• 제목/요약/키워드: 모델링 시뮬레이션 도구

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스마트팜 열부하 분석을 위한 CFD 해석 도구 비교 (A Comparison between Various CFD Solvers for Analysis on Thermal Load in Smart Farm(Fluent, Open-FOAM, Blender))

  • 이준엽;오종우;이동훈
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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    • pp.170-170
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    • 2017
  • 기후변화 따른 스마트팜 돈사 외부 환경의 변화에 대응하고, 사육 환경을 능동적으로 개선하기 위한 연구가 수행 중이다. 돈사 내 열전달 요소 간 상호 역학성 분석을 위해서 고려해야할 사항은 입기구, 보온 등, 열풍기, 단열제, 위치, 방향, 돈사의 연평균 온도, 습도, 연중 일사량, 가축의 열복사 등 상호 복잡하게 연관되어 있는 물리량이다. 돈사 전체 열손실, 자연발생 에너지량, 강제발생 에너지량, 난방용량 등을 고려한 순간 열부하 산정을 위한 여러 방법 중 우선적으로 CFD(Computational Fluid Dynamics)를 이용하였다. 순간 열부하 산정을 위한 해석 도구 선정에 있어서 다양한 유체 및 기체 전산 유체역학 Solver(Fluent, Open-FOAM, Blender)를 고려하였다. 공간 Mech를 수행하기 위한 도구로는 공개 소프트웨어 인 FreeFem++ 3.51-4 (http://www.freefem.org)를 이용하였다. 이 과정에서 일부 기체 (암모니아)의 농도를 난수로 변화시키는 기법을 적용하여 가상적으로 돈사의 환경을 Pseudo 시뮬레이션 하였다. 결과적으로 Fluent에 비하여 OpenFOAM을 이용하여 얻은 열유동의 방향(속도)과 크기 백터가 상대적으로 크게 나타났다. Fluent가 시계열 상에서 혼합 기체 물리량 변화를 무시할 수 있는 안정되고 균일한 환경에 적합하기 때문인 것으로 판단되었다. Blender의 경우 Lattice Boltzmann methods 과 Smoothed-particle hydrodynamics 방법을 이용한 유체/입자 동력학 모델링을 제공함에 있어 시각적 효과를 강조하는 기능에 중점을 두었다. Fluent와 Blender에서 제공하는 해석 연산 모듈의 정확성 검증을 위해선 공간 분해능을 높인 정밀 계측 시스템을 이용하여 검증할 필요가 있다. Open-FOAM를 이용한 열부하 분석 수행이 상대적으로 높은 절대값을 보이는 특성은 열부하 제어 시스템의 Overshoot를 유발할 가능성이 있으므로 이에 대한 해석 모델의 보정이 추가적으로 필요할 것이다. CFD의 한계인 시간 복잡도를 낮추고 상대적으로 높은 시계열 분해능을 확보할 경우 돈사 내 환기시스템에 맞는 소요 환기량 실시간 산정이 가능해지고 외부기상 및 돈사내부 복사열을 활용함과 동시에 돈군 순환에 상응하는 실시간 열부하 관리 시스템 도출이 가능할 것이다.

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컴포넌트 개발을 위한 UML 기반의 계층형 메타 모델 설계 및 적용기법 (A Design and Adaptation Technique of UML-based Layered Meta-Model for Component Development)

