• 제목/요약/키워드: 수치해석 시뮬레이션

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스크린드 거품 생성을 효율적으로 학습 표현하는 인공신경망 (An Artificial Neural Network for Efficiently Learning Representation of Screened Foam Generation)

  • 김동희;윤주영;김종현
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2022년도 제66차 하계학술대회논문집 30권2호
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    • pp.557-558
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    • 2022
  • 본 논문에서는 인공신경망을 통해 화면에 투영된 거품입자를 효율적으로 생성할 수 있는 기법에 대해 소개한다. 유체 시뮬레이션 기반으로 바다거품을 계산하기 위해서는 유체역학과 수치해석학에 대한 이해가 필요하며, 유속의 유기물, 풍속 등 다양한 물리적 요소를 고려해야하기 때문에 복잡하고 계산양이 커진다. 오일러리안(Eulerian)접근법에서는 격자의 해상도가 커지게 되고, 라그랑지안(Lagrangian)접근법에서는 입자의 개수가 많아지기 때문에 이 문제를 다루기 쉽지 않은 문제이다. 이러한 문제를 완화하기 위해 본 논문에서는 인공신경망을 이용한 분류 모델 학습을 통해 3차원 유체 시뮬레이션으로부터 투영된 2차원 스크린 이미지로부터 거품이 생성될 위치를 예측한다. 결과적으로 물의 스크린에 투영된 물 입자의 깊이와 가속도로부터 거품의 생성 위치를 예측함으로서 복잡한 수치해석학 없이 학습을 통해 효율적으로 거품을 표현하는 결과를 보여준다.

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사각과 원형의 삼각 전파반사기의 RCS 측정 및 해석 (Measurement and Analysis of the RCS of Square and Circular Retroreflectors)

  • 장지성;양찬수;오이석
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.138-141
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    • 2007
  • 본 논문에서는 제작이 간편하고, 저렴하여, 설치가 용이한 Trihedral comer reflector를 연결하여 전방향(omni-directional)에서 전파를 입사방향으로 반사하도록 전파반사기를 설계한다. Scale-down된 사각(Square) 형태와 원형(circular) 형태의 Retroreflector를 제작하고 RCS(radar cross section)의 각도별 패턴 특성을 측정하여 이론적, 수치 해석적 계산과 비교한 결과를 보인다. 측정된 RCS 절대 값과 패턴을 이론식 및 시뮬레이션 수치 해석 값과 비교하여 데이터의 적정성을 분석한다.

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반도체 공정 시뮬레이션을 위한 초고속 병렬 연산 알고리즘 (Massive Parallel Processing Algorithm for Semiconductor Process Simulation)

  • 이제희;반용찬;원태영
    • 전자공학회논문지D
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    • 제36D권3호
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    • pp.48-58
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    • 1999
  • 본 연구에서는 3차원 반도체 공정 시뮬레이션의 효율성과 성능을 향상시키기 위하여, 병렬 유한요소법 수치해석에 사용이 적합한 디라우니 병렬 메쉬 생성기 및 표면 전진 메쉬 생성기를 개발하였고, 이를 위하여 개선된 성능을 보이는 수정된 하부구조법 병렬 유한요소법 수치해석기를 개발하였다. 또한, 행렬 계산 알고리즘의 병렬화를 확산 및 산화 시뮬레이터에 적용하여, 직렬 계산 시 3시간이 소요되는 확산 시뮬레이션과 비평탄 구조를 지니는 R-LOCOS 등의 연산을 8개의 프로세서를 병렬로 사용하여 15분만에 계산하였다. 과다한 계산 시간을 요하는 몬테카를로 수치해석 방법의 효율성을 높이고자, 병렬 연산 알고리즘을 몬테카를로 연산에 적용하였다. 또한, 스퍼터링 증착장치 시스템의 타켓 입자 분포 특성을 병렬 연산 몬테카를로 방식으로 계산하였다. 3000개의 이온을 주입하였을 겨우 단일 프로세서에서 13,000초의 계산시간이 소요되었으나, 30개의 프로세서를 병렬로 사용하였을 때 520초의 시간을 소비하여,25 이상의 스피드업 특성을 얻었다. 또한, 몬테카를로 계산의 최적화 연구를 통해서 3차원 스퍼터링 증착장치에서 연쇄 충돌 계산 수행시의 최적이온의 개수는 30,000임을 확인하였다.

