설마천 및 청미천 시험유역에서 측정된 증발산량은 강수량 대비 약 20%이상으로 유출해석에 있어 큰 부분을 차지하고 있다. 시험유역 이외의 유역에서는 증발산 측정자료 확보가 어려워 이와 관련된 연구는 측정자료의 확보가 가능한 지역 혹은 기후변화자료를 이용한 연구가 주를 이루고 있다. 특히, 전국을 대상으로 하는 장기유출해석에 있어 유출량 자료를 활용하여 증발산량까지 추정하는 것에는 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 이에 대한 대안으로 하천의 유출량과 WHAT모형을 이용하여 계산된 기저유출량을 동시에 고려하여 증발산량의 예측능력을 향상할 수 있는 방안을 제시하였다. 유출해석모형으로는 전국유역조사에서 활용되고 있을 뿐만 아니라, 증발산량 계산을 위하여 다양한 기법의 활용이 가능한 K-BASIN(PRMS)모형을 활용하였고, 매개변수 최적화를 위하여 하천유량뿐만아니라 기저유출량을 대상으로 Monte-Carlo 시뮬레이션을 수행하였다. 용담댐 시험유역에 적용하여 각 샘플의 하천유량과 기저유출량에 대하여 NSE 및 Pbias를 검토한 결과, 유출량에 대하여 NSE가 최고(0.9이상)인 샘플의 경우 관측된 증발산량과 상당한 차이를 보였으나, 유출량과 기저유출에 대하여 NSE가 최고(유출에 대한 NSE가 0.8, 기저유출량에 대한 NSE가 0.6)인 샘플의 경우에는 관측된 증발산량의 패턴을 유사하게 모의하였다. 추후 본 연구에서 제시된 기법의 타수계 적용 등의 추가적 검증을 통하여 장기유출해석시 증발산량의 예측정확도를 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.
가상현실은 프로그래밍, 시뮬레이션, 컴퓨터 그래픽스 등 다양한 학문의 종합체이며 이러한 형태의 새로운 문화적 패러다임의 등장은 우리에게 새로운 개념의 콘텐츠 개발 방법과 정보교류방식을 요구하고 있다. 본 연구에서는 3D 가상현실 기술을 이용하여 I-Bench Mobile 이라는 새로운 장비를 통해 사용자와 인터렉티브가 가능한 가구배치 시뮬레이션을 제안한다. 이것은 3D로 제작이 되며 물리 및 중력을 적용한다는 점에 강점을 두며, 또한 스냅샷 기능을 통해 고객들이 가구를 자신이 원하는 장소에 배치하여 궁극적으로 고객 만족도 향상을 목표로 하고 있다. 가상증강현실기술을 이용한 소프트웨어를 개발하는 본 연구 과정은 공학계열의 컴퓨터학과와 예술계열의 영상 예술 디자인학과, 시각 디자인 학과와 같은 다양한 학과들에서 다루는 교육과정의 작업이 필요하므로 단지 코딩 기술이 아닌 여러 학문의 기술들이 함께 어우러진 융합 IT기술 교육의 좋은 사례라고 할 수 있다.
전자기 유도형 무선전력전송에서는 송신 코일과 수신 코일의 상대적 위치에 따른 자기장 분포와 동력 전달 효율이 매우 중요하다. 본 연구는 ECG 센서를 사용한 HFSS 시뮬레이션 결과를 실제 측정 결과와 비교하였다. 시뮬레이션 결과 송신 코일과 수신 코일 간의 정렬이 어느 정도 변경 되더라도 전송효율은 비교적 안정적으로 유지 될 수 있음이 나타났다. 수신 코일의 중심이 송신 코일의 중심과 완벽하게 일치하면 전송효율이 최대가 되며, 수신 코일의 중심이 송신 코일의 중심으로부터 ± 10mm 내의 이동은 전송효율의 감소가 크지 않음을 확인 하였으며, 무선 전력 전송 시스템의 성능이 크게 저하되지 않는 것으로 확인 되었다. 본 결과는 이식형 센서를 위한 무선 전력의 활용에서 무선 전송의 표준화 된 적용 방법을 제안한다. 이를 통해 이식형 임플란트의 개발에 있어 무선전력전송에 대한 기준을 제시하고, 관련 디바이스의 개발에 적용 할 수 있을 것으로 판단된다.
