프트 노브, 스틱 시프트 노브라고도 알려진 시프트 노브는 기어 스틱과 운전자의 손 사이의 물리적 인터페이스이다. 단순한 플라스틱부터 백금에 이르기까지 다양한 재료로 만들어지며, 다양한 모양, 크기 및 무게로 제공된다. OEM 시프트 노브는 일반적으로 구형이며, 기어 스틱에 부착될 때 종종 체스 폰과 유사하다.
시프트 노브의 주요 기능은 운전자와 변속 장치 사이의 인간공학적 인터페이스이다. 기어 스틱은 이름에서 알 수 있듯이 종종 나사산이 있거나 없는 단순한 가공 또는 주조 알루미늄 또는 강철 막대이며, 시프트 노브는 그 끝에 장착된다.
최근 몇 년 동안 제조업체들은 값싼 플라스틱부터 다이아몬드가 박힌 백금에 이르기까지 다양한 시프트 노브를 소비자에게 제공하고 있다.
센터 콘솔(center console) 또는 중앙 콘솔은 자동차 내부 전면 중앙에 제어 장치가 있는 표면을 말한다. 이 용어는 계기판에서 시작하여 그 아래로 이어지며, 많은 차량의 앞 좌석 운전자와 승객의 카시트 사이를 가로지르는 변속기 터널과 종종 합쳐지는 영역에 적용된다.
전통적으로, 기어 스틱이 있는 차량은 콘솔과 터널이 합쳐지는 곳이나, 변속기 터널이 없는 전륜구동 차량의 경우 콘솔의 가장 뒤쪽에 이 제어 장치를 배치했다. 일부 현대 차량, 특히 승합차의 경우, 기어 스틱은 스티어링 컬럼에 긴 스토크를 장착할 필요 없이 운전자가 더 쉽게 닿을 수 있도록 센터 콘솔의 더 수직적인 앞 부분에 장착된다.
점점 더 센터 콘솔에는 다양한 수납 공간과 컵 홀더가 포함되며, 일부(예: 포드 플렉스 플래티넘 에디션)는 냉장고도 갖추고 있어, 단순히 계기 장비와 제어 장치를 위한 표면이라는 전통적인 용도 외에 활용도가 높아지고 있다.
팔걸이 콘솔.
"센터 콘솔"(종종 중앙 콘솔)이라는 용어는 운전자와 승객 좌석 사이의 팔걸이까지 확장되기도 하며, 일부 차량(예: 토요타 RAV4)에서는 팔걸이 아래에 하나 이상의 수납 공간을 갖추고 있다.
뒷좌석 센터 콘솔.
일부 자동차에는 추가적인 뒷좌석 센터 콘솔이 포함되어 있으며, 일반적으로 엔터테인먼트 및 공조 시스템 제어 장치(및 디스플레이 화면과 통풍구), 보조 전원 콘센트, 그리고 도어에 없을 경우 창문 제어 장치(예: 포드 시에라)가 포함된다. 또 다른 요소는 재떨이이지만, 현재는 덜 일반적이다. 일부 승용차와 SUV에는 뒷좌석 승객의 편안함을 위해 센터 콘솔에 히터 통풍구가 있다.
선바이저(sun visor)는 자동차 내부에 있는 윈드실드 바로 위에 위치한 부품이다. 운전자와 승객의 눈을 햇빛 눈부심으로부터 가려주기 위해 조절 가능한 경첩식 플랩으로 설계되었다.
1924년부터 포드 모델 T와 같은 자동차는 폐쇄형 차체 버전에 외부 선바이저를 포함하기 시작했다. 다른 초기 자동차들도 1931년 내부 장착형이 도입될 때까지 윈드실드에 외부에 부착된 선바이저를 가지고 있었다. 풍저항을 줄이기 위해 윈드실드가 경사진 각도로 장착되는 자동차 디자인이 발전하면서, 외부 또는 "사관생도형" 선바이저는 1932년부터 자동차에서 더 이상 보이지 않게 되었다. 그 이후로 선바이저는 차량 내부에 장착되어 경첩식 플랩을 더 쉽게 조작하고 조절할 수 있게 되었다.
대부분의 현대 자동차에는 운전석 측면과 조수석 측면에 각각 하나씩 두 개의 선바이저가 있으며, 룸 미러는 종종 두 선바이저 사이에 장착된다. 각 바이저는 윈드실드를 통해 들어오는 태양빛을 차단하는 데 도움이 되도록 내릴 수 있다. 일부는 한쪽 브래킷에서 분리하여 측면 창문 쪽으로 돌려 얼굴 측면에 비치는 햇빛을 차단하기 위해 창문 상단 일부를 덮도록 설계되었다. 일부 현재 바이저는 운전자 또는 승객을 위해 "B" 필러까지 햇빛을 완전히 차단하도록 측면 창문을 따라 확장될 수도 있다.
