• 대한전자공학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.55-61
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• 1982

집적 광학에서 응용되는, 주기가 거의 선형으로 변하는 도파로 격자 필터의 파장에 따른 응답을 격자의 길이가 유한함을 고려하여 수식적으로 구하였다. 이 필터가 광대역 필터로서 설계되는 보편적인 경우에 대해서는 관련된 포물주면 함수를 변수의 위상에 따라 점근 근사를 취함으로써 파장에 따른 응답을 간단한 함수들로써 나타냈다. 또한 구한 결파식들이 기존 근사식들을 특별한 경우로 포함하는 일반적인 식임을 보였다. 마지막으로, 수식적인 해에 의한 결과와 RunRe-Kutta 수치 계산법에 의한 정확한 해를 비교하여 서로 잘 일치함을 확인하였다. An analytic solution for the spectral response of linearly-chirped grating filter is derived, which takes the finite physical length of filter into account. In the usual case of broad-band linearly-chirped grating filter the analytic solution is expressed in terms of elementary functions, by approximating asymptotically the involved parabolic cylinder functions over different ranges of its argument. It is also shown that derived results are general enough to include previously-available approximations as particular cases, and that they agree well with the numerical solutions based upon the Runge-Kutta method.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.4-4
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• 2022

낙동강 하구 환경/생태 복원을 위하여 "해수유입"으로 하구환경을 조성하는 사업이 추진되고 있으며, 해수 유입 규모와 빈도에 따른 생태환경변화를 예측하는 연구수요가 증가하고 있는 상황이다. 보다 구체적으로는 단기간의 해수유입에 의한 흐름 및 염분 확산범위 예측과 더불어 보다 장기간의 지형변화, 수질환경 변화, 생태환경 변화 등에 대한 예측이 필요한 상황이다. 그리고 그 예측의 대부분을 수치모델에 크게 의존하고 있는 상황이다. 그러나, 수치모형을 이용한 단기 예측은 가까운 미래에 대한 입력조건을 사용하여야 하기 때문에 입력조건에 대한 불확실성이 포함되고, 환경생태모형의 불확실성에 따른 예측 한계 등으로 인하여 오차가 누적되기 때문에 직접적인 활용에 크게 제한이 따를 수 있다. 또한 운영과정에서 어떤 분산, 편향 오차 등이 지속적으로 발생하는 경우, 모델 예측 결과에 대한 신뢰수준이 크게 감소하기 때문에 모델의 적절한 운영기법이 요구된다. 모델은 관심을 가지는 자연현상에 대한 근사(approximation)이고, 예상하지 못한 오차가 발생할 수 있기 때문에 관측 자료를 이용한 자료동화(data assimilation) 과정이 운영모델에서는 필수적인 부분이다. 이론적인 기반이 탄탄한 유체역학 기반 기상예측의 경우에도, 가용한 모든 지점의 관측 자료를 이용한 자료 동화과정을 통하여 모델 예측 결과를 개선하여 나가는 과정을 포함하여 운영하고 있다. 이 과정이 포함하는 중요한 개념은 수치모델이 가지고 있는 (예측 수준의) 한계를 인정하고, 수치모델에 전적으로 의존하는 것이 아니라 관측 자료를 이용하여 그 한계를 저감하여 나가는 과정이다. 모니터링은 모델의 한계를 알려주는 지표이다. 모델링과 모니터링의 불가피한 상호의존 관계를 의미하는 이 개념은 단기간의 흐름, 염분 확산 예측으로 한정되지 않고, 장기적인 변화가 예상되는 생태환경변화 모델에도 적용이 된다. 즉각적인 변화보다는 장기적인 관점에서 파악하여야 하는 생태학적인 변화는 보다 다양한 인자가 관여하기 때문에 어떤 측면에서는 모델보다는 적절한 빈도와 항목에 대한 관측계획 수립(monitoring design)이 더 중요하다고 할 수 있다. 이론적인 질량보존(mass conservation) 방정식을 기반으로 하는 모델은 다양한 현실적인 인자의 영향을 받기 때문에 모델의 한계를 인정하고, 모니터링 자료를 적극적으로 활용하여 불확실성을 저감하는 접근방식이 요구된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.303-309
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• 2007

무한영역에서 진행하는 탄성파를 유한영역에서 수치적으로 해석하기 위해 많은 흡수경계조건들이 제안되어져 왔다. Paraxial 경계조건은 흡수경계조건의 하나로서 스칼라 및 탄성파 방정식의 paraxial 근사화를 통해 얻어지며, 그 성능이 우수하고 수치해석시 계산적 부담을 주지 않는다. 그러나 경계조건이 복잡한 편미분 방정식으로 표현되어 있어 유한요소해석으로의 적용이 어렵다. 본 논문에서는 penalty function method를 이용하여 전체 에너지 범함수와 paraxial 경계조건을 함께 변분정식화 함으로써 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석에 가장 적용이 용이하며, 많이 사용되어지는 Lysmer-Kuhlemeyer의 흡수경계조건과 성능을 비교함으로써 연구결과의 타당성을 입증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.97-103
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• 1993

