• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권1호
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• pp.125-135
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• 1993

안전하고 효율적인 원자력 발전소의 운전은 디지탈 기술을 이용한 발전소 자동화로 이루어질 수 있다는 인식과 함께 이같은 발전소 자동화는 차세대 원자력 발전소의 중요한 목표중의 하나가 되고 있다. 전체적인 발전소 수준의 자동화를 위해서는 일차적으로 각 주요 시스템에 대한 디지털화가 요구되며 본 논문에서는 증기발생기의 수위조절 시스템에 대해 연구하였다. 이를 위해 증기발생기의 열수력학적 모델을 이용하여 증기발생기에 작용하는 여러가지 입력과 수위와의 관계를 전달함수로 표시하였으며 이를 이용하여 기존의 발전소에서 사용되고 있는 3 요소 제어시스템을 검토하였다. 본 논문에서의 제어구성은 증기발생기 그 자체를 시스템내에 플랜트로서 포함시킨 것이기 때문에 전체적인 시스템 차수가 증가하며 디지탈 과정중 수치적 불안정이 야기된다. 이러한 문제와 아울러 저출력에서는 궤환신호로 작용하는 급수유량의 신뢰도가 작음을 고려하여 2 요소 제어시스템 및 그에 따른 디지탈 제어기에 대해 연구하였다. 이 시스템의 디지탈 비례적분제어기는 그 이득 및 적분시간상수가 초기출력에 따라 변하며 전체적인 시스템의 응답특성이 안정성 및 기타 제어 특성을 동시에 만족시키도록 하고 있다. 이러한 제어기를 사용한 2 요소 제어시스템은 초기출력에만 의존하므로 정의하기가 간단하며 또 이러한 시스템의 수위응답은 그에 대응하는 아날로그 시스템의 결과와 비슷함을 보이고 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.1120-1131
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• 2006

본 연구는 combined integration/matrix method에 의해 다양한 접지 시스템의 특성을 모의할 수 있는 수치 해석 기법에 관한 연구이다. Combined integration/matrix method는 접지 시스템을 일정한 길이의 요소로 분할하여 미리 적분을 한 후 적분된 길이 요소 기법에 대해 matrix method를 사용하는 방법으로 연산 시간 및 해석시 에러 발생을 줄일 수 있다. 이를 위해 본 연구에서는 수치 해석시 분할 요소 길이에 대한 오차 분석을 통해 최적의 요소길이 산정 방법을 제시하였으며 이를 통해 실규모 접지 시스템의 다양한 형태의 접지 시스템의 성능 분석이 가능하도록 하였다. 오차 분석을 토대로 접지 전극의 길이와 매설 깊이에 따라 적절하게 요소의 길이를 도출한 결과 분할하고자 하는 요소의 길이는 매설 깊이와 접지 도체의 길이에 주요한 상관 관계가 있음을 알 수 있었으며 본 연구에서 제시한 수치 해석 모델링 방법에 따라 3 % 이내의 해석 정확도를 얻을 수 있었다. 또한, 이를 다중 접지계 해석에 적용하여 현재 산업 플랜트 접지 방식에서 가장 논란이 되고 있는 전원 접지계와 신호/통신 접지계의 공통 접지 및 분리 접지의 영향 평가 등에 활용될 수 있음을 보여주었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권6호
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• pp.457-463
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• 2015

가스터빈 기관은 우주항공, 발전 플랜트뿐만 아니라 해상운송 분야에 사용되는 원동기로서 매우 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 그 구조가 복잡하고 연소과정에서 시간지연 요소가 포함되어 있어 가스터빈 기관을 잘 제어할려면 정교한 수학적 모델링이 필요하다. 본 논문에서는 가스터빈 기관의 주요 구성품인 가스발생기, PLA 액추에이터, 미터링 밸브에 대한 모델링 기법을 설명한다. 또한, 가스터빈 기관의 시운전 데이터를 기초로 몇 가지 정상상태 때의 동작점에서 서브모델을 구하고, 각 서브모델에 대해 비선형 비례적분미분 제어기를 설계하여 기관의 속도를 제어하는 방법을 제안한다. 제안하는 비선형 제어기는 비선형 함수로 구현되는 3가지 이득을 사용한다. 비선형 제어기의 파라미터는 제어시스템의 목적함수를 최소화하는 관점에서 실수코딩 유전자알고리즘으로 동조한다. 제안한 방법은 가스터빈 기관에 적용하고 시뮬레이션을 실시하여 그 유효성을 확인한다.