선바이저의 플랩 또는 코어는 일반적으로 프레스보드로 만들어지며, 마운팅 브래킷에 부착하기 위한 금속 조각이 있다. 일부는 성형된 기판 또는 폴리프로필렌으로 만들어진다. 마운팅 브래킷은 종종 중앙에 약간 구부러진 금속 막대와 헤드라이너 위 판금에 나사로 고정하는 브래킷으로 구성된다. 막대의 구부러진 부분은 바이저 플랩을 원하는 위치에 고정하는 역할을 한다. 바이저 플랩은 차량 내부와 어울리도록 대부분 직물로 덮여 있다. 선바이저에 패딩을 적용하는 것은 승객에게 추가적인 보호를 제공하여 인기를 얻었다. 이러한 안전 개선 사항에는 포드의 1956년 라이프가드 패키지와 안전벨트, 그리고 1957년부터 램블러 자동차에 제공된 패딩 처리된 대시보드 및 바이저가 포함되었다.
일부 선바이저에는 승객의 편의를 위한 화장 거울이 통합될 수 있다. 오랫동안 바이저에 장착된 거울은 판매 직원이 판매를 장려하기 위한 추가 인센티브를 받는 높은 수익 마진을 제공하는 인기 있는 딜러 추가 액세서리 중 하나였다. 어떤 경우에는 거울 위로 뒤집거나 미끄러지는 커버가 자동으로 화장 거울 조명을 켜는데, 이는 조광기 조절 장치로 조절할 수 있다(이미지 참조).
바이저는 또한 제조업체에서 내장형 원격 차고 문 제어 장치(종종 범용 차고 문 열림 장치라고 함)가 있는 옵션 또는 표준 품목으로 제공된다.
애프터마켓 외부 선바이저는 트럭용 캐브 바이저로 제공된다.
제조업체와 애프터마켓 공급업체는 USB 입력 슬롯 및 GPS 시스템과 같은 전자 기능을 갖춘 새로운 선바이저를 제공하고 있다.
전기공학에서 수동 부호 규약(, PSC)은 전기 회로에서 전력의 부호를 정의하기 위해 전기공학 커뮤니티에서 보편적으로 채택된 부호규약 또는 임의의 표준 규칙이다. 이 규약은 회로에서 전기 부품으로 흘러 들어가는 전력을 양수로, 부품에서 회로 밖으로 흘러나가는 전력을 음수로 정의한다. 따라서 가전제품이나 전구와 같이 전력을 소비하는 수동소자는 양의 전력 소모를 가지는 반면, 발전기나 축전지와 같은 전력원인 능동 부품은 음의 전력 소모를 가진다. 이는 전기 회로에서 전력의 표준 정의이며, 예를 들어 SPICE와 같은 컴퓨터 전자 회로 시뮬레이션 프로그램에서 사용된다.
규약을 준수하려면, 부품에서 전력과 저항을 계산하는 데 사용되는 전압 및 전류 변수의 방향이 특정 관계를 가져야 한다. 즉, 전류 변수는 양의 전류가 장치의 양의 전압 단자로 들어가도록 정의되어야 한다. 이러한 방향은 실제 전류 흐름 및 전압의 방향과 다를 수 있다.
수동 부호 규약은 전통적 전류 변수 i가 전압 변수 v에 의해 양수로 정의된 단자를 통해 장치로 들어가는 것으로 정의된 부품에서, 전력 p와 저항 r은 다음과 같이 주어진다고 명시한다.
전류 i가 음의 전압 단자를 통해 장치로 들어가는 것으로 정의된 부품에서는 전력과 저항이 다음과 같이 주어진다.
이러한 정의에 따르면, 수동 부품(부하)은 p &gt; 0, r &gt; 0을 가지고, 능동 부품(전원)은 p &lt; 0, r &lt; 0을 가진다.
능동 및 수동 부품.
전기공학에서 전력은 주어진 장치(전기 부품) 또는 검사 체적으로 흘러 들어가거나 나오는 전기 에너지의 비율을 나타낸다. 전력은 부호 있는 숫자이며, 음의 전력은 양의 전력과 반대 방향으로 흐르는 전력을 나타낸다. 간단한 부품(이 다이어그램에서는 직사각형으로 표시됨)은 두 개의 전선으로 회로에 연결되어 있으며, 이 전선을 통해 전류가 장치를 통과한다. 전력 흐름의 관점에서 회로 내 전기 부품은 두 가지 유형으로 나눌 수 있다.
