• 제목/요약/키워드: 대형요소

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슬라이딩모드 제어 기법을 이용한 대형 구동기 안정화 설계 (Stabilization Design of Large Rotating Stand Using Sliding Mode Control)

  • 김성룡;박동명;문우용
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권10호
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    • pp.1045-1052
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    • 2015
  • 본 논문은 장거리 탐지 레이더(LRSR;Long Range Surveillance Radar) 회전 구동 안정화에 관한 내용으로, 외란에 강인한 제어기 설계에 관한 것이다. 외란에 강인한 제어기 설계를 위하여 시스템 동특성과 외란 요소를 분석하고 그에 대한 수학적 모델링을 수행한다. 탐지레이더는 바람이 강한 높은 지대에 설치되는 특성과 넓은 안테나면을 갖는 형상적인 특성을 감안하였을 때 주 외란 요소는 풍속을 들 수 있다. 풍속은 베어링의 마찰을 증가시키는 요소로 작용하고 이는 안정화 성능을 저해 한다. 풍속이 탐지레이더에 미치는 영향은 전산유체역학(CFD;Computational Fluid Dynamics) 해석 결과를 이용한다. 전산유체역학 해석 결과를 제어알고리즘의 외란 입력으로 구성하여 제어기법에 대한 안정화 성능을 시뮬레이션과 실험을 통하여 기술한다. 플랜트 모델링 및 제어기는 Matlab / Simulink 를 이용하여 구성한다.

인공송신원 전자탐사 자료의 효율적인 3차원 모델링 (Efficient 3D Modeling of CSEM Data)

  • 정용현;손정술;이태종
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2009년도 학술대회 초록집
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    • pp.75-80
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    • 2009
  • 유한요소법을 이용한 3차원 모델링은 모형에 대한 기하학적 유연성에도 불구하고 대형 연립방정식에 대한 계산이 필요하여 실용성에는 많은 제약이 있었다. 본 연구에서는 최근 컴퓨터와 수치해석기술을 바탕으로 직접해법과 반복해법을 선택적으로 사용한 효율적인 유한요소 3차원 모델링을 구현하였다. 직접해법인 PARDISO는 멀티코어 계산환경에서 병렬 연산을 이용하여 계산속도를 현저히 감소시킬 수 있었고 특히 단딜 주파수 다중 송신의 계산에서 최대의 계산효율을 보였다. 소규모 메모리 환경에서는 BiCGSTAB(1)이 다른 반복해법들에 비해 빠르고 안정적으로 수치해를 계산하였다. 효율적인 3차원 모델링은 주어진 문제와 상황에 적합한 해법을 선택적으로 사용함으로써 가능하다. 모델링에는 다양한 형태의 인공송신원이 고려되어 있으며 향후 3차원 역산의 효율적인 엔진으로 활용할 수 있다.

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정량적 침해사고 관리를 위한 Security Ticket 기반의 CERT/CC 설계 및 관리 (Design and Control of Security Ticket Based CERT/CC System for Quantified Incident Management)

  • 김선태;박대우;전문석
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.239-248
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    • 2007
  • 최근까지의 침해사고 대응에 대한 연구는 국제적 침해사고대응팀(CERT/CC)과 국가 또는 대형기관의 침해사고대응팀(CERT)의 유형을 중심으로 연구되어 일반기업 환경에 적용하기에는 어려움이 있었다. 본 논문에서는 일반기업의 IT 운영환경에 적합한 침해사고 대응절차를 수립하고, 침해사고 관리의 위협요소, 공격요소, 대응요소를 분석하여 Security Ticket을 기반으로 하는 침해사고 관리시스템의 설계 및 관리방안을 연구하였다. 이 방안을 토대로 침해사고 대응실험을 실시하여 제안한 CERT 모델의 유효성과 정량적 침해사고 관리방안의 효과를 확인하였다. 본 연구결과를 통해 일반기업에서는 CERT를 조직하여 체계적으로 관리함으로써 기업의 정보자산을 안전하게 보호할 수 있으며, 이미 CERT를 운영하는 조직에서는 침해사고 대응결과를 계량적으로 측정 분석하여 문제점을 개선함으로써 기업의 정보보호 수준을 높일 수 있다.

