• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.58-65
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• 1994

계산격자크기의 변화에 따른 해의 특성을 이해하는 것은 중요하며, 특히 벽함수를 사용하지 않는 난류모형을 사용할 때 더욱 그러하다. 본 논문에서는 배주위의 3차원 난류유동장에 대한 수치해의 격자의존성에 대한 수치계산적인 조사를 수행한다. 본 연구에서는 수정된 sub-grid-scale 난류모형과 함께 유한체적법을 사용하며 복잡한 배의 기하학적 형상에 적합한 비직교의 곡선좌표계를 수치적으로 만들어 사용한다. 그리고 수학선형인 Wigley 선형과 Series 60($C_B=0.8$) 선형에 대하여 수치계산적인 연구를 수행하고, 수치해의 격자의존성을 보이기 위하여 여러가지 격자크기에 대한 계산결과들을 서로 비교하였으며 실험결과와도 비교해 보인다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제36권2호
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• pp.123-129
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• 2013

본 연구는 선형가속기의 회전불균형의 영향으로 발생 되는 CBCT 영상의 setup 오차 변화를 분석하여, 회전불균형에 대한 정도관리의 필요성을 연구 하였다. CBCT 시스템의 3차원 체적영상모드를 이용하여 $360^{\circ}$ 회전과 $180^{\circ}$ 회전으로 Catphan503 팬텀과 균질 팬텀의 3차원 영상을 획득하였고, setup 오차를 측정하기 위해 나선형 CT의 기준영상과 함께 비교 분석 하였다. 표준 정도관리의 절차를 시행하여 정상적인 상태를 확인하고, 임의적으로 갠트리의 회전균형을 조절한 후, 균형상태와 불균형상태의 각각 CBCT 영상에 대하여 X, Y, Z, Roll, Pitch, and Yaw의 6차원적 관점에서 setup 오차를 측정하고 분석하였다. Setup 오차의 변화율은 갠트리 회전균형의 조정 전 후를 확인한 결과, 직교 좌표계는 $360^{\circ}$의 회전에서 X축 방향으로 0.6 mm, Y축 방향으로 0.5 mm, Z축 방향으로 0.5 mm의 최대 변화율을 보였다. $180^{\circ}$의 회전은 X축 방향으로 0.9 mm, Y축 방향은 0.2 mm, Z축 방향은 0.3 mm의 최대 변화율을 보였다. 또한 회전 변환계는 회전 불균형이 커질수록 평균적인 값의 차이가 점점 증가하였고, 최대값은 $1.1^{\circ}$를 나타내었다. 영상의 분해능은 균형 조정 전 후 영상분석 툴에서 2 lp/cm 차이를 나타내었다. CBCT 시스템의 정도관리는 기준 권고안을 만족하였다. 갠트리의 회전 불균형이 클 때, setup 오차의 직교 좌표계의 변화는 크지 않았으나, 회전 변환계의 변화율은 기준 권고 값인 $1^{\circ}$에 해당하는 값과 초과하는 $1.1^{\circ}$를 나타내었다. 이는 갠트리의 불균형이 setup 오차에 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 또한 회전 변환계의 setup 오차에 대한 6차원적인 보정이 더욱 요구됨을 알 수 있다. 그러므로 정확하고 정교한 영상유도 방사선치료를 수행하기 위해서는 갠트리의 균형도를 확인해야 하며, 정도관리 항목으로 추가되어야 한다고 사료되어진다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제44권3호
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• pp.48-60
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• 2007