일부 부품은 흐르는 전압이나 전류에 따라 전원이 될 수도 있고 부하가 될 수도 있다. 예를 들어, 이차 전지는 에너지를 공급할 때 전원 역할을 하지만, 충전될 때는 부하 역할을 한다. 축전기나 유도자는 외부 회로에서 전기장이나 자기장에 에너지를 저장할 때 부하 역할을 하지만, 저장된 에너지를 외부 회로로 방출할 때는 전원 역할을 한다.
전력은 양방향으로 흐를 수 있으므로, 전력을 정의하는 두 가지 가능한 방법, 즉 두 가지 가능한 기준 방향이 있다. 즉, 전기 부품으로 흐르는 전력 또는 부품에서 흘러나가는 전력 중 하나를 양수로 정의할 수 있다. 어느 쪽이 양수로 정의되든 다른 쪽은 음수가 된다. 수동 부호 규약은 임의로 부품으로 흘러 들어가는 전력(회로 밖으로 나가는 전력)을 양수로 정의하므로, 수동 부품은 "양의" 전력 흐름을 가진다.
교류 회로에서는 전류와 전압이 각 반주기마다 방향을 바꾸지만, 위의 정의는 여전히 적용된다. 어떤 주어진 순간에도 반응저항이 없는 수동 부품에서는 전류가 양극 단자에서 음극 단자로 흐르는 반면, 반응저항이 없는 능동 부품에서는 반대 방향으로 흐른다. 또한, 반응저항(전기 용량 또는 유도계수)이 있는 부품은 일시적으로 에너지를 저장하므로, AC 주기 중 다른 부분에서 전원 또는 싱크 역할을 한다. 예를 들어, 축전기에서는 전압이 증가할 때 전류가 양극 단자로 향하므로, 부품이 전기장에서 회로에서 에너지를 저장하는 반면, 전압이 감소할 때는 전류가 양극 단자 밖으로 향하므로, 전원 역할을 하여 저장된 에너지를 회로로 되돌려 보낸다. 정상 상태 AC 회로에서는 반응저항에 저장된 모든 에너지가 AC 주기 내에 반환되므로, 순수 반응저항(축전기 또는 유도자)은 순 전력을 소비하거나 생산하지 않으며, 전원도 부하도 아니다.
기준 방향.
전기 부품의 전력 흐름 p와 전기저항 r은 전압 v 및 전류 i 변수와 전력의 정의 방정식 및 옴의 법칙에 의해 관련된다.
전력과 마찬가지로 전압과 전류는 부호가 있는 양이다. 전선에서의 전류 흐름은 두 가지 가능한 방향을 가지므로, 전류 변수 i를 정의할 때 양의 전류 흐름을 나타내는 방향을 일반적으로 회로도의 화살표로 표시해야 한다. 이것을 전류 i의 기준 방향이라고 한다. 실제 전류가 반대 방향으로 흐르면 변수 i는 음수 값을 갖는다.
마찬가지로, 두 단자 사이의 전압을 나타내는 변수 v를 정의할 때, 전압이 양수일 때 양수인 단자를 지정해야 하며, 일반적으로 더하기 기호로 표시한다. 이것을 전압 v의 "기준 방향" 또는 "기준 단자"라고 한다. 양수로 표시된 단자가 다른 단자보다 실제로 전압이 낮으면 변수 v는 음수 값을 갖는다.
수동 부호 규약을 이해하려면 임의로 할당될 수 있는 변수 v와 i의 기준 방향과 회로에 의해 결정되는 실제 전압 및 전류의 방향을 구별하는 것이 중요하다. PSC의 개념은 구성 요소에서 변수 v와 i의 기준 방향을 올바른 관계로 할당함으로써, 식 (1)로 계산된 수동 부품의 전력 흐름이 양수로 나오고, 능동 부품의 전력 흐름이 음수로 나오게 하는 것이다. 회로를 분석할 때 구성 요소가 전력을 생산하는지 소비하는지 알 필요가 없다. 전류의 방향과 전압의 극성에 기준 방향을 임의로 할당한 다음, PSC를 사용하여 구성 요소의 전력을 계산할 수 있다. 전력이 양수로 나오면 구성 요소는 부하이며, 전기 에너지를 소비하고 다른 종류의 에너지로 변환한다. 전력이 음수로 나오면 구성 요소는 전원이며, 다른 형태의 에너지를 전기 에너지로 변환한다.
