• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.115-115
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• 2019

하천수 흐름예측에 대한 연구는 대부분 WRF-Hydro와 같은 과정기반 모델링 시스템을 이용한다. 과정기반 모델링 시스템은 물리적 현상을 일반화한 수식으로 구성되어있다. 일반화된 수식은 불확실성을 내포하고 있으며 지역적 특성도 반영하지 못한다. 특히 수식에 사용되는 입력자료는 측정값으로 오차가 존재한다. 따라서 과정기반 모델링 시스템 예측결과는 계통오차와 우연오차가 존재한다. 현재 매개변수 보정을 통해 예측결과를 개선하는 방법을 사용하고 있으나 한계가 있다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하기 위해 상호보완적인 Data-driven 모델을 구축하여 과정기반 모델링 시스템 결과를 개선하고자 하였다. Data-driven 모델 구축을 위해 머신러닝 기법인 instance-based weighting(IBW)과 support vector regression(SVR)을 사용하였다. 구축된 Data-driven 모델은 한반도 지역 주요 저수지 및 호수의 하천수 흐름예측을 통해 검증하였다. 검증을 위해 과정기반 모델링 시스템으로 WRF-Hydro를 구동하였다. 입력자료는 기상청의 국지수치예측모델자료(LDAPS), HydroSHEDS의 수치표고모델자료(DEM), 국가지리정보원의 저수지 및 호수 연속수치지형도를 사용하였다. 본 연구를 통해 구축된 Data-driven모델은 기존 과정기반 모델링 시스템의 오류수정 한계를 머신러닝을 이용하여 개선할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.43-45
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• 2002

가스차단기의 성능은 노즐재질, 접점분리 속도 차단기의 치수 그리고 마크시간 등에 좌우되며 이러한 일련의 현상을 고찰하기 위한 유동현상을 모의하기 위해서는 기본적으로 두 접점의 상대운동 및 접점 사이에서 발생하는 아크 플라즈마(arc plasma)에 의한 전도, 대류, 복사현상 뿐만 아니라 아크전류에 의한 로랜츠힘(Lorentz's force), 용삭(ablation)에 의한 화학작용 등과 같은 매우 복잡한 물리적 현상을 고려해야 한다. 본 연구에서는 차단과정 중 대전류 영역에서의 아크특성과 마크에서 방출되는 강한 복사에너지에 의해 발생하는 PTFE 증기에 의한 영향을 고려하기 위해서 상용 CFD 프로그램인 PHOENICS에 아크 모델링과 고온에서의 $SF_6$-PTFE 혼합가스의 물성치 대입을 위한 보조 프로그램을 작성하여 해석을 수행하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제5권1호
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• pp.29-37
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• 2007

특정 구획으로 유입된 오염물질이 해당 구획 내부에 순간적으로 균일하게 분포한다는 구획모델에 대한 기본가정의 한계로 인해, 전통적인 단일구획모델로는 불포화대에서 오염물질의 이동현상을 적절하게 예측할 수 없다. 한편 물리적으로 동일한 불포화대를 여러 개의 구획으로 구분한 다중구획모델링 기법은 실제 불포화대에서의 오염물질 이동 지연효과를 적절하게 설명할 수 있으나, 지금까지 일반적인 해석해가 보고된 바 없으며 고려하는 구획의 개수가 증가할수록 모델링에 많은 시간이 소요되는 등의 한계가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 이류가 지배적인 조건 하에서 불포화대의 오염물질 이동현상에 대한 다중구획모델을 수립하고 이를 해석적인 방법으로 계산할 수 있는 일반해를 유도한 후, 다중구획모델을 단일구획모델로 근사할 수 있는 수학적 제약조건을 도출하였다. 단순화된 근사방법론의 유효성은 가상적인 조건 하에서 간단한 수치해석적 방법을 통해 검증하였다. 물리적으로 동일한 특성을 갖는 불포화대를 단일 구획으로 가정할 경우, 불포화대로부터 포화대로 유입되는 오염물질의 전이율은 상수가 아닌 시간 종속적인 명목전이율로 표현할 수 있음을 증명하였다. 또한 명목전이율은 불포화대 구획간 전이율에 민감하며 오염층으로부터의 전이율에 대한 민감도는 미미한 것으로 나타났다. 이 연구에서 개발된 단순화된 근사방법론은 많은 시간이 요구되는 다중구획 모델링을 통하지 않고 불포화대 오염물질 이동현상을 신속하고 합리적으로 예측하기 위한 목적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.25-30
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• 2006

