본 연구에서는 수치모형을 이용하여 근해지진해일의 처오름 현상과 전파양상을 이용하여 해석하였다. 모의에 사용된 수치모형은 지진해일 거동의 해석에 적합한 비선형 천수방정식을 지배방정식으로 채택하였으며, 유한체적법을 이용하여 해석영역을 이산화 하였고 Riemann 문제를 해석하기 위하여 HLLC approximate Riemann solver와 Weighted Averaged Flux 기법을 이용하였다. 수치모형의 검증을 위하여 마찰 없는 수조에서의 수면진동문제와 원형섬 주위에서 고립파의 진행과 처오름에 대한 문제에 적용하여 각각 해석해 및 실험결과와 비교하였다. 수치모형에 의한 결과는 해석해와 수리모형실험 관측자료와 잘 일치하였다.
CAE 기반 구조최적설계법인 위상최적설계와 형상최적설계를 크레인의 경량화에 적용하였다. 붐은 단면 형상을 설계 변수로 변화시키면서 질량의 최소화를 최적설계의 목적함수로 하고 붐의 정적강도와 동적강성이 초기 모델의 성능에 비해서 저하되지 않아야 한다는 제한조건을 설정하였다. 구조해석 및 최적설계는 상용소프트웨어인 Hyperworks를 이용하여 수행하였으며 붐의 단면 형상의 변형에 따르는 요소망의 변동은 모핑 기능을 사용하여 수치 안정성을 확보하였다. 붐의 지지부는 초기 모델을 단순화시킨 설계 영역을 설정하고 이를 삼차원 솔리드 요소로 이산화한 후 위상최적설계를 수행하였다. 최적설계 결과 시스템의 전체 동적, 정적 강성을 저하시키지 않은 채로 붐은 19%, 지지부는 17% 경량화시킬 수 있었다.
광학소자나 전자소자의 코팅에 많이 이용되고 있는 Diamond-like Carbon(DLC) 박막의 복소굴절율을 광학적 방법을 사용하여 구하였다. PECVD(Plasma enhanced CVD)법에 의해 Si(100)기판과 비정질실리카 기판위에 각각 성장시킨 DLC 박막을 분광타원해석기와 분광광도계를 이용하여 타원해석 스펙트럼과 광투과율 스펙트럼을 측정하고, Sellmeier 분산관계식과 양자역학적 진동자 모델을 이용하여 분석하였다. 비정질실리카 위에 증착된 DLC 박막의 광투과영역에서 분광타원해석분석으로 굴절률 및 박막의 유효두께를 구하고 광흡수영역에서 투과스펙트럼을 역방계산하여 소광계수를 구한 뒤, 이 소광계수 스펙트럼에 최적 근사하는 양자역학적 분산식의 계수들을 회귀분석법으로 결정하여 복소굴절율을 구하였다. 그리고 모델링방법을 타워해석 스펙트럼에 적용하여 Si기판과 비정질이산화규소 기판위에 증착된 DLC 박막의 조밀도, 표면거칠기 등 박막상수를 박막의 성장조건에 따라 분석하였다.
최근 컴퓨팅 환경은 네트워크의 급속한 확산과 더불어 신개념 컴퓨팅 디바이스의 등장으로 다양한 삶의 영역에 컴퓨팅을 적용하는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경이 되고 있다. 이러한 환경은 물리적 객체와 디지털 정보가 유기적으로 연계되어 사용자에게 컴퓨팅을 통한 편리한 생활 환경을 제공하는 방향으로 발전하고 있다. 이러한 컴퓨팅 발전 추세에 따라 다양한 물리적 객체와 디지털 정보를 연동하기 위하여 바코드 등의 이미지 코드나 RFID등을 이용한 태그 인터페이스에 관한 여러 연구가 진행중이다. 본 논문에서 제안하는 하이브리드 태그 인터페이스는 폭넓게 사용되고 있는 이미지 코드와 근래에 다양한 영역에 적용되는 RFID를 결합하여 사용하는 인터페이스 모델로서, 물리적 객체에 관련된 다양한 정보를 이미지 코드와 RFID를 혼용하여 그 관계에 따라 듀얼, 부분, 연관, 속박, 이산의 5가지 모델로 정립하였다. 하이브리드 태그 인터페이스는 이미지 코드와 RFID 같은 태그 인터페이스의 장단점을 분석하여 사용자의 편의성을 향상시키고 적용 어플리케이션을 다양화 함으로써 효율적이고 편리하게 적용가능한 태그 인터페이스이다.
하구나 연안에서 해수의 순환형상을 모사(模寫)하게 위해 천수방정식(淺水方程式)을 여러 가지 경계조건 하에서 수치해석하였다. 공간영역은 Galerkin방법으로 이산화(離散化)하였으며 시간영역에 대해서는 유한차분법(Crank-Nicolson방법)을 사용하였다. 네 가지 검정실험이 해석적인 해가 있는 일차원 수로에서 행하여졌으며, 해석해를 구할 수 없는 이차원 모형에도 적용되었다. 해석해가 있는 경우 수치모사 결과가 이와 잘 일치하였으며, 이차원 모형에서의 결과도 매우 합당함을 알 수 있었다. 또 일차원 문제에서 4점 bilinear요소와 삼각형 요소를 사용한 결과를 각각 비교하였으며 시간적분도 2단계 Lax-Wendroff방법을 사용하여 결과를 비교하였다. 음해법을 사용할 경우 비교적 정확한 결과를 얻을 수 있으나 요소의 갯수가 많아지면 구성되는 대수방정식(代數方程式)이 커지기 때문에 각 시간마다의 계산량이 엄청나게 늘어나게 되며 양해법을 사용할 때는 원하는 만큼의 정확한 결과를 얻기 위하여 시간간격이나 공간격자 간격을 선정하는데 각별히 유의하여야 할 것이다.
