• Title/Summary/Keyword: 특성화 요소

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하상변동 수치모의를 위한 유한요소법 알고리즘 개발 (Development of FEM Algorithm for Modeling Bed Elevation Change)

  • 김태범;최성욱;민경덕
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.588-593
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    • 2006
  • 자연하천은 일반적으로 만곡수로나 사행수로 형태를 보이고 있으며, 직선수로에서와 달리 원심력에 기인한 이차류 영향을 받게 된다. 이차류에 의해서 수면에서는 만곡부 바깥쪽으로, 하상에서는 만곡부 안쪽으로의 흐름특성을 보이게 된다. 만곡부 안쪽으로 가해지는 하상 전단응력에 기인하여 하상에서의 입자가 만곡부 안쪽으로 이송되며, 결과적으로 만곡부 안쪽에는 점사주가, 바깥쪽에는 소(pool)가 생성된다. 또한 지형경사의 생성으로 입자에 가해지는 중력효과도 변화된다. 따라서 이와 같은 자연하천의 흐름과 하상변동을 수치모의 하기 위해서는 만곡부 이차류 특성을 고려한 모형이 필요하다. 본 연구에서는 수심 적분된 흐름방정식과 하상토 보존방정식 (Exner equation)을 이용한 하상변동을 위한 비연계 수치모형을 위해서 하상토 보존방정식의 유한요소 알고리즘을 개발하였다. 하상토 보존방정식은 흐름 특성에 따른 평형 유사량의 공간변화율을 이용하여 일정 기간 동안의 하상 변화량을 계산한다. 이 때 이차류에 의한 하상 전단응력의 편각 및 지형경사 변화에 따른 실제 입자의 이송방향을 보정하여 평형 유사량이 계산된다. 이러한 보정식을 적용시키기 위해서는 유속성분의 공간변화량 및 지형경사의 공간성분이 필요하다. 유한요소법은 연속성 변수를 이산화시켜 근사해를 구하는 수치기법의 일종이기 때문에, 요소망이 불규칙적으로 구성되었을 경우 임의의 절점에서 연속성을 지닌 변수의 공간변화율을 계산하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 평형 유사량 계산 시에 절점이 아닌 요소 내부에서 평형 유사량을 계산하는, 하상토 보존방정식의 새로운 유한요소 알고리즘을 개발하고, 새로운 알고리즘을 적용시킨 수치모형의 검증을 행하였다. 경계조건 알고리즘의 검증으로 위해서 Soni 등 (1980)이 행한 상류 유입 유사량에 따른 하상변동을 수치 모의하고 실험치와 비교하였으며, Sutmuller와 Glerum (1980)이 수행한 만곡수로에서의 하상변동을 모의하고 실험과 비교하였다. 새로운 알고리즘을 적용시킨 하상토 보존방정식의 유한요소 수치모형의 결과는 매우 안정적이며, 실험과 매우 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 본 수치모델은 현재 균일한 입자의 하상토만을 고려하므로, 입자분급이나 하상 장갑화 현상 등은 무시한다.

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Memory-to-Memory방식 벡터컴퓨터에서의 외연적 유한요소법의 벡터화 (Vectorization of an Explicit Finite Element Method on Memory-to-Memory Type Vector Computer)

  • 이지호;이재석
    • 전산구조공학
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    • 제4권1호
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    • pp.95-108
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    • 1991
  • 외연적 유한요소법은 벡터처리에 적합한 구조를 가지고 있어 벡터컴퓨터를 이용하면 기존의 스칼라 컴퓨터에서보다 휠씬 빠르게 해석을 수행할 수 있다. 본 논문에서는 memory-to-memory방식의 벡터컴퓨터에서의 외연적 유한요소법의 효율적인 벡터화 방법을 제시하였다. 먼저 벡터컴퓨터의 구조적 특성과 무관하게 적용될 수 있는 일반적인 벡터화 기법을 고찰한 후 memory-to-memory방식의 벡터컴퓨터에 적합한 벡터화 기법을 개발하였다. 개발된 벡터화 기법의 유용성을 확인하기 위해 외연적 유한요소 프로그램인 DYNA3D를 memory-to-memory방식의 벡터컴퓨터인 HDS AS/XL V50에 이식한 결과 스칼라에 비해 2.4배 이상의 성능 향상을 얻을 수 있었다.