• 응용통계연구
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• 제29권1호
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• pp.85-98
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• 2016

본 논문은 장외거래 수익률을 이용하여 추정한 여러 실현변동성들을 실증적으로 비교분석한다. 실제 금융 자산 시장에서는 장외시간이나 휴일에 거래가 적거나 드물게 나타나기 때문에 하루 전체의 실현변동성을 정확히 계산하는데 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 제안되어진 장외거래 수익률을 여러 가지 방법으로 반영한 다양한 실현변동성의 추정치들에 대한 검토가 이루어진다. 실제 데이터의 실현변동성 추정치들의 예측정확성을 비교하기 위해 미국의 NASDAQ 지수와 S&P500 지수와 우리나라의 KOSPI 지수와 원/달러환율이 분석된다. 적분변동성의 불편추정치인 다음날의 로그수익률의 제곱을 기준으로 일일 실현 변동성의 추정치들은 비교되어지며 비교를 위해 절대평균오차(MAE)와 제곱평균오차근(RMSE)이 이용된다. 또한 통계적 추론을 위하여 Model Confidence Set(MCS) 방법과 Diebold-Mariano 검정법을 사용한다. 세 가지 주가지수 데이터에 대해 동일한 최적 방법이 선택되어지는데, 장외시간 수익률을 이용하여 장내시간 실현변동성의 크기 조정을 한 방법이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권2호
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• pp.173-182
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• 1999

조영 증강제를 이용한 나선식 CT는 간 질환을 진단하는데 있어 중요한 역할을 하고있음에도 불구하고 진단의 효율을 최적화하는 프로토콜은 명확하게 알려져 있지 않다. 따라서 나선식 CT에서의 간암-간 대조 곡선을 모의 실험(simulation) 하여 다양한 요소들이 시간-조영 곡선에 어떻게 영향을 미치는지 파악하고, 또한 CT 검사 전에 모의 실험을 하여 이론적으로 최적의 스캔을 할 수 있도록 하기 위하여 약동학(pharmacokinetics)에 기초한 compartment model을 구성하였다. 간암, 간, 대동맥 및 간문맥 등을 각 구획(compartment)으로 설정하여 각 구획에서의 미분방정식을 얻은 후 적분하여 Hounsfield unfit 값을 조영제 주입 후 시간의 함수로 얻었으며 각 구획의 시간-조영 곡선을 출력하였다. 구현한 프로그램에서는 간암의 크기 및 종양 혈관의 분포 등과 같은 간암의 성질, 간경화의 정도에 따른 간 혈관 공급의 양상 및 조영제의 부피, 농도, 주입 속도 등의 조영제 주입 방법, 환자의 몸무게, 키 등의 환자의 신체 계수, 그리고 심박출량 등의 환자의 혈역학적 계수 등을 입력 받아 간암을 비롯한 각 구획의 시간-조영 곡선 및 간-간암 대조 곡선을 출력할 수 있도록 하였다. 모델링을 통해 얻은 조영 증강 곡선은 같은 환경하에서 얻은 24명의 환자 데이터와 비교하여 유사한 결과를 얻을 수 있었으며, 조영 증강제 주입 방법의 변화가 간암-간 대조 곡선에 미치는 영향을 비교할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권3호
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• pp.181-191
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• 2020