지표수의 토양층 침투에서와 같이 천부 토양층이 하부에 비하여 수분 함유량이 높은 조건하에서 레이다파는 감쇄되지 않고 습윤 토양층을 통하여 가이드 되는 현상을 보이는 경우가 발생한다. 이는 레이다파의 분산성 가이드 현상으로 천부 층의 두께가 레이다파의 파장보다 비슷하거나 작은 경우에 발생한다. 이 연구에서는 FDTD에 의한 수치 모델링을 수행하고 F-K 분석을 통하여 속도분산곡선을 획득함으로써 레이다파의 분산성 가이드 현상을 확인하였다.이와 같은 가이드 현상은 모드 전파이론으로 설명되며,이 연구에서는 이를 이용하여 2층 층서구조의 두 층의 유전율과 층의 두께를 정확히 계산할 수 있는 알고리듬을 개발하였다. 이론 모델링 자료에 대한 실험 결과 두층의 유전율과 두께를 정확하게 계산할 수 있었으며, 특히 고차 모드를 포함함으로써 그 정확도를 향상 시킬 수 있었다. 향후 비슷한 조건을 가지는 현장에 적용하여 정량적인 전기적 물성을 획득할 수 있을 것으로 기대된다.

• 멤브레인
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• 제27권4호
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• pp.291-312
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• 2017

해수담수화는 최근 전 세계적으로 대두되고 있는 물부족 현상을 해결하기 위한 최적 기술 중 하나이다. 막분리 및 투과 현상의 근본적인 이해는 차후의 막여과 기술의 발전을 위해서 뿐만 아니라, 현재 막기술 증진을 위한 통합적 디자인, 최적화 제어법, 그리고 중장기적 유지관리를 위해서도 매우 중요하다. 이에, 본 연구는 물질 전달 및 여과 현상에 대한 기존의 주요 모델들을 상세히 재검토하고, 통계물리학에 근간하여 주요 막분리 현상들을 이론적으로 분석하며, 원천적 모델에 기초한 물리적 의미와 그들이 실제 막공정에서 미치는 영향들에 대해서 함축적으로 토의하고자 한다. 이론적 재검토의 과정에서 새로이 유도된 복합적 막오염도(Combined Fouling Index (CFI))의 소개도 포함한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권2호
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• pp.116-129
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• 2000

초음파검사에서 발생하는 물리적 현상의 복잡성을 고려할 때, 이를 이론적으로 모델링하기 위해 수치적인 기법을 이용하는 것이 효과적인 경우가 많다. 본 논문에서는 초음파검사를 수치적으로 모델링하는 기법들에 대하여 개괄적으로 살펴보고, 특히 유한차분법과 유한요소법에 대하여 상세히 알아본다. 즉, 유한차분법과 유한요소법을 이용한 해석의 개요를 설명하고, 이들의 적용시 고려사항 및 문제점에 대해 알아 본 후, 기존의 연구결과 중 중요한 것들을 참고문헌으로 열거하고 몇 가지 예를 소개한다. 계속되는 컴퓨터의 기술적 발전으로 인하여 초음파검사에 대한 수치적 모델링 기법의 신뢰성과 편의성이 지속적으로 증대될 것으로 기대된다.

• 정보와 통신
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• 제24권9호
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• pp.67-76
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• 2007

차세대 이동통신 무선 채널모델이란 무선 인터페이스 구간 내에서의 신호 처리 모델로서 이동통신 시스템 개발에 필요한 알고리듬 구현 기술의 검증에 사용된다. 다중 안테나 사용의 중요성이 제기되기 이전에는 주로 전파 채널(propagation channel)에 관한 물리 현상의 분석이 무선 채널 모델의 주류를 이루었으나 전송속도의 증가 및 전송용량 증가를 위한 다중안테나사용이 본격화 되면서 안테나를 포함한 공간 채널(spatial channel)의 수학적 표현 및 전파현상 분석이 이동통신 시스템 개발에 중요한 역할을 수행한다. 본 고에서는 최근 WINNER 등에서 제시하는 B3G(Beyond 3G) 시스템 개발을 위한 채널 모델링 과정과 대표적인 다중 안테나 무선공간 채널모델 연구의 현황을 소개하며, 또한 차세대 이동통신을 위한 채널 모델링의 주요 연구 이슈를 소개한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제19권1호
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• pp.20-28
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• 2016