위의 논의는 구성 요소의 전압 및 전류 변수의 기준 방향을 선택하는 것이 양수로 간주되는 전력 흐름의 방향을 결정한다는 것을 보여준다. 개별 변수의 기준 방향은 중요하지 않으며, 단지 서로의 관계만 중요하다. 두 가지 선택 사항이 있다.
실제로 회로에서 전압 및 전류 변수를 할당하는 것이 PSC를 준수하는 데 반드시 필요한 것은 아니다. 전류 변수가 음극 단자로 들어가는 "역방향" 관계를 갖는 구성 요소도 사용되는 구성 관계 (1) 및 (2)의 부호를 변경하여 PSC를 준수하게 만들 수 있다. 음극 단자로 들어가는 전류는 양극 단자로 들어가는 음의 전류와 동일하므로, 그러한 구성 요소에서
에너지 보존 법칙.
회로의 모든 변수가 PSC를 준수하도록 정의하는 것의 한 가지 장점은 에너지 보존 법칙을 쉽게 표현할 수 있다는 점이다. 전기 에너지는 어떤 순간에도 생성되거나 파괴될 수 없으므로, 부하 구성 요소가 소비하는 모든 전력 와트는 회로의 어떤 전원 구성 요소에 의해 생산되어야 한다. 따라서 부하가 소비하는 모든 전력의 합은 전원이 생산하는 모든 전력의 합과 같다. PSC에서는 전원의 전력 소모가 음수이고 부하의 전력 소모가 양수이므로, 회로의 모든 구성 요소에서 모든 전력 소모의 대수 합은 항상 0이다.
부호 규약은 변수의 방향만 다루고 실제 전류의 방향은 다루지 않기 때문에, 전압과 전류의 방향이 주기적으로 반전되는 교류 (AC) 회로에도 적용된다. AC 회로에서 전압과 전류가 주기의 후반부 동안 방향을 반전시키더라도, 어떤 주어진 순간에도 PSC를 따른다. 즉, 수동 부품에서는 순간 전류가 장치를 통해 양극 단자에서 음극 단자로 흐르는 반면, 능동 부품에서는 구성 요소를 통해 음극 단자에서 양극 단자로 흐른다. 비반응성 회로에서는 전력이 전압과 전류의 곱이므로, 전압과 전류가 모두 방향을 반전시키면 두 부호 반전이 서로 상쇄된다. 전력 흐름의 부호는 주기의 두 반쪽 모두에서 변하지 않는다.
반응저항이 있는 부하에서는 전압과 전류가 동위상이 아니다. 부하는 또한 일시적으로 일부 에너지를 저장하고, 이 에너지는 매 주기마다 회로로 되돌아간다. 따라서 전력 흐름의 순간 방향은 주기 중 일부에서 반전된다. 그러나 평균 전력은 여전히 수동 부호 규약을 따른다. 한 주기 동안의 평균 전력 소모는 formula_10이며, 여기서 formula_11는 전압 진폭, formula_12는 전류 진폭, formula_13는 둘 사이의 위상 각도이다. 부하에 저항이 있다면 위상 각도 formula_13는 +90°에서 −90° 사이이므로, 평균 전력은 양수이다.
전력 공학의 대체 규약.
실제로 축전지나 발전기와 같은 전원의 전력 출력은 수동 부호 규약에서 요구하는 대로 음수로 주어지지 않는다. 어떤 제조사도 "−5 킬로와트 발전기"를 판매하지 않는다. 전력 회로의 표준 관행은 부하뿐만 아니라 전원의 전력에도 양수 값을 사용하는 것이다. 이는 "음의 전력"의 의미에 대한 혼란을 피한다. 전원과 부하 모두에 대해 전력이 양수로 나오게 하려면 수동 부호 규약 대신 전원과 부하에 대해 별도의 부호 규약을 사용해야 한다. 이를 전력 공학에서 사용되는 "발전기-부하 규약"이라고 한다.
이 규약을 사용하면 전원 구성 요소의 양의 전력 흐름은 생산된 전력이고, 부하 구성 요소의 양의 전력 흐름은 소비된 전력이다.
PSC와 마찬가지로, 주어진 구성 요소의 변수가 해당 규약에 맞지 않으면 구성 방정식 (1) 및 (2)에 음수 부호를 사용하여 구성 요소가 규약에 맞도록 할 수 있다.
