• 제목/요약/키워드: 프랙탈 해석

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수치고도모형을 이용한 본류하천길이에 관한 프랙탈 차원의 해석 (The Analysis of Fractal Dimension on the Main-Stream Length using Digital Elevation Model)

  • 차상화
    • 한국환경과학회지
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    • 제11권9호
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    • pp.915-923
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    • 2002
  • Recently, GIS(Geographic Information System) is used to extract various hydrological factors from DEM(Digital Elevation Model) in river basin. Therefore, this study aims at the determination of river fractal dimension using DEM. In this paper, the main-stream length in river basin was grid-analyzed for each scale(1/5,000, 1/25,000, 1/50,000) and each cell size(5m$\times$5m, l0m$\times$l0m, 20m$\times$20m, 30m$\times$30m, 40m$\times$40m, 50m$\times$50m, 60m$\times$60m, 70m$\times$70m, 80m$\times$80m, 90m$\times$90m, 100m$\times$l00m, 120m$\times$120m, 150m$\times$150m) using GIS. Also, fractal dimension was derived by analyzing correlation among main-stream lengths, scale, and cell size which were calculated here. The result of calculating fractal dimension for each cell size shows that the fractal dimension on the main-stream length is 1.028.

멀티스케일 해석을 통한 히스테리시스 고무 마찰 예측 연구 (Predictive Study of Hysteretic Rubber Friction Based on Multiscale Analysis)

  • 남승국;오염락;전성희
    • Tribology and Lubricants
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    • 제30권6호
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    • pp.378-383
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    • 2014
  • This study predicts the of the hysteretic friction of a rubber block sliding on an SMA asphalt road. The friction of filled rubber on a rough surface is primarily determined by two elements:the viscoelasticity of the rubber and the multi-scale perspective asperities of the road. The surface asperities of the substrate exert osillating forces on the rubber surface leading to energy dissipation via the internal friction of the rubber when rubber slides on a hard and rough substrate. This study defines the power spectra at different length scales by using a high-resolution surface profilometer, and uses rubber and road surface samples to conduct friction tests. I consider in detail the case when the substrate surface has a self affine fractal structure. The theory developed by Persson is applied to describe these tests through comparison with the hysteretic friction coefficient relevant to the energy dissipation of the viscoelastic rubber attributable to cyclic deformation. The results showed differences in the absolute values of predicted and measured friction, but with high correlation between these values. Hence, the friction prediction model is an appropriate tool for separating the effects of each factor. Therefore, this model will contribute to clearer understanding of the fundamental principles of rubber friction.

프랙탈 차원 해석을 통한 인위토양과 자연토양 비교 (Comparison between natural and anthropogenic soils through fractal dimension analysis)

  • 신국식;오택근;허승오;현병근;조현준;손연규
    • 농업과학연구
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    • 제41권4호
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    • pp.379-384
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    • 2014
  • In general, fractal analysis which is based on self-similarity as a basic theory has been mainly used to define the characteristics of complex mathematical figures, however, considering its basic theory, it can be also used to analyze the surface ununiformity of unknown materials. In this study, the soil samples were collected from the reclaimed (remodelled) agricultural fields which mean that the external soil is artificially piled up (mainly up to 1m) on the lands, Naju, Jellanam-do and Gumi, Gyeongsangbuk-do, and the conventional agricultural fields, Anseong, Gyeonggi-do and Hwasoon, Jellanam-do, and compared using fractal dimension analysis on the basis of the results of chemical properties. The score of fractal dimension ($D_0$) for organic matter was lower in Hwasoon (1.46) and Naju (1.58) than Anseong (1.86) and Gumi (1.96), and this trend showed similarly in soil pH. On the basis of the results of chemical properties, fine textured-soils (Hwasoon and Naju) and conventional agricultural fields were chemically uniform compared to coarse textured-soils (Anseong and Gumi) and the reclaimed. Therefore, it is required to develop technical methods for integrated soil management to the reclaimed lands.