시추공 지중레이다 고주파수 전자기파 전파와 관련된 현상은 복잡하다. 그 물리적 과정을 보다 잘 이해하기 위해서 본 연구에서는 원통좌표계에서 맥스웰방정식의 유한차분 시간영역 해를 이용하였다. 이 방법은 시추공간 레이다탐사에서 전자기파의 전파형을 모델링할 수 있다. 그리고 원통좌표계는 계산 효율이 높고, 파동장의 3 차원적인 기하학적 확산을 정확하게 계산할 수 있으며 또 작은 크기의 시추공을 이산화할 때 효과적이다. 수치계산 결과를 통해 물로 채워진 시추공은 전파 파형에 영향을 주는 강한 도파관 효과를 일으킬 수 있으며, 그 도파관 효과는 시추공의 크기와 안테나의 길이에 의존한다.
본 연구에서는 이미지 기울기 영역에서 포아송 방정식을 이용한 빠른 이미지 재구성 기법을 제안한다. 포아송 방정식을 사용하는 이 접근법에서, 유도된 벡터 필드는 제 1 단계에서 선택된 영역 내에서 원본과 대상 이미지를 사용함으로써 생성된다. 다음으로, 유도된 벡터는 결과 이미지를 생성하는데 사용된다. 우리는 원하는 기울기 집합과 데이터 항을 근사화하는 2차원 함수를 재구성하는 문제를 분석했다. 결합된 데이터와 기울기는 원본 이미지에 가깝게 머무르는 동안 이미지 기울기를 수정하는 것처럼 작동 할 수 있다. 이 공식으로부터 우리는 물리학에서 알려진 포아송 방정식을 찾아냈다. 이 방정식은 FFT 도메인의 문제에 대한 효율적인 해결책을 제시한다. 이것은 2차원으로 알려진 포아송 모델을 해결하고 기울기 비례축소는 라플라스를 확실하게 일반화하는 잘 정의된 선명한 필터임을 공간 필터에 잘 나타냅니다. 포아송 모델을 기반으로 이산 코사인 변환을 사용하여 결과를 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 웨이브렛 변환과 신경망 기반 얼굴 인식 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 일정한 조도 상태에서 두 개의 영상을 그레이 레벨로 취득하고 가우시안 필터를 이용하여 영상 내에 존재하는 잡음을 제 거한 후 배경영상과 얼굴이 포함된 입력영상의 차를 구하여 차영상에 대해 축소와 팽창과정을 통한 전처리 과정을 거치게 된다. 그리고 팽창 영상으로부터 마스크를 생성하여 마스크를 얼굴이 존재하는 원 영상에 투영하여 배경과 얼굴을 분할하고 분할된 얼굴영상의 에지를 조사하여 눈, 코, 입, 눈썹 그리고 뺨이 포함된 사 각 모양의 특징영역을 검출한다. 그리고 특징영역에 대해 이산 웨이브렛 변환을 수행하여 특징벡터를 추출하고 정규화한 후 신경망의 입력벡터로 하여 학습에 의한 인식을 수행한다. 시뮬레이션 결과 학습된 영상에 대해서는 100%의 인식률을 보였고 학습되지 않는 실험적 영상에 대해서도 92%의 인식률을 나타내었다.
파고와 주기 그리고 수심의 함수로 정의된 이류계수를 파고와 주기에 대한 결합분포함수와 확률적으로 결합하여 수중둔덕의 이동율을 예측할 수 있는 해석해를 유도하였다. 파랑의 비선형성에 의하여 유발되는 하상에서의 흐름이 표사의 이동을 유발한다는 가정하에 개념적 모형의 표사이동량 방정식을 사용하였다. 표사보존식에 표사이동량을 대입하여 시간에 따른 해저면의 변동을 나타내는 비선형 이류-확산 방정식을 얻을 수 있었다. 해석해에 의하면 수심이 증가할 수록 수중둔덕의 이동율은 지수적으로 감소하는 경향을 보였다. 그러나 스펙트럼에서 주파수 영역의 폭을 정의하는 계수, v의 값이 커지면 수중둔덕의 이동율은 증가하였다. 해석해에 의하여 예측된 수중둔덕의 이동율은 관측자료보다 과대평가하는 경향을 나타내나, 해석해를 유도하는 과정에 내포된 이론식의 제약성 및 입력자료의 부정확성 등을 고려할 때 전반적으로 해석해의 결과는 관측자료와 잘\ulcorner 일치한다고 볼 수 있다. 특히, 수심의 변화에 따른 해석해의 거동은 대상영역 외해에서 추정된 자료를 이용하여 이산화 기법으로 추정된 결과와 매우 잘 일치하였다.
본 연구는 효율적이며 정확한 격자생성기법인 분할격자기법을 이용하여 댐붕괴 흐름을 수치모의한다. 분할격자기법은 부분적으로 비구조격자를 사용하지만, 대부분의 흐름영역을 균일한 크기의 Cartesian 격자로 이산화한다. HLLC Riemann 근사해법과 TVD-WAF기법의 유한체적기법을 적용하여 흐름률을 계산하고 분할격자의 영역을 위한 수치모형을 구성한다. 수치모형을 검증하기 위하여 이상적인 하도에서의 정상류, 불균일하도에 의해 형성되는 정상류 및 사각형수조의 자유진동흐름을 모의하여 해석해와 비교하였다. 마지막으로, 실험수로에서 발생한 댐붕괴파의 흐름을 모의하여 관측값과 비교하여 정확하고 안정된 결과를 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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