• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.7-18
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• 2008

연기와 같은 유체의 모습을 영화나 애니메이션에서의 특수 효과에 활용하기 위해는 연기를 사실적으로 모델링하는 과정과 모델링 된 연기 내부에서의 빛의 흐름이 잘 반영된 렌더링 과정이 필요하다. 컴퓨터 그래픽스 분야에서는 연기 모델링의 사실성을 살리기 위해 물리 기반의 유체 시뮬레이션 기법을 많이 차용하고 있는데, 그동안 시뮬레이션 기법으로 주로 연구되어 온, 격자 기반의 Euler 방법과는 근본적으로 다른, 파티클 기반의 Lagrange 방법이 시뮬레이션 단계에서 얻을 수 있는 장점 때문에 최근 관심이 높아지고 있다. 연기 렌더링은 연기 모델링 방법에 종속적일 수밖에 없으므로, 결과적으로 격자 기반의 시뮬레이션 결과에 대한 렌더링 방법은 많이 연구되고 있는 데 비해, 파티클 형태로 산출된 연기 데이터에 대하여 사실적인 영상을 생성해주는 랜더링 기술에 대한 연구는 아직 부족한 상황이다. 이에, 본 논문에서는 Lagrange 기법을 적용하여 생성한 파티클 집합 형태의 연기 시뮬레이션 데이터를 사실적으로 렌더링하기 위해, 전역 조영을 위한 최신 랜더링 기술인 포톤 매핑 기법을 파티클 데이터에 맞게 변형 및 확장한 파티클맵 기법을 소개하고, 개선된 파티클템 기법을 제시하여, 기존 연구와의 차이점을 보여준다. 또한 렌더링 과정에서 효율성을 높이기 위해 볼륨 렌더링 방정식의 다중 산란 항을 미리 계산하는 광도맵이라는 방법을 제시한다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.83-88
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• 2004

본 논문은 제품에 대한 비용 지불에 있어서 시간의 지연이 허용될 때 발생할 수 있는 기회비용과 그 지연에 따른 이자의 상충관계를 통해서 얻을 수 있는 이익에 관해 비용에 대해 다루었다. 여기에서 Continuous review를 고려한 (S, s)정책을 기본 가정으로 하여 주문량의 변동이 있을 수 있는 상황을 고려한다. 이러한 모델에서는 이 비용 계산의 연기 기간에 따라서 비용과 주문량의 민감한 변화를 보인다. 실제로 예를 통해 지불연기 허용에 따라서 재고 시스템 내에서 발생하는 비용의 감소와 주문량의 증가를 볼 수 있다. 또한 지불연기 기간을 허용한 경우와 그렇지 않은 경우의 비용 간 비교를 통해 구매자 입장에서 이윤을 가져올 수 있는 최소한의 지불연기 기간을 도출할 수 있다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.1-8
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• 2010

최근 컴퓨터 하드웨어 및 3D 그래픽의 기술 발전으로 많은 사용자들이 실제와 유사한 3D 그래픽으로 표현되는 것에 관심을 가지고 있다. 이러한 사용자들의 요구가 증대됨에 따라 많은 분야에서 3D 시뮬레이션이 개발 보급되고 있다. 본 논문에서는 3D 그래픽 기술을 활용하여 화재시의 건물 내에서 사람들이 대피하는 시뮬레이션 시스템을 설계하고 구현한다. 본 논문에서는 사람이 화재 시 건물을 탈출할 때 인공지능을 갖기 위해 A* 알고리즘을 사용하였으며, 화재 시에 사람의 탈출에 영향을 미치는 열과 연기를 고려하여 각 사람의 탈출 속도를 계산한다. 본 논문에서 제안하는 대피 시뮬레이션의 효과를 입증하기 위해 실제 건물환경을 모델링하여 적용하였다. 실험결과들을 통해서 본 논문에서 제안한 방법을 통하여 연기의 농도가 짙어질수록 사람의 탈출속도가 감소하는 것과 온도와 연기 농도에 의해 사람이 피해를 입고 사망하는 것을 확인할 수 있다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
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• pp.703-707
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• 2008