본 연구에서는 전지구수치예보모델의 예측성능에 주요한 영향을 주는 요소 중 하나인 토양수분 초기장을 적절히 생산하기 위해, 오프라인 Noah 지면모델을 구축하여 스핀업실험을 수행하고 그 변동특성을 살펴보았다. 스핀업실험은 지면기후장 생성과 목표연도에 대한 현실화의 2단계로 구성되었다. 첫 번째 단계의 지면기후장 생성은 2008~2017년 기간에 대해 평균한 대기강제력으로 10년 동안 지면모델을 반복적으로 수행하는 방식으로 이루어졌으며, 토양수분 모의가 평형상태에 도달하는데 소요되는 시간은 토양깊이와 코펜 정의에 기반한 기후구 특성에 따라 차이가 컸다. 토양 첫 번째 층은 극지역에서 가장 길었고, 두 번째 층 부터 네 번째 층까지는 건조지역에서 평형상태에 도달하는 시간이 가장 늦어 최대 7년 내외의 시간이 소요되었다. 결과적으로 10년의 spin-up을 거치면 지면모델이 평형상태에 도달함을 알 수 있다. 이 소요시간은 지상기온과 강수량과 음의 상관관계를 보였다. 두 번째 단계에서는 2018년을 목표연도로 설정하고 지면기후장을 이용하여 추가 적분을 수행하고, 그 결과 6개월 이내에 지면모델에서 모의된 토양수분, 지표기온, 증발산량은 2018년 지면상태에 도달하는 것을 확인하였다. 이에 구축된 오프라인 Noah 지면모델 스핀업 시스템은 안정적으로 전구수치예보모델의 토양수분 초기장을 생산함으로써 전지구수치모델에 결합된 지면모델의 물리과정과 기초자료가 변하더라도 유연하게 대응할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권2호
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• pp.139-148
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• 2008

태양활동이 감소하는 시기에는 코로나 구멍(Coronal hole)과 관련된 고속 태양풍(High-speed stream)이 빈번하게 발생하는데, 고속 태양풍 기간 동안에는 서브스톰(Substorm)이 대략 $2{\sim}4$시간 간격으로 반복적으로 발생한다. 이 연구에서는 태양활동이 감소하는 시기 중 2003년 후반기 즉, 7월부터 12월 사이의 고속 태양풍 기간 동안에 반복적으로 발생한 222건의 서브스톰을 선정하여 연속한 두 서브스톰 사이의 태양풍 에너지 유입 정도를 정량적으로 산출하였다. 이를 위해 Akasofe ${\varepsilon}$-parameter를 인접한 두 서브스톰 발생시간에 대해 시간 적분하여 한 서브스톰이 발생 후 다음 서브스톰이 발생하기 전까지의 에너지 유입량을 산출하였다. 이와 같은 방법을 고속 태양풍 기간 동안에 반복적으로 발생한 222건의 서브스톰에 대해 적용하여 통계를 산출하였다. 그 결과로서 두 서브스톰 사이의 평균 태양풍 에너지 유입량은 $1.28{\times}10^{14}J$이고, 전체 서브스톰 이벤트 중 약 85%가 $2{\times}10^{13}{\sim}2.3{\times}10^{14}J$ 범위에 있음을 알 수 있었다. 따라서 두 서브스톰 사이의 태양풍 에너지 유입량은 경우에 따라 상당히 다른 값을 가질 수 있는 것으로 보이며, 태양풍 에너지 유입량만으로 서브스톰이 발생하는 시점을 예측하기에는 어려움이 있다고 생각된다. 더불어 이 논문에서는 연속적인 서브스톰의 발생에 영향을 미치는 여러 요소에 대한 논의를 제공한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.111-116
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• 2018

