• 제목/요약/키워드: 한국 수학

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비선형 두께 변분을 갖는 두꺼운 원형판과 환형판의 3차원적 진동해석 (Three Dimensional Vibration Analysis of Thick, Circular and Annular Plates with Nonlinear Thickness Variation)

  • 장승환;심현주;강재훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.119-129
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    • 2004
  • 3차원 해석법을 이용하여 반경방향으로 비선형적 두께 변분을 가진 두꺼운 원형판과 환형판의 고유진동수를 결정하였다. 수학적으로 2차원적인 전통적 판 이론과는 달리 본 연구에서는 3차원적 등 탄성방정식을 근간으로 하였다. 반경방향, 두께방향, 원주방향으로의 변위 성분인 u/sub s/, u/sub z/, u/sub θ/를 시간에 대해서는 정현적으로, θ에 대해서는 주기적으로, s와 z방향으로는 대수 다항식의 형태로 취하였다. 판의 위치(변형률) 에너지와 운동 에너지를 정식화하고, 리츠법을 이용하여 고유치 문제를 해결하였으며, 진동수의 최소화과정을 통해 엄밀해에 대해서 상위경계치의 진동수를 구하였다. 다항식의 차수를 증가시키면 진동수는 엄밀해에 수렴하게 된다. 판의 최하위 5개의 진동수에 대한 유효숫자 4자리까지의 수렴성 연구가 이루어졌다. 수치결과로 두께가 일정하거나, 선형적 또는 2차 곡선적 변분을 갖는 자유경계의 두꺼운 원형판과 환형판의 무차원 진동수를 제공하였다. 또한 이미 발표된 2차원적인 박판이론에 의한 결과와 본 연구의 3차원 해석에 의한 결과를 서로 비교하였다.

외국 환경교육 연구의 동향 (Trends in Environmental Education Research of Foreign Countries)

  • 이선경;김희백
    • 한국환경교육학회지:환경교육
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    • 제6권1호
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    • pp.199-209
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    • 1994
  • 본 연구에서의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 분석된 총 논문의 수는 178 편이었으며, 전체적으로 볼 때 매년 발표된 논문의 수는 20편 내외로 거의 비슷하나 1990년 이후에는 오히려 발표 논문수가 감소하고 있다. 2. 환경교육 연구에서 주로 연구에 참여하는 학자들은 환경교육 전문가들은 물론 교육학자, 과학자, 환경연구자, 정책결정자, 자연자원 연구자, 수학자, 과학 및 수학 교육 연구자, 사회 학자, 심리학자 등 많은 분야의 사람들이 참여하였다. 3. 각 논문에서 목표로 삼고 있는 혹은 조사 및 실험의 대상으로 삼은 집단 중 가장 많은 비중을 차지한 대상은 중 고생으로 전체 연구 대상 중 17.8%를 차지하였으며, 그 다음이 일 반인(17.1%), 교사(17.1%), 대학생, 국민학생의 순서로 나타났으며, 또한 환경교육 프로그램이나 캠프 등 환경교육 관련 시설 이용자를 대상으로 한 연구와 일반인을 대상으로 한 연 구도 많았다. 4. 가장 많이 사용된 연구 방법은 질문지법으로 101 편의 논문이 이 방법을 사용하였고 이는 전체의 61.6%를 차지하였고, 그 다음이 문헌조사 18.3%, 면담법 11.6% 등으로 나타났으며, 관찰법을 사용한 논문도 7편(4.3%) 있었다. 5. 환경교육연구 형태는 조사연구가 가장 많아 76편의 논문이 있었으며, 전체의 42.7%를 차지하였고, 그 다음이 실험 연구 24 편(13.5%), 환경교육 프로그램이나 자료의 개발 연구가 18편(10.1%)의 순으로 나타냈다. 6. 환경교육연구가 가장 많이 이루어지고 있는 영역은 환경교육을 위한 전략으로 전체적으로 볼 때 77 편의 논문(43.3%) 이 이에 속하였고, 그 다음이 인식, 태도, 지식 등을 조사한 것으로 49편 27.5%, 환경교육실태조사 24 편 13.5% 등이었다. 7. 환경교육연구의 성격에서 가창 많은 비율을 차지한 것은 인지적 영역과 정의적 영역을 모두 고려한 종합적 연구로 79편 44.4% 이었으며 , 그 다음이 정의적인 영역을 고려한 연구 45편 25.3%, 인지적인 영역을 고려한 연구 31편 17.4%로 나타냈다. 8. 이들 중 주제와 관련된 환경 대상은 일반적인 전체 환경을 주로 하였으며 (65.7%), 야생자연환경(7.9%), 에너지(4.5%), 자연자원(3.9%), 수질 (3.9%), 국립공원(3.4%) 등의 순으로 나타나 환경교육에서 다양한 환경대상에 다양한 관심을 가지고 있음을 알 수 있다. 이들 결과로 부터 외국에서 수행원 환경교육 연구의 종류와 동향을 알 수 있으며, 이는 우리나라 환경교육 연구의 방향성을 설정하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다.