이 규약은 전력 P와 저항 R이 항상 양수 값을 가지므로 수동 부호 규약보다 선호될 수 있다. 그러나 일부 일렉트로닉스 부품을 "전원" 또는 "부하"로 명확하게 분류할 수 없기 때문에 일렉트로닉스에서는 사용할 수 없다. 일부 전자 부품은 작동 범위의 특정 부분에서 부저항을 가진 전원 역할을 할 수 있으며, 다른 부분 또는 AC 주기의 다른 부분에서 양의 저항을 가진 전력 흡수 장치 역할을 할 수도 있다. 구성 요소의 전력 소비 또는 생산은 전류-전압 특성 곡선에 따라 달라진다. 구성 요소가 전원 역할을 하는지 부하 역할을 하는지는 회로가 분석될 때까지 알 수 없는 전류 i 또는 전압 v에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 이차 전지 단자의 전압이 개방 회로 전압보다 낮으면 전원 역할을 하는 반면, 전압이 더 높으면 부하 역할을 하여 재충전된다. 따라서 전력 및 저항 변수가 양수 및 음수 값을 모두 가질 수 있어야 한다.
2상전력(two-phase electric power), 2상교류는 20세기 초의 다상 교류 전력 분배 시스템이었다. 두 개의 회로가 사용되었으며, 전압 위상은 1/4 주기, 즉 90°만큼 차이가 났다. 일반적으로 회로에는 각 상에 두 개씩 총 네 개의 전선이 사용되었다. 드물게는 더 큰 직경의 공통 전선을 포함하여 세 개의 전선이 사용되기도 했다. 일부 초기 2상 발전기는 물리적으로 상이 어긋나게 감겨 2상전력을 제공하는 두 개의 완전한 회전자 및 계자 어셈블리를 가졌다. 1895년 나이아가라 폭포에 설치된 발전기들은 당시 세계 최대의 발전기였으며, 2상 기계였다. 3상 시스템이 결국 전력 전송 및 활용을 위한 원래의 2상전력 시스템을 대체했다. 활성 2상 분배 시스템은 필라델피아 중심부에 남아 있는데, 이곳의 많은 상업용 건물들은 영구적으로 2상으로 배선되어 있다. 그리고 코네티컷주 하트퍼드에도 남아 있다.
단상 전력과의 비교.
단상에 비해 2상전력의 장점은 간단하고 자가 시동이 가능한 전동기를 허용했다는 점이다. 전기공학의 초기에는 상이 완전히 분리된 2상 시스템을 분석하고 설계하는 것이 더 쉬웠다. 1918년 대칭 성분법이 발명되고 나서야 다상 전력 시스템은 불균형 부하 경우를 설명하는 편리한 수학적 도구를 갖게 되었다. 2상 시스템으로 생성된 회전 자기장은 단상 유도전동기로는 불가능했던 (추가적인 시동 수단 없이) 영 전동기 속도에서 돌림힘을 제공할 수 있게 했다. 2상 작동을 위해 설계된 유도 전동기는 콘덴서 시동 단상 전동기와 유사한 권선 구성을 사용한다. 그러나 2상 유도 전동기에서는 두 권선의 임피던스가 동일하다.
2상 회로는 또한 이상적인 부하에 일정한 결합 전력을 공급하는 장점이 있는 반면, 단상 회로의 전력은 전압과 전류의 영점 교차로 인해 선 주파수의 두 배로 맥동한다.
3상 전력과의 비교.
3상전력은 동일한 전압과 전체 전력에 대해, 동일한 허용 전류 용량을 가진 2상 4선 회로에 비해 더 적은 도체 질량을 필요로 한다. 상업용 전력 분배를 위해 2상전력을 대체했지만, 2상 회로는 특정 제어 시스템에서 여전히 발견된다.
2상 회로는 일반적으로 두 개의 별도 전류 전달 도체 쌍을 사용한다. 대안으로 세 개의 전선을 사용할 수도 있지만, 공통 도체는 위상 전류의 벡터 합을 전달하므로 더 큰 도체가 필요하다. 그러나 평형 3상 전류의 벡터 합은 0이므로 중성선을 없앨 수 있다. 전력 분배에서 4개가 아닌 3개의 도체만 필요하다는 것은 도체 및 설치 비용으로 인해 상당한 분배선 비용 절감을 의미했다.
2상 및 3상 회로 모두 이상적인 부하에 대해 일정한 결합 전력을 가지지만, 전동기와 같은 실제 장치는 2상 시스템에서 전력 맥동으로 인해 영향을 받을 수 있다. 이러한 전력 맥동은 자기변형으로 인한 변압기 및 전동기 적층판의 기계적 소음 증가와 발전기 및 전동기 구동축의 비틀림 진동을 유발하는 경향이 있다.