  • 이숙희;김철진;조은숙
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.59-69
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    • 2006
  • 새로운 개발 패러다임으로 컴포넌트 기반 소프트웨어 개발이 소개되었다. 이 접근방식은 재사용 가능하면서 독립적인 단위의 컴포넌트들을 기반으로 소프트웨어를 개발하기 때문에 기존의 소프트웨어 개발 방식과는 차이가 있다. 따라서, 컴포넌트 기반 개발(CBD)은 크게 두 단계인 컴포넌트 개발 프로세스와 컴포넌트 조립 프로세스 즉, 어플리케이션 개발 프로세스로 구분된다. 컴포넌트 개발 프로세스는 컴포넌트가 품질 좋은 소프트웨어를 위한 열쇠이기 때문에 컴포넌트 기반 소프트웨어 개발에서 핵심적인 부분이라고 할 수 있다. 현재 이와 관련하여 학계 및 산업체에서 많은 방법론이나 도구들이 소개되고 있다. 그러나, 이러한 방법론이나 도구들은 실제 컴포넌트 개발 프로젝트에 손쉽게 적용할 수 있을 정도의 체계적이면서 유연한 모델링 기법들을 제시하고 있지 못하고 있다. 또한 현존 기법들은 컴포넌트 모델링에 있어서 독단적인 기법을 갖고 있거나 혹은 경험적 지침 정도만을 제공하고 있는 수준이다. 그 결과 많은 컴포넌트 개발자들이 컴포넌트 모델을 어떻게 개발해야 할지, 언제 어떠한 다이어그램을 개발해야 할지 등에 대한 어려움을 직면하고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 메타 모델 기반의 접근법을 제시하고자 한다. 특히 계층과 개발 단계에 따른 메타 모델들을 제시하고자 한다. 이로써 개발자들은 적절한 시기에 적합한 모델들을 개발할 수 있게 된다.

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생물학적 바이러스를 이용한 비디오 콘텐츠의 전염성 정보은닉 시스템 모델링 (Modeling of Infectious Information Hiding System for Video Contents using the Biological Virus)

  • 장봉주;이석환;권기룡
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제49권3호
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    • pp.34-45
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    • 2012
  • 본 논문은 생물학적 바이러스의 특성과 감염 경로 및 감염 절차를 이용한 전염성 정보은닉(infectious information hiding, IIH) 기술 기반의 비디오 콘텐츠 보호 시스템을 제안한다. 제안한 IIH 시스템에서는 비디오 콘텐츠 보호에 필요한 중요 정보들을 전염성 바이러스로 간주하며, 콘텐츠 및 코덱을 숙주 및 감염 매개체로 하는 새로운 패러다임의 비디오 콘텐츠 보호 기술을 제시하였다. 전염성 정보로써 병원체, 돌연변이 및 감염체 바이러스를 모델링 하였으며, 주요 기술도구로써 전염성 정보 인증, 커널 기반 IIH, 콘텐츠 기반 IIH 및 전염성 정보 생성 기술도구들을 정의하였다. 마지막으로 기존의 간단한 정보은닉 알고리즘들을 각각 커널기반 IIH 및 콘텐츠 기반 IIH로 간주하여 시뮬레이션 함으로써 제안한 IIH 시스템의 가능성을 검증하였다.

분산 이동 프로세스 이동의 안전성 모델링을 위한 프로세스 대수 (A Process Algebra for Modeling Secure Movements of Distributed Mobile Processes)

  • 최영복;이문근
    • 정보과학회 논문지
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    • 제43권3호
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    • pp.314-326
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    • 2016
  • 엔터프라이즈 비즈니스 모델링의 정형 명세와 검증을 위해 프로세스 대수들이 사용된다. ${\pi}$-calculus와 Mobile ambient는 분산 실시간 비즈니스 프로세스의 이동성을 표현할 수 있다. 그러나 이동성을 표현하는 데 있어 몇 가지 제약이 존재한다: 1) ${\pi}$-calculus는 포트의 이름을 전달함으로써 간접적으로만 이동성을 표현한다, 2) mobile ambient는 ambient를 사용하여 강제적인 비동기적 이동만을 표현한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문은 이동성을 표현하기 위한 새로운 프로세스 대수인 ${\delta}$-calculus를 제안한다. ${\delta}$-calculus는 비즈니스 프로세스의 동기적 이동을 시공간에서 직접적으로 표현할 수 있다. 이동성으로 인해 나타날 수 있는 안전성, 보안성의 위협은 동기성, 우선순위, 데드라인 속성들을 통하여 표현이 가능하다. 제안한 개념의 시뮬레이션을 위해 ADOxx 메타-모델링 플랫폼으로 SAVE 도구를 개발하였다.

