• 제목/요약/키워드: 가상 경계

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가상경계법을 이용한 교량 내풍단면 유동장 수치해석 (Immersed Boundary Method for numerical Analysis of Bridge Section)

  • 김학선;이승수;노재근
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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    • pp.69-69
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    • 2011
  • 본 논문에서는 비정상 상태의 비압축성 유동장을 해석하기 위하여 물체맞춤격자방법이 아닌 가상경계법을 사용하였다. 가상경계법은 구조격자를 사용하여 구조물 경계면에서 Momentum Forceing을 사용하여 가상의 경계를 만들어 유동장을 해석하는 방법이다. Navier-Stoke 방정식의 수치 이산화 방법으로 Kim et al(1985)이 사용한 Fractional Step Method(FSM)을 사용하였다. 시간에 대하여 semi-implicit FSM를 사용하였고, 확산항에 대해서는 2차 정확도의 Crank-Nicolson Method를 대류항은 3차 정확도의 Runge-Kutta Method를 사용 하였다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용한 유동장 해석이 교량 단면에 대하여 수치해석이 가능한지 검토하였다. 가상경계법은 현재 많은 연구가 유선형의 구조물에 대하여 수행되어 오고 있다. 교량 단면과 같은 각 진 구조물에 대한 검토는 아직 미비한 실정이다. 가상경계법에서 다루고 있는 구조물 경계면에서의 Momentum Forcing 방법이 유선형의 구조물에 맞추어 연구가 진행되었기 때문이다. 먼저 본 연구의 프로그램을 검증하기 위하여 원형 실린더에 대하여 가상경계법을 적용한 결과 Re 수 200에서 Strouhal Number, 양력계수, 항력계수를 이전 연구 결과와 비교하였다. Williamson(1988)과 Zhang(1995)의 연구결과와 유사한 결과를 얻을 수 있다. 그리고 교량의 단면과 같은 각진 구조물(Bluff Body)에 대하여 가상경계법 적용하였다. 본 논문의 연구에서 평가 대상으로 하고 있는 2차원 교량 단면에 대하여 유동장 해석을 하였다. 본 논문에서 정량적인 유체력과 유동장에 대한 비교 및 검토가 이루어지지 못했지만 압력장과 유선의 형태가 이론적인 값을 벗어나지 않고 있는 것으로 확인 되었다. Re 수 2700에서 전산 해석을 수행하였으며, 교량 단면 주위의 압력계수와 박리현상 그리고 후류에서의 Vortex shedding 현상이 모두 적절한 분포가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 가상경계법을 이용하여 각진 구조물에 대한 주위 유동장해석에 대한 가능성을 확인하였으며, 풍동실험과의 결과비교를 통하여 가상경계법을 이용하여 교량 단면 주위의 유동장 해석 결과를 정량적으로 비교할 것이다.

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타원형 완경사 모형에서의 고차원 무반사 경계조건에 관한 연구

  • 백운일
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1992년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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    • pp.72-76
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    • 1992
  • 평면파 수치모형 해석시 가상경계에 평행한 입사각을 갖거나, 다방향의 입사파가 가상경계로 동시에 입사되는 경우에는 무처리 시 수치 반사가 발생되므로 해에 악영향을 미친다. 따라서 이러한 경우에 대해 가상경계에서 파랑 Energy 투명하게 통과시키는 고차원 무반사 경계조건에 대해 연구하였다. 이들 조건식의 수학적 안정성을 분석하기 위해 phperbolic system에서 normal-mode 분석을 수행하였다. 1차 및 2차의 고차원 무반사 경계조건을 Galerkin 가중잔차법을 이용 유한요소 모형에 적용하였으며 이들에 대한 특성을 시험하기 위해 수치실험을 실시하였다.