2상전력은 스코트 결선에서 두 개의 변압기를 사용하여 3상 전원에서 파생될 수 있다. 한 변압기의 1차측은 공급 전원의 두 상에 걸쳐 연결된다. 두 번째 변압기는 첫 번째 변압기의 중앙 탭에 연결되며, 3상 시스템의 상간 전압의 86.6%에 맞게 감겨 있다. 변압기의 2차측은 시간상 90도 떨어진 두 상을 가지며, 평형 2상 부하는 세 공급 상에 균등하게 평형될 것이다.
고려 말기에 군공(軍功)을 포상하기 위해 설치된 실직없는 관직.공민왕이 처음 만들고 조선 초기까지 이어져 온 임시직이다.
최초로 설치된 것은 1354년(공민왕 3)으로, 군공에 대한 포상직으로 활용되었다. 공민왕 이후 홍건적이나 왜구의 침입 등으로 전쟁이 끊이지 않아 국가 재정이 고갈되었다. 이러한 여건 아래에서는 군공을 세운 자들에게 상을 내릴 수 없었으므로 임기 응변책으로 주어진 것이 첨설직이다.처음에는 동반 3품 이하,서반 5품 이하의 관직에 설치되었으나 수가 늘면서 품계 이상에도 설치되었다.처음에는 양가 자제 등 신분이 어느정도 높은 사람 중 무예에 뛰어난 사람에게 주어졌으나 시간이 지나며 농민,공인,상인 등에게도 주어졌다.
첨설직을 받은 사람은 뛰어난 무예를 바탕으로 새로이 성장해가는 신진 무인 세력이 대부분이었다.그러나 첨설직이 늘어나면서 국가의 관직 질서와 신분 질서가 파괴되고, 국가 재정이 어렵게 되었다.
조선의 건국 이후 첨설직은 단계적으로 개혁되어갔다. 태조 때 3품 이하 향리출신으로 첨설직을 받은 자 중에서 과거에 급제하였거나 군공을 세운 자 이외에는 향리로 환원시켰다. 또, 첨설직을 이용해 관직을 올려 받는 행위를 일체 금지하고, 공상천예들이 자기 조상의 첨설직을 이용하는 것을 엄격히 금지하였다.
태종 때에 이르러 첨설직은 본격적으로 개혁되었다. 육조의 첨설전서(添設典書)와 의랑(議郎)을 비롯해 6시(寺) ·7감(監) ·42도부(都府)에서 첨설직을 대폭 삭감하였다. 그리고 태종 이후 특수한 경우를 제외하고는 일체 첨설직을 주지 않았다.
볼츠만-마타노 분석()은 피크의 확산 법칙에서 발생하는 편미분 방정식을 더 쉽게 풀 수 있는 상미분 방정식으로 변환하여, 농도의 함수로 확산 계수를 계산하는 데 적용된다.
루트비히 볼츠만은 아돌프 피크의 제2법칙을 상미분 방정식으로 변환하는 작업을 수행했으며, 마타노 추지로는 확산 커플을 이용한 실험을 통해 금속 합금에서 농도 함수로서의 확산 계수를 계산했다. 특히, 마타노는 B-원자 결정 격자로 A-원자가 확산되는 속도가 이미 B 격자에 있는 A-원자의 양에 대한 함수임을 증명했다.
고전적인 볼츠만-마타노 방법의 중요성은 농도-거리 데이터에서 확산도를 추출할 수 있는 능력에 있다. 역방법이라고도 알려진 이 방법들은 현대적인 계산 기술의 도움으로 신뢰할 수 있고 편리하며 정확하다는 것이 모두 입증되었다.
볼츠만의 변환.
볼츠만의 변환은 피크의 제2법칙을 쉽게 풀 수 있는 상미분 방정식으로 변환한다. 확산 계수 D가 일반적으로 농도 c의 함수라고 가정할 때, 피크의 제2법칙은 다음과 같다:
여기서 t는 시간, x는 거리이다.
볼츠만의 변환은 t와 x의 조합으로 정의되는 변수 ξ를 도입하는 것이다.
ξ의 편미분은 다음과 같다.
ξ를 피크의 법칙에 도입하기 위해 연쇄 법칙을 사용하여 그 편미분을 ξ에 대한 식으로 표현한다.
이러한 표현을 피크의 법칙에 대입하면 다음과 같이 수정된 형태를 얻는다.
우변의 시간 변수는 편미분이 x 변수만을 다루므로 편미분 밖으로 나올 수 있다는 점에 주목하자.
이제 ∂ξ/∂x를 얻기 위해 위에서 사용한 동일한 연쇄 법칙을 다시 사용하여 x에 대한 마지막 참조를 제거할 수 있다.