물수지 방정식의 카오스적 분석 (Chaotic Analysis of Water Balance Equation)

  • 이재수
    • 물과 미래
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    • 제27권3호
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    • pp.45-54
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    • 1994
  • 물수지 모델을 사용하여 발생시킨 시계열에 대해서 프랙탈(Fractal) 차원의 기본 이론이 소개 및 적용되었고 물수지 방정식이 넓은 지역에 대해 계절 시간 규모로 분석하였다. 중간 규모 순환의 발생과 변화에 있어 강우의 국부 재순환과 토양 수분의 동력학적 영향이 명시적으로 포함되어 있고 지체 시간 또한 분석에서 고려되었다. 시스템은 전개에 있어 변수 값들에 따라 고정점, 한계주기 그리고 카오스(Chaos)적인 행태와 같은 서로 다른 결과를 보여 주었다. 발생된 시계열의 추계학적인 행태는 궤적들이 초기 조거넹 매우 민감한 한정된 수의 방정식을 가지는 비선형 동력학 시스템으로부터 발생하는 확정론적 카오스 때문이다. 강우의 특성으로부터 발생하는 잡음은 어트랙터(Attractor)의 조직화된 구조를 파괴시키는데, 잡음의 존재에도 불구하고 어트랙터가 존재한다는 것은 시스템의 전개의 다기 예측에 있어 매우 중요하다고 할 수가 있다. 이러한 비선형 동력계가 가지고 있는 의미는 수문자료나 현상들의 해석과 모델링에 있어 중요하다.

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삼차원 인공 절리면의 생성과 이에 대한 거칠기 특성 평가 (Generation of a 3D Artificial Joint Surface and Characterization of Its Roughness)

  • 최승범;이수득;전석원
    • 터널과지하공간
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    • 제26권6호
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    • pp.516-523
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    • 2016
  • 절리면의 거칠기는 암반의 역학적, 수리적 거동에 중요한 영향을 미치는 요인이다. 따라서 이를 해석하기 위한 여러 가지 구성 모델 및 거칠기 정량화 연구가 실험적, 경험적으로 수행되어 왔다. 최근 3D 프린팅 기술의 발전은 특정 거칠기를 갖는 절리면을 생성하는 데 활용될 수 있으며 본 논문에서는 이에 적합한 절리면 생성기법을 소개하고 정량적 평가를 수행하였다. 프랙탈 이론에 따른 랜덤중점변위법을 적용하였으며 생성된 절리면의 거칠기 평가는 $Z_2$의 분포를 계산하여 수행하였다. 그 결과 입력변수 제어를 통하여 목표로 한 거칠기를 구현할 수 있었으며 더 나아가 특정 거칠기 이방성비를 갖는 절리면을 생성할 수 있음을 확인하였다.

GIS 부분방전 패턴의 프랙탈 해석 (Fractal Analysis of GIS PD Patterns)

  • 최호웅;김은영;민병운;이동철;김희수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 전기설비
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    • pp.55-56
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    • 2006
  • In prevention and diagnostic system of GIS, pattern classification is focused on the detection of unnatural patterns in PD(Partial discharge) image data. Fractals have been used extensively to provide a description and to model mathematically many of the naturally occurring complex shapes, such as coastlines, mountain ranges, clouds, etc., and have also received increased attention in the field of image processing, for purposes of segmentation and recognition of regions and objects present in natural scenes. Among the numerous fractal features that could be defined and used for image data, fractal dimension and lacunarity have been found to be useful for recognition purposes Partial discharge(PD) occuring in GIS system is a very complex phenomenon, and more so are the shapes of the various 2-d patterns obtained during routine tests and measurements. It has been fairly well established that these pattern shapes and underlying defects causing PD have a 1:1 correspondence, and therefore methods to describe and qunatify these pattern shapes must be explored, before recognition systems based on them could be developed. The computed fractal features(fractal dimension and lacunarity) for standard library of PD data were analyzed and found to possess fairly reasonable pattern discriminating abilities. This new approach appears promising, and further research is essential before any long-term predictions can be made.