기존의 연구에서는 홍채 특징 추출을 위해 검출된 원형 홍채 영역을 직교 사각형 홍채 영상으로 스트레칭 및 보간 하는 작업을 수행하였다. 이러한 경우 실제 홍채 특징이 왜곡되는 현상이 발생한다. 본 논문에서는 홍채 영상의 왜곡 없이 정확하게 홍채 특징을 추출할 수 있는 방법을 제안한다. 본 연구는 다음과 같은 세 가지 장점을 가지고 있다. 첫 번째, 극좌표 원형 영상 방식을 이용하여 기존의 직교 사각형 영상 방식보다 인식 성능 면에서 우수하다는 점을 해밍거리, 코사인거리, 유클리디안 거리의 3가지 metric을 이용하여 실제로 비교해본 점이며, 두 번째, 최근 홍채인식 연구의 주된 흐름인 품질이 좋지 못한 Non-Ideal 홍채 영상 중 하나의 형태인 홍채 카메라의 중심을 쳐다보지 않은 상태에서 취득된 홍채 영상의 동공과 홍채 중심 위치가 많이 차이나는 경우에 동공과 홍채 경계를 각각 원형 경계 검출로 경계를 찾은 후, 영상에 대한 보간(interpolation)없이 극좌표 원형 홍채 영상에서 직접 특징을 추출함으로써 홍채인식의 성능을 향상한 점이다. 마지막 세 번째는 극좌표 원형방식을 사용할 경우 발생하는 중복 포인트 문제를 해결한 것이다. 이러한 중복 포인트들은 같은 위치에서 여러 홍채 특징을 추출하는 현상을 야기함으로서 저주파 홍채 특징을 생성하는 결과를 낳게 된다. 즉, 홍채 특징의 신호 변화가 실제로 존재함에도 불구하고 같은 위치에서의 여러 홍채 특징들을 추출함으로써 파형변화가 적은 비슷한 홍채 신호를 만들게 된다. 중복 포인트가 주기적으로 많이 발생하는 동공부근의 첫 번째 트랙에 가버필더 적용 시 필터의 주파수를 작게 하여 중복 포인트에 의해 발생된 저주파 홍채 신호를 정확하게 추출하게 함으로써 홍채 인식 성능을 향상 시킨 점이다. 실험 결과, 기존의 직교 사각형 영상 기반 방식이 EER 0.29% 와 d'값 5.8 이였으며, 제안하는 극좌표 원형 방식이 EER 0.16% 와 d'값 6.4로 인식 성공률이 보다 높음을 알 수 있었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제12권1호
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• pp.78-89
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• 1995

상대론올 포함한 행성의 운동방정식을 중심으로 9개의 행성과 달, 그리고 4개의 소행성을 포함한 태양계의 n체 문제를 다루었다. 이 기본방정식에 지구와 달의 figure potential과 지구의 solid tidal effect를 외력으로 하는 섭동방정식을 추가하였다. 지구의 orientation을 J2000.0을 기준으로 하는 세차와 장동에 관한 식을 채택하였고, 달의 orientation에 대해 서는 J2000.0을 기준으로 하는 달의 칭동 모델을 션택하고 Eckert의 행성섭동효과를 추가 하였다. 각각의 subroutine별로 테스트를 거쳐 이들을 결합하여‘SSEG (Solar System Ephemerides Generator)’ 라는 소프트웨어 package를 개발한 후, CRAY-2S 슈퍼컴퓨터를 사용하여 프로그램을 수행하였다. 기준 시각인 JD2440400.5를 기준으로 하여, 1일 간격으로 40,000일 (약 110년) 동안 각 행성의 위치 (태양중심 황도직교좌표값)를 계산한 후, 이 결과의 정확도를 검증하기 위하여 JPL의 DE200 자료와 우리의 결과를 비교하였다. 이 연구로부터 얻은 결과로서 행성들의 위치 성분에 대한 최대오차가 100년 동안 $\pm2\times10^{-8}AU(약\pm3km)$ 이하로 나타났다

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.354-359
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• 2013