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Timoshenko보 이론 및 층상화 단면모델을 이용한 RC 기둥의 비선형 유한요소해석 (Nonlinear Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Column using Timoshenko Beam Theory and Fiber Section Model)

  • 박순응;박문호;권민호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권4A호
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    • pp.577-585
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    • 2006
  • 본 연구에서는 비선형 전단변형을 고려할 수 있는 Timoshenko보 이론을 정식화 하였다. 제안된 모델은 전단변형을 고려하므로서 짧은 기둥이나 전단 지배 기둥에서 일반적인 Bernoulli보 이론 보다 합리적인 결과를 보여준다. 단면은 층상화 모델을 이용하였으며, 층상화 단면 모델은 단면을 분활하여 소성화 진행과정을 관찰할 수 있으며 축력과 모멘트의 상호작용을 알 수 있다. 정식화한 요소는 일반적인 철근 콘크리트 부재의 해석을 위해 유한요소 프로그램에 적용하였다. 철근콘크리트 기둥의 해석을 실험결과와 비교하였고, 철근콘크리트 기둥에 대한 거동특성을 분석하였다.

극치강수량의 시공간적 특성 분석 및 지역화에 관한 연구 (Analysis on Spatio-Temporal Pattern and Regionalization of Extreme Rainfall Data)

  • 이정주;권현한
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권1B호
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    • pp.13-20
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    • 2011
  • 강수량은 시공간적으로 변화하는 수문변량으로서 강수량의 시간적인 특성 또한 강수량의 특성을 정의하는데 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 극치강수량의 지역빈도해석을 위한 범주화 과정에서 기존의 강수량과 관측소 위치좌표만을 이용한 범주화를 통해 해결할 수 없는 강우 발생의 계절적 변화와 집중에 대한 고려를 반영하기 위하여, 기존의 양적 범주화 과정에 시간적인 영향을 고려할 수 있는 요소로서 극치강수량 발생 시기 통계치를 활용할 수 있는 범주화 과정을 제시하였다. 본 연구에서는 극치강수량의 발생 시기에 대한 정량적인 분석이 가능한 순환통계기법을 이용하여 관측 지점별 시간 통계량을 산정하고, 이를 극치강수량과 결합하여 시 공간적인 특성자료를 생성한 후 수정 K-means 방법을 이용하여 군집화 해석을 수행하였으며, 전국을 다섯 개의 군집으로 분류하였다. 기존의 양적 범주화 결과와의 비교를 통해 발생 시간 통계치를 결합한 범주화 결과가 지형 및 권역을 반영하는 결과를 보임을 확인하였다.

Polypyrrole과 poly(3-methylthiophene)을 전자 전달 매질로 한 요소 센서의 전기화학적 특성 고찰 (Electrochemical characterization of urea sensors based on Poolypyrrole and poly(3-methylthiophene) as electron transfer matrixes)

  • 진준형;강문식;송민정;민남기;홍석인
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1415-1417
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    • 2003
  • Yoneyama 등이 2001년 기존의 potentiometry 형의 요소 센서보다 우수한 성능을 갖는ampeometry 정의 요소 센서를 제안한 이후, 전자 전달 메커니즘에 관한 관심이 집중되어 왔으나, urease로부터 전극 기질까지의 전자 전달 매질로서 전도성 고분자보다 쉽고 단순한 공정은 아직까지 제시된 바 없다. 본 논문에서는 전도성 고분자로서 polypyrrole(PPy)과 poly(3-methylthiophene)(P3MT)을 이용하여 다공성 실리콘(PS) 요소 센서를 제작하고 각각의 특성을 전기화학적으로 분석하였다. Urease 고정화 전압, 고정화 시간, 고정화 시의 효소 농도, 수소이온 농도 등이 감도에 미치는 영향은 PPy 와 P3MT 각각의 경우 유사한 경향성을 보였다. 감도 특성의 경우, PPy는 다공질 실리콘 전극과 평면 전극 각각에 대하여 1.55 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$와 0.91 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$였고, P3MT의 경우는 각각 8.44 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$와 4.28 ${\mu}A/mM{\cdot}cm^2$의 감도를 보였다. 즉, PPy가 P3MT 보다 일반적으로 높은 감도를 보였고, 다공질 실리콘 전극을 사용하는 경우, 그렇지 않은 경우보다 약 2배외 감도 향상 효과를 기대할 수 있었다. 재현성이나 안정성의 경우는 P3MT 가 PPy 보다 우수하였다. 사용 빈도에 따른 감도 저하는 다공질 실리콘 전극의 경우 직선적으로 감소하셨으나 평면 전극의 경우는 지수함수적으로 감소하였다 시간에 따른 감도 저하 현상은 만15일 이후의 감도를 기준으로 하여, 10% 미만의 감도저하를 보임으로써 PPy, P3MT 모두 우수한 특성을 보였다.