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Fractal-Interactive Art를 활용한 공공디자인에 관한 연구 (A Study on Public Design using Fractal-Interactive Art)

  • 주해정;김치용
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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    • pp.629-632
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    • 2009
  • 공학적인 관점에서 Interactive Art와 디자인은 하나의 지능형 시스템으로 해석할 수 있다. 인간과 제작물 간의 원활한 소통, 즉 인터랙티브 반응을 주고받기 위해 센서, 카메라 등으로 입력 받은 후 이 정보들을 실시간으로 처리, 분석하여 그 결과를 영상, 그래픽, 음향 등의 다양한 매체로 표현하기 때문이다. 이러한 인터랙티브를 활용한 영상은 다양한 예술 디자인 분야에서 그 영역을 넓혀가며 점차 발전되고 있다. 예술 형태의 Interactive Art에 환경에 대한 정보성을 융합하여 시민들에서 자연스럽게 정보를 접할 수 있도록 하며 주변환경을 느낄 수 있는 시스템으로 연구하고자 한다. 본 연구에서는 Interactive Art가 공간자체에 활기찬 분위기를 조성하며 직접 체험할 수 있는 공공예술로 활용된다. 기존의 정지된 설치의 개념에서 보다 발달된 동적인 형태로 인간과 자연스럽게 조화되어 정보를 습득하게 되는 참여 형태의 경험을 제공할 수 있다. 따라서 공공디자인의 활용에 Interactive Art에 대한 연구의 필요성이 절실하다.

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GIUH-Clark 모형의 유도에 관한 연구 (A study on the Derivation of GIUH-Clark Model)

  • 이병운;장대원;김형수;서병하
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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    • pp.731-736
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    • 2004
  • 강우-유출과정의 수문학적 현상을 보다 정확히 분석하고 예측하는 기법으로 강우에 의한 유출의 반응을 나타내는 지체시간, 도달시간 등 수문학적 반응시간을 유역의 지형형태학적 인자들과 연계하는 방법이 많이 이용되고 있다. 이에 본 연구에서는 Clark방법과 지형형태학적 순간단위도(GIUH)를 이용하여 계측유역의 강우-유출반응을 모의하였고, 이를 관측된 값과 비교하여 미계측유역의 적용성 여부를 검토해보았다. 대상 유역의 하상지형인자 및 지형형태학적 특성은 Arc-View를 이용하여 구하였으며, 이를 기존의 문헌자료와 비교해보았다. Clark방법의 매개변수의 결정에 있어서 시간-면적곡선은 HEC-1의 무차원 식을 이용하였고, 도달시간은 Kirpich 공식을 이용하여 구하였으며, 저류상수는 Clark방법에 의해 추정된 순간단위도의 첨두유량이 Horton의 차수비의 함수로 구한 철두유량과 같아지는 값으로 결정하였다. 본 연구는 전적비교를 출구점으로하는 유역면적 $8.5km^2$인 설마천을 대상유역으로 하였으며, 모의된 강우-유출반응과 비교하기 위해 사용된 강우사상은 2002년의 8월 4일과 2002년 10월 6일의 10분 단위 우량이다. Clark방법과 GIUH를 이용하여 모의한 유출곡선과 관측된 유출곡선을 비교해본 결과 첨두유량은 8월의 강우사상 때는 $21\%$크게, 10월의 강우사상 때는 $35\%$작게 나타났다. 첨두시간은 모의된 경우가 각각 10분, 20분 빨리 도달하였다. 또한 이러한 결과는 유역의 도달시긴에 가장 민감하게 반응함을 알 수 있었다. 따라서, 유역의 도달시간 산정에 주의를 요한다면 프랙탈 차원이 유사한 미계측유역의 수문곡선 산정에 있어서 Clark방법과 GIUH를 이용하는 방법도 유용하다고 사료된다. 주는 각 수문인자 중 강우시간분포와 유효우량 산정방법 그리고 유출모형에 대해 자자 검토하였으며, 최종적으로 면적에 따른 임계지속기간과 유출량의 변화를 검토해 보았다.이를 각각의 경우의 해석해 결과와 비교${\cdot}$분석하였다. 후방추적 퍼프모형은 전방추적 퍼프모형에 비하여 사용된 퍼프수와 관계없이 작은 오차를 발생하였으며, 전체적으로 퍼프 모형이 입자모형보다는 훨씬 적은 수의 계산을 통해서도 작은 오차를 나타낼 수 있다는 것을 알 수 있었다. 그러나 Gaussian 분포를 갖는 퍼프모형은 전단흐름에서의 긴 유선형 농도분포를 모의할 수 없었고, 이에 관한 오차는 전단계수가 증가함에 따라 비선형적으로 증가하였다. 향후, 보다 다양한 흐름영역에서 장${\cdot}$단점 분석 및 오차해석을 수행한 후에 각각의 Lagrangian 모형의 장점만을 갖는 모형결합 방법을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.mm/$m^{2}$로 감소한 소견을 보였다. 승모판 성형술은 전 승모판엽 탈출증이 있는 두 환아에서 동시에 시행하였다. 수술 후 1년 내 시행한 심초음파에서 모든 환아에서 단지 경등도 이하의 승모판 폐쇄 부전 소견을 보였다. 수술 후 조기 사망은 없었으며, 합병증으로는 유미흉이 한 명에서 있었다. 술 후 10개월째 허혈성 확장성 심근증이 호전되지 않아 Dor 술식을 시행한 후 사망한 예를 제외한 나머지 6명은 특이 증상 없이 정상 생활 중이다 결론: 좌관상동맥 페동맥이상 기시증은 드물기는 하나, 영유아기에 심근경색 및 허혈성 심근증 또는 선천성 승모판 폐쇄 부전등을 초래하는 심각한 선천성 심질환이다. 그러나 진단 즉시 직접 좌관상동맥-대동맥 이식술로 수술적 교정을 해줌으로써 좋은 성적을 기대할 수 있음을 보여주었다.특히 교사들이 중요하

