• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• v.24 no.2
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• pp.79-93
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• 2009

오염물질에 대한 생태위해성평가(ecological risk assessment)를 위해서는 노출평가(exposure assessment)와 함께 생물영향에 대한 평가(effect assessment)를 수행해야 한다. 노출평가의 경우는 지화학적 과정에 대한 이해를 바탕으로 환경농도를 예측하기 위한 화학평형모델이나 다매체환경거동모델 등 다양한 평가 및 예측모델을 활용해 왔다. 이와 달리 생물영향평가는 실험실 조건에서 제한된 독성자료를 대상으로 외부노출농도에 기반한 농도-반응관계를 통계적 방법을 통해서 추정하는 '경험적 모델(empirical model)'에 주로 의존해 왔다. 최근에 와서 생체 내 잔류량을 기반으로 농도-시간-반응관계를 기술하고 예측하는 독성동태학 및 독성역학 모델(toxicokinetic-toxicodynamic model)과 같은 독성작용에 기반한 모델(processbased model)들이 개발되어 활용되고 있다. 본 논문에서는 여러 종류의 독성동태학 및 독성역학 모델을 소개하고, 이를 통계적 추론에 기반한 전통적인 독성학 모델과 비교하였다. 서로 다른 종류의 독성동태학 및 독성역학 모델로부터 도출된 노출농도-시간 -반응관계식을 비교하고, 동일 독성기작을 보이는 오염물질 그룹 내에서 미측정 오염물질의 독성을 예측할 수 있게 해주는 구조-활성관계(Quantitative Structure-Activity Relationship, QSAR) 모델을 여러 독성동태 및 독성역학모델로부터 유도하였다. 마지막으로 독성동태학 및 독성역학 파라미터를 추정하기 위한 실험계획을 제안하였고, 앞으로 독성동태학 및 독성역학 모델을 생태계 위해성평가에 활용하기 위해서 해결해야 될 연구과제를 검토하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.150-150
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• 2023

기작기반의 역학적 모델과 자료기반의 딥러닝 모델은 수질예측에 다양하게 적용되고 있으나, 각각의 모델은 고유한 구조와 가정으로 인해 장·단점을 가지고 있다. 특히, 딥러닝 모델은 우수한 예측 성능에도 불구하고 훈련자료가 부족한 경우 오차와 과적합에 따른 분산(variance) 문제를 야기하며, 기작기반 모델과 달리 물리법칙이 결여된 예측 결과를 생산할 수 있다. 본 연구의 목적은 주요 상수원인 댐 저수지를 대상으로 수심별 수온과 탁도를 예측하기 위해 기작기반과 자료기반 모델의 장점을 융합한 PGDL(Process-Guided Deep Learninig) 모델을 개발하고, 물리적 법칙 만족도와 예측 성능을 평가하는데 있다. PGDL 모델 개발에 사용된 기작기반 및 자료기반 모델은 각각 CE-QUAL-W2와 순환 신경망 딥러닝 모델인 LSTM(Long Short-Term Memory) 모델이다. 각 모델은 2020년 1월부터 12월까지 소양강댐 댐 앞의 K-water 자동측정망 지점에서 실측한 수온과 탁도 자료를 이용하여 각각 보정하고 훈련하였다. 수온 및 탁도 예측을 위한 PGDL 모델의 주요 알고리즘은 LSTM 모델의 목적함수(또는 손실함수)에 실측값과 예측값의 오차항 이외에 역학적 모델의 에너지 및 질량 수지 항을 제약 조건에 추가하여 예측결과가 물리적 보존법칙을 만족하지 않는 경우 penalty를 부가하여 매개변수를 최적화시켰다. 또한, 자료 부족에 따른 LSTM 모델의 예측성능 저하 문제를 극복하기 위해 보정되지 않은 역학적 모델의 모의 결과를 모델의 훈련자료로 사용하는 pre-training 기법을 활용하여 실측자료 비율에 따른 모델의 예측성능을 평가하였다. 연구결과, PGDL 모델은 저수지 수온과 탁도 예측에 있어서 경계조건을 통한 에너지와 질량 변화와 저수지 내 수온 및 탁도 증감에 따른 공간적 에너지와 질량 변화의 일치도에 있어서 LSTM보다 우수하였다. 또한 역학적 모델 결과를 LSTM 모델의 훈련자료의 일부로 사용한 PGDL 모델은 적은 양의 실측자료를 사용하여도 CE-QUAL-W2와 LSTM 보다 우수한 예측 성능을 보였다. 연구결과는 다차원의 역학적 수리수질 모델과 자료기반 딥러닝 모델의 장점을 결합한 새로운 모델링 기술의 적용 가능성을 보여주며, 자료기반 모델의 훈련자료 부족에 따른 예측 성능 저하 문제를 극복하기 위해 역학적 모델이 유용하게 활용될 수 있음을 시사한다.

