• Title/Summary/Keyword: 국부해

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기술과 교육에서 TRIZ(창의적 문제해결 이론)의 적용 방안 탐색 (Exploring Strategies for Applying TRIZ to Technology Education)

  • 문대영
    • 대한공업교육학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.155-176
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    • 2006
  • 이 연구는 기술과 교육에서 TRIZ의 도입 가능성과 적용 방안을 찾기 위해 수행되었다. TRIZ가 갖는 강력한 잠재력을 과연 초 중등 기술과 교육에 도입할 수 있는지, 어떻게 적용할 수 있는지에 대한 총체적인 탐색을 통해 기술과 교육에서 추구하는 기술적 창의력과 기술적 문제 해결력을 학교 현장에 구체적으로 구현하기 위한 이론적 근거를 제시하고자 하였다. 연구의 목적을 달성하기 위해서 Contradiction, 40 Principles, 76 Standard solutions, Multi screen method, Effects, The law of technology evolution, ARIZ 등의 TRIZ 개념과 핵심 원리를 파악하였다. 또한, 이를 바탕으로 하여 초 중등 기술과 교육에서 TRIZ의 도입 가능성과 적용 방안을 탐색하고, 타당성을 검토하였다. 이 연구에서는 초 중등 기술과 교육에서 모순, 40가지 원리, 76가지 표준해, 다차원 분석, 자연 효과, 기술 진화 법칙, ARIZ 등과 같은 TRIZ의 기본 개념을 어떻게 적용할 수 있을까에 대한 방안을 각각 제시하고 이들에 대하여 타당성 검토를 실시하였으며, 그 결과 '40가지 원리'만 초 중등 기술 교육에 적용하기에 적합한 것으로 판정되었다. 또한, 40가지 원리 중에서 초등 기술 교육에서는 분할 나누기, 추출 제거, 국부적 특성, 비대칭, 병합 동시 수행, 다용도 범용성, 균형 유지, 반대 조치, 매개체 사용, 자체 해결, 값 싼 물체로 대체 일회용, 유연하고 얇은 막 사용, 색상 변화, 동질성, 폐기와 재생, 복합 재료 등과 같은 15가지 원리가 적합하며, 중등 기술 교육에서는 분할 나누기, 추출 제거, 국부적 특성, 비대칭, 병합 동시 수행, 다용도 범용성, 균형 유지, 사전 반대 조치, 사전 조치, 사전 예방, 반대 조치, 자유도 증가, 조금 덜 또는 조금 더, 유용한 조치의 지속, 해로운 것을 이로운 것으로 전환, 매개체 사용, 자체 해결, 값 싼 물체로 대체 일회용), 유연하고 얇은 막 사용, 색상 변화, 동질성, 폐기와 재생, 특성 변화, 상태 전이, 열팽창, 복합 재료 등과 같은 26가지 원리가 적합함을 확인할 수 있었다.

의성지역 경상누층군의 열적진화와 속성작용 (Thermal Maturation and Diagenesis of the Gyeongsang Supergroup, Euiseong Area, SE Korea)

  • 손병국;정태진;오재호;곽영훈
    • 한국석유지질학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.83-90
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    • 1994
  • 의성지역 경상누층군에 대하여 유기지화학적 방법과 일라이트 결정도 측정방법을 사용하여 유기물의 열성숙도와 속성 작용정도를 연구하였다. 신동층군의 흑색셰일은 $0.5{\~}2{\%}$의 유기물을 함유하고 있으며, 이 유기물들은 타이프 Ⅲ에 해당하는 고등식물 기원이다. 열분석 Tmax 값은 $578{\~}595^{\circ}C$이며, 비트리나이트 반사도는 진주층에서 약 $2.9{\%}Ro$, 낙동층에서 약 $3{\~}4{\%}Ro$로 유기물의 열적 성숙단계가 건성가스 생성단계에 도달하였음을 보여준다. 비트리나이트 반사도 측정결과에 의하면, 유기물의 열적성숙은 주로 매몰에 의하여 이루어졌으며, 국부적으로 화성암체의 관입에 의하여 이차적인 영향을 받은 것으로 판단된다. 일라이트 결정도값은 층서상의 위치에 따른 규칙적 인 변화를 보이지 않으며, 낙동층, 하산동층, 진주층, 일직층 일부에서는 속성 정도가 속성 작용 영역과 앵키존 영역의 경계부에 해당된다. 이들보다 상위 지층인 일직층, 후평동층, 점곡층, 사곡층의 일라이트 결정도값은 앵키존의 중간부에 위치한다. 층서적으로 보다 상위인 일직층, 후평동층, 점곡층, 사곡층들의 변성도가 높게 나타나는 것은 이 지층이 분포하는 지역에 관입한 화성암체에 의한 열변질에 기인한 것으로 해석된다. 유기물의 열성숙도와 일라이트 결정도에 의한 탄화수소 생성단계는 서로 잘 일치하며, 비트리나이트 반사도와 일라이트 결정도는 모두 관입체의 영향을 지시한다. 연구지역의 속성작용은 전체적으로는 매몰에 의하여 이루어 졌으며, 국부적으로는 관입체에 의한 이차의 영향을 받은 것으로 해석되는 데, 매몰에 의한 고지온은 약 $200^{\circ}C$로 추정된다.