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2차원 다양한 형상에서의 Vortex에 대한 수치해석 (Numerical Analysis of Vortex in the various shapes of 2-dimension)

  • 기준우;구본찬;정민영;김상식;이도형
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제1회(2012년)
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    • pp.105-108
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    • 2012
  • 이차원 단면 Cylinder는 외부유동상태에서 후류에 Vortex를 생성한다. 또한 비정상 유동 상태에서는 후류에 카르만 Vortex열을 생성한다. 이런 이차원 Cylinder는 여러 분야에서 사용 된다. 이때 적절한 설계를 위해 수치적으로 유동을 해석할 필요가 있다. 이에 대한 수치적 해석 값을 얻기 위해 Edison CFD를 이용하여 여러 2차원 형상 Cylinder의 Reynolds number에 따른 Vortex shedding을 해석했다. Edison CFD를 통한 시뮬레이션 결과 값에 대한 검증을 얻기 위해 원형, 사각형의 Vortex shedding과 유동을 타 논문과 비교 검증했다. 형상마다 같은 조건의 Reynolds number라도 후류와 유동 등의 형상이 차이를 보인다. 상황마다 적절한 모형의 Cylinder를 Edison CFD를 통해 예측 할 수 있다.

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치아매질내 광신호해석을 위한 LabVIEW 시뮬레이션 코드 개발 (Development of Simulation code for Optical Signal Analysis in Dental Medium using LabVIEW)

  • 황대석;이승용;김신자;고대영;이호근;이영우
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
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    • pp.327-329
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    • 2004
  • 치아 매질내에서 전파되는 광신호 해석을 위한 몬테 카를로 수치해석을 National Instrument사의 LabVIEW를 이용하여 개발하였다. 수치해석 결과 치아 조직 내 깊이에 대해 서로 다른 전파 특성을 갖는 두가지 신호를 얻었으며, 검출 신호는 약 60$\mu\textrm{m}$ 이상의 깊이에서 잡음 신호가 특성 신호에 비해 커짐으로 검출이 어려워짐을 알 수 있었다.

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철근콘크리트 건물의 폭발하중에 의한 연쇄붕괴 해석을 위한 침식 기준 (Erosion Criteria for the Progressive Collapse Analysis of Reinforcement Concrete Structure due to Blast Load)

  • 김한수;안효승
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.335-342
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    • 2014
  • 이 논문에서는 철근콘크리트 건물의 폭발하중에 의한 연쇄붕괴 해석을 위한 적합한 침식 기준값을 제안하였다. 침식은 기본적으로 대변형에 의한 오류나 해석의 갑작스러운 종료 등의 문제를 극복하기 위한 수치해석 기법이며 선행연구에서 폭발해석에서의 적합한 침식기준 값을 제안했었다. 하지만 콘크리트는 변형률 속도에 따라 다른 스트레스-스트레인 곡선을 갖는다. 따라서 실험 결과와 수치해석 결과를 비교함으로써 실제와 같은 연쇄붕괴 시뮬레이션에 적합한 침식기준 값을 제안하였다. 최종적으로 실제 붕괴가 일어났던 오클라호마 연방정부 건물을 두 결과 값의 중간 값을 적용하여 유사 해석을 진행하였다. 그 결과, 해석 결과는 실제 붕괴를 잘 묘사하고 있다.

자바를 이용한 교육용 전자계 시뮬레이터 개발 (Development of Educational Electromagnetic Simulator using Java)

  • 김태용
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 2003년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.181-184
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    • 2003
  • Electromagnetic field simulator have been developed on Java 2 platform (J2SE) because provides robust solutions for applications as well as object oriented design. The simulator can be easily utilized with independent platform. Physical variables for the simulator can be controlled by the user. The numerical results are immediately displayed with graphical images in real time. Therefore, this simulator is intended to be used for education such as antenna engineering, microwave engineering, electromagnetic theory and so on.