시간 순서 보전을 만족하는 프레임내 시간 슬롯의 배치 방법에는 임의, 연속, 주기 배치 방식 등이 있다. T-S-T 스위치 구조의 각 입력, 출력, 정터 시간스위치를 256개의 시간슬롯으로, 공간 스위치를 2*2로 구성하고, 시뮬레이션 검색횟수를 32회로 한정하며, 각 경우에 대한 시뮬레이션 시간은 10만 단위로 설정하였다. 시뮬레이션에 적용된 다중호는 기본호, 2배호, 6배호로 한정하였다. 부가된 기본호:2배호:6배호의 구성을 8:1:1, 6:2:2, 4:3:3 로 달리하면서 스위치에 트래픽을 할당하며 트래픽에 따른 호손율을 구하였다. 요약하면, 동일한 트래픽을 부가하였을 때 다중호의 배치 방식은 임의, 연속, 주기 방식의 순서로 호손율이 낮은 결과가 도출되어 다중호의 호손율이 제일 낮은 방식은 주기적 배치방식임을 알 수 있었다.
본 논문은 주기적 진동 문제를 연구하기 위해 Runge-Kutta(RK)-Butcher 알고리듬이 소개되었다. RK-Butcher 알고리듬을 사용하여 얻어진 시뮬레이션 결과와 고전적인 4차 RK(4) 방법을 통해 얻은 결과들을 제안한 알고리듬의 성능을 확인하기 위하여 몇몇 주기적 진동 문제들의 정확한 해와 비교하였다. RK-Butcher 알고리듬의 시뮬레이션 결과는 항상 문제의 정확한 해 RK(4) 방법보다 더 근접한 결과를 줌이 확인되었다. 정확도 측면에서 RK-Butcher 알고리듬이 RK(4) 방법과 비교해볼 때 우수함을 알 수 있다. 제안한 RK-Butcher 알고리듬은 프로그램 언어로 쉽게 구현할 수 있으며 임의 시간에 종료해도 훌륭한 근사적인 해를 얻을 수 있다. RK-Butcher 알고리듬은 짧은 시간내에 이상적인 정확한 해에 근접한 결과를 주기 때문에 궤도 와 두 물체의 문제를 연구하는데 훌륭한 수치 알고리듬으로 적용 가능하다.
본 논문에서는 창고관리시스템 시뮬레이터를 설계/구현하였다. RFID와 USN을 활용한 유 무선 네트워크 기반 하에 창고에 보관될 물품을 고려하고, 창고에 대한 최적설계 작업을 지원하는 시뮬레이션 툴은 현재 없다. 또한, 물품 입고 후 창고 모니터링을 통해 온도, 습도, 조도 등 상태 변환 정보에 의한 출고시기 결정 등 물품보관 방법에 대한 전용 시뮬레이션 툴도 없다. 본 논문에서는 창고의 설계도면을 도해할 수 있는 기능을 구현하였다. 그리고 도시된 도면위에 센서 노드와 RFID 태그를 부착한 팔레트의 이동 정보 및 위치한 곳의 상태 변환 정보(온도, 습도, 조도)를 수신하여 이를 다양한 방법으로 분석할 수 있는 시뮬레이터를 설계/개발 하였다. 본 논문을 통해 물류 시스템의 최적 운용을 위한 창고의 설계 방식과 창고내의 운영을 사전 시뮬레이션 함으로써 재고정확도, 공간 설비 활용도, 제품처리능력 향상으로 제품망실, 보관위치 오지정, 피킹시간을 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.
최근에는 열유체, 물리, 화학, 구조동역학, 전산설계 등의 응용과학 분야의 교육 및 연구에 실제 실험이 아닌 슈퍼컴퓨터 및 고성능 네트워크 기반의 사이버 인프라에서 과학적 가정에 의해 복잡한 공학문제를 수치적 모델링과 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 해결하는 계산과학을 이용하는 최적의 방법론 및 기법들의 연구의 필요성이 증대되고 있다. 본 논문에서는 컴퓨팅 시뮬레이션 기법을 활용한 실험 체험형 교육의 일환으로, 이공계 교수, 학생, 연구자, 산업체 인력 등이 사이버 인프라스트럭처 기반으로 최신 시뮬레이션 SW를 활용하여 차세대 교육 연구를 융합할 수 있는 EDISON 개방형 통합 플랫폼을 제시한다. EDISON 플랫폼은 사용자들에게 보다 쉽고, 편하고, 효과적인 서비스 제공을 위해 3계층(EDISON 응용 프레임워크, EDISON 미들웨어, EDISON 인프라 자원)으로 구성되고 5개 분야(열유체, 화학, 물리, 구조동역학, 전산설계) 문제해결 환경을 위한 교육 연구용 웹 포털 서비스를 제공한다.
