수치지형모형(DTM)은 지형정보자료를 취득하는 표본추출과 지형을 기하학적으로 재현, 묘사하는 보간법의 두가지 기본요소로 구분된다. 이들은 지형의 형태에 따라 영향을 받으며, 지형의 불규칙성이라는 측면에서 볼 때 후자보다는 전자에 더 비중을 둔다. DTM 평가의 가장 중요한 요소는 정확성과 효율성이며 표본추출과정은 위 두가지 요소에 영향을 주며 특히 지성선의 지형정보는 DTM의 정확성에 크게 영향을 준다. 본 연구에서는 밀도증가식 표본추출법을 중심으로 지성선 지형정보를 이에 첨가함으로써 효율적이며 정확도가 높은 DTM 자료와 기술을 얻고자 하였다. 이를 위해서 총 240가지의 독립된 수치 비교시험이 실시되었으며 적절한 전산프로그램도 개발되었다. 연구결과 지성선 정보를 첨가했을 경우 효율성은 조금 떨어지나 정확도에서 약 30% 향상됨을 알 수 있었다.
본 논문은 얼굴인식 분야에 있어서 필수 과정인 얼굴 및 얼굴의 주요소인 눈과 입의 추출에 관한 방법을 제시한다. 얼굴 영역 추출은 복잡한 배경하에서 움직임 정보나 색상정보를 사용하지 않고 통계적인 모델에 기반한 일종의 형찬정합 방법을 사용하였다. 통계적인 모델은 입력된 얼굴 영상들의 Hotelling변환 과정에서 생성되는 고유 얼굴로, 복잡한 얼굴 영상을 몇 개의 주성분 갑으로 나타낼 수 있게 한다. 얼굴의 크기, 영상의 명암, 얼굴의 위치에 무관하게 얼굴을 추출하기 위해서, 단계적인 크기를 가지는 탐색 윈도우를 이용하여 영상을 검색하고 영상 강화 기법을 적용한 후, 영상을 고유얼굴 공간으로 투영하고 복원하는 과정을 통해 얼굴을 추출한다. 얼굴 요소의 추출은 각 요소별 특성을 고려한 엣지 추출과 이진화에 따른 프로젝션 히스토그램 분석에 의하여 눈과 입의 경계영역을 추출한다. 얼굴 영상에 관련된 윤곽선 추출에 관한 기존의 연구에서 주로 기하학적인 모양을 갖는 눈과 입의 경우에는 주로 가변 템플릿(Deformable Template)방법을 사용하여 특징을 추출하고, 비교적 다양한 모양을 갖는 눈썹, 얼굴 윤곽선 추출에는 스네이크(Snakes: Active Contour Model)를 이용하는 연구들이 이루어지고 있는데, 본 논문에서는 이러한 기존의 연구와는 달리 스네이크를 이용하여 적절한 파라미터의 선택과 에너지함수를 정의하여 눈과 입의 윤곽선 추출을 실험하였다. 복잡한 배경하에서 얼굴 영역의 추출, 추출된 얼굴 영역에서 눈과 입의 영역 추출 및 윤곽선 추출이 비교적 좋은 결과를 보이고 있다.
이 논문은 평면 상의 영역 경계와 조절선(control curve)에 맞추어서 요소망을 자동 생성하는 알고리즘을 제시하는데 목적이 있다. 여기서 제안하는 알고리즘은 요소망 생성 영역의 경계와 조절선들을 하나의 수퍼 루프(super loop)로 연결하고, 루프(loop)위에 있는 두 절점을 연결하는 최소벌점(minimum penalty)의 경로를 따라서 순환적으로 분할하여 요소를 생성하는 기법에 바탕을 두고 있다. 이 방법은 요소망 생성영역의 형상에 제한이 없으며, 모든 과정을 쉽게 자동화 할 수 있기 때문에 복잡한 영역의 요소망을 최소한의 사용자 개입을 통해서 간편하게 처리할 수 있는 프로그램으로 쉽게 이행할 수 있다. 이 알고리즘은 곡면 요소망 생성이나, 적응적 요소망 생성등에 쉽게 확장하여 적용할 수 있다.
연안선은 국제항해 선박에 비해 상대적으로 사고의 위험성은 높으나 이에 대응할 훈련기반이 취약하다. 본 연구에서는 연안선의 화재 및 퇴선상황에서의 승무원의 행동특성을 모델링하고 연안선 환경과 특성에 맞는 CBT용 훈련 프로그램을 개발함으로써 비상시 연안선 승무원의 사고대응 능력을 제고하고자 한다. 특히 이를 위해 연안 여객선에서 여객 대피를 위해 필요한 요소를 검토하여 개선점을 파악하여 프로그램 개발에 반영하고자 한다.