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설계민감도 해석에서 역전파 방법을 사용한 응력제한조건 위상최적설계 (Stress Constraint Topology Optimization using Backpropagation Method in Design Sensitivity Analysis)

  • 김민근;김석찬;김재승;이재경;이근호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제35권6호
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    • pp.367-374
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    • 2022
  • 본 논문에서는 역전파 방법 기반 자동미분법을 이용하여 설계민감도를 구하고 이를 응력제한조건을 고려한 위상최적설계에 적용하였다. 응력제한조건이 있는 위상최적화문제는 특이점(singularity)과 응력의 국부성(local nature of stress constraint)문제, 그리고 설계 변수에 대한 비선형성의 문제를 포함하고 최적해를 얻기가 매우 힘들다. 특이점 문제를 해결하기 위해서 응력 완화(stress relaxation) 기법을 사용하였고, 응력의 국부성을 해결하기 위해 p-norm을 이용한 전역 응력치를 제한조건에 사용하였다. 설계 변수에 대한 비선 형성을 극복하기 위해 해석적인 방법으로 정확한 설계민감도를 구하는 것이 중요하다. 위상최적설계에서 기존에는 보조변수방법 (adjoint variable method)을 사용하여 빠르고 정확한 설계민감도를 구했지만, 설계민감도를 해석적으로 구해야 하고, 보조평형방정식을 추가로 풀어야 하는 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서 인공신경망에서 최적 가중치(weights)와 편차(biases)를 구할 때 쓰이는 역전파 기법을 이용하여 설계민감도를 구하고 이를 응력제한조건을 고려한 위상최적설계에 적용하였다. 역전파 기법은 자동미분에 쓰이는 기법으로 목적함수나 제한조건에 대한 설계민감도를 별도의 수식유도 없이 간단하게 구할 수 있는 장점이 있다. 또한, 미분값을 구하는 역전파의 과정이 보조평형방정식을 푸는 것보다 계산시간이 빠르고 해석적 방법으로 구한 설계민감도와 같은 정확도를 보여준다.

유한요소모델개선을 위한 하이브리드 최적화기법의 수치해석 검증 (Numerical Verification of Hybrid Optimization Technique for Finite Element Model Updating)

  • 정대성;김철영
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제10권6호
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    • pp.19-28
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    • 2006
  • 기존의 유한요소모델개선기법들은 측정에 의한 모달 데이터와 해석적으로 계산된 시스템 행렬로 구성된 수학적인 목적함수를 사용하거나 업데이팅 변수에 관한 모달 특성의 미분함수를 사용하여야만 한다. 따라서 교량구조물과 같은 복잡한 구조물에의 적용이 어렵고 역해석에 있어 해의 안정성 문제가 발생할 수 있다. 또한 개선된 모델이 물리적인 의미를 지니지 못할 수도 있다. 본 논문에서는 유전자알고리즘과 Welder-Mead의 심플렉스기법을 사용한 하이브리드 최적화 유한요소모델개선기법을 제안하였다. 하이브리드 최적화 기법의 성능을 검증하기 위해 3개의 국부최소값과 1개의 전체최소값을 갖는 Goldstein-Price 함수를 사용하여 비선형문제에 대한 적용성을 검토하였다. 또한 최적화목적함수의 영향을 검토하기 위해 10개의 자유도를 갖는 스프링-질량 모델을 사용하여 변수연구를 수행하였다. 최종적으로 수치해석을 통해서 질량과 강성을 동시에 개선하기 위한 최적화 목적함수를 제시하고, 제안된 하이브리드 최적화 기법이 유한요소모델개선을 위해 매우 효과적인 방법임을 입증하였다.