일반적으로 건축물의 설계시 풍동 실험을 통한 풍환경의 평가를 수행하고 있으며, 이는 환경 영향 평가법에서 정한 건축 사업 시행 시 수반되어야 할 자연환경, 생활환경 그리고 사회경제환경의 영향 평가의 일환으로 실시되고 있다. 그러나, 풍동 실험의 경우 여러 가지 현실적 제약조건으로 설계와 실험의 피드백 (Feedback)이 원활하지 못하며, 특히 대상 건축물이 공장과 같이 대기 오염원이 되는 경우 실험은 더욱 어려운 형편이다. 이에 대한 보완책으로 전산 유체 역학을 이용한 건축물의 풍압 해석에 의한 풍하중 추정이나 인접 지형-지물의 영향을 고려한 건축물 주위의 풍환경 평가가 있다. 전산 모사에 의해 풍동 실험의 미비점을 보완하고, 보다 상세한 정보를 확보함으로써 건축물의 구조적 안전성의 증대와 환경 피해 감소를 기할 수 있다. 그러나 복잡한 지형-지물이나 건축물 주위의 풍환경에 대한 전산 모사는 주로 두 가지의 기술적 어려움을 수반하게 되다. 그 중 하나는 고정 경계면을 이루는 형상의 복잡성으로 인해 기존에 많이 이용하고 있는 Body-fitted 격자계를 이용하는 경우, 격자 생성 과정이 매우 복잡하고 어려울 뿐 만 아니라 생성된 격자가 주로 비정렬 (unstructured) 특성을 갖게 되어 수치해석 과정의 효율을 저하시키는 요인이 되며, 격자의 형상도 수치해석의 수렴성을 저하시키는 예가 많다. 다른 어려움으로 풍환경은 전형적인 난류 유동장으로서 난류의 전산 해석은 아직도 해결하지 못한 부분이 많다는 점이다. 이에 본 논문에서는 복잡한 지형-지물이나 건축물의 풍하중과 풍환경의 전산 모사 기술 확보를 위하여 수행중인 연구의 일환으로 물체 형상의 기하학적 복잡성의 극복을 위한 가상경계법 (Immersed Boundary Method)과 난류 유동장의 물리적 엄밀성을 높이기 위한 다와동 모사 (Large Eddy Simulation)을 이용한 물체 형상과 무관한 유동장 해석 기술 개발에 대하여 다루고자 한다. 먼저 최근에 유동 해석에 이용되는 방법인 가상경계법(IBM)은 물체를 포함한 전체 전산 영역을 직교 좌표계에 의해 이산화하고, 유동장내 존재하는 물체의 표면에서의 점착 조건을 만족시키기 위하여 지배 방정식에 적절한 외력을 추가로 고려하는 방법이다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용하여 경계층에 위치한 건물 형상의 각진 물체 주위 사이에 형성되는 공동 내부의 비정상 유속 및 압력에 대한 전산 해석을 수행하고, 풍상측 전면에 형성되는 경계층에 의한 영향을 분석하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.13-20
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• 2024

본 논문에서는 유동체를 해석할 수 있는 수치해석기법 중 하나인 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)의 병렬해석 알고리즘이 소개된다. 무요소법(meshless method)의 SPH는 연속체 거동을 입자기반으로 표현하기 때문에 컴퓨팅하는데 높은 자원을 요구한다. 그래서 병렬해석 알고리즘은 SPH 시뮬레이션에서 필수적으로 고려되어야 한다. 계산영역을 일정한 간격으로 분할시켜 독립적으로 해석하는 영역분할 알고리즘은 병렬해석 알고리즘 중에 가장 대표적인 방법이다. 그리고 그 중 Cartesian 좌표계의 영역분할 방법은 입자들의 좌표를 빠르고 편리하게 검색할 수 있는 장점이 있어, DEM(Discrete Element Method)이나 MD(Molecular Dynamics)에서 대중적으로 사용되고 있다. 그러나 SPH의 경우 입자들이 smoothing 길이 이내의 주위 입자 정보가 필요하기 때문에 분할 영역 간의 입자정보 공유가 중요하다. 그리고 이에 따른 CPU의 로드밸런스가 중요하다. 본 연구에서는 직교 영역분할의 크기를 동적으로 미소화 시켜 잉여 CPU가 발생하지 않도록 하는 높은 병렬효율성의 알고리즘이 제안되었다. 그리고 수치해석 모델을 통하여 효율성을 검증하였다. 유동체 모델에 대해 총 30 CPU까지 제안된 방법의 병렬효율성을 검토하였고, 28개의 물리적 코어 수까지 90%의 병렬효율성을 얻을 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.117-126
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• 2008