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저가형 GPS 기반 가상펜스 시스템 경계영역설정 알고리즘 (Border Algorithm for Virtual Fence Based on Low Cost GSP)

  • 나대영;전흥석;이철원
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제56차 하계학술대회논문집 25권2호
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    • pp.368-371
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    • 2017
  • 본 논문에서는 GPS기반 가상펜스 시스템과 가상펜스 알고리즘에 대해서 이야기하고, GPS기반 가상펜스 시스템에서 가축의 이탈을 방지하기 위해 설정하는 영역인 경계영역을 설정하기 위한 알고리즘을 제안한다. 그리고 경계영역을 설정하기 위해 필요한 파라미터를 정의하는 실험을 진행하였으며, 속력이 빨라지면 정확도가 증가하는 GPS의 특성에 의해서 가상펜스 시스템에서 가상펜스 디바이스의 안전지역 이탈시 자극이 발생하는 시간이 빨라짐을 확인할 수 있었다.

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가상 환경 탐험 시스템 상에서 효과적인 충돌 탐지에 관한 연구 (Study on Efficient Collision Detection in Virtual Environment Navigation System)

  • 박남일;김동훈;이상락;성미영;박종승
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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    • pp.613-618
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    • 2006
  • 본 논문은 3차원 가상 환경을 탐험하는데 있어서 빠르고 효과적으로 충돌 탐지를 검출하는 방법을 제안하고자 한다. 넓은 가상 공간상에서 개체가 증가하는 것에 비례하여 충돌 탐지의 계산 비용은 기하 급수적으로 증가한다. 이를 효과적으로 처리하기 위하여 BSP-tree 분할 방식과 경계 기둥을 사용한다. BSP-tree 분할 방식은 3차원의 넓은 가상 공간을 여러 하위 공간으로 나누어 충돌 탐지가 이루어지는 공간을 축소한다. 이를 통하여 충돌 탐지 개체의 수가 증가하는 것에 따라 기하 급수적으로 증가하는 경계 기둥의 충돌 탐지 비용을 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 경계 기둥은 축소된 하위 공간 상에서 개체간 실제 충돌 탐지가 일어날 가능성 및 충돌 여부를 빠르고 간편하게 판별하도록 한다.

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가상시점 영상 생성을 위한 경계 잡음 제거와 홀 채움 기법 (Boundary Noise Removal and Hole Filling Algorithm for Virtual Viewpoint Image Generation)

  • 고민수;유지상
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37권8A호
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    • pp.679-688
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    • 2012
  • 본 논문에서는 3D 워핑(warping) 기법을 이용하여 가상시점 영상생성 시 화질 개선을 위하여 경계 잡음(boundary noise)을 제거하고 홀(hole) 채움을 하는 새로운 기법을 제안한다. 경계 잡음은 가상시점 영상 합성 시기준 시점 영상과 깊이 영상 내 객체의 경계 불일치로 발생되며 홀은 기준시점 영상에서 보상할 수 없는 가려짐 영역(occlusion)으로 정의된다. 제안하는 기법에서는 경계 잡음 제거를 위해 먼저 배경 화소들의 평균과 절대 값 비교를 통해 경계 잡음에 해당되는 화소를 검출하고 검출된 화소를 홀 영역으로 확장한다. 경계 잡음 영역이 포함된 확장된 홀 영역은 나선형 가중 평균(spiral weighted average) 기법과 기울기 탐색(gradient searching) 기법을 혼용하여 채우게 된다. 나선형 가중 평균 기법은 깊이 정보를 사용함으로 객체 정보를 최소로 사용하지만 결과 영상이 번지는 단점이 있다. 기울기 탐색 기법은 영상의 기울기를 이용하여 세밀한 부분을 보존할 수 있는 장점이 있다. 따라서 각각의 결과를 ${\alpha}$ 가중치로 조합하여 생성된 가상 시점은 두 기법의 장점을 동시에 적용하기 때문에 좋은 화질을 얻을 수 있다. 실험을 통해 제안하는 기법의 성능이 기존의 다른 기법보다 우수하다는 것을 확인하였다.