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유한요소 인체 모델의 개발 (Development of Finite Element Human Model for Crash Simulation)

  • 이인혁;최형연;한동철
    • 전산구조공학
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    • 제17권1호
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    • pp.50-64
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    • 2004
  • 유한요소 인체모델은 인체의 기계적 특성을 수치 모형화 한 것이며, 외부로부터 다양한 기계적 하중을 받는 상황에서 인체의 거동과 상해와 같은 여러 현상들을 해석적으로 규명하고자 할 때 주로 사용된다. 따라서 인체 모델은 인체를 구성하고 있는 골격, 인대, 근육, 살, 장기 등의 특성을 수치적으로 정확히 표현하여야 한다. 그러나 인체는 매우 복잡한 메커니즘 속에서 동작하고 있기 때문에, 해석적으로 인체의 모든 특성을 구현하는 것은 현실적으로는 거의 불가능하다. 이 때문에, 인체 모델은 인체모델을 사용하고자 하는 상황이나 목적에 적합하도록 적절히 단순화되어야 한다.(중략)

겸재 정선의 진경산수화에 나타난 수변의 미지형 경관 특성과 하경양식 (A Study on the Micro-Topography Landscape Characteristics and Waterfront Landscape Style of Waterfront in Korean Jingyeong Landscape Painting)

  • 김용희;강영조
    • 한국조경학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.26-38
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    • 2019
  • 본 연구는 수변경관의 특성을 겸재 정선의 진경산수화를 바탕으로 분석한 연구이다. 최근 주거, 상업 및 여가공간의 확충을 위해 수변의 개발이 많이 이루어지고 있다. 수변 개발 시에는 도심과 다른 수변공간에 적합한 디자인의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 수변공간의 자연스러운 풍경상을 진경산수화에서 찾고, 그 풍경을 구성하는 주요 경관요소들을 분석하였다. 연구를 위해 수변 경관의 분석이 가능한 겸재 정선의 진경산수화 105엽을 선정하였다. 105엽을 하천지형학적 분류에 따라 산간계류, 상류, 중류, 하류, 해(海)로 분류하였고, 수변경관을 구성하는 주요 미지형 요소인 수형상 13가지, 점경요소 13가지의 특성을 분석하였다. 주요 미지형요소 수형상은 선형, 면형, 변형으로 구분되며, 장폭, 단폭, 다단폭, 선류, 곡류, 다곡류, 담, 수면, 유수면, 탄파면, 기암변, 토파변, 토사변 등 13가지이다. 점경요소는 자연 인문 요소로 구분되며, 송림, 소나무, 전나무, 대나무, 버들, 잡수, 기암, 마을, 집, 누정, 배, 다리, 사람 등 13가지이다. 하천 구역별 수변 미지형 경관의 특징을 수형상과 점경요소들로 설명하였으며, 수형상과 점경요소들의 하천 구역별 변화 양상을 분석하였다. 105엽은 산간계류 35엽, 상류 9엽, 중류 5엽, 하류 35엽, 해(海) 21엽으로 분류되었다. 하천 구역별로 수형상과 점경요소가 표현되는 양상을 분석한 결과, 5가지의 하경양식과 해안의 풍경 특징을 종합할 수 있었다. 겸재 정선의 진경산수화에서 수변 미지형 경관 특성을 중심으로 분석한 하경양식은 다음과 같다. 산간계류에서는 심산속 폭포 풍경을 그린 장폭심산형, 수림지내 곡류를 유람하는 풍경인 다곡수림형이 대표적인 하경양식으로 나타났다. 중상류에서는 수변을 유람하거나, 누정이 있는 풍경인 수면누정형, 하류에서는 하류 특유의 모래톱과 누정이 있는 풍경인 토사누정형과 하류에서의 인간활동이 부각된 생활풍경인 토파나루형이 대표적인 하경양식으로 나타났다. 해안 풍경의 특징은 바닷가의 기암절경이 주 풍경을 이루는 탄파기암형으로 나타났다. 본 연구는 겸재 정선의 진경산수화를 소재로 산수화와 경관 분야에서 아직 연구되지 않은 수변공간의 구성요소들과 수변 풍경 유형을 분석하였다.