두 개의 서로 다른 수문지질학적 성질을 갖는 다공성 매질이 대수층을 이룰 때, 수두분포를 적분방정식을 이용한 준해석적인 방법으로 구하는 방법을 연구하였다. 하단(下端)에서 지하수위(地下水位)의 위치가 알려져 있고, 하단(下端)에서의 경계조건이 일정수도 혹은 일정 유동량으로 주어질 때의 1차원 해석 알고리즘을 개발하고, 충적층(沖積層)(alluvium) 위에 석탄재(fly ash)를 매립하는 처분장의 경우에 적용하였다. 그 결과 얻어진 수두분포는 경계면 바로 윗부분에서 매우 큰 압력경사를 나타내었고, 이것이 수치해석을 어렵게 만드는 요인임을 발견하였다. 해석적으로 얻은 압력경사는 수치해석 수행시 격자(格子)의 배열을 어떻게 할 것인지에 대한 대안을 제시하였고, 그에 따른 수치해석 결과는 해석치와 근사함을 보였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.593-601
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• 1999

하천의 유속구조에 관한 지식은 하천 양안의 침식, 사행현상, 유사 및 오염물질의 확산과정을 규명하는데 필수적인 요소이다. 본 연구에서는 적절한 수리량을 사용하여 자연하천에서 종방향유속의 횡분포를 예측할 수 있는 이론식으로 수치모형을 구성하였다. 그리고 이를 낙동강에서 실측된 유속자료에 적용시켰다. 그 결과 수치모형은 실측된 유속분포의 일반적인 형태를 대체적으로 잘 근사하였다. 특히 모형은 유속의 횡분포에 있어서 왜곡도 및 편평도를 적절하게 재현하였다.

• 자원환경지질
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• 제25권1호
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• pp.73-77
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• 1992

본 논문에서는 2차원 전기비저항 모델링에서 후리에역변환을 계산하는 수치구적법을 비교하였다. 지수함수 및 큐빅스프라인 보간을 사용한 구적법을 균질대지 모델에 대하여 검토하였다. 이들 기술적용시, ${\lambda}_{min}$을 최소의 샘플링파수라고 할 때 0에서 ${\lambda}_{min}$까지 간격에 대한 적분은 후리에변환된 포텐샬을 대수 함수로 근사함으로써 계산하였다. 이러한 방법은 ${\lambda}=0$에서의 대수적인 불연속성에 기인한 후리에역변환의 오차를 크게 줄일 수 있다. 수치계산 결과, 샘플링간격이 적당하다면 큐빅스프라인 보간법이 지수함수 보간법보다 더 정확함을 알았다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.133-142
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• 2019

물리기반 캐릭터 애니메이션에서 궤적 최적화(trajectory optimization) 기법은 캐릭터 동작에 대한 시스템 동역학 모델(system dynamics model)에 기반하여 가까운 최적의 미래 상태를 예측하여 캐릭터의 동작을 자동적으로 생성하는데 널리 사용되어 왔다. 캐릭터와 환경 간의 접촉 현상을 강체 충돌로 다루는 경우 일반적으로 시스템 동역학 모델은 그 수식이 닫힌 형식(closed form)으로 유도되지 못하고 미분이 불가능하다. 따라서 최근까지 많은 연구자들이 접촉 완화(contact smoothing) 기법을 통해 시스템 동역학의 수치적 미분에 기반한 효율적인 궤적 최적화 기법을 발표해 왔다. 하지만 수치적 미분 정보는 분석적 미분과 달리 부정확하기 때문에 궤적 최적화의 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 접촉 완화 모델에 대한 근사화를 통해 시스템 동역학을 분석적으로 미분하여 닫힌 형식의 도함수를 유도하고, 이를 기반으로 사용자의 온라인 입력에 따라 예제 데이터 없이 이족 캐릭터의 동작을 안정적으로 생성하는 예측 제어 기법(model predictive control (MPC))을 제안한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권7A호
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• pp.503-510
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• 2003

