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울릉 난수성 Eddy와 해저지형과의 상호작용에 관한 수치모델 연구 (A Numerical Study on the Interaction of Ulleung Warm Eddy with Topography and Lateral Boundary)

  • 임근식;김구
    • 한국해양학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.565-583
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    • 1995
  • 난수성 eddy의 운동에 있어서 경계면 마찰과 해저지형의 중요성을 연구하기 위하여 비선형 QG-모델이 사용되었다. 수직구조를 나타내는 유선함수의 경험적 직교함수는 순압과 제 1 경압 역학 함수를 표현한다. 이 모델은 10 km ${\times}$ 10 km의 격자간격을 지닌 1000 km ${\times}$ 1000 km으로 구성되어 있고 360일동안 시험하였다. 대한해협을 통한 유입량은 쓰가루해협을 통하여 빠져 나간다. 울릉분지내(평평한 해저지형)에서는 QG방정식의 비선형 이류항과 ${\beta}$-효과사이에 균형이 난수성 eddy를 북쪽으로 이동하게 한다. 대륙사면위에서의 난수성 eddy는 비선형항이 중요하게 작용하지만, 평평한 지형에서는 보조적인 역활을 한다. 해저지형이 변화하는 해역에서 난수성 eddy의 비선형항은 시간의 함수이다. 강한 eddy는 북쪽으로 이동한다. Eddy의 세기가 약해지면, 비선형항과 지형적인 베타효과항이 균형을 이루게 된다. Eddy의 분산과 함께 비선형성이 감소하므로서, 지형적 Rossby파 개념에 의하여 난수성 eddy는 대륙사면을 따라서 남하한다. 수치실험은 난수성 eddy의 운동에 미치는 경계면 마찰의 중요성을 확인하였다. 난수성 eddy의 북쪽 침투거리는 경계면 마찰계수의 감소로 증가하게 된다 아울러 Reynolds number의 감소로 북쪽이동을 방지할 수 있다. 또한 이 난수성 eddy운동과정에 있어서 해저지형이 중요한 역할을 하는 것이 제시되었다.

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국내 스프링클러 설치기준과 소방관련 법에 관한 고찰 (The Proposition of Domestic Sprinklers Installation Standard and the Fire Services Act)

  • 김용문;이영재
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제7권2호
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    • pp.17-24
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    • 2014
  • 최근 들어 주택 및 집합건물에서 화재가 발생할 경우 스프링클러가 설치되어 있지 않거나, 설치되어 있어도 제대로 작동하지 않아서 많은 인명과 재산상의 손실을 초래하는 경우를 자주 목격하게 된다. 건축물 화재가 발생하면 초기에 진압하는 소화설비로써 가장 적합한 것은 스프링클러라 여겨진다. 하지만 국내의 경우 법체계의 미비로 인해 스프링클러 설비가 가진 본연의 성능을 발휘하지 못하고 있다. 우리나라 기준은 스프링클러 설비의 설치 대상을 업종과 건축물 형태에 따라 단순하게 분류하며, 건물의 용도나 건축물의 층수로 구분하고 있는 실정이다. 특히 층수가 11층 이상인 특정소방대상물에만 모든 층에 스프링클러를 설치하게 되어 있을 뿐, 법적으로 10층 이하의 건물에는 스프링클러를 설치하지 않아도 되는 안전의 사각지대에 놓여 있다. 본 연구에서는 스프링클러 설비에 관한 개념, 국내외 법체계상에서 규정하는 스프링클러의 설치기준, 그리고 근래에 발생한 화재사고에서 스프링클러 설치 및 관리기준의 허점으로 인해 피해를 키운 사례를 분석하여 그 원인과 시사점을 도출하였다. 결과적으로 국내의 경우 신축 건물에 대해서 층수에 관계없이 모든 집합건물은 스프링클러를 의무적으로 설치하게 하는 법 및 제도적 장치를 마련해야 한다. 또한 기존의 건축물 중에 스프링클러가 설치되어 있지 않은 건물의 경우에는 신규로 스프링클러를 설치하고자 하면, 정부 보조금을 지급하여 스프링클러 설치를 장려하는 정책적 시행도 요구된다. 더욱이 스프링클러의 설치적 기준의 강화뿐만 아니라 전문기술자격자에 의한 수시, 정기점검을 강화하는 등 스프링클러의 운용 및 유지에 대한 관리적 기준도 보완하여 화재 발생 시 소방 활동이 제대로 이루어지도록 해야 한다.