L성분이 없는 간략화 Chua 회로 구현에 관한 연구 (A Study on implementation of Simplify Chua's Circuit without L component)

  • 손영우;배영철
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.17-22
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    • 2010
  • 일반적으로 카오스 회로에는 Chua's 회로, Lorenz 회로, Duffing 회로 등이 있다. 이들 카오스 회로 중에서 Chua's 회로가 전자부품을 이용하여 가장 쉽게 구성할 수 있는 회로로 알려져 있다. Chua's 회로는 일반적으로 저항성분인 R, 인턱터 성분인 L, 캐패시터 성분인 C로 구성하는 선형요소와 비선형 저항으로 구성하는 비선형 요소로 구성된다. 그러나 L 요소는 포화특성으로 인하여 시중에서 구입한 부품으로는 실제 하드웨어를 구현하기 어려운 문제점이 있다. 본 연구에서는 Chua 회로의 선형 요소인 R,L,C 성분의 요소 중에서 포화 특성을 자지고 있어 상용화된 제품으로는 제작 구현이 어려운 L 성분을 C 성분으로 대체하는 간략화한 Chua's 회로 제작 기법을 PSpice로 해석하고, 그 결과를 확인한다.

픽셀화기법을 통한 건축물 외벽의 하자와 입면 구성 요소 간의 관계 분석 (Correlation between Building Facade Elements and Defects through "Pixelization Method")

  • 김우람;전용덕;신정란;정기창;이재섭
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.40-48
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    • 2016
  • 건설산업은 수요층의 질적 성장에 따른 건축물 설계의 다양화가 이루어져 왔다. 하지만 이러한 시도는 중 장기적으로 발생할 수 있는 하자에 대한 인식이 부족하여 오히려 건축물의 가치가 하락하는 문제를 야기하였다. 때문에 건축물의 특성과 하자에 대한 관계를 명확히 할 필요가 있다. 본 연구는 이러한 개념을 건축물 외부에 적용하여 건축물 입면 요소와 하자에 대한 관계를 정량화하는 기법을 제안하였다. 이는 기존에 정성적, 경험적으로 인지했던 입면 요소와 하자의 관계를 정량적으로 제시하여 명확한 관계를 파악할 수 있는 특징이 있다. 본 연구는 이를 픽셀화기법이라 지칭하였으며, 이는 건축물의 입면을 단위구획으로 구분하여 단위구획의 특성에 따른 코드를 부여함으로써 데이터화하는 기법이다. 본 연구에서 제안한 픽셀화기법을 통해 건축물 입면 요소와 하자에 대한 관계를 정량화하고, 이에 대한 능동적 대처 방안의 기틀을 구축하는데 일조하고자 한다.

반려견을 위한 디지털콘텐츠에 적용 가능한 게임화 요소 연구 (A Study on the Gamification Elements which Applicable to Digital Contents for Dogs)

  • 마미영;우탁
    • 한국게임학회 논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.75-86
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    • 2019
  • 반려동물 산업이 급성장함에 따라 반려견을 위한 디지털 콘텐츠까지 그 영역을 넓히고 있다. 이에, 본 연구는 반려견의 감각적 특성인 시각적, 청각적, 후각적 요소를 고려해, 반려견 콘텐츠에 적용 가능한 게임 요소를 제시하고자 한다. 이를 위해 먼저, 반려견주에게 지속적인 콘텐츠 사용을 유도하기 위한 요소로 출석과 규칙을 도출하였고, 반려견이 콘텐츠를 통해 재미와 흥미를 느껴 긍정적인 반응 얻을 수 있도록, 친밀도와 보상을 게임화 요소로 도출하였다. 본 연구를 통해, 새롭게 진화하는 반려견 콘텐츠 산업에 활력을 불어넣을 것으로 기대한다.