자율탐색 로봇 설계를 위한 M&S(Modeling & Simulation) 환경 연구 (A Study on M&S Environment for Designing the Autonomous Reconnaissance Ground Robot)

  • 김재수;손현승;김우열;김영철
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.127-134
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    • 2008
  • An autonomous reconnaissance ground robot performs its duty in various different environments such as mountain-scape, desert and under-water through changing its shape and form according to the environment it is working in. Making a prototype robot for each environment requires extra cost and time. It is also difficult to modify the problem after production. In this paper, we propose the adoption of M&S(Modeling & Simulation) environment for the production and design of the autonomous reconnaissance ground robot. The proposed method on the M&S environment contributed to the more effective and less time consuming production of the robot through the Pre-Modeling and Pre-Simulation process. For example, we showed the design and implementation of the autonomous reconnaissance ground robot under the proposed environment and tools.

탄성 줄을 이용한 팔꿈치 관절 재활 분석 (Analysis on Rehabilitation of Elbow Joint Using Elastic String)

  • 김병호
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제26권3호
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    • pp.196-201
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    • 2016
  • 본 논문에서는 인간의 팔꿈치 관절의 기능을 활성화하기 위한 강성 기반 재활 메커니즘의 특성을 분석하 고자 한다.여기서,팔굼치 관절의 재활을 위한 도구는 탄성 줄을 사용하고, 사용된 줄은 선형 스프링으로 모델링하여 강성값으로 나타낸다. 이러한 메커니즘을 이용한 팔꿈치 관절 재활 훈련을 효과적으로 하기 위해서는 줄의 강성값에 따라 팔꿈치 관절에 가용할 수 있는 토오크 특성을 분석할 필요가 있다. 이러한 관점에서 다양한 시뮬레이션을 통하여 탄성 줄의 강성값 설정에 따른 팔꿈치 관절의 토오크 패턴 및 범위를 사전에 정의된 팔꿈치 관절의 운동 경로에 대하여 확인한다. 결과적으로, 이러한 강성 기반 재활 메커니즘이 팔꿈치 관절의 효과적인 재활을 수행하는데 유용하게 활용될 수 있음을 보인다.

메콩 삼각주의 홍수 및 가뭄 재해 위험 분석 (Analysis of flood and drought disaster risks in the Mekong Delta)

  • 고익환;최병만;김정곤;김유진
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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    • pp.55-55
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    • 2019
  • 메콩강 유역에서 가장 하류에 위치하고 있는 메콩 삼각주는 상류에 일어나는 많은 활동으로 인하여 높은 수준의 취약성을 지니고 있다. 기후 변화와 미래개발의 맥락에서 재해 위험을 평가하는 것은 기후현상/극한날씨, 취약성, 노출, 현재 위험 관리 및 적응을 충분히 고려할 필요가 있다. 홍수, 가뭄, 염수침입은 IQQQM과 IS 모델을 사용하여 분석하였다. 베트남 정부가 승인한 최신 기후변화 시나리오는 이 지역의 향후 토지이용, 물이용 및 상류에서의 수력발전 계획과 함께 모델링에 사용되었다. 홍수, 가뭄 및 염수치입 정도를 시뮬레이션 결과에 기초하여 평가하였고, 최종적으로 GIS 도구를 사용한 위험도 분석을 실시하였다. 리스크 분석 결과 저위험구역의 2모작 및 3모작 논의 면적은 6,381 ha로 떨어지고 중위험지역과 고위험구역의 2모작과 양식장 면적은 각각 약 7만 ha와 9,000 ha로 늘어나는 것으로 나타났다. 가뭄과 염도에 대한 위험 분석은 기후 변화와 해수면 상승으로 인한 위험의 심각성이 증가하는 것을 나타낸다. 분석 결과 메콩 삼각주에서는 전반적으로 향후 기후변화와 상류발전에 따른 부정적 영향으로 홍수 및 가뭄재해의 위험이 증가할 것으로 나타났다. 홍수 및 가뭄에 대한 보다 능동적이고 협력적인 관리가 향후 재난에 대비하여 지역사회의 탄력성을 유지하기 위해 필요한 것으로 나타났다.