의사 샘플 신경망에서 학습 샘플 및 특징 선택 기법 (Training Sample and Feature Selection Methods for Pseudo Sample Neural Networks)

  • 허경용;박충식;이창우
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.19-26
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    • 2013
  • 의사 샘플 신경망은 학습 샘플의 수가 적은 경우 학습된 신경망이 국부 최적해에 빠져 성능이 저하되는 것을 보완하기 위해 기존 샘플들로부터 의사 샘플을 생성하고 이를 통해 해공간을 평탄화 시킴으로써 학습된 신경망의 성능을 향상시킬 수 있는 신경망의 변형이다. 이는 학습 샘플의 양에 관한 문제로 이 논문에서는 이에 더해 학습 샘플의 질을 향상시킴으로써 학습된 신경망의 성능을 더욱 높일 수 있는 방법을 제시하였다. 잡음이 적게 포함된 전형적인 학습 샘플들만이 주어지고 입력 특징 중 출력과 연관성이 높은 특징만을 사용함으로써 학습된 신경망의 성능을 높일 수 있음은 자명하다. 따라서 이 논문에서는 커널밀도 추정을 통해 비전형적인 학습샘플을 제거하고 입력값이 출력값에 미치는 영향을 나타내는 연관성 척도를 사용하여 연관성이 적은 특징을 제거함으로써 의사 샘플 신경망의 성능을 향상시킬 수 있음을 보였다. 제시한 방법의 유효성은 토석류 데이터를 이용한 실험을 통해 확인할 수 있다.

불균일 단면을 갖는 단순지지 보의 모달해석 및 실험 (Modal Analysis and Experiment of a Simply-supported Beam with Non-uniform Cross Sections)

  • 김인우;유봉조;김영식
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.8654-8664
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    • 2015
  • 기계, 건축, 토목공학 분야 등에는 불균일 단면을 갖는 보 형태의 구조물들이 널리 사용되고 있다. 본 논문은 양단이 단순 지지된 보 구조물들의 동특성과 진동에 대한 문제를 다루며, 국부좌표를 사용한 지배방정식이 유도된다. 갤러킨의 모드합 방법으로 해가 가정되고, 고유진동수를 구하는 행렬식을 푸는 데는 이분법을 적용하였다. 유한요소법이 단지 기하학적 경계조건만을 만족시키는 허용함수를 사용하는 반면, 본 논문에서는 갤러킨의 모드합 방법을 적용하여, 지배방정식과 경계조건을 모두 만족하는 고유함수를 사용하였다. 계의 동특성을 알기위해, 네 종류의 불균일 단면을 갖는 단순 지지 보에 대해 모달 해석과 시험이 수행되었으며, 해석 결과는 실험 결과와 근사한 일치를 나타내었다.

조영제를 사용한 복부CT영상에서 명암값 비율을 이용한 간의 자동 추출 (Automatic Liver Segmentation by using Gray Value Portion in Enhanced Abdominal CT Image)

  • 유승화;조준식;노승무;신경숙;박종원
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제38권2호
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    • pp.179-190
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    • 2001
  • 제안된 연구에서는 조영제를 사용한 복부 CT 영상에 대한 특성을 분석함으로써 간에 대한 자동추출을 시행하였다. 영상에 나타난 명암값을 지형적 고도정보로 해석하는 침수실험에 근거하여 영역을 분리하였고 임계값에 의하여 장기 내부의 국부최대점들을 제거함으로써 장기에 해당하는 부분들을 합병하였다. 임계값은 장기를 구성하는 각 명암값의 비율에 의하여 생성된 메쉬영상으로부터 결정되었고 간과 노이즈 영역의 분리에 사용되었다. 장기의 외곽선추출을 위해서는 장기의 전반적인 형태를 나타내는 템플리트를 생성한 후 이진 영상에서 서브트랙션하는 방법을 사용하였다. 템플리트의 생성과정에서는 처리시간이 긴 기존의 오프닝 방법을 사용하지 않고 8-연결성에 의한 방법을 사용함으로써 처리속도를 단축하였다. 추출된 장기의 면적을 토대로 체적계산을 시행하였고 동물실험을 통하여 임상 실험치를 제시하였다.