ξ의 정의에서 적절한 선택 덕분에 이제 시간 변수 t도 제거할 수 있으며, 방정식에 ξ만 남게 되어 이제 상미분 방정식이 된다.
이 형태는 수치적으로 훨씬 쉽게 풀 수 있으며, 다른 변수의 값을 찾기 위해 ξ의 정의에 t 또는 x를 다시 대입하기만 하면 된다.
포물선 법칙.
이전 방정식을 관찰하면, dc/dξ = 0인 경우, 즉 농도가 ξ에 대해 일정할 때 자명해가 발견된다. 이는 농도 전선의 진행 속도가 시간의 제곱근에 비례하거나(formula_10), 또는 특정 위치에 농도 전선이 도달하는 데 필요한 시간이 거리의 제곱에 비례하는 것으로 해석될 수 있다(formula_11). 제곱 항은 포물선 법칙이라는 이름을 부여한다.
마타노의 방법.
마타노 추지로는 볼츠만의 변환을 적용하여 금속 합금에서 농도의 함수로 확산 계수를 계산하는 방법을 얻었다. 농도가 다른 두 합금을 접촉시킨 다음, 주어진 온도에서 주어진 시간 t(일반적으로 몇 시간) 동안 어닐링한다. 그런 다음 샘플을 실온으로 냉각하여 농도 프로파일을 사실상 "동결"시킨다. 그러면 시간 t에서의 농도 프로파일 c를 x 좌표의 함수로 추출할 수 있다.
마타노의 표기법에서는 두 농도를 cL과 cR (대부분의 다이어그램에서 보듯이 왼쪽과 오른쪽을 나타내는 L과 R)로 표시하며, cL &gt; cR이라는 암묵적인 가정을 하지만, cR이 더 큰 경우에도 공식은 유효하므로 엄격하게 필요하지는 않다.
초기 조건은 다음과 같다.
또한, 양쪽의 합금은 무한대로 확장된다고 가정하는데, 이는 실제적으로 다른 쪽 끝의 농도가 실험 전체 기간 동안 과도 상태의 영향을 받지 않을 만큼 충분히 크다는 것을 의미한다.
위의 볼츠만의 공식에서 D를 추출하기 위해, c=cR인 모든 시간에서 ξ=+∞에서 일반적인 ξ*까지 적분한다. dξ를 즉시 단순화하고 변수 변환을 통해 다음을 얻는다.
ξ를 정의로 다시 번역하고 t 항을 적분 밖으로 가져올 수 있다. 왜냐하면 t는 마타노 방법에서 어닐링 시간으로 주어지며 상수이기 때문이다. 우변에서는 적분에서 추출하는 것이 자명하며 정의에서 따온다.
c → cR일 때 dc/dx → 0이 된다는 것을 알고 있다. 즉, 농도 곡선이 한계 농도 값에 접근할 때 "평평해진다".
그러면 다음을 재배열할 수 있다.
어닐링 시간 t에서의 농도 프로파일 c(x)를 알고, 이것이 x(c) 형태로 역변환 가능하다고 가정하면, cR과 cL 사이의 모든 농도에 대한 확산 계수를 계산할 수 있다.
마타노 계면.
마지막 공식에는 한 가지 중요한 단점이 있다. x를 측정하는 기준에 대한 정보가 주어지지 않는다. 볼츠만의 변환은 x에 대한 특정 기준 없이도 잘 작동했기 때문에 기준을 도입할 필요가 없었다. x 대신 x-XM을 사용해도 볼츠만 변환이 유효하다는 것을 쉽게 확인할 수 있다.
XM은 종종 마타노 계면으로 표시되며, 일반적으로 x=0과 일치하지 않는다. D가 일반적으로 농도 c에 따라 변하기 때문에 농도 프로파일은 반드시 대칭적이지는 않다. 그러나 위 D(c*) 식에 XM을 도입하면, D 값이 우리가 선택하는 XM에 따라 완전히 임의적인 함수가 되는 것처럼 보이는 편향이 발생한다.
그러나 XM은 물리적 제약으로 인해 하나의 값만 가질 수 있다. 분모 항 dc/dx는 c → cL일 때 0으로 가므로 (농도 프로파일이 평평해지기 때문에), 분자의 적분 또한 동일한 조건에서 0으로 가야 한다. 그렇지 않으면 D(cL)은 무한대로 발산할 것이며, 이는 물리적으로 의미가 없다. 엄밀히 말하면, 이것이 D가 무한대로 발산하지 않는다는 것을 보장하지는 않지만, 무한대로 발산하지 않도록 보장하는 필요한 조건 중 하나이다.