광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 복합재 구조물의 충격 모니터링 기법 연구 (Impact Monitoring of Composite Structures using Fiber Bragg Grating Sensors)

  • 장병욱;박상오;이연관;김천곤;박찬익;이봉완
    • Composites Research
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    • 제24권1호
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    • pp.24-30
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    • 2011
  • 복합재 구조물에서 발생하는 저속 충격에 의한 손상은 대부분 복합재의 내부나 충격을 받은 면의 반대 면에서 발생하기 때문에 검출이 쉽지 않아 시간이 지날수록 구조물이 위험에 처할 확률이 높아진다. 하지만 기존의 비파괴검사 방법은 일정한 주기에 따라 수행되기 때문에 즉각적으로 충격 손상을 감지할 수 없다는 단점이 있다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 극복하고자 비파괴검사 장비를 구조물 내에 탑재하여 실시간으로 구조물의 건전성을 확인하는 개념인 구조 건전성 모니터링에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중의 하나인 충격 모니터링 시스템은 운용 중에 발생한 충격 이벤트를 감지하고 그 위치 및 손상 정도에 대한 정보를 제공해 주어야 한다. 이를 위한 첫 번째 단계로 본 연구에서는 복합재 평판 및 복잡한 복합재 시편 구조물에 FBG 센서를 부착하여 충격 위치 검출 시험을 수행하였고, 이와 같은 복합재 시편에 대해 충격 파손 시험을 수행하여 손상 발생 유무를 예측하는 시험을 수행하였다. 저속 충격에 의해 발생하는 음향 파는 (주)파어버프로에서 개발한 고속 FBG interrogator를 사용하여 4개의 다중화된 FBG 센서로부터 동시에 취득하였고, 신경회로망을 이용한 학습을 거쳐 충격 발생 위치를 검출하였다. 또한 충격 파손 시험으로부터 취득한 음향 파의 웨이블릿 변환을 통해 충격 손상의 발생 유무 예측 가능성을 확인하였다.

기하학적 패턴을 활용한 패션디자인 연구 (A Study on Fashion Design Using Geometric Pattern)