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불투과 잠제 전면에서 파랑 작용 하의 세굴 해석을 위한 수치모델의 개발 (Development of Numerical Model for Scour Analysis under Wave Loads in Front of an Impermeable Submerged Breakwater)

  • 허동수;전호성
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권5B호
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    • pp.483-489
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    • 2011
  • 본 연구에서는 잠제 주변의 세굴 및 퇴적현상을 수치적으로 모의하기 위해 기존의 수치 파동 모델에 모래입자의 거동 해석을 위한 lagrangian 입자 모델을 결합한 새로운 수치모델을 개발하였다. 수치 파동 모델로서는 파랑에 의한 해저지반 내의 모래입자의 이동과 유동화 해석을 위해 투수성 매체 내부의 유체저항(관성저항, 층류저항 및 난류저항)을 고려할 수 있는 수치모델에 LES 난류모델을 도입한 수치해석기법(허와 최, 2008)을 이용하였다. 또한, 모래입자의 이동해석을 위한 lagrangian 입자 모델로서는 많은 개개의 입자들의 동적해석에 탁월한 개별요소법(Cundall and Strack, 1979)을 적용하였다. 개발된 해석기법을 이용하여 불투과 잠제 전면의 세굴에 대한 수치시뮬레이션을 실시한 후, 기존의 수리모형실험과 정성적으로 비교하면서 그 적용성을 검토하였다.

인공신경망을 이용한 선상가열 공정의 역학정보모델 (A Mechanical Information Model of Line Heating Process using Artificial Neural Network)

  • 박성건;김원돈;신종계
    • 대한조선학회논문집
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    • 제34권1호
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    • pp.122-129
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    • 1997
  • 외판곡가공 과정의 역학적해석에 사용되는 열탄소성 해석은 계산시간이 많이 소요된다. 선상가열작업의 최적공정을 구하기 위하여는 시뮬레이션과 유한요소해석 사이에 상당수의 반복계산이 필요하다. 그러므로 요구되는 천문학적인 계산시간으로 인하여 선상가열의 수치시뮬레이션은 많은 제약을 받고 있다. 따라서 선상가열의 시뮬레이션에 소요되는 역학해석 계산시간을 크게 줄이는 방안이 필요하다. 외판곡가공에서의 역학적 정보를 효율적으로 구하기 위하여, 본 논문에서는 먼저 선상 가열 작업에 영향을 끼치는 요소들을 살펴보았으며, 역전파 방식의 인공 신경망을 이용하여 일종의 추론기구를 구현하였다. 신경망은 은닉층의 갯수와 은닉층에 있는 뉴런의 갯수를 바꿔 주며 수치해석 결과들을 학습시켰다. 그 결과 두개의 은닉층을 가진 인공 신경망의 경우 각 은닉층에 뉴런의 갯수가 충분하다면 학습 예제들을 쉽게 학습하였고, 또 학습된 결과로부터 새로운 해를 도출해 낼 때 그 값은 실제 값과 비교해 볼 때 비교적 작은 오차를 보였다. 결과적으로 구하고자 하는 문제영역 근처에 충분한 학습 예제가 마련된다면 비교적 실제 값에 근사하는 결과를 보인다는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여, 수치해석결과의 학습방법을 기초로한 인공신경망은 곡면가공의 시뮬레이션단계에서 필요한 역학적 해석정보의 경제적인 산출에 적용가능함이 확인되었다.

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모발 슈퍼 해상도를 위한 인공신경망 기반의 머리카락 합성기 (Artificial Neural Networks based Strand Synthesizer for Hair Super-Resolution)

  • 김동희;김종현
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2021년도 제64차 하계학술대회논문집 29권2호
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    • pp.661-662
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    • 2021
  • 본 논문에서는 인공신경망 기반의 슈퍼 해상도(Super-resolution, SR) 기법을 이용하여 저해상도(Low-resolution, LR) 헤어 시뮬레이션을 고해상도(High-resolution, HR)로 노이즈 없이 표현할 수 있는 기법을 제안한다. LR과 HR 머리카락 간의 쌍은 헤어 시뮬레이션을 통해 얻을 수 있으며, 이렇게 얻어진 데이터를 이용하여 HR-LR 데이터 쌍을 설정한다. 학습할 때 사용되는 데이터는 머리카락의 위치를 지오메트리 이미지로 변환하여 사용한다. 우리가 제안하는 헤어 네트워크는 LR 이미지를 HR 이미지로 업스케일링 시키는 이미지 합성기를 위해 사용된다. 테스트 결과로 얻어진 HR 이미지가 HR 머리카락으로 다시 변환되면, 하나의 매핑 함수로 표현하기 어려운 머리카락의 찰랑거리는(Elastic) 움직임을 잘 표현할 수 있다. 합성 결과에 대한 성능으로는 전통적인 물리 기반 시뮬레이션보다 빠른 성능을 보였으며, 복잡한 수치해석을 몰라도 쉽게 실행이 가능하다.

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