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급격 확대 및 축소관의 압력손실계수에 대한 전산유체역학 해석의 예측성능 평가 (Assessment of CFD Estimation Capability for the Local Loss Coefficients of Sudden Contraction and Expansion)

  • 김현정;박종필
    • 공업화학
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    • 제21권3호
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    • pp.258-264
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    • 2010
  • 대형 선박과 발전소 및 화학 공장 등을 구성하는 배관 및 계통은 다양한 구성요소들로 이루어져 있다. 밴드, 티, 급격 확대, 급격축소, 오리피스와 같은 이러한 구성요소들은 시스템 전체의 압력강하를 유발한다. 집중변수모델을 사용하여 구성요소들에 의한 압력손실은 계산할 시에는 압력손실계수인 k-factor가 제공되어야 한다. 일반적으로 많은 공학 분야에서 k-factor의 계산에 Idelchik 모델이 사용되어 왔다. 본 연구에서는 전산유체역학 해석을 통하여 압력손실계수를 계산하고 그 결과를 Idelchik이 제안한 압력손실계수와 비교하였다. 이는 복잡한 유동영역의 압력손실계수 계산에 전산유체역학 코드의 활용성을 검증하기 위함이다. 해석결과, 레이놀즈 응력 모델이 압력손실계수를 가장 잘 예측하고 있다. 전산유체역학을 통한 압력손실계수 평가는 사용된 난류모델에 영향을 받지만 압력손실계수를 잘 예측하고 있으므로 압력손실 계산에 전산유체역학 코드를 사용하는 것은 타당하다고 판단된다.

컨테이너 안전 수송을 위한 센서데이터 기반의 상황 모델링과 상황인식 미들웨어 구현 (Situation Modeling and Situation Awareness Middleware Development with Sensor Data for the Safety Transportation of Containers)

  • 남태우;염근혁
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제16D권6호
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    • pp.889-898
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    • 2009
  • 현재 컨테이너 물동량은 지속적으로 증가하고 있는 추세이며 이에 따라 수송 원가를 절감하기 위해 초대형 컨테이너선들이 늘어나서 컨테이너 운송이 대형화되어지고 있다. 그러나 항만의 자원은 한정되어 있어서 효율적이고 안전하게 운송하기 위해서는 컨테이너에서 수집된 센서 데이터를 기반으로 환경과 상황에 따른 정보들을 활용하여 지능적이고 적응적인 서비스를 제공하는 방법이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 상황인식 기법을 적용한 컨테이너 상황인식 미들웨어를 제시하였다. 먼저 사용자, 사물과 동작, 서비스를 포함하는 모든 것을 통칭 적으로 컨텍스트라는 범주로 포함시키고 이 정보를 바탕으로 서비스의 제공이 필요한 상황마다 활용하기 위해서는 컨테이너 도메인의 상황적 요소를 분석해서 컨테이너가 처할 수 있는 특정 상황들이 어떠한 요소들의 조합으로 이루어지는지 정의하고 그 요소들 사이에는 어떤 관계성이 있는지에 대한 컨테이너 상황 온톨로지 모델링을 하였다. 온톨로지 모델을 바탕으로 컨테이너 및 환경에 대한 컨텍스트를 온톨로지로 구축하고 추론을 위한 규칙을 기반으로 상황인식적인 서비스를 추론하는 미들웨어의 개발 및 우선순위 등 정책적인 상황 관리를 가능하게 하는 기능을 구현하였다.