본 논문은 화재 발생 시 고층 건물에서 열화와 연기에 의해 거주자가 피해를 입는 것을 고려하여 초기 탈출을 계획할 수 있는 시뮬레이션 시스템의 설계 및 구현 방법을 제안한다. 화재 시에 사람들은 자신의 위치에서 가장 가까운 출구를 찾아 탈출하게 된다. 먼저 출구까지의 탈출 경로를 탐색하고 자신의 최고 속도로 이동을 시도한다. 연기 및 열화와 같은 주변의 요소에 따라서 이동 속도가 제한된다. 본 논문에서는 화재 시 사람의 속도를 저해하는 요소인 연기를 고려하여 사람의 탈출속도를 계산하고, 열화와 연기를 고려하여 사람의 피해량을 계산하여 사망 여부를 판단한다. 계산된 속도를 반영하여 고층 건물에서 화제 시의 탈출 상황을 3 차원 시뮬레이션하는 시스템을 제안한다. 실제 환경에서 사람이 문을 빠져나가는 것과 같은 환경을 만들기 위해 문의 크기에 따라 시간당 사람이 빠져나갈 수 있는 수를 제한한다. 실험결과들을 통해서 본 논문에서 제안한 방법을 통하여 연기의 농도가 짙어질수록 사람의 탈출속도가 감소하는 것과 온도와 연기 농도에 의해 사람이 피해를 입고 사망하는 것을 확인할 수 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (A)
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• pp.143-147
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• 2006

자연 현상에서 나타나는 연기나 난류의 움직임을 사실적으로 시뮬레이션을 할 때 Navier-Stokes 방정식을 이용한다. 이 방정식을 이용한 구현은 방대한 연산량과 계산의 복잡성으로 인하여 실시간 시뮬레이션이 어렵다. 이 때문에 실시간 처리를 위하여 복잡한 수식을 근사화한다. 유체 시뮬레이션의 이류(advect) 과정에서 근사화를 위해 Semi-Lagrangian 방법을 이용할 때, 연기 시뮬레이션은 시간이 지남에 따라 밀도가 현저히 줄어들고 소규모의 소용돌이(small-scale vorticity) 현상이 급격히 감소하는 등의 수치적 소실이 발생한다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해 이류항(advection term)을 계산할 때 새로운 수치적 방법을 제안한다. 본 논문에서는 이류항의 값을 구할 때, 현재 격자 주변의 값 중에서 다음 단계에 현재 격자의 위치로 오는 속도를 가진 격자를 찾아, 그 격자의 속도를 이류 속도 벡터로 활용한다. 이는 밀도와 소용돌이 현상의 수치적 소실을 줄여서 사실성을 높이고 실시간 처리도 가능하게 한다. 또한 본 논문에서는 GPU 구현을 통해 벡터 연산 등의 효율성을 높이며 시뮬레이션의 속도를 향상시킨다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.424-427
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• 2012

본 연구에서는 최근 증가하고 있는 대심도역사의 제연팬 용량에 따른 연기확산영향에 대하여 분석하였다. 시뮬레이션모델은 신금호 역사(5호선, 깊이 46m)를 대상으로 하였으며, 제연팬 용량에 따른 연기확산 영향을 분석 하였다. 현장조사 및 실측을 통하여 계측된 실제 역사의 제연팬에 관한 데이터를 화재시뮬레이션 조건으로 적용하였다. 역사전체를 해석 대상으로 하여 총 400만개의 격자를 사용하였으며, 제연팬 용량에 따른 연기확산 영향 비교를 위하여 화재 시나리오를 작성하여 Case별로 화재해석을 수행하였다. 계산 효율을 높이기 위하여 MPI병렬처리기법을 사용하였으며 해석코드는 LES(large eddy simulation) 기법을 주로 사용하는 FDS5 code를 사용하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2024년도 제69차 동계학술대회논문집 32권1호
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• pp.407-410
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• 2024