코로나19 상황에서 교육산업은 4차 산업혁명의 핵심기술을 기반으로 다양한 지능 정보기술을 도입함으로써 기존의 이러닝(e-Learning)에서 한 단계 진화한 '에듀테크' 개념을 정리하고 다양한 컨텐츠를 통하여 확산시키고 있다. 한편, 각종 산업은 기존의 비즈니스에 새로운 기술의 적용을 통하여 신산업을 창출하고 있으며, 새롭게 나타나는 문제를 해결할 수 있는 기존의 전통적인 ICT 기술과 산업 비즈니스를 이해하는 인력의 양성을 필요로 하고 있다. 그러나, 기존의 단방향 지식전달의 고전적인 이러닝 또는 일부 대화형을 구축한 양방향 소통체계로는 이러한 인력을 양성하기 위한 콘텐츠를 구축하기에 어려움이 있다. 이에 따라 본 연구에서는 기존의 양방향 소통체계를 기반으로 교육자가 실시간으로 학습자와 소통하며 문제해결형 교육을 진행할 수 있는 협동형 이러닝 시스템에 대한 연구를 수행하였다. 그 결과, 콘텐츠에 대한 프레임과 프로토타입 개발을 통하여 수업에 일부 적용하고, 교수자 및 학습자의 효용성 분석을 통하여 실제 수업에 적용하기 위한 시뮬레이션 기반 협동형 콘텐츠로써 적합함이 나타났다.
자동차용 ABS/TCS 시스템의 기존 개별소자 회로를 시험하고, 시스템의 문제점을 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석하였다. ABS/TCS 시스템의 성능을 개선하기 위해 에러 보상회로, 비교기 및 UVLO 회로를 가진 인터페이스 IC를 설계하고, 전기적 특성을 조사하였다. 전압 조절기는 자동차 환경에 견디기 위해 $-20^{\circ}C$에서 $120^{\circ}C$ 사이의 온도 범위에서 온도변화를 보상하도록 하였고, ABS와 브레이크는 같은 주파수와 다른 주파수의 듀티 계수를 사용하여 분리하였다. UVLO 회로와 정전압 회로는 잡음을 제거하기 위해 적용하였고, 과도 전류를 제한하기 위해 보호회로를 사용하였다. ABS/TCS 시스템의 전기적 성능을 향상시키기 위해 IC 제조를 위한 레이아웃을 설계하였다. 제작된 마스크 패턴은 11개로 구성하였으며, 전류 손실을 줄이기 위해 8개의 패드를 유효하게 배치하였다. 브레드보드 시험치와 레이아웃을 설계한 후 시뮬레이션의 시험치를 비교한 결과 시뮬레이션과 브레드보드 실험치가 거의 일치하거나 우수한 결과를 가짐을 알 수 있었다.
앨버트로스는 동적 활공 기법을 이용하여 수평풍으로부터 에너지를 얻어 날갯짓 없이 장거리를 비행할 수 있다. 이러한 동적 활공 기법을 유/무인기에 적용하여 비행체에 요구되는 자원을 최소화하고 경량화, 소량화를 달성하여 주어진 임무를 효과적으로 수행할 수 있다. 본 논문에서는 앨버트로스의 동적 활공 기법을 모사하기 위하여 최적의 동적 활공 비행 궤적을 도출하고 이를 추종하기 위한 제어 구조를 설계하여 시뮬레이션을 진행한다. 특히나 동적 활공 시뮬레이션을 더욱더 현실과 근접하게 모델링하기 위해 매 순간 변화하는 수평풍 모델을 제안한다. 이를 통해 시변 수평풍 모델이 무인 비행체의 동적 활공 임무를 수행하는데 미치는 영향을 파악하고 분석한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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