그러면 조건은 다음과 같다.
다시 말해, XM은 농도에 가중된 평균 위치이며, 농도 프로파일이 x(c) 형태로 역변환 가능하다고 가정하면 쉽게 찾을 수 있다.
비디오 게임에서 HUD(헤드업 디스플레이, heads-up display)는 게임의 사용자 인터페이스의 일부로 정보가 플레이어에게 시각적으로 표시되는 방식이다. 이 이름은 현대 항공기에 사용되는 전방 시현기에서 따왔다.
HUD는 플레이어 캐릭터의 체력, 아이템, 게임 진행 상황(예: 점수 또는 레벨)을 포함한 여러 정보를 동시에 표시하는 데 자주 사용된다. HUD에는 미니맵과 같이 플레이어의 가상 공간 내비게이션을 돕는 요소도 포함될 수 있다.
일반적인 요소.
HUD에 표시되는 정보는 게임에 따라 크게 달라지지만, 많은 게임에서 플레이어가 인식하는 공통된 특징들이 많다. 대부분은 화면에 고정되어 게임 플레이 중에도 계속 보이게 된다. 일반적인 특징은 다음과 같다.
장르와 플랫폼 전반에 걸쳐 공통적인 트렌드도 있다. 많은 온라인 게임은 플레이어 이름과 다른 플레이어와 대화하기 위한 채팅 텍스트 상자를 보여준다. RTS 게임은 전장의 안개와 함께 상황별 패널과 전체 개요 미니맵을 갖춘 복잡한 사용자 인터페이스를 가지는 경향이 있다.
HUD 요소의 종류 및 표현.
대부분의 정보 유형은 다양한 방식으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 캐릭터의 체력은 0부터 100까지의 백분율로 숫자로 표시될 수 있으며, 100은 완전한 체력을, 0은 죽음을 의미한다. 일반적인 대안은 체력 막대로, 캐릭터가 피해를 입을수록 시각적으로 줄어든다. 이 방법은 철권 또는 스트리트 파이터와 같은 격투 게임에서 자주 사용된다. 또 다른 전통적인 표현은 젤다의 전설에서 볼 수 있는 하트 사용으로, 각 부상마다 플레이어는 하트를 하나 잃게 된다. 기어스 오브 워와 같은 일부 게임에서는 체력이 항상 보이는 것이 아니라 상황에 따라 나타난다. 플레이어가 부상을 입으면 화면에 빨간색 톱니바퀴 아이콘이 나타나며, 아이콘이 더 두드러질수록 더 큰 피해를 입었음을 의미한다.
게임의 HUD는 일반적으로 정적이며 비-디제틱적이다. 즉, 인터페이스가 항상 표시되며 게임 세계 자체 내에 존재하지 않는다. 대안적인 접근 방식은 동적 HUD로, 게임 플레이 컨텍스트에 따라 관련 정보만 표시한다. 이는 화면상의 지저분함과 산만함을 줄여 결과적으로 내러티브와 공간적 몰입감을 향상시킬 수 있다. 한 예로 레드 데드 리뎀션 2가 있는데, 말을 타고 탐색할 때 HUD는 질주할 때 미니맵과 말의 스태미나 게이지를 표시할 수 있다. 플레이어가 전투에 돌입하면 게임은 탄약 관련 정보와 함께 플레이어 체력, 플레이어 스태미나, "데드 아이" 능력, 말 스태미나 및 말 체력 게이지를 표시한다.
디제틱 HUD는 정보를 게임 세계에 직접 통합하여 플레이어의 불신의 유예를 유지하는 데 도움을 준다. 예를 들어, 데드 스페이스에서는 주인공의 체력이 그의 슈트 등뼈를 따라 표시되어 3인칭 시점 덕분에 플레이어에게 항상 보인다. 일부 게임은 또한 부상, 절뚝거림, 거친 숨소리 또는 핏자국과 같은 시각적 단서를 사용하여 부상을 나타내며, 주목할 만한 예로는 바이오하자드 2가 있다.
일부 게임은 플레이어가 선호도에 따라 인터페이스를 조정할 수 있도록 사용자 정의 가능한 HUD를 제공한다. 월드 오브 워크래프트는 Lua 스크립팅을 통한 광범위한 수정을 지원하는 것으로 유명하다. 마찬가지로 호라이즌 제로 던은 플레이어가 각 요소의 표시를 항상 나타나게, 관련 있을 때만 표시하게, 또는 전혀 표시하지 않게 설정할 수 있다.