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수학적 정량평가모델을 이용한 게맛살 부패균의 성장 예측모델의 개발 (Development of Predictive Growth Model of Imitation Crab Sticks Putrefactive Bacteria Using Mathematical Quantitative Assessment Model)

  • 문성양;백장미;신일식
    • 한국식품과학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.1012-1017
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    • 2005
  • 게맛살로부터 분리한 주요 부패세균은 내열성 포자를 형성하는 Bacillus subtilis와 Bacillus licheniformis로 동정되었다. 게맛살의 제조 공정상 가열 처리 과정에서 B. subtilis와 B. Licheniformis 등 내열성 포자를 형성하는 균을 완전히 사멸시키기는 어려우며, 살아남은 포자는 유통과정 중, 적정 온도와 시간이 경과함에 따라, 영향 세포로 발아하여 게맛살의 부패에 영향을 미친다. 이러한 부패세균의 증식에 있어서 초기균수와 온도의 영향을 조사한 결과, 초기균수에 따른 최대증식속도상수(k)와 유도기(LT), 세대시간(GT)은 유의적인 차이가 없었으며, 온도의 영향이 지배적인 것으로 나타났다. 또한 본 실험에서 유도기(LT)와 온도의 관계는 $L(hr)=2.5219e^{-0.2467{\cdot}T}$의 관계가 성립하며, square root model과 polynomial model을 이용, 온도와 초기균수에 대한 최대증식속도상수(k)를 정량화한 정량평가모델을 개발하였으며, 그 식은 다음과 같다. $$Square\;root\;model:\;{\sqrt{k}}=0.0267\;(T-3.5089)$$ $$Polynomial model:\;k=-0.2160+0.0241T-0.01999A_0$$ 온도와 초기균수에 대한 최대증식속도상수(k)의 정량평가모델로부터 특정온도와 초기 균수에서 최대증식속도상수(k)를 계산할 수 있으며, 계산된 최대증식속도상수(k)를 균의 기본 증식 모델인 Gomperz model에 적용하여 균의 성장을 예측할 수 있었다.

인공생명체와 그들을 둘러싸는 환경으로 구성 되어지는 가상생태계 모델링 (Modeling Virtual Ecosystems that Consist of Artificial Organisms and Their Environment)

