• 제목/요약/키워드: 수치적 접근

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양자기반 진화알고리즘을 이용한 평면 트러스의 구조최적화 (Structural Optimization of Planar Truss using Quantum-inspired Evolution Algorithm)

  • 손수덕;이승재
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.1-9
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    • 2014
  • 최근 양자컴퓨터의 개발과 더불어 양자역학의 특성을 응용한 양자기반 탐색기법의 개발과 공학 문제에의 적용은 매우 흥미로운 연구주제 중 하나로 부각되고 있다. 이 알고리즘은 기본적으로 0과 1이 중첩되어진 양자비트를 이용하여 정보가 저장되고, 양자게이트 연산을 통해 해에 접근하게 된다. 이 과정에서 알고리즘은 탐사와 개척 두 가지 탐색 특성간의 균형이 자연스럽게 유지되며, 진화정보가 계속 누적된다는 장점으로 기존의 탐색법과 차별되어 새로운 알고리즘으로 평가되었다. 본 연구에서는 이와 같은 양자기반 진화알고리즘을 평면 트러스의 구조최적화에 적용하여 최소중량설계 기법을 제안하였다. 최적화 수리모형에서 비용함수는 최소중량이며, 제약함수는 변위와 응력에 관한 함수로 구성하였다. 진화정보의 누적과 수렴 과정을 알아보기 위해서 10부재 평면 트러스와 17부재 평면트러스 예제를 수치예제로 채택하여 결과를 분석하였다. 수치예제의 구조최적설계 결과에서 볼 때, 기존의 고전적 탐색기법의 연구결과와 비교해서 더 나은 최소중량 설계의 결과를 얻을 수 있었으며, 진화정보의 누적된 결과로 해의 정밀도를 관찰할 수 있었다. 또한 누적된 진화정보인 양자비트의 확률적 표현은 종료시점을 쉽게 판단할 수 있다.

시행 착오법을 활용한 재난 위험도 예측모델 개발 : 폭풍해일 (Development for Prediction Model of Disaster Risk through Try and Error Method : Storm Surge)

  • 김동현;유형주;정석일;이승오
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.37-43
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    • 2018
  • 태풍에 의해 발생하는 폭풍해일은 태풍의 경로, 강도, 발생위치 등을 예측하기가 어려운 실정이기 때문에 발생 시나리오를 기반으로 연구가 수행되어왔다. 국내는 다양한 시나리오에 대해 수치모의를 수행하였고 그 결과를 침수 예측지도로 제작하였다. 하지만, 이 같은 방법은 수행한 시나리오 외에 발생가능한 모든 경우에 대해 예측하기 어렵고, 실제로 수치모의 수행시간이 길기 때문에 실시간으로 대응하기 어렵다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 기존의 데이터베이스를 활용하여 폭풍해일의 위험도를 예측하는 방법을 개발하였다. 동해안 지역을 대상으로 폭풍해일에 의한 위험도 예측을 수행하였고 예측을 위한 방정식을 산정하기 위해 COMSOL AB사에서 개발한 COMSOL을 이용하였다. 몇 가지 가정사항과 제한조건으로 기본방정식을 유도하였으며 방정식의 계수와 상수는 시행착오법으로 도출하였다. 그 결과, 해일에 의한 침수 예측지도와 공간적 분포는 지도의 상부를 제외하면 매우 유사하게 나타났다. 오차가 큰 지도 상부의 경우 기초 데이터로 사용한 지도의 해상도로 인해 저항상수 k의 값이 제대로 반영되지 못한 것으로 판단된다. SIND 모형은 실시간 예측이 가능한 모형으로 향후 모형의 정확성을 향상시킨다면 이상기후로 인해 재난이 발생하였을 경우 빠르게 대처가 가능할 것으로 기대된다.