  • 김신우;금기숙
    • 복식
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    • 제52권1호
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    • pp.53-67
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    • 2002
  • 자연을 분석함으로써, 얻어진 기하학적 패턴은 이미 자연의 질서를 포함하고 있는 논리적이고 합리적인 기본형이기 때문에 간결하며 시각적으로 명쾌감을 준다. 이러한 기하학적 패턴은 복식 디자인에 있어서 20 세기 이후 여러 디자이너의 작품을 통해 재구성되어 현대적 이미지를 나타내는 중요한 모티브가 되고 있으며, 다양한 기법과 재료로 형성화하여 도입되고 있다. 이에 본 연구는 복식의 문양, 실루엣, 디테일에 사용되고 있는 기하학적 패턴을 연구함으로써 기하학적 패턴의 새로운 조형가치를 고찰하였다. 먼저 기하학의 용어 정의를 하였고 기하학적 패턴의 유형과 표현 기법을 분석하고 정리하여 현대 패션에 나타난 기하학적 패턴의 조형미와 그것을 바탕으로 패션 이미지를 추론해 보았다. 현대 패션에 나타난 기하학 패턴을 분석해 보면 유형으로는 첫째, 기하하적 문양으로 복식디자인에 있어서 주로 평면적인 형태로 많이 나타나지만, 크기가 다르고 동일한 기하학적 패턴을 조합시킴으로서 평면적인 형태에 공간감을 부여하기도 하며, 같은 기하학적 패턴의 표면이라도 배치구조에 의해 직선 혹은 사선으로 지각되므로 전혀 다른 이미지를 주었다. 또한 현대 패션에 나타난 기하학적 패턴이 종류는 세로 스트라이프, 가로 스트라이프, 격자 문양, 원, 사선 스트라이프, 마름모, 사각형, 삼각형 등의 순서로 많이 나타났다. 둘째, 색채는 단색의 복식에 강한 대비가 이루어지는 색상으로 표현되어 역동감과 유연한 운동감을 나타났다. 셋째, 기하학적 실루엣으로 단순한 라인의 형태를 나타내거나 입체적이고 부조적인 형태로 구성되어 전체적인 실루엣으로 사용되어 강한 조형감각을 보여주는데 원형을 이용한 실루엣이 가장 많았으며 사각형을 이용한 실루엣, 삼각형을 이용한 실루엣 순서로 나타났다. 넷째, 기하학적인 디테일로 복식의 어느 한 부분에 장식적으로 사용되거나 입체적 형태로 부출 되어 부조적인 느낌을 주는데 소매에 가장 많이 나타났으며 앞여밈, 칼라, 밑단, 주머니 순서로 장식되었다. 다섯째, 현대 패션에 표현된 기하학적 패턴의 표현기법으로는 프린팅, 퀼팅, piece기법, 패치워크, 엮기, 꼴라쥬, 아플리케 순서로 많이 나타났다. 위의 분석을 토대로 기하학 패턴을 활용한 디자인에 내재된 조형의지는 다음과 같이 정리되었다. 첫째, 기하학적 패턴이 지닌 단순성과 경직성을 완화하기 위하여 여러 가지 패브릭을 조합시켜 입체적인 표면효과로 시각적인 착시효과를 극대화하였다. 둘째, 표현기법은 입체파적 표현주의의 특성의 하나로 복시에 사용되는 소재의 왜곡으로 설명할 수 있으며, 새롭고 실험적인 소재의 도입으로 인해 의외성과 부조화를 유발시키는 통시에 유희직인 일면도 지니는 일종의 그로테스크를 나타냈다. 이상에서 정립된 조형의지를 바탕으로 현대 패션에 나타란 기하학 패턴은 절제된 단순함과 명확성으로 단순미가 유추되었고 강한 색상대비로 인한 시각적 집중효과로 주목성을 가지며 재현이 가능하므로 반복성이 유추되었다. 그리고 표준영역이 없는 창의적 표현으로 풍부한 독창성을 보여주고 있다. 또한 내재된 패션 이미지를 분석해 보면 정확함과 차가움의 의미를 지닌 이지적 이미지와 우주의 질서를 반영하는 상징적 이미지, 복잡한 자연으로부터 간결한 형태로의 경향성이 이루어낸 인공적 이미지를 느낄 수 있었으며, 미래적 이미지와 전통적 이미지의 상반된 개념의 이미지를 같이 내포하고 있음을 추론할 수 있었다. 이와 같이 현대 패션에 표현된 기하학적 패턴은 복식을 조형예술 분야로 확실히 인식시키고 발전시키는 데 중요한 촉매제 역할을 담당하고 있으며 또한 많은 디자이너들에게 창조적 욕구를 불러일으키고 영감을 주는데 중요한 모티브를 제공하고 있다.

항공 LiDAR 데이터를 이용한 건물추출과 상부구조물 특성분석 및 모델링 (Utilizing Airborne LiDAR Data for Building Extraction and Superstructure Analysis for Modeling)

  • 정형섭;임새봄;이동천
    • 한국측량학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.227-239
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    • 2008
  • 항공 레이저 스캐닝(ALS) 시스템으로부터 획득한 LiDAR 데이터를 미용하여 3차원 객체 모델링과 지형도 제작을 위해서는 데이터의 기하학적 및 의미적인 분할과 같은 체계적인 데이터 처리가 선행되어야 한다. ALS로 부터 활용 가능한 LiDAR 데이터를 획득하기 위해서는 GPS, INS 및 레이저 스캐너 데이터의 통합이 필수적이다. 본 연구에서는 건물추출과 지붕 구조물 분할을 위해서 LiDAR 데이터를 영상화하여 디지털 영상처리 기법을 적용하였다. 영상화된 데이터를 사용하는 주요 장점 중 하나는 기존의 다양한 영상처리 알고리즘을 사용할 수 있다는 점이다. 격자화 및 정량화를 거치는 영상화 과정에서 원시 LiDAR 데이터가 한정된 밝기값으로 변환되므로 평활화 및 상세 정보의 손실이 발생될 수 있지만. 평활화된 데이터는 표면분할과 모델링에 오히려 적합하다. 건물의 경계선은 윤곽선 추출 연산자를 이용하여 정확하게 추출하였으며, 건물 모양에 적합하도록 규격화하였다. 건물 지붕의 구조물의 분할은 영역확산을 기반으로 수행하였다. 이 결과 다양한 디지털 영상처리 기법을 복합적으로 적용하여 건물추출과 지붕 구조물의 면분할이 가능함을 보여주었다. 또한 지붕의 형태를 재현하기 위한 특성정보 추출에 관한 개념적 방법을 제안하였다. 지붕 데이터를 분할하고 모델링을 위해 통계적 및 기하적 특성을 이용하였으며. 제안한 방법에 의한 시뮬레이션 결과는 지붕면을 분할하고 모델링하는데 가능함을 보여주고 있다.