경계층 내에 위치한 각진 물체 주위의 와류 전산 해석 (Computational Analysis of Vortex Structures around Wall-Mounted Bluff Body in Boundary Layer)

  • 이주용;김현우;이승수
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제2회(2013년)
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    • pp.354-359
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    • 2013
  • 일반적으로 건축물의 설계시 풍동 실험을 통한 풍환경의 평가를 수행하고 있으며, 이는 환경 영향 평가법에서 정한 건축 사업 시행 시 수반되어야 할 자연환경, 생활환경 그리고 사회경제환경의 영향 평가의 일환으로 실시되고 있다. 그러나, 풍동 실험의 경우 여러 가지 현실적 제약조건으로 설계와 실험의 피드백 (Feedback)이 원활하지 못하며, 특히 대상 건축물이 공장과 같이 대기 오염원이 되는 경우 실험은 더욱 어려운 형편이다. 이에 대한 보완책으로 전산 유체 역학을 이용한 건축물의 풍압 해석에 의한 풍하중 추정이나 인접 지형-지물의 영향을 고려한 건축물 주위의 풍환경 평가가 있다. 전산 모사에 의해 풍동 실험의 미비점을 보완하고, 보다 상세한 정보를 확보함으로써 건축물의 구조적 안전성의 증대와 환경 피해 감소를 기할 수 있다. 그러나 복잡한 지형-지물이나 건축물 주위의 풍환경에 대한 전산 모사는 주로 두 가지의 기술적 어려움을 수반하게 되다. 그 중 하나는 고정 경계면을 이루는 형상의 복잡성으로 인해 기존에 많이 이용하고 있는 Body-fitted 격자계를 이용하는 경우, 격자 생성 과정이 매우 복잡하고 어려울 뿐 만 아니라 생성된 격자가 주로 비정렬 (unstructured) 특성을 갖게 되어 수치해석 과정의 효율을 저하시키는 요인이 되며, 격자의 형상도 수치해석의 수렴성을 저하시키는 예가 많다. 다른 어려움으로 풍환경은 전형적인 난류 유동장으로서 난류의 전산 해석은 아직도 해결하지 못한 부분이 많다는 점이다. 이에 본 논문에서는 복잡한 지형-지물이나 건축물의 풍하중과 풍환경의 전산 모사 기술 확보를 위하여 수행중인 연구의 일환으로 물체 형상의 기하학적 복잡성의 극복을 위한 가상경계법 (Immersed Boundary Method)과 난류 유동장의 물리적 엄밀성을 높이기 위한 다와동 모사 (Large Eddy Simulation)을 이용한 물체 형상과 무관한 유동장 해석 기술 개발에 대하여 다루고자 한다. 먼저 최근에 유동 해석에 이용되는 방법인 가상경계법(IBM)은 물체를 포함한 전체 전산 영역을 직교 좌표계에 의해 이산화하고, 유동장내 존재하는 물체의 표면에서의 점착 조건을 만족시키기 위하여 지배 방정식에 적절한 외력을 추가로 고려하는 방법이다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용하여 경계층에 위치한 건물 형상의 각진 물체 주위 사이에 형성되는 공동 내부의 비정상 유속 및 압력에 대한 전산 해석을 수행하고, 풍상측 전면에 형성되는 경계층에 의한 영향을 분석하였다.

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가상 시뮬레이션을 이용한 기동형 경계 로봇의 영상 기반 목표추적 알고리즘 검증 (Verification of Camera-Image-Based Target-Tracking Algorithm for Mobile Surveillance Robot Using Virtual Simulation)

  • 이동염;서봉철;김성수;박성호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권11호
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    • pp.1463-1471
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    • 2012
  • 본 논문은 3 축 영상 장치를 기존의 2 축 경계 로봇에 적용하는 설계안을 제시하고 이러한 기동형 경계 로봇의 영상 정보를 이용한 목표 추적 알고리즘을 제안하였다. 또한 가상 시뮬레이션을 이용하여 목표 추적 알고리즘을 검증하였다. 목표추적 알고리즘에서는 카메라 영상의 중심과 카메라 영상으로 포착된 목표물 중심 사이의 위치 에러를 이용하여 영상 장치의 목표 지향 벡터를 획득하고, 역기구학을 이용하여 획득한 목표 지향 벡터를 생성해 낼 수 있는 기동형 경계 로봇의 팬, 틸트 회전 요구 각도와 카메라 영상의 안정화를 위한 롤 회전 요구각도를 계산하였다. MATLAB 과 ADAMS 를 이용하여 기동형 경계 로봇의 가상 모델을 생성하고, 가상의 목표물의 움직임에 대한 가상 모델의 운동을 확인하여 영상 기반의 목표 추적 알고리즘을 검증하였다.