최근 우리나라 도심지에서 도로 일부가 갑자기 함몰되는 현상이 빈번하게 발생하고 있으며, 이에 의한 피해를 예방하기 위해서는 도로하부의 지하공동의 존재 여부를 조사하는 것이 필요하다. 현재 지표 투과 레이더 탐사(ground-penetrating radar, GPR)가 도심지 도로하부 지하공동을 탐지하기 위한 효과적인 수단으로 인식되고 있다. GPR 탐사방법에 대한 물리적인 과정을 보다 잘 이해하고 지하공동에 대한 효과적인 해석을 위하여 GPR 수치모델링을 통한 이론적인 접근이 필요하다. 이 연구에서는 엇갈린 격자(staggered-grid)를 이용한 3차원 시간영역 유한차분(finite-difference time-domain, FDTD) 법을 사용한 GPR 모델링 알고리듬을 개발하였다. 개발된 3차원 모델링 알고리듬을 이용하여 간단한 공동모델에 대한 GPR 반응을 검토하여 도심지 도로하부 공동 탐사에서 지하공동 부존 정보를 얻는데 효과적으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.32-34
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• 2001

본 연구에서는 액정디스플레이의 전기광학특성 분석에 사용되고 있는 두 가지 모델링 방법인 벡터접근법과 텐서접근법에서, 각각의 지배방정식을 시뮬레이션 함으로써 두 접근법의 결과를 비교 및 분석하였다. 이를 위하여 1차원적 시뮬레이션과 함께 측면전장효과 및 disclination line등의 영향을 모두 고려하기 위해 3차원적 액정분자배열 분포를 동일한 조건에 대하여 시뮬레이션 하였다. 두 접근방법에 대한 동적 특성은 단위화소 내의 국부 점에서 많은 차이를 보임을 확인하였으며, 이에 따라 네마틱액정의 방향자에 대한 네마틱 대칭성이 고려된 텐서접근법이 물리적으로 의미가 있으며 실제 현상도 명확하게 설명할 수 있음을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제26권3호
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• pp.114-125
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• 2023

편미분방정식의 해를 구하기 위한 여러 수치해법들의 한계와 순수 데이터 기반 기계학습의 단점을 극복하기 위해 물리정보신경망(physics-informed neural network, PINN)이 제안되었다. 물리정보신경망은 편미분방정식을 손실함수 구성에 직접 활용하여 기계학습 훈련에 물리적 제약을 주는 기법으로 파동방정식 모델링에도 활용될 수 있다. 그러나 물리정보신경망을 이용하여 파동방정식을 풀기 위해서는 신경망 훈련 시 입력에 대한 2차 미분이 수행되어야 하고, 그 결과로 출력되는 파동장은 복잡한 역학적 현상들을 포함하고 있어 섬세한 전략이 필요하다. 이 해설 논문에서는 물리정보신경망의 기본 개념을 설명하고 파동방정식 모델링에 활용하기 위한 고려사항들에 대해 고찰하였다. 이러한 고려사항에는 공간좌표 정규화, 활성함수 선정, 물리손실 추가 전략이 포함된다. 훈련자료의 공간좌표를 정규화한 후 사용하면 파동방정식 모델링을 위한 신경망 훈련에서 초기 조건이 더 정확하게 반영되는 것을 수치 실험을 통해 보였다. 또한 신경망을 통한 파동장 예측에 가장 적절한 활성함수를 선정하기 위해 여러 함수들의 특성을 비교했다. 특성 비교는 각 활성함수들의 입력자료에 대한 미분과 수렴성을 중심으로 이루어졌다. 마지막으로 신경망 훈련 중 손실함수에 물리손실을 추가하는 두가지 시나리오의 결과를 비교하였다. 수치 실험을 통해 훈련 초기부터 물리손실을 활용하는 전략보다 초기 훈련단계 이후부터 물리손실을 적용하는 커리큘럼 기반 학습전략이 효과적이라는 결과를 도출했다. 추가로 이 결과를 물리손실을 전혀 사용하지 않은 훈련 결과와 비교하여 PINN기법의 효과를 확인하였다.