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수치지형도 데이터를 활용한 유전자 알고리즘 기반 건축외피의 최적향 산정 프로세스 (A Process of Optimization for the Best Orientation of Building Façades Based on the Genetic Algorithm by Utilizing Digital Topographic Map Data)

  • 최승주;한승훈
    • 토지주택연구
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    • 제13권1호
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    • pp.113-129
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    • 2022
  • 건축물의 친환경성에 대한 심도 있는 검토는 건축물의 LCC를 비롯하여 다양한 가치판단에 직결된다. 그러나 전통적 설계방식은 친환경성이 최적화된 건축물 대안을 제시하는 데 한계를 지닌다. 따라서 본 연구는 건축계획 단계에서 기후, 도시와 같은 미시적 측면의 지역조건을 계획에 반영하여 친환경성이 최적화된 건축물 대안을 도출할 수 있는 의사결정 보조도구를 제시하는 것을 목적으로 수행되었다. 이를 위해 정부기관인 국토정보플랫폼에서 제공하는 수치지형도의 등고선, 건물, 도로 정보를 기반으로 건축대지 인근 지역의 3차원 모델링 작성 및 태양환경 분석을 수행할 수 있는 알고리즘을 제작했고, 알고리즘의 유효성을 확인하기 위해 기축 건축물 입면 방향과의 일사량 및 일조시간을 비교하여 최적향 산출 가능 여부를 검토했다. 그 결과, 도출된 최적향이 기축 건축물의 정면향 대비 더 높은 일사량 및 일조시간을 확보할 수 있다는 비교분석 결과가 도출되었으며, 이를 통해 개발 알고리즘이 태양입사 환경관점에서 유효한 입면 방향을 산출할 수 있음이 확인되었다.

확률론적 기법을 이용한 터널 지보시스템의 신뢰성 평가 (Reliability Assessment of Tunnel Support Systems Using a Probability-Based Method)

  • 박도현;박의섭;송원경;류동우
    • 터널과지하공간
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    • 제20권1호
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    • pp.39-48
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    • 2010
  • 본 연구에서는 확률론적 기법을 토대로 터널 지보시스템의 신뢰성을 평가할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 솔버로서 FLAC2D를 사용하며 수치해석과 확률론적 해석의 전 과정을 자동적으로 처리할 수 있다. 지반을 모델링한 수치해석시 상당한 계산시간이 소요되므로 시뮬레이션 기법을 적용하여 터널 지보시스템의 신뢰성을 확률론적으로 평가하는 것은 현실적으로 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 샘플의 수를 시뮬레이션 기법에 비해 상당히 줄일 수 있어 확률론적 해석을 하는 데 효율적인 점추정법을 사용하였다. 본 연구에서 개발한 프로그램을 터널 프로젝트에 적용하여 결정론적 접근법에 의한 결과와 비교 분석하였다. 이로부터 확률론적 접근법은 파괴확률을 토대로 터널 지보시스템의 신뢰성을 정량적으로 평가할 수 있고 터널 지보설계시 의사결정의 도구로서 활용될 수 있다는 것을 확인하였다.

스마트무인기용 UHF-Band 무지향성 안테나의 탑재위치 시뮬레이션 (Mount Location Simulation of UHF-Band Omni-Directional Antenna for Smart UAV)

  • 송복섭;이현철;김승범
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38C권11호
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    • pp.982-989
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    • 2013
  • 스마트무인기(Smart UAV)의 UHF-Band 무지향성 안테나는 비행체 상부 및 하부에 각각 하나씩 장착되어 필요시 UHF-Band 통신링크를 구성하기위해 사용된다. UHF-Band 무지향성 안테나의 통신링크는 안테나 장착위치에 따라 통신가시선(Line Of Sight)의 영향을 받게 되며, 통신 가시선 확보가 필수적이다. 본 논문에서는 스마트 무인기 비행체 형상 및 비행자세에 따른 UHF-Band 통신가시선의 영향을 분석하였다. 이를 위해 복잡한 객체의 주변(항공기, 차량, 무반사실 등) 안테나 배치에 대한 분석을 수행하였다. 안테나까지 영역 패턴을 결정하여 모델링을 할 수 있는 전자기 분석 도구 XGTD를 사용하여 시뮬레이션 하였으며, 통신이 가장 좋은 포지션에 안테나의 위치를 확정하여 선정한 후 실제로 스마트무인기에 적용하여 장착하였다.