정량적 침해사고 관리를 위한 Security Ticket 기반의 침해사고 관리시스템(CERT) 설계 및 관리방안 연구 (A Study and Design on security ticket based CERT system for quantified incident management)

  • 김선태;전문석;박대우
    • 한국컴퓨터정보학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.141-150
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    • 2007
  • 최근까지의 침해사고 대응에 대한 연구는 국제적 침해사고대응팀(CERT/CC)과 국가 또는 대형기관의 침해사고대응팀(CERT)의 유형을 중심으로 연구되어 일반기업 환경에 적용하기에는 어려움이 있었다. 본 논문에서는 일반기업의 IT 운영환경에 적합한 침해사고 대응절차를 수립하고, 침해사고 관리의 위협요소, 공격요소, 대응요소를 분석하여 Security Ticket을 기반으로 하는 침해사고 관리시스템의 설계 및 관리방안을 연구하였다. 이 방안을 토대로 침해사고 대응실험을 실시하여 제안한 CERT 모델의 유효성과 정량적 침해사고 관리방안의 효과를 확인하였다. 본 연구결과를 통해 일반기업에서는 CERT를 조직하여 체계적으로 관리함으로써 기업의 정보자산을 안전하게 보호할 수 있으며, 이미 CERT를 운영하는 조직에서는 침해사고 대응결과를 계량적으로 측정 분석하여 문제점을 개선함으로써 기업의 정보보호 수준을 높일 수 있다.

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교각에 근접한 터널의 안정성 평가 (Safety analysis for the tunnel adjacent to the pier)

  • 이선복;윤지선
    • 지구물리
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    • 제7권4호
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    • pp.313-324
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    • 2004
  • 유한요소해석과 통계학적인 계측결과 분석법은 교각에 근접한 터널에 대한 효과적인 시공 전후의 안정성 평가 방법이다. 본 사례 연구에서는 이러한 평가방법을 고속철도 현장의 대구경터널에 적용하고 이에 대한 적용성 및 유효성을 평가하였다. 유한요소 해석결과 Pilot공법과 LW그라우팅에 의한 지반보강은 터널의 안정성 증대에 효과적인 것으로 분석되었다. 특히 2차원 해석 시 터널굴착의 재현성을 높이기 위해 3차원 해석을 통해 하중분배율 결정하는 방법을 적용하였다. 본 연구에서는 초기 계측치의 손실을 해석적 방법을 통해 복구하는 기법 및 계측결과를 통계학적 기법을 통해 모델링하는 방법을 적용하여 계측결과의 신뢰성을 높였다. 연구대상 지역의 경우 계측결과에 대한 회귀분석결과 변위모델함수는 C(t) = a[1-exp(-bt)]가 적합하였으며, 이 식을 적용하여 최종변위를 예측해 본 결과 95%이상 변위가 수렴되어 있는 상태였다. 초기 변위경향에 의한 미계측 구간의 변위량을 추정에 대해서는 직선회귀식에 대한 F-검정을 실시하여 검증하였다. 검증결과 F-값이 10.81∼158.74, 결정계수 0.82∼0.99로 높은 신뢰도를 가지고 있다.

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용담댐시험유역에서의 수면증발량 자동관측 (Automation Survey Device of Water Surface Evaporation in The Yongdam Dam Experimental Basin)

  • 이현석;김용국;조형진;채원기
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.541-541
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    • 2015
  • 댐 물수지 분석에 있어 매우 중요한 요소는 강수량, 유입 방류량, 토양수분량, 증발산량 등이 있다. 현재 육지에서의 증발산량은 대부분 에디공분산시스템에 의해 관측되고 있으며, 많은 전문가들이 양질의 자료를 산출하고 있다. 하지만 수면에서의 증발량관측은 아직 부족한 상황이다. 우리나라는 기후특성상 여름철에 강우가 집중됨에 따라 효율적인 댐 관리가 매우 중요하다. 댐관리의 주요 인자인 수면증발량은 현재 용담댐에서만 이루어지고 있다. 용담댐의 수면증발량 관측은 2013년부터 수행되고 있고, 수면위에 플랫폼을 설치하고 팬 내부에 수심이 1 m인 대형증발팬을 고정하는 방식을 취하고 있으며, 관측된 수위자료는 호내 수온을 고려하여 수면증발량으로 환산된다. 관측항목으로는 팬 내 외부 및 저수지 표층 수온, 팬 내부 정밀 수위뿐만 아니라 다양한 기상요소들이 있다. 2013년에 생산한 수면증발량은 풍향풍속, 수온, 상대습도, 복사량, 강수량 자료를 통해 정확도를 검증하였으며, Penman(1984)공식을 활용하여 실측 수면증발량과 추정 수면증발량을 비교 분석하였다. 본 연구는 용담호에서 자동 관측되고 있는 수위변동 자료를 활용해 수면에서의 증발량을 분석하였다. 2014년 3월부터 2015년 2월까지의 자료를 활용하였으며, 관측기간 중 최대 일증발량은 9.7 mm/day, 월 최대 일평균증발량은 3.5 mm/month(10월)로 나타났다. 수면에서 가장 많은 증발량이 나타난 시기는 10월 (증발량 : 107.6 mm, 강수량 : 122.9 mm)로 강수량의 약 88 %가 증발되었음을 알 수 있었다. 그 다음으로는 9월과 5월 순이었다. 증발량이 가장 많다고 예상되었던 7월과 8월의 경우는 각각 18일과 21일간 강수가 발생하였으므로 대기 중의 높은 습도로 인해 증발량이 크지 않았다. 결론적으로 수면에서의 증발량이 기상환경에 의존하고 있다는 사실은 명백하다. 그러므로 효율적인 수자원관리를 위해서는 다양한 지점에서의 수면증발 관측 및 기상요소와의 상관 성분석이 시급하다고 판단된다.