인공생명체와 그들을 둘러싸는 환경으로 구성 되어지는 가상생태계 모델링 (Modeling Virtual Ecosystems that Consist of Artificial Organisms and Their Environment)

  • 이상희
    • 한국농림기상학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.122-131
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    • 2010
  • 본 논문은 가상 생태계의 개념과 가상생태계를 구현하는데 중요하게 사용되어 질 수 있는 세 가지 수학적-물리학적 접근법을 응용 예와 함께 소개 하였다. 가상생태계란 개체기반 모델로써 인공생명체들이 가상 환경하에서 스스로 행동하면서 살아가는 것을 모사하는 컴퓨터 내에 구현된 생태계를 의미한다. 생물의 무리행동을 전산 모사하는 분자동역학모사 접근법과, 흰개미 영토를 전산 모사하는 확률적 격자모델 접근법, 그리고 생물막 성장을 전산 모사하는 규칙기반-세포자동자모델 접근법을 소개하였다. 실 생태계와의 유사성을 높이기 위해 가상생태계 모델은 많은 변수들을 사용하여야 하지만, 기술적인 측면에서 이러한 변수들을 모두 결정하기는 어렵다. 그러나 현재의 눈부신 컴퓨터 성능향상에 힘입어 많은 부분이 극복 되어 지고 있다. 특히, 가상생태계는 기후변화와 같은 환경재앙을 포함하여 많은 복잡한 생태학적 현상을 개체수준의 낮은 계층에서부터 생물집단 또는 외부 환경수준과 같은 높은 계층까지를 통합적으로 이해하는데 큰 도움을 줄수 있을 것이다. 마지막으로 논문에서는 높은 수준의 계층인 기후변화가 낮은 수준의 계층인 개체기반의 흰개미 생태계에 미치는 복잡한 문제를 어떻게 다룰 수 있는지에 대한 예를 들고 간략하게 논의하였다.

비 집수면적 산정기법에 따른 사면 안정성 비교·분석 (A Comparative Analysis on Slope Stability Using Specific Catchment Area Calculation)

  • 이기하;오성렬;안현욱;정관수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권7호
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    • pp.643-656
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    • 2012
  • 최근 기후변화에 따른 집중호우의 증가 및 무분별한 유역개발에 의한 산사태 발생빈도 및 재해복구비용이 증가하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 2011년 7월에 발생한 서울시 우면산 지역을 대상으로 뿌리 점착력을 고려한 GIS기반의 무한사면안정모형을 이용하여 사면안정해석을 수행하였다. 무한사면안정모형의 중요 매개변수인 습윤지수의 공간분포화를 위해 비 집수면적 개념을 도입하였으며, 세가지 기법(일방향 흐름기법, 다방향 흐름기법, 무한방향 흐름기법)를 이용하여 비 집수면적을 산정하고, 각 기법에 따른 대상유역내의 격자별 사면안전율의 변화양상을 분석하였다. 또한, 기존의 무한사면안정모형을 이용한 사면안정 해석에 일반적으로 적용되고 있는 공간집중형 습윤지수 결과와의 비교를 통하여 우면산 지역의 사면안정 해석의 차이점을 비교 분석하였다. 무한사면안정모형을 이용하여 산정된 사면안전율 분석결과, 거주지 주변의 절개지 부근과 산지정상부근의 급경사지에서 불안정 지역이 집중적으로 분포하고 있음을 확인하였으며, IFD와 집중형 습윤지수에 의한 불안정지역은 유사하게 나타난 반면, SFD와 MFD에 의한 불안정지역은 앞선 두 가지기법에 비해 작게 산정되었다.