등각사상이 결합된 변분적 유한요소법을 이용하여 대칭 스트립 전송선의 고차모드 차단주파수를 계산한다. 등각사상은 스트립 전송선의 무한영역을 적절한 유한영역으로 변환하는데 사용된다. 변환된 유한영역에 대한 변분 방정식을 유도하고 유한요소법으로 그 해를 구하여 차단주파수를 계산한다. 다른 해석법에 의한 결과와 비교하여 이 해석법이 무한영역이 포함된 전송선의 고차모드 차단주파수 계산에 적합함을 확인한다.
본 연구에서는 통신선 가설 보조 기구인 조가선에 이상 장력이 작용하였을 때 전주의 영향을 유한 요소 해석을 통하여 평가하였고, 전주와 가공 광통신선에 대한 보호 기구를 설계 해석하여 보호시스템을 개발하였다. 보호시스템은 일반하중 또는 풍압과 일반적인 불평형 하중에서는 조가선이 탈락되지 않고 일정강도 이상이 가해지면 조가선이 자동 탈락되어 전주의 절손 방지 및 전주에 거치되어 있는 광통신선의 단선 방지 역할을 한다. 이러한 보호시스템의 구조는 유한 요소 해석을 통하여 해석되어졌고, 실제 제품에 대한 인장강도를 측정함으로써 성능을 입증하였다.
본 논문에서는 9 % Ni강 LNG 저장탱크 조사를 통해서 유한요소해석을 수행하여 구조건전성을 평가하였으며 실용에서 활용할 수 있는 자료를 제시하였다. 과거의 LNG 저장탱크의 설계는 2차원 선에서만 유한요소해석이 수행되었으나 보다 진보된 하드웨어와 소프트웨어의 발전으로 3차원 유한요소해석이 가능케 되었다. 본 연구에서는 9 % Ni 강 LNG 저장탱크 내조의 정적 구조 해석이 상용 유한 요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 통해 수행되었다. LNG 저장 탱크 내조 시공 시 용접부 형상을 참고하여 용접부 모델을 고려한 해석을 각각 수행하였다. 용접부의 탄성계수의 변화를 통하여 최대응력과 최대변위를 계산하였다. 실제 LNG tank의 운용 시 발생하는 하중은 자중과, 수두 압과, 온도차에 의한 열응력이며 이들이 복합적으로 작용하였을 시, 용접선을 고려하지 않은 모델에 대해서는 최대응력이 207 MPa이며, 동일 조건에서 용접선을 포함한 모델에 대해 해석을 수행한 결과로서 최대응력이 그보다 약 100 MPa 정도 상승한 결과가 나타났다. 하중조건에서 온도차에 의한 열응력을 고려함과 고려하지 않음을 비교함으로서 실제 열응력에 대해서는 내조에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다.
본 논문에서는 자동 요소분할에 따른 공간상의 오차에 대해 연구하였다. 즉, 분할되어진 각 요소에서 산출된 응력과 변형률의 오차 norm들에 기초한 오차평가방법을 사용하였는데, 이는 각 요소들의 오차를 직접적으로 계산해 내는 매우 정밀한 방법이다. 위의 일련과정들을 몇 개의 구조물에 적용해 보았으며, 동일한 구조물에 대해서, AUTOCAD 3D-Mesh 기능을 사용하여 유사한 수의 요소로 분할, 수동으로 좌표 값과 요소 배열 값을 입력하여 구조물의 요소당 오차 값을 비교해 보았다.
Deepwater Horizon 사고 사례 분석을 통해 Kick 제어와 Blowout 및 인적요소 사이에 서로 관련성이 있음을 확인하였다. Deepwater Horizon 사례가 다른 시추선 사고에도 적용되는지 확인하기 위해 본 논문에서는 인적요소, Kick 제어 및 Blowout 사고와의 상관 관계에 대해 분석하였다. 분석에 사용된 사고사례는 Trident V 프로그램으로 분석된 1981년부터 2015년까지의 60건이며, 인적요소가 예측 불가한 Kick 발생 및 심각한 유정폭발에 어떠한 영향을 주는지 SPSS 프로그램을 통해서 분석하였다. 분석 결과 인적요소는 Kick의 제어에 더 많은 영향을 주는 것으로 판단되었고 이 결과를 토대로 향후 선급 및 국제표준기구의 관련 규정 개정 방안에 관해 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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