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고성능 수치해석 라이브러리를 적용한 진동해석 프로그램 개발 (Development of the Vibration Analysis Program Applying the High-Performance Numerical Analysis Library)

  • 고도현;부승환
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.201-209
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    • 2021
  • 선박 및 해양구조물과 같은 대형 유한요소모델의 진동 특성을 평가하기 위해 고유치 해석 및 가진 주파수에 따른 응답 계산을 필수적으로 수행해야 한다. 하지만 이러한 해석들은 과도한 전산 장비와 계산 시간이 요구되어 고성능 해석 프로그램의 개발이 필요하다. 특히 선형연립방정식에서 발생하는 역행렬 계산 및 고유치 해석 시에는 상당한 전산 해석 시간이 발생하기 때문에 최신 고성능 라이브러리를 적용함으로써 이를 개선할 수 있다. 본 연구에서는 병렬식 선형연립방정식 계산 라이브러리인 PARDISO와 고성능 고유치 해석 라이브러리인 ARPACK을 적용하여 빠르고 정확한 해석이 가능한 진동해석 프로그램을 개발하였다. 끝으로 개발된 해석 프로그램의 정확도와 효율성을 검증하기 위해 여러 선박해양공학 수치 예제를 사용하였고, 상용 유한요소 프로그램인 ABAQUS와의 결과 비교 검토를 통해 개발된 진동해석 프로그램의 신뢰성을 검증, 제시하였다.

유한요소법을 이용한 수소충전용 압력용기의 응력 거동특성에 관한 수치적 연구 (A Numerical Analysis on the Stress Behavior Characteristics of a Pressure Vessel for Hydrogen Filling by FEM)

  • 조승현;변성광;김윤태;최하영
    • 한국가스학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.38-44
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    • 2022
  • 전세계적으로 저탄소 친환경에너지로 다변화 정책이 진행되고 있으며, 그 정책 중 하나가 수소경제 활성화이다. 수소경제 활성화 정책으로 수소 공급을 위한 수소충전소의 보급이 가속화됨에 따라 사고발생의 위험도 커지고 있다. 수소의 폭발사고는 대부분 대형사고로 이어지기 때문에 수소에너지를 사용함에 있어 안전성을 확보하는 것은 매우 중요하다. 수소에너지를 활용하기 위해서는 액화수소의 생산, 저장, 운송 등에 사용될 수소저장 용기의 안전성 확보는 반드시 필요하다. 본 논문에서는 수소충전용 압력용기의 구조안전성을 평가하기 위해 가스 압력에 대한 거동특성을 유한요소해석으로 분석하였다. 압력용기의 재료는 SA-372 Grade J / Class 70을 사용하였고, 해석모델은 압력용기가 축대칭 형상이므로 1/4 형상만 고려하여 6면체 메쉬를 적용하였다. 수소가스 압력용기를 사용 최고 압력에서 유한요소해석을 하였으며, 해석 결과인 용기의 von Mises Stress와 변형량, 변형률 에너지 밀도를 관찰하였다.