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한국 산맥론(II): 한반도 '산줄기 지도'의 제안 (Discussions on the Distribution and Genesis of Mountain Ranges in the Korean Peninsular (II) : The Proposal of 'Sanjulgi-Jido(Mountain Ridge Map)‘)

  • 박수진;손일
    • 대한지리학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.253-273
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    • 2005
  • 최근 한국 사회에는 산지의 공간적 연속성을 파악하고자 하는 사회적인 요구가 높다. 이 연구는 이러한 사회적 요구를 수용하면서 한반도의 산지와 유역분수계의 공간적 특징을 효율적으로 표현할 수 있는 '산줄기 지로'의 개념을 제시하는 것이 목적이다. '산줄기 지도'란 지표면에서 일정한 고도를 가지면서 산으로 인식될 수 있는 지점들을 연결한 선을 표시한 지도이다. 이 연구에서는 먼저 우리 사회에서 전통적인 산지 인식체계로 알려져 있는 백두대간 체계가 한반도의 산지특성과 유역분수계를 얼마나 정확하게 설명하고 있는지 에 대한 검증을 실시하였다 백두대간 체계는 유역분수계의 특성을 파악하거나 산지의 연속성을 명확하게 제시하는 목적에 사용되기에는, 1)유역분수계 구분의 대표성 결여, 2)유역분수계 표현의 부정확성, 3) 산지 표현의 대표성 결여, 그리고 4) 지정학적 측면에서의 문제점 등을 안고 있다. 이러한 문제점들을 극복하기 위해 한반도의 산지와 유역분수계의 공간적 분포 특성을 정량적으로 분석하였다. 그 결과를 토대로 한반도의 산지 분포를 유역분수계의 관점 에서 계층화하여 산줄기 지도를 제시하였다. 제시된 산줄기 지도에서는 한반도에서 유역 면적이 $5,000km^2$ 이상 되는 유역분지의 분수계 중에서, 고도가 100m 이상이 되는 지점들을 연결한 선을 1차 산줄기로 규정하였다. 그 다음 차수의 산줄기들은 기준 유역면적을 매 차수마다 반분하여 산줄기를 그릴 수 있도록 설계하였다. 이 과정에서 각 차수의 산줄기 가 표현할 수 있는 각종 지형학적 특성을 제시하는 경험공식들을 개발하였다. 이러한 과정을 통해 한반도 전체 산줄기 의 분포와 특성을 필요한 목적과 표현하려는 지도의 축적에 따라 계층적으로 표현할 수 있는 토대를 마련하였다. 이 지도는 유역분수계에 근거했다는 점에서 산경표의 산줄기 체계와 유사성을 지니고 있으나, 근대 지형학의 관점에서 산지의 규모와 연속성을 보다 체계적으로 해석한 것이다. 제시된 산줄기 체계는 산지의 형성작용과 그 과정을 설명하는 교육적인 모형인 산맥체계와 뚜렷이 구별된다는 점을 유념할 필요가 있다.