타타리메밀 당절임 추출음료의 성분 및 약리효능 (Components and Pharmaceutical Effect of Beverage Extracted from Sugar-treated Tartary buckwheat)

  • 박정자;장광진;서건식;이희선;이건순;박철호;이만휘
    • 현장농수산연구지
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    • 제10권1호
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    • pp.67-75
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    • 2008
  • 본 연구에서는 평창의 주요 농산물인 메밀의 새로운 수요를 창출하고 부가가치를 높이고자 음료 개발을 시도하였으며, 영양성분 조사 및 동물실험을 통한 약리적 효능을 검정하였다. 영양성분분석에서는 일반적인 성분검사로서 특별한 점이 발견되지는 않았으나 동물실험에서 밝혀진 효능검사는 타타리메밀로 만든 당절임 추출음료가 짧은 기간의 실험임에도 불구하고 혈중 LDL 콜레스테롤의 수치를 낮추고, HDL 콜레스테롤의 수치를 올려주어 혈중 total lipid를 낮추는 것을 알 수 있었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 타타리메밀을 이용한 음료는 혈중 지질의 개선을 통해 순환기 질환에 효과를 줄 수 있다는 가능성을 제시하였다. 하지만 제품화하여 메밀의 새로운 수요창출 및 부가가치를 높이기 위해서는 장기적인 동물실험 및 제품이 갖추어야 할 조건에 대한 관능검사를 다양한 연구가 다음 단계에서 이루어져야 한다. 본 논문에서는 타타리메밀 전초와 싹을 이용한 당절임 추출음료의 개발 가능성과 영양성분 및 기능적 효과를 밝혔다는 것에 의의가 있다. 이것은 다양한 용도의 접근 가능성을 제시하는 동시에 메밀의 다양한 수요방법을 창출할 수 있기에 농가의 부가가치를 향상시킬 수 있는 방법이 될 것이라 생각된다. 또한 타타리메밀을 이용한 당절임 추출음료가 새로운 건강식품이 될 수 있음을 전망하였다.

다층 블록 장애물과 상호작용하는 3차원 댐붕괴흐름 모의를 위한 층류 및 난류 모델 비교 연구 (Comparative study of laminar and turbulent models for three-dimensional simulation of dam-break flow interacting with multiarray block obstacles)

  • 크리산티 아스리니;송양헌;손상영
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권spc1호
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    • pp.1059-1069
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    • 2023
  • 댐붕괴흐름은 댐이 갑자기 붕괴하여 제어가 어려운 상태의 고속흐름이 방출되는 현상이다. 이 연구에서는 3차원의 댐붕괴흐름을 모의하기 위해 OpenFOAM을 사용하여 층류 및 난류 모델을 적용하고 그 결과를 비교하였다. 난류 모의를 위해 레이놀즈 평균 나비에-스토크스 (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) 모델, 구체적으로 k-ε 모델을 사용하였다. 수리모형실험과 함께 수정된 다층 블록 장애물 시나리오를 대상으로 두 가지 모델을 평가하였다. 두 모델 모두 댐붕괴흐름을 효과적으로 재현하였으며, 난류 모델은 흐름의 변동성을 감소시키는 역할을 보여줬다. 그러나 난류 모델에서의 과도한 에너지소산은 수위를 과소 평가하게 하는 것으로 나타났다. 수치기법 및 격자 해상도를 개선하여 적용한 결과 흐름재현성이 향상되었는데 이는 특히 구조물 근처의 난류흐름에서 두드러졌다. 모델 안정성의 경우 난류모델의 사용여부보다는 수치기법 및 격자 해상도의 개선에 더 크게 영향을 받았다. k-ε 모델에 내재된 시간평균처리의 특성은 불연속성과 불안정성이 두드러진 댐붕괴흐름을 재현하는 데 한계가 있음을 나타냈다. RANS 모델을 포함한 난류모의는 방대한 계산자원이 필요하지만, 층류 모델과 비교하여 성능 향상이 제한적이었다. 댐붕괴흐름을 정확히 재현하기 위해 LES (Large Eddy Simulation) 및 DNS (Direct Numerical Simulation)과 같은 고급 난류 모델의 사용이 권장되며, 이를 위해서는 미세한 공간 및 시간 스케일의 구성이 필수적이다. 이 연구를 통해 댐붕괴흐름을 모의할 때 기본적으로 사용할 수 있는 주요 접근법과 적용가능성을 측정하였으며, 구조물 근처에서 난류흐름에 대한 정확한 표현의 중요성을 강조할 수 있었다.