• 전기의세계
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• v.44 no.7
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• pp.9-13
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• 1995

본 원고에서는 생체 운동의 가장 기초가 되는 근육의 역학적 특성과 역학 모델에 관해 이미 개설된 내용에 필자의 생각을 덧붙여 검토하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 1998.04a
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• pp.253-257
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• 1998

지금까지 직물의 역학적 특성을 고찰하기 위하여 직물의 구조에 대한 기하학적인 모델들이 많은 연구자들에 의해 소개되어 왔다. 1937년에 Peirce$^1$가 원형 단면의 모델을 제안하면서부터 이 모델을 기본으로 한 기하학적 모델에 대한 연구가 활발히 진행되어 race track 모델, lenticular 모델, circular arc 모텔, 직선 모델등 여러 가지 모델이 제시되었다. 이러한 모델들은 직물의 종류와 이완상태에 따라 직물의 역학적 특성을 예측하는데 있어 커다란 차이가 있다.(중략)

• Tunnel and Underground Space
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• v.11 no.3
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• pp.237-247
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• 2001

In this study, the fracture mechanics model as well as the elastic model was reviewed theoretically and four field case studies were conducted to investigate the feasibility of fracture mechanics model for hydraulic fracturing test. There was a difference between the result by fracture mechanics model and the one by elastic model. And the smaller initial crack length is, the larger the difference is. It is considered that the fracture mechanics model can be applied to the specific case of which the crack length is known. In this study, the rock tensile strength is measured using fracture mechanics model, brazilian test and elastic model. The measured tensile strength by the fracture mechanics model is the largest and the elastic model is the smallest. This result is due to the size effect of the each test. And the tensile strength from the elastic model for hydraulic fracturing test can be used to estimate the in-situ rock tensile strength.

• Journal of rehabilitation welfare engineering & assistive technology
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• v.7 no.1
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• pp.21-27
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• 2013

Manual wheelchair propulsion can lead to pain and injuries of users due to mechanical inefficiency of wheelchair propulsion motion. The kinetic analysis of the upper limbs during manual wheelchair propulsion needs to be studied. A two dimensional inverse dynamic model of upper limbs was developed to compute the joint torque during manual wheelchair propulsion. The model was composed of three segments corresponding to upper arm, lower arm and hand. These segments connected in series by revolute joints constitute open chain mechanism in sagittal plane. The inverse dynamic method is based on Newton-Euler formalism. The model was applied to data collected in experiments. Kinematic data of upper limbs during wheelchair propulsion were obtained from three dimensional trajectories of markers collected by a motion capture system. Kinetic data as external forces applied on the hand were obtained from a dynamometer. The joint rotation angles and joint torques were computed using the inverse dynamic model. The developed model is for upper limbs biomechanics and can easily be extended to three dimensional dynamic model.

• Journal of the KSME
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• v.57 no.6
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• pp.37-41
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• 2017

이 글에서는 분자동역학 및 탄성 네트워크 모델 기반 계산과학 기법을 이용하여 단백질의 역학적 거동 해석에 대한 연구를 소개하고자 한다.

• 한국항공운항학회:학술대회논문집
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• 2016.05a
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• pp.5-8
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• 2016

본 연구에서는 다양한 급의 항공기를 단일 플랫폼에서 모의할 수 있는 시뮬레이터를 개발하기 위해 표준 비행역학 모의모델의 구조 및 인터페이스를 설계하였다. 비행역학 모의모델은 다양한 급의 항공기를 모의하기 위해 공통적으로 적용할 수 있는 비행동역학 모델과 환경모델은 항공기 기종에 관계없이 동일하게 설계하였고, 엔진, 구동기, 비행제어, 랜딩기어 모델과 같이 항공기 기종에 따라 차이가 있는 모델은 사용자가 선택하여 사용할 수 있도록 설계하였다. 또한 복잡한 구조의 소프트웨어를 사용자가 쉽게 접근하여 수정/모의할 수 있도록 비행역학 모의모델의 입력파일을 텍스트 기반인 XML 형식으로 설계하였다.

• Journal for History of Mathematics
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• v.26 no.2_3
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• pp.197-210
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• 2013

The late 18C Malthus studied population growth for the first time, Verhulst the logistic model in 19C and, after that, the study of the predation competition between two species resulted in the appearance of Lotka-Volterra model and modified model supported by Gause's experiment with bacteria. Instable coexistence equilibrium being found, Solomon and Holling proposed functional and numerical response considering limited abilities of predator on prey, which applied to Lotka Volterra model. Nicholson and Baily, considering the predation between host and parasitoid in discrete time, made a model. In 20C there were developed various models of disease dynamics with the help of mathematics and real data and named SIS, SIR or SEIR on the basis of dynamical phenomena.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.04a
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• pp.230-231
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• 2008

본 논문은 KRRI 전륜 조향 차량의 횡 방향 동역학 모델링에 대한 내용을 기술한다. 이 차량은 굴절버스 형태를 갖고 모든 차륜의 조항이 가능하며 트레일러와 트랙터의 후륜이 독립적으로 구동 가능한 시스템을 갖고 있다. 이 시스템의 모델링은 비선형 동역학 방정식을 유도하고 선형화 한 뒤 횡 방향 동역학 모델만을 분리해서 최종적으로 횡 방향 선형 동역학 모델을 유도하는 과정을 거친다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 선형 모델을 검증한다.