본 논문에서는 Semi-Lagrangian 이류 과정에서 역추적(Backward tracing)한 위치의 주변 속도를 Divergence-constrained MLS(Moving least squares)를 이용하여 보간하고 그 결과를 이류된 속도 데이터의 외력으로 적용해 연기 시뮬레이션의 난류 표현을 개선할 수 있는 새로운 프레임워크를 제안한다. 일반적인 MLS는 고차보간법이기 때문에 시간에 따른 연속성 보장이 안 되기 때문에 그 결과가 노이즈한 형태로 나타난다. 본 논문에서는 연기의 원본 속도와 제안하는 기법을 통해 생성된 속도 간의 각도 변화를 통해 난류를 생성하며 이를 통해 안정적이고 연기의 밀도를 이류시킨다.

• 방재와보험
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• 통권111호
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• pp.20-27
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• 2006

피난길이가 긴 장대터널에서 화재가 발생되면 생성된 연기가 상승하고 천장을 만나 터널의 길이방향으로 전파된다. 연기의 독성가스에 의해 질식하게 되는 인명피해를 줄이기 위해서는 발생한 화재의 크기에 따라 제연유속이 필요하며, 제연 팬의 용량과 신뢰성을 확보해야 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.22-28
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• 2021

본 연구는 화재진압 및 피난활동을 지원하는 딥러닝 기반의 알고리즘 개발에 관한 기초 연구로 선박 화재 시 연기감지기가 작동하기 전에 검출된 연기 데이터를 분석 및 활용하여 원격지까지 연기가 확산 되기 전에 연기 확산거리를 예측하는 것이 목적이다. 다음과 같은 절차에 따라 제안 알고리즘을 검토하였다. 첫 번째 단계로, 딥러닝 기반 객체 검출 알고리즘인 YOLO(You Only Look Once)모델에 화재시뮬레이션을 통하여 얻은 연기 영상을 적용하여 학습을 진행하였다. 학습된 YOLO모델의 mAP(mean Average Precision)은 98.71%로 측정되었으며, 9 FPS(Frames Per Second)의 처리 속도로 연기를 검출하였다. 두 번째 단계로 YOLO로부터 연기 형상이 추출된 경계 상자의 좌표값을 통해 연기 확산거리를 추정하였으며 이를 시계열 예측 알고리즘인 LSTM(Long Short-Term Memory)에 적용하여 학습을 진행하였다. 그 결과, 화재시뮬레이션으로부터 얻은 Fast 화재의 연기영상에서 경계 상자의 좌표값으로부터 추정한 화재발생~30초까지의 연기 확산거리 데이터를 LSTM 학습모델에 입력하여 31초~90초까지의 연기 확산거리 데이터를 예측하였다. 그리고 추정한 연기 확산거리와 예측한 연기 확산거리의 평균제곱근 오차는 2.74로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.8-13
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• 2006

제연설비와 스프링클러설비의 필요성을 확인하고 연기확산 가능성을 조사하기 위해 청정실 화재의 시뮬레이션을 수행하였다. 바닥면적 $39m{\times}13m$, 높이 4 m의 작업구역에 1MW의 메탄올 화재가 발생했을때, 제연설비와 스프링클러설비의 정상작동과 작동실패에 따른 연기누출 여부를 조사하였다. 제연설비가 정상적으로 작동하는 경우에는 스프링클러설비에 관계없이 연기가 안전하게 배출됨을 알 수 있었다. 화재확산과 연기발생을 억제하고 발생한 연기를 신속히 배출하기 위해 스프링클러설비가 필요하며, 스프링클러설비와 제연설비가 신속하게 작동할 수 있도록 신뢰도가 높은 스프링클러설비 헤드와 자동화재탐지설비가 필요함을 확인하였다.