CDMA 셀룰라 시스템은 같은 시간에 같은 주파수를 모든 사용자들이 같이 사용하므로 자기 신호 외의 다른 사용자의 신호는 간섭으로 나타나 통신 품질에 영향을 미친다. 이 간섭의 양에 따라 단위 셀당 사용자 수로 정의되는 시스템의 용량이 결정되며 간섭량의 정확한 계산이 이루어져야 시스템 성능 평가를 정확히 할 수 있다. 본 논문은 임의의 겹(tiers) 구조를 갖는 다중 셀 구성의 CDMA 셀룰라 시스템의 타셀 간섭량을 계산하기 위해 Riemann-Zeta 함수를 이용하여 임의의 전파 감쇄 지수에도 적용할 수 있는 근사식을 제안하였고, 제안된 식의 수치 결과와 시뮬레이션 결과를 비교하여 그 효용을 살펴보았다. 제안된 근사식을 이용해 계산한 타셀 간섭량과 시스템 용량은 시뮬레이션을 통해 얻은 결과를 중심으로 상한과 하한을 이루고 있으며 겹 수에 따른 값의 변화가 평균 간섭 및 용량 계산치와 일치하는 결과를 얻었다. 제안된 타셀 간섭 근사식은 복합적인 전파 환경이 공존하는 계층셀(Hierarchical Cellular) 시스템에서의 간섭 및 용량 계산과 알고리즘 검증에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제26권10호
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• pp.1143-1155
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• 1999

셀룰러 방식의 이동통신 시스템에서 전파의 유효신호 도달범위를 예측하기 위해서는 전파전파 모델을 이용한 예측기법이 주로 사용된다. 그러나, 전파과정에서 주변 지형지물에 의해 발생하는 전파손실은 매우 복잡한 비선형적인 특성을 가지며 수식으로는 정확한 표현이 불가능하다. 본 논문에서는 신경회로망의 함수 근사화 능력을 이용하여 전파손실 예측모델을 생성하는 방법을 제안한다. 즉, 전파손실을 송수신 안테나간의 거리, 송신안테나의 특성, 장애물 투과영향, 회절특성, 도로, 수면에 의한 영향 등과 같은 전파환경 변수들의 함수로 가정하고, 신경회로망 학습을 통하여 함수를 근사화한다. 전파환경 변수들이 신경회로망 입력으로 사용되기 위해서는 3차원 지형도와 벡터지도를 이용하여 전파의 반사, 회절, 산란 등의 물리적인 특성이 고려된 특징 추출을 통해 정량적인 수치들을 계산한다. 이와 같이 얻어진 훈련데이타를 이용한 신경회로망 학습을 통해 전파손실 모델을 완성한다. 이 모델을 이용하여 서울 도심 지역의 실제 서비스 환경에 대한 타 모델과의 비교실험결과를 통해 제안하는 모델의 우수성을 보인다.Abstract In cellular mobile communication systems, wave propagation models are used in most cases to predict cell coverage. The amount of propagation loss induced by the obstacles in the propagation path, however, is a highly non-linear function, which cannot be easily represented mathematically. In this paper, we introduce the method of producing propagation loss prediction models by function approximation using neural networks. In this method, we assume the propagation loss is a function of the relevant parameters such as the distance from the base station antenna, the specification of the transmitter antenna, obstacle profile, diffraction effect, road, and water effect. The values of these parameters are produced from the field measurement data, 3D digital terrain maps, and vector maps as its inputs by a feature extraction process, which takes into account the physical characteristics of electromagnetic waves such as reflection, diffraction and scattering. The values produced are used as the input to the neural network, which are then trained to become the propagation loss prediction model. In the experimental study, we obtain a considerable amount of improvement over COST-231 model in the prediction accuracy using this model.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.853-857
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• 2009

2차원 흐름해석 모형인 SMS(Surface-Water Modeling System)와 RAMS(River Analysis Modeling System)를 이용한 유속장 모의를 통해 Manning 조도계수와 와점성계수에 대한 민감도 분석을 수행하여 흐름특성은 Manning 조도계수에 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 본 연구에서는 Manning 조도계수의 변화를 통하여 실측치에 근사한 유속 분포의 모의결과를 도출하고자 현장실측을 통해 취득한 자료를 이용하여 2차원 수치모형의 모의결과와 비교하였다. 국가하천 형산강 본류 중 안강수위관측소에서 부조수위관측소 사이 약 4.3 km 의 구간을 모의구간으로 선정하였으며, $2006{\sim}2007$년에 걸쳐 취득된 현장실측자료를 바탕으로 매개변수 추정 및 모의결과와 비교하였다. 대상구간에 대한 모의결과의 정확도를 개선하기 위하여 하도의 지형특성 등을 고려하여 모의구간을 다수의 구획으로 구분한 후 수심 및 하도 평면선형을 고려한 Manning 조도계수를 차등적으로 할당하여 모의하였다. 이상의 과정을 통해 모의결과의 정확도 제고가 가능함을 관찰할 수 있었다.