  • 이상희
    • 한국농림기상학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.122-131
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    • 2010
  • 본 논문은 가상 생태계의 개념과 가상생태계를 구현하는데 중요하게 사용되어 질 수 있는 세 가지 수학적-물리학적 접근법을 응용 예와 함께 소개 하였다. 가상생태계란 개체기반 모델로써 인공생명체들이 가상 환경하에서 스스로 행동하면서 살아가는 것을 모사하는 컴퓨터 내에 구현된 생태계를 의미한다. 생물의 무리행동을 전산 모사하는 분자동역학모사 접근법과, 흰개미 영토를 전산 모사하는 확률적 격자모델 접근법, 그리고 생물막 성장을 전산 모사하는 규칙기반-세포자동자모델 접근법을 소개하였다. 실 생태계와의 유사성을 높이기 위해 가상생태계 모델은 많은 변수들을 사용하여야 하지만, 기술적인 측면에서 이러한 변수들을 모두 결정하기는 어렵다. 그러나 현재의 눈부신 컴퓨터 성능향상에 힘입어 많은 부분이 극복 되어 지고 있다. 특히, 가상생태계는 기후변화와 같은 환경재앙을 포함하여 많은 복잡한 생태학적 현상을 개체수준의 낮은 계층에서부터 생물집단 또는 외부 환경수준과 같은 높은 계층까지를 통합적으로 이해하는데 큰 도움을 줄수 있을 것이다. 마지막으로 논문에서는 높은 수준의 계층인 기후변화가 낮은 수준의 계층인 개체기반의 흰개미 생태계에 미치는 복잡한 문제를 어떻게 다룰 수 있는지에 대한 예를 들고 간략하게 논의하였다.

RBC를 이용한 양어장수 암모니아 제거 (Ammonia Removal by using RBC in Recirculating Aquaculture System)

  • 김병진;임성일;서근학
    • 한국수산과학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.622-630
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    • 1998
  • 본 연구에서는 양식장에서 많이 이용되고 있는 RBC 반응기를 모의 순환 여과식 양어장에 적용하여 어류에 유해한 암모니아성 질소의 사육조 내의 농도를 낮게 유지할 수 있는 운전인자를 도출하고자 하였다. 본 시스템에서 사용된 회전원판 반응기의 최적 원판회전수는 4 rpm으로 가장 안정 적으로 생물막이 유지되고 가장 높은 제거율을 나타내었다. 수리학적 체류시간의 증가에 따라 회전원판반응기의 암모니아성 질소 제거율은 증가하여 40분의 수리학적 체류시간에서 $95.3\%$로 매우 높은 값을 나타내었으나 사육조의 암모니아성 질소의 농도는 $2.33 g/m^3$으로 가장 높은 값을 나타내었으며 20분의 수리학적 체류시간에서는 암모니아성 질소의 제거율은 $62.2\%$로 실험조건 중 가장 낮았으나 사육조의 암모니아성 질소농도는 $1.03 g/m^3$으로 가장 낮게 나타났다. 본 시스템에서 순환수의 유량 $Q_1$와 보충수의 유량 $Q_s$의 비인 D의 변화에 따른 암모니아성 질소 제거율의 변화는 다음의 2차선형 회귀 곡선으로 잘 표현되었으며 이를 사육조의 물질수지식에 적용하여 수리학적 체류시간의 변화에 따른 사육조 내의 암모니아성 질소의 농도 변화를 추정해본 결과 실험치와 거의 일치하였다. $$R=-6.1158\times10^{-7}D^2+1.4629\times10^{-5}D+0.9643 (r^2=0.9982)$$ 수학적 해석의 결과 사육조의 암모니아성 질소 발생량이 $45g/m^3$ rearing tank/day이고 보충수의 양이 사육조부피의 $10\%$일 경우 최적 순환비 ($D_{OPT}$)는 733으로 반응기 기준의 수리학적 체류시간은 9.82분이었으며 이때의 사육조의 암모니아성 질소의 농도는 0.95g $TAN/m^3$으로 유지할 수 있는 것으로 나타났다. COD의 제거율은 수리학적 체류시간이 9.5분일 경우 $18\%$를 나타내었으며 수리학적 체류시간이 증가함에 따라 제거율도 선형적으로 증가하여 40분의 체류시간에서는 $35\%$의 제거율을 나타내었다.