동적 파티클과 HTML5를 이용한 웹기반 해양정보 가시화시스템 (Web-based Geovisualization System of Oceanographic Information using Dynamic Particles and HTML5)

  • 김진아;김석진
    • 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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    • 제23권12호
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    • pp.660-669
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    • 2017
  • 고정된 정적 이미지 형태의 정보제공자 중심 웹기반 또는 지도 상호작용을 통한 시 공간 연속적 정보제공이 가능하나 시스템의 확장성, 서비스 속도, 비표준 인터넷 웹환경, 사용자 접근성, 시 공간 변동성 표현 등에 제한이 있는 웹 GIS 기반 해양정보제공시스템을 개선하고자 HTML5와 동적 파티클을 이용한 웹기반 해양정보 가시화시스템을 구축하였다. 특히 위성을 통한 시 공간 연속 관측자료와 3차원 수치모델을 통해 생산되는 재분석 및 예측자료는 지리정보 기반의 이질적 대용량의 다차원 연속적 시 공간 변동성을 갖는 해양자료이다. 이에 대한 직관적이고 효과적인 이해와 활용을 위하여 동적 파티클을 이용하여 벡터성분의 해양변수 시공간 변동성 지리정보와 연동하여 가시화 하였고, 차세대 웹 플랫폼 표준인 HTML5와 WebGL, Canvas, D3, Leaflet map등의 오픈 라이브러리를 이용하여 구축된 해양정보 가시화시스템에 대해 소개하고자 한다.

영어 SentiWordNet을 이용하여 구축한 한국어 감성어휘사전의 성능 평가와 한계 연구 (Performance and Limitations of a Korean Sentiment Lexicon Built on the English SentiWordNet)

  • 신동혁;김새롬;조동희;뉘엔 민디오;박순강;어건주;남지순
    • 한국어정보학회:학술대회논문집
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    • 한국어정보학회 2016년도 제28회 한글및한국어정보처리학술대회
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    • pp.189-194
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    • 2016
  • 본 연구는 다국어 감성사전 및 감성주석 코퍼스 구축 프로젝트인 MUSE 프로젝트의 일환으로 한국어 감성사전을 구축하기 위해 대표적인 영어 감성사전인 SentiWordNet을 이용하여 한국어 감성사전을 구축하는 방법의 의의와 한계점을 검토하는 것을 목적으로 한다. 우선 영어 SentiWordNet의 117,659개의 어휘중에서 긍정/부정 0.5 스코어 이상의 어휘를 추출하여 구글 번역기를 이용해 자동 번역하는 작업을 실시하였다. 그 중에서 번역이 되지 않거나, 중복되는 경우를 제거하고, 언어학 전문가들의 수작업으로 분류해낸 결과 3,665개의 감성어휘를 획득할 수 있었다. 그러나 이마저도 병명이나 순수 감성어휘로 보기 어려운 사례들이 상당수 포함되어 있어 실제 이를 코퍼스에 적용하여 감성어휘를 자동 판별했을 때에 맛집 코퍼스에서의 재현율(recall)이 긍정과 부정에서 각각 47.4%, 37.7%, IT 코퍼스에서 각각 55.2%, 32.4%에 불과하였다. 이와 더불어 F-measure의 경우, 맛집 코퍼스에서는 긍정과 부정의 값이 각각 62.3%, 38.5%였고, IT 코퍼스에서는 각각 65.5%, 44.6%의 낮은 수치를 보여주고 있어, SentiWordNet 기반의 감성사전은 감성사전으로서의 역할을 수행하기에 충분하지 않은 것으로 나타났다. 이를 통해 한국어 감성사전을 구축할 때에는 한국어의 언어적 속성을 고려한 체계적인 접근이 필요함을 역설하고, 현재 한국어 전자사전 DECO에 기반을 두어 보완 확장중인 SELEX 감성사전에 대해 소개한다.