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전기도금계를 이용한 수평관 외부 자연대류의 시각화 (Visualization of Natural Convection Heat Transfer on Horizontal Cylinder Using the Copper Electroplating System)

  • 허정환;정범진
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권1호
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    • pp.43-51
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    • 2011
  • 수평관 외부에서 발생하는 자연대류 열전달 현상을 실험적으로 연구하였다. 연구의 목적은 구리 도금계를 채택한 유사성실험방법론이 적용가능한지 확인하는 것과 수평관의 지름과 각도에 따라 달라지는 국부열전달을 시각화하는 것이었다. 구리의 전기도금계를 사용하면 양극에서 생성된 구리이온은 대류와 확산을 통하여 음극으로 이동되어 환원되는데 이는 열전달을 모사하게 된다. 구리와 색깔이 다른 알루미늄을 음극으로 채택함으로써 각도에 따라 환원되어 석출된 구리의 양을 시각화 할 수 있었다. 수평관의 직경은 0.01m에서 0.15m이었고 이는 $Ra_D\;=\;1.73{\times}10^7\;{\sim}\;5.69{\times}10^{11}$에 해당한다. 실험결과는 기존에 알려진 열전달 상관식과 일치하였다. 알루미늄 음극에 도금된 구리의 패턴은 Kitamura에 의해 액체결정온도측정법으로 시각화한 결과와 매우 잘 일치 하였다.

농촌 청소년 공부방의 조명환경 실태조사 (Actual Conditions on the Illumination Environment of the Study Rooms in the Youth of an Agriculture Village)

  • 김현지;전경선;이인효;안옥희
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.1-7
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    • 2009
  • 본 연구에서는 농촌 청소년 공부방을 대상으로 조명환경 실태조사를 실시하였다. 그 결과, 공부방의 평균 공간의 크기는 11.42[$m^2$]이며, 주로 광원은 형광등을 사용하였으며 조명사용방법은 전반조명만 이용하는 경우가 73.8[%]이며, 배광방식은 직접조명 방식을 주로 사용하고 있었다. 또한 스탠드를 소유하고 있는 가구는 45.7[%]이었으며, 국부조명인 스탠드를 사용하는 비율은 전체 조사대상의 20[%]에 지나지 않아 시작업이 효과적이지 못하였다. 내부공간 조도는 평균 131.82[lx]이며, 책상면 조도는 253.64[lx]로 최저허용조도의 42.3[%]에 해당하는 열악한 실정이었으며, 균제도는 평균 35.61[%]로 나타났다. 또한 사용자의 조명환경에 비해 만족도는 3.93점으로 높아 조명에 대한 인식이 매우 부족한 것으로 사료된다.

링해석법에 의한 X형 강관 격점부의 항복하중 예측에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Prediction of Yield Load Using Ring Analysis Method in Circular Tubular X-Type Cross Sections)

  • 박일민;나선홍
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제11권1호통권38호
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    • pp.43-54
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    • 1999
  • 공장설비구조물, 트러스, 해양구조물 등에 사용되는 원형강관 분기이음이 많이 사용되고 있다. 강관구조물은 폐단면으로 되어 있기 때문에 개단면인 H, L-형강에 비하여 역학적으로 유리하다. 격점부에서 주요한 문제는 압축을 받는 지관이 압축력에 의하여 부재가 좌굴하기 이전에 강관 분기이음부에서 국부좌굴에 의한 구조체 전체가 불안정하게 된다. 일반적으로 상기와 같은 격점부의 응력분포 및 변형성상이 복잡하여 해석적으로 정밀 해를 구하기가 어렵기 때문에 실험에 기초한 단순한 해석법을 통하여 접합부의 항복내력에 관한 실용식을 제안할 필요가 있다. 본 연구에서는 X형 강관 격점부에 관하여 주관의 직경비(d/D) 및 주관경과 두께비(D/T)을 주 변수로 하여 내력 및 변형성상에 관하여 실험을 진행하고 단순한 해석법인 링해석법을 통하여 항복하중에 관한 예측식을 제안하였다.

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