최근 높은 해상도의 볼륨 데이터를 획득할 수 있게 되면서 제한된 용량의 메모리를 가진 그래픽 하드웨어에서 대용량 볼륨 데이터를 렌더링 하는 방법이 필요하게 되었다. 대용량 볼륨 데이터의 렌더링 방법 중 데이터를 적절히 분할하여 순차적으로 처리하는 블리킹 (bricking) 방법이 많이 사용된다. 그러나 일반적인 블리킹 방법은 직교 좌표계를 사용하는 CT와 MR 데이터를 위해 고안된 것으로, 원환체 (torus) 좌표계를 사용하는 부채꼴 형태의 초음파 볼륨 데이터에 적용하면, 관측광선이 블릭 (brick)의 곡면경계로 진입한 후 다시 빠져 나갈 때 동일한 블릭이 GPU메모리에 두번 적재되는 경우가 발생한다. 본 논문에서는 초음파 볼륨을 랜더링 할 때 반복적인 텍스쳐 스위칭이 발생하지 않도록 블릭의 크기를 결정하는 방법을 제안한다. 블릭의 경계는 곡면으로 되어 있으므로 이들의 곡률을 계산하여, 관측광선이 동일한 블록을 두 번 참조하는 영역을 찾는다. 이 영역에 해당하는 복셀들을 인접한 두 블릭들이 공유하도록 크기를 정하면 둘 중의 한 블릭에서만 재샘플링하게 함으로써 블릭이 중복 적재되는 것을 피할 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권4호
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• pp.349-360
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• 2012

본 연구에서는 3차원 점성 흐름에 적용될 수 있는 비정수압 자유수면 모형을 수평방향 직교 곡선좌표계에서 개발하였다. 개발된 수치모형은 엇갈린 격자를 사용함으로써 발생되는 자유수면에서의 경계조건 종결 문제를 수면층 방정식을 도입하여 해결하였으며, 난류의 유동 해석을 위한 폐합식으로 등방성의 k-${\varepsilon}$ 난류모형을 이용하였다. 본 연구에서 운동량방정식은 이송-확산항만으로 중간단계의 유속을 예측하고, 압력 및 중력을 포함하는 생성항과 연속방정식을 결합하여 다음 시간단계의 유동장을 결정하는 계산 단계 분리법을 이용하였다. 수치모형의 적용성 평가를 위하여 폐쇄된 2차원 수조에서의 취송류, 급경사를 가지는 2차원 수로에서의 흐름, 원심력에 의한 이차류 흐름특성 분석을 위한 3차원 급변 만곡류에 대한 모의를 실시하였다. 수치모의 예측치는 수리모형 실험값과 수위, 유속, 난류특성 등에서 일치하는 양상을 보이는 것이 확인되었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.94-102
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• 2005

본 연구는 3축 가속도센서를 소형 센서모듈로 구성하고 이를 사람의 신체 부위에 부착하여 센서의 3차원적 방향에 구애되지 않고 동작에 의한 중력방향의 가속도를 계산할 수 있는 장치와 알고리즘을 개발하였다. 센서모듈을 이용하여 컴퓨터 시스템에 의해 사람의 보행 및 동작을 측정하기 위해서는 정량적인 처리가 가능하도록 데이터를 가공하여야 한다. 센서모듈로부터 데이터의 획득, 가능한 범위의 직교 좌표계로 변환, 중력방향의 단일 스칼라 값 변환의 과정으로 센서 출력 데이터를 정규화 하였다. 정규화된 센서 데이터를 사용하여 보행 패턴 중에서 걷기 횟수를 구분할 수 있는 알고리즘을 적용한 개인휴대정보단말용 응용 프로그램을 작성하였다. 연구실 환경에서의 실험에서 개발된 알고리즘 및 장치의 보행수 측정 정확도는 약 97%이었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권2호
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• pp.204-213
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• 2000

This study deals with jet impingement, which is extensively used in the process industries to achieve intense heating, cooling or drying rates and also widely employed as a test flow for turbulent models due to its complex flow configuration, on a flat plate by numerical methods. In this calculation, the finite volume method was employed to solve the Navier-stokes equation based on the non-orthogonal coordinate with non-staggered variable arrangement. To get a better understanding for the fluid flow and heat transfer characteristics of the turbulent jet impingements, $k-{\varepsilon}-{\overline{v^{'2}}}$ turbulent model was adapted and compared with the experimental data and the result of standard $k-{\varepsilon}$ turbulent model. Numerical calculations were carried out with various flow rates, nozzle to plate distances. In the case of the axisymmetric jet impingement on a flat plate, $k-{\varepsilon}-{\overline{v^{'2}}}$ turbulent model showed better agreement with the experimental data than the standard $k-{\varepsilon}$ turbulent model in the prediction of the mean velocity profiles, the turbulent velocity profiles. the turbulent shear stress and the heat transfer rate. The highest heat transfer rate can be obtained when the impingement occurs within the potential core..