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입체해석학적 접근법에 의한 암반 절리 크기 및 밀집도의 통계적 분석에 관한 연구 (A Study of Statistical Analysis of Rock Joint Size and Intensity by Stereological Approach)

  • 류동우;김영민;이희근
    • 터널과지하공간
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    • 제12권1호
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    • pp.10-18
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    • 2002
  • 암반 구조물의 거동에 있어 지배적인 영향을 마치는 3차원 암반 절리계의 정의는 2차원 혹은 3차원 불연속 암반 거동의 예측을 위한 수치해석 시 매우 중요하다 .3차원 절리계의 정의에 있어 현실성을 높이기 위해서는 기본적인 절리 기하학적 속성에 대한 객관적이고 정확한 통계량 추정이 필수적이다. 이에 본 연구는 절리 기하학적 속성 중 절리 크기 및 밀집도를 중심으로 통계적 분석기법에 대해 제안하고 , 절리 크기 및 밀집도의 추정에 필요한 관계식을 유도하였다 .3차원 공간상에 위치하는 절리 기하는 위치, 크기, 밀집도, 방향의 결합된 형태로서 정의할 수 있다. 그러나, 조사방법 및 자료의 차원 한계 (dimensional limit)로 인해 3차원 기하학적 속성은 확률론적이다. 따라서, 절리 크기의 추정 시 차원 한계로부터 발생할 수 있는 여러 편향들을 보정하기 위한 기법을 논의하였고, 업체해석학적 기법을 도입하여 절리 크기의 통계량으로부터 3차원 밀집도를 유도하였다.

발목관절의 테이핑과 수직 착지동작 (Ankle Taping and Vertical Drop Landing)

  • 이충휘
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.17-29
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    • 2001
  • 발목에 대한 유착성 테이핑의 적용은 물리치료 분야와 운동 트레이닝 분야에서의 일반적인 치료 접근 방법이라 할 수 있다. 즉 발목 염좌 같은 손상을 예방하기 위한 방법과 재활의 부가적인 치료 형태로 이용될 수 있는 것이다. 본 연구는 발목의 테이핑과 트레드밀에서의 30분간 보행이 수직 착지 동작 동안 하지의 운동 역학적 요소들에 어떠한 영향을 주는지 알아보기 위해 시행되었다. 14명의 신체 건강한 대상자들 (남:10, 여:4)이 본 연구에 참여하였다. 한발로 서있는 동안 40 cm의 높이로 뛰게 하였다. 가자미근, 전경골근, 안쪽넓은근, 넙다리 두갈래근에 근전도 전극이 부착되었다. 테이핑된 신체 부위로 착지하는 동안 근전도와 힘판(force plate) 자료가 500 Hz의 주파수로 수집되었다. 대상자들의 우세쪽 하지 발목에 테이핑을 하였고, 대상자는 한발로 뛰어 내리는 동작을 반복하였다. 트레드밀에서 30분 동안 발목에 테이핑을 한 채로 보행하였고 이후 한발로 뛰어 내리는 동작을 반복하여 수행하였다. 테이핑을 적용한 상태와 테이핑한 채로 30분 동안 트레드밀에서 걷기 운동을 한 조건에서 수직 지면 반발력의 통계학적으로 유의미한 증가가 있었다. 착지 동안에 네 가지 상황에서의 최대 내측 가속도의 유의한 차이가 있었고, 그 차이는 테이핑 전과 테이핑을 한 채로의 운동 조건에서 유의한 차이가 있었다. 테이핑한 상태에서 가자미근은 접촉되는 착지 순간부터 최대 수직 지면 반발력이 나타나는 동안의 평균 근전도의 수치에 있어서 유의한 감소가 있었다. 반면에 다른 근육들에서는 아무런 변화를 보이지 않았다. 비록 발목 테이핑이 발목 손상의 위험을 줄이는데 효과적이라고 일반적으로 인식되고 있으나 이번 실험의 결과는 30분 동안의 트레드밀에서의 보행 후 테이핑은 발목의 움직임을 제한하는 효과는 있지만 한편으로는 가자미근의 활동을 감소시키는 것을 보여주었다. 따라서 이 연구의 결과는 테이핑을 하면 점프와 착지로 이어지는 동작 중에 발목관절 손상 위험을 증가시킬 가능성이 있음을 보여주었다.