밀도 변화를 포함하는 3차원 연직함수 전개모형 (A Three-Dimensional Galerkin-FEM Model with Density Variation)

  • 이호진;정경태;소재귀;강관수;정종율
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.123-136
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    • 1996
  • 본 연구에서는 시 공간적으로 변화하는 밀도구조를 고려한 3차원 연직함수 전개모형을 제안한다. 정수압을 가정하며 열보존식과 상태방정식의 도입으로 밀도변화가 고려된다 수평방향으로의 변화는 유한 차분 격자상에서 계산되며 유속 및 수온의 연직구조는 선형보간함수를 사용하여 계산된다. 구성된 행렬방정식은 유사변환 개념을 도입하여 시간적분된다. 개발된 모델의 테스트를 위해 간단한 이상해역과 황해역에서 대기와 해양간의 열교환에 따른 수온구조 변동을 실험하였다. 이류효과는 열수송방정식에서만 고려하였으며 연직 와동점성계수와 와동확산계수는 시 공간적으로 일정한 값을 사용하였다. 이상해역에서의 수치실험결과 모델영역의 수심의 차이에 따른 열저장의 차이로 인해 수온의 수평적 구배가 발생하였다. 결과적으로 전향력을 고려하지 않을 경우에는 상층에서는 수심이 증가하는 방향으로 흐름이 발생하고 하층에는 반대방향의 흐름이 유도된 반면 전향력을 고려할 경우에는 수온차에 의한 압력구배력과 전향력이 균형을 이루면서 지형류가 뚜렷하게 나타났다. 황해역에서는 복잡한 흐름이 나타났지만 전체적으로는 지형류의 특성이 우세하게 나타났다.

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LED가 결합된 야간풍력발전 활용을 포함한 해상환경 바이오매스 생산시스템의 최적 설계 (Design and Optimization of a Biomass Production System Combined with Wind Power Generation and LED on Marine Environment)

  • 홍기훈;조성현;강훈;박정필;김태옥;신동일
    • 한국가스학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.74-82
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    • 2015
  • 최근 화석연료의 사용증가에 따라 대량으로 배출되는 이산화탄소는 지구 온난화 현상을 일으키는 온실가스 중 하나로 지정되어 국제협약을 통하여 온실가스의 배출을 저감하도록 규제하고 있다. 본 연구에서는 이산화탄소를 저감하는 방법 중의 하나로, 3세대 바이오매스 생산시스템인 해조류를 활용한, 지속가능한 신 개념의 FPSO로서 해상환경 바이오매스 생산시스템의 최적구조를 설계하였다. 이를 위해 격자로 구조물을 설치한 후 해조류의 주변에 LED 조명을 비추어 성장을 최대화 시키는 시스템을 구상하였다. 그리고 기존 해조류의 성장자료를 통하여 해조류의 성장 모델을 만든 후 풍력발전기와 LED 조명을 포함하는 바이오매스 생산시스템을 모델링하여 최적화 도구인 GAMS 프로그램을 이용하여 본 시스템이 환경적 관점뿐만 아니라 경제성 측면에서도 타당성을 가질 수 있는 최적구조를 설계하였다. 또한 기존의 해상환경 바이오매스 생산시스템과 비교하여 최적구조를 제안하였다.

분포형 강우유출모형 병렬화 처리기법 적용 (Application of MPI Technique for Distributed Rainfall-Runoff Model)

  • 정성영;박진혁;허영택;정관수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제43권8호
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    • pp.747-755
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    • 2010
  • 지금까지 분포형 모형은 개념적 모형에 비해 운동역학적인 이론에 근거하여 물의 흐름을 수치해석으로 추적해 나가기 때문에 많은 컴퓨터 메모리용량이 요구되고 계산수행시간이 상대적으로 오래 걸리는 단점이 있었다. 그래서 분포형모형의 적용은 주로 소유역에 국한되어 적용되어왔으며, 대유역에 적용하기 위해서는 격자의 해상도를 낮추거나 소유역 적용과 동일한 해상도에서는 계산 시간이 많이 소요되어 실무적용을 어렵게 하는 요인이 되어왔다. 이에 대해 본 연구에서는 MPI (Message Passing Interface)기법을 적용하여 물리적이고 복잡한 수치계산을 하는 분포형모형의 단점 중 하나인 대유역 적용시의 계산소요 문제를 해결하고자 하였다. 또한 병렬화 기법의 적용효과를 분석하기 위하여 단일 영역에서 계산된 결과와 다수의 소영역으로 분할하여 수행되어진 계산 결과를 비교하였다. 용담댐 유역에 2006년 태풍 '에위니아' 사상을 대상으로 병렬화 계산을 수행한 결과 단일 프로세서에서 분포형모형을 수행하는 것보다 병렬코드에서 수행한 경우가 유출계산 값의 변동 없이 최고 10배에 해당되는 계산시간이 단축되었다.