유비쿼터스 기술을 이용한 가상 라이프스타일 구축 연구 (A Study on Virtual Life-Style Design Using Ubiquitous Technology)

  • 최용하;이일병
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2008년도 추계학술발표대회
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    • pp.1087-1090
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    • 2008
  • Web 경계를 허무는 새 시대에 맞추어 라이프스타일은 급속히 변화하고 있다. 가상의 3D 복합 서비스는 현실과 다름없는 또 하나의 삶을 제공함으로써, 가상세계와 현실세계의 경계를 없애고 있고 이전 많은 사람들이 제안하고 예상했던, 현실의 정보가 가상세계에서 또한 다름 없는 데이터로 존재함으로써 가상세계와 현실세계 사이의 벽을 허물고 그 차이를 느끼리 못 하도록 하는 연구를 하고자 하였다. 우선 손쉽게 제시할 수 있는 실험을 통하여 그 가능성을 판단해 보고자 하였으며, 간단한 예로써 현실세계를 대표할 모바일 장비와 가상 현실세계의 대표적인 예인 SecondLife 두 가지 시스템의 접목을 통하여 가상현실 세계와 현실간의 데이터 공유 환경을 만들고 정보를 공유를 통하여, 얻을 수 있는 장점들과 활용방안에 대하여 찾고자 한다.

다엽콜리메이터에 의한 조사경계면에서의 요동현상을 완화시켜주는 가상미세다엽콜리메이터의 임상 적용 (Clinical Implementation of a Virtual-Micro MLC for Smoothing MLC Field Edge)

  • 조병철;박희철;배훈식
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제15권3호
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    • pp.167-172
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    • 2004
  • 지멘스(Siemens)사에서 개발된 가상미세다엽콜리메이터인 HD-270은, 전형적 다엽콜리메이터에 있어 폭의 유한성 때문에 불필요하게 발생하는 조사경계면의 요동현상을 완화시켜준다. 저자들은 이 기법을 사용했을 때의 선량분포의 변화를 확인하고, 치료계획단계에서 이를 평가해 볼 수 있도록 Pinnacle (Philips Radiation Oncology Systems, 미국) 전산화치료계획장치에 구현하였다. 그리고 임상적용에 앞서 선량학적 특성을 파악하기 위해, 가상미세다엽콜리메이터의 해상도, 조사경계면과 다엽콜리메이터가 형성하는 각도가 요동현상 및 유효반음영에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 가상미세다엽콜리메이터 구현에 수반되는 치료테이블 움직임에 대한 위치 정확도를 평가하였다. HD-270의 임상적용을 위해 추가적으로 소요되는 치료계획과 치료 시간은 무시할 수 있음을 확인할 수 있었다.

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가상화를 이용한 통신망의 진화

  • 이성욱;이기호
    • 정보와 통신
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    • 제31권3호
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    • pp.96-102
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    • 2014
  • 지난 반세기 동안 전세계 통신 기술은 기지국-셀간 1:1 대응을 기반으로 설계 되고 만들어 졌다. 이에 따라 셀 간 경계에서의 통신 품질 저하는 당연한 현상으로 받아 들여졌다. 이와 같은 전제 하에 무선 경계에서 통신 품질 향상을 목표로 다양한 스케줄링 기법, ICIC, eICIC[1] 등의 간섭 회피 기법등이 연구 되었다. 하지만 이러한 방식은 기지국간 정보 공유의 제한과 delay에 의해서 실용성이 현저히 떨어진다. 이를 극복하기 위해 모든 정보를 공유하는 가상화(cloud) 기술이 대안으로 떠오르고 있다. 현재 국내 통신 사업자인 KT는 LTE통신망에 가상화 기술을 적용하여 세계 최초로 가상화 기반 LTE 통신서비스를 제공하고 있다. 이에 본고에서는 현재 구현되어 있는 가상화 기술과 현황, 앞으로 구현될 기술에 대해서 알아본다.