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이방성 재료에서의 탄성파 전파 과정에 대한 시뮬레이션 (Simulation of Elastic Wave Propagation in Anisotropic Materials)

  • 김영환;이승석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.227-236
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    • 1997
  • 탄성파 전파 과정의 정량적인 이해와 그 가시화는 결함 탐지는 물론이고, 재료의 물성 평가에 매우 중요하다. 대상 재료가 이방성을 지닐 경우에 탄성파 전파 과정은 복잡해져서 전파 과정의 해석 및 가시화 작업은 탄성파를 이용하는 결함 탐지 및 재질 평가에서는 필수적이다. 이방성 재료에서는 탄성파의 속도가 방향에 따라서 달라짐은 물론이고, 위상 속도와 군 속도의 방향이 어긋나서 파면이 진행하는 방향과 에너지가 진행하는 방향이 달라진다(beam skewing 효과). 특히 복합재료와 같이 이방성이 큰 재료에서는 이 효과가 매우 크게 나타나므로 탄성파를 이용한 시험 결과를 해석하고자 할 때에는 반드시 전파 과정을 이해해야 한다. 이방성 재료에 대해 해석적인 접근에는 한계가 있어서 유한차분법(finite difference method: FDM)과 같은 수치 해석 방법이 유용하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 탄성파 전파 과정을 해석할 수 있는 2차원 FDM 프로그램을 개발하고, 이를 이용하여 이방성 재료에서의 탄성파 전파에 대한 전산 시뮬레이션 결과를 비교 분석한다.

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군용 인지 무선 네트워크 환경에서 점대점 통신을 위한 신속하고 신뢰성 있는 동적 공통 채널 설정 및 복원 방법 (Fast and Reliable Dynamic Common Channel Setup and Reconstruction Method for the Point-to-Point Communications in Military CR Networks)

  • 김민규;최재각;유상조;장용업;정길수;이광억
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37C권11호
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    • pp.1112-1128
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    • 2012
  • 인지 무선 환경에서의 부 사용자들은 주 사용자가 일시적으로 사용하지 않는 채널을 기회적으로 이용하여 통신을 수행한다. 이러한 통신은 부 사용자 상호간에 접근이 가능한 공통 채널을 통해 이루어지는데, 부 사용자들의 통신을 위한 공통 채널은 주 사용자의 채널 사용 현황을 바탕으로 동적으로 변경될 수 있다. 최근 인지무선통신을 위한 연구가 많이 진행 되고 있으나, 공통 채널을 구성하기 위한 세부적인 절차에 대한 연구가 부족한 실정이다. 본 논문에서는 인지무선 네트워크 환경에서 군사용 무전기의 점대점 통신을 위한 신속하고 신뢰성 있는 동적 공통 채널 설정 및 복원 방법에 대한 방법과 절차를 제안하고, 공통 채널 설정과 복원 과정을 위한 패킷 교환 시간, 채널 요청 대기 시간, 랑데부 시간과 같은 시간 파라미터들을 고려하여, 각각의 세부적인 절차들을 기술하였다. 또한, 수치 해석을 통해서 채널 설정 및 복원 지연 시간과 처리량 등을 도출하여 제안된 방법의 성능을 평가하였다.