본 논문은 시스템 에어컨 실외기 포장품의 낙하충격해석 및 시험검증을 수행한 내용을 다룬다. 포장은 낙하충격으로 부터 제품을 보호할 수 있도록 충격에너지를 흡수할 수 있는 완충재질과 이를 제품에 고정하기 위한 부재로 구성되는데 작은 부피로 충분한 완충성능을 발휘하는 포장 설계를 위해서는 충격 시 제품에 가해지는 충격가속도 등을 정확히 평가하는 것이 필수적이다. 본 논문에서는 외연적 시간적분을 활용하는 유한요소해석 기법을 활용하여 실외기 포장품의 낙하충격해석을 수행하였다. 정확한 해석을 위한 해석모델 구축, 재료 시험을 통한 데이터 획득 및 재료 모델의 선정, 신뢰성 있는 해석 데이터 확보를 위한 계측 센서의 모델링 등이 수행되었으며 이렇게 구해진 해석데이터와 시험으로 구해진 가속도 및 변형률 시간이력을 비교하였다. 해석모델에 반영된 감쇄계수 등의 오차로 인하여 대체로 해석결과가 시험 결과에 비해 충격 가속도 및 변형률을 크게 예측하고 있으나 전체적인 데이터의 경향과 낙하 방향의 충격가속도는 정확하게 계산되었다. 이에 본 연구에 사용된 모델 및 해석기법을 에어컨 실외기 포장 설계에 활용할 수 있음을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.28-37
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• 2002

본 연구에서는 저장력 예인케이블의 비선형 동적거동을 수치적으로 해석하였다. 고장력 케이블해석에서는 흔히 무시되는 굽힘강성의 효과가 저장력 케이블에서는 중요한 역할을 하므로 본 연구에서는 이를 고려하였다. 또한 저장력 케이블에서는 대변위가 발생하기 쉬우므로 기하학적인 비선형 및 유체 비선형 효과가 크므로 이를 고려하였다. 저장력 예인케이블에 대한 3차원 비선형 운동방정식을 수립하고 유한차분법을 적용하여 이산화 시켰다. 시간적분에 있어서 안정적인 해를 얻을 수 있는 음해법(implicit method)을 적용하였으며 비선형 해를 구하기 위하여 Newton-Raphson 반복법을 사용하였다. 케이블과 같이 양단경계조건을 갖고 대각선 주변 성분만 있는 행렬식을 계산하는 경우에는 Gauss-Jordan 방법 등과 같이 일반적인 방법 보다 블록삼중대각행렬 풀이법이 계산시간을 상당히 줄일 수 있음을 알 수 있었다. 몇 가지 예제해석을 수행하였으며 실해역 실험결과에 의해 이미 검증되어 있는 케이블 해석프로그램인 WHOI Cable 프로그램의 해석결과와 비교 검토한 결과 서로 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.43-54
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• 1992

낮은 아치는 동하중 재하시 재료는 탄성범위 내에 있더라도 큰 변형이 발생할 수 있으며, 좌굴 가능성이 높기 때문에 선형해석으로는 정확한 거동을 구명하기 어렵다. 본 연구에서는 이에 따라 낮은 아치의 동적 비선형 해석방법 및 좌굴판단기준을 제시하였으며, 제시된 방법을 토대로 낮은 아치의 동적 비선형 해석을 수행하고 임계좌굴하중을 구하였다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며 동적운동방정식을 풀기 위하여 유한요소법을 사용하였다. 이 때, 동적 운동방정식의 시간적분으로 Newmark 해법을 채택하였다. 프로그램은 만재 방사형 등분포하중을 받는 낮은 원호 아치를 해석하여 그 결과치를 다른 연구결과와 비교하여 검증하였다. 모형해석을 통해서는 큰 동하중을 받는 원호 아치는 기하학적 비선형 거동을 고려하여 해석되어야 하며, 아치가 낮아질수록 좌굴발생 가능성이 높아짐을 알았다. 여러가지 형상의 아치에 대한 좌굴해석을 실시하여 임계 좌굴하중을 구하였으며 기존의 연구와 비교하여 정확성을 확인하였다. 원호 아치의 거동을 본 연구에서 사용한 무차원 매개변수를 이용하여 해석한 결과로 부터, 동일한 형상매개변수를 가진 아치들은 실제하중을 하중매개변수로 환산하여 같은 하중매개변수를 재하했을 때 시간매개변수에 따라 처짐비를 기준으로 같은 거동을 함을 알았으며, 좌굴현상도 같은 하중매개변수에서 나타남을 확인하였다. 또한, 포물선형상의 아치와 연직하중이나 집중하중이 재하된 경우의 해석에도 개발된 프로그램이 유용하게 사용될 수 있음을 해석예를 통하여 밝혔다.