• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제43권1호
• /
• pp.57-70
• /
• 2006

센싱, 데이터 가공, 통신이 가능한 소형의 센서 노드로 구성된 무선 센서 네트워크는 다양한 환경 변화를 측정할 수 있는 유용한 수단이다. 센서 노드에서 측정된 데이터는 모든 데이터를 수집, 처리하며 사용자에게 전달하는 기능을 가진 프로세싱 센터에 전송된다. 이러한 과정은 에너지 제약을 가진 센서 노드를 고려하여 설계되어야 한다. 일반적으로 인접한 센서 노드는 유사한 정보를 가지므로, 로컬 클러스터를 형성하고 클러스터 헤드에 의해 집약된 데이터를 프로세싱 센터에 전송하는 클러스터링 기법이 저전력 구동에 효과적이다. 자동 구성능력을 지닌 기존의 다중 홉 클러스터 에너지 소비량 모델링 기법은 개별 센서 노드의 정확한 에너지 소비량을 예측할 수 없는 문제를 가지고 있었다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 보완한 새로운 클러스터 에너지 소비량 모델링 기법을 제안한다. 제안된 모델링 기법은 보로노이 배열(Voronoi tessellation)을 이용하여 클러스터 헤드의 수에 따른 에너지 소비량을 모델링한다. 즉, 센서 필드의 면적, 분포된 센서 노드의 수와 통신 범위를 이용하여 전체 네트워크의 에너지 소비량을 클러스터 헤드의 수에 따라 정량적으로 나타낸다. 본 모델링 기법을 통해 전체 네트워크의 에너지 소비량이 최소가 되는 클러스터의 수를 예측함으로써 저전력을 실현할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 모델링 기법은 시뮬레이션을 통해 구성한 실제 네트워크의 에너지 소비량과 $90\%$ 이상의 정확도를 가지며, 기존 모델링의 $60\%$대에 비춰볼 때 상당히 우수한 정확도를 지니고 있다. 또한, 센서 노드의 밀도가 증가할수록 에너지 소비량 정확도가 증가하는 효과를 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.451-458
• /
• 2002

골다공증이란 골량의 감소에 의해 야기되며. 해면골 미세구조의 골밀도가 감소하는 질병이다. 약물치료(부갑상선 호르몬)법은 골소주의 두께 및 골의 강도를 어느 정도 증가시킬 수 있는 호르몬 치료법이다. 척추성형술은 골다공성 척추 압박 골절의 치료를 위하여 척추 해면골에 주사기를 통하여 골 시멘트를 주입하는 최소 침습적 수술법이다. 임상적으로 골 시멘트의 물성치에 영향을 미치더라도 점성 감소와 주입 시간 확보를 위해 중합비율을 변경하여 사용한다. 본 연구의 목적은 골 시멘트 중합비율 변경에 따른 척추 해면골의 역학적 특성을 알아보고자 한다. 본 논문에서 는 수정된 보로노이 도형을 이용하여 척추 해면골의 유한요소 모델을 생성하고, 골 시멘트의 중합비율(0.40~l.07$m\ell$/g)에 따른 척추 해면골의 강도회복 정도를 비교하였다. 또한 골다공증 치료에서 호르몬 치료와 골 시멘트 치료의 상대적인 영향을 비교 분석하였다. 분석결과 골 시멘트 치료모델의 탄성계수와 강도는 정상 상태의 약 50%로 회복되었으며, 이 값은 호르몬 치료 모델의 약 2배이다. 0.53$m\ell$/g의 중합비율에서 골 시멘트의 탄성계수와 강도가 최고이며 1.07$m\ell$/g의 중합비율에서 최소의 탄성계수와 강도(각각 42%와 49%)이지만 약물 치료보다는 더 효과적임을 알 수 있다. 척추성형술시 제작사에서 추천하는 중합비율과 다른 비율을 사용할 경우 골 시멘트의 물성치 감소뿐만 아니라 환자의 골 밀도에 따라서 해면골의 강도회복에 문제가 발생할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제37권1호
• /
• pp.9-16
• /
• 2024

일반적으로 적합직교분해(proper orthogonal decomposition, POD) 기반의 침습적(intrusive) 차수축소모델(reduced order model, ROM)을 활용하면 구조 시스템의 전체 자유도를 크게 줄이고 외연적 시간 적분법에서 해의 안정성을 만족하는 임계 시간 간격을 증가시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 POD-ROM을 활용하여 Voronoi-cell 격자 요소로 이산화된 구조 시스템의 축소와 이에 따른 외연적 시간 적분법의 임계 시간 간격 및 해석 정확도 변화를 살펴보았다. 또한 지진하중과 같은 불규칙한 하중 이력을 받는 구조물 응답 해석에 POD-ROM을 적용하였다. 해석 결과 ROM을 통해 해의 정확도를 충분히 확보하면서 연산 시간을 크게 단축할 수 있음을 확인하였다. 또한 POD-ROM과 VCLM의 연계 방안의 적절성을 확인하였다. 향후 해당 연구는 고정밀 대용량 동적 구조해석의 실용성을 높이고, 설계 변수에 따른 구조물 동적 거동의 실시간 예측을 위한 기반 연구로 활용될 수 있다.