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통신이력 데이타에 기반한 교우관계 분석 (Peer Relationship Analysis Based on Communication History Records)

  • 문양세;최훈영;김진호
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제33권8호
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    • pp.730-740
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    • 2006
  • 최근 청소년의 교우관계에 있어서 집단 따돌림과 불량 그룹이 사회적으로 큰 문제가 되고 있다. 본 논문에서는 학생들의 교우관계를 보다 객관적으로 분석하는 방법을 제안한다. 분석을 위한 객관적인 데이타로는 교우관계 정보를 묵시적으로 내포하고 있는 통신이력 데이타를 사용하며, 체계적 분석을 위하여 데이타 마이닝 기법을 활용한다. 제안하는 분석 방법은 다음과 같다. 첫째, 교우간 친밀도 (degree of familiarity) 개념을 정형적으로 정의하고, 여러 통신도구에서 발생한 통신이력 데이타를 기반으로 교우 간 친밀도를 수학적으로 계산하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 학생 x가 y로 통신을 많이 시도할수록, 학생 x 의 y 에 대한 교우간 친밀도가 높다는 직관을 사용한다. 둘째, 계산한 교우간 친밀도를 사용하여 집단 따돌림의 가능성이 높은 학생을 파악한다. 이는 집단 따돌림 가능성이 높은 학생은 다른 학생으로부터의 통신 시도가 적을 것이라는 직관에 기반한다. 셋째, 교우간 친밀도를 데이타 마이닝 기법 중 하나인 클러스터링으로 분석하여 의미 있는 교우집단을 파악한다. 클러스터링 기법을 사용하기 위하여, 본 논문에서는 교우간 친밀도를 기반으로 교우간 유사도 (similarity) 개념을 정형적으로 정의하고, 이를 사용하여 클러스터링을 수행한다. 마지막으로, 제안한 방법의 실용성을 입증하기 위하여, 실제 구현 및 분석 실험을 수행하고, 그 의미를 해석한다. 이 같은 결과를 볼 때, 본 연구는 학생들의 교우관계를 보다 객관적으로 파악할 수 있는 효과적인 방법론이라 사료된다.

신경반응표면을 이용한 공학 구조물 설계 프레임워크 구축 및 검증에 관한 연구 (A Study on the Development and the Verification of Engineering Structure Design Framework based on Neuro-Response Surface Method (NRSM))

  • 이재철;신성철;김수영
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.46-51
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    • 2014
  • 공학적 시스템 최적설계의 가장 중요한 과정은 설계변수와 시스템 응답과의 관계를 파악하는 것이다. 시스템 최적화의 경우 반응표면법이 주로 사용되고 있다. 반응표면법의 최적화 과정은 대표적인 후보대안을 이용하여 설계공간을 구성하고, 설정된 설계 공간에서 설계 최적점을 찾는다. 설계공간의 구성에 따라 최적점이 변화되므로 합리적인 최적점을 찾기 위해서는 설계공간의 구성이 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 설계변수와 시스템응답의 관계를 신경반응표면을 이용하여 설계공간을 구성하고, 구성된 설계 공간 안에서 다목적유전자 알고리즘을 이용하여 최적 형상을 예측 할 수 있는 '신경반응표면을 이용한 공학 구조물 설계 프레임워크 구축'을 시도하였다. 구축된 프레임워크의 유용성을 확인하기 위해 비선형 수학함수 문제를 적용하였다. 구축된 프레임워크를 통해 공학문제의 최적화 과정에서 시간의 제약을 해결하고, 효과적인 최적설계가 가능함을 확인할 수 있었다. 향후에는 본 연구의 결과를 바탕으로 실제 조선해양공학 최적화 문제에 적용을 시도할 것이다.

도덕성을 가지는 세 종류의 보행자에 대한 긴급대피 동역학 시뮬레이션 (Simulation of Evacuation Dynamics of Three Types of Pedestrians with Morality)

  • 이상희
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.79-85
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    • 2011
  • 공항상태에서 방이나, 복도로부터 나가려고 하는 긴급대피 상황에서의 사람들 행동문제는 일상생활에서 매우 중요하다. 지난 몇 년간 보행자 동역학을 전산 모사하는 수학적 모델들이 개발되어 왔다. 긴급대피 동역학에 대한 이해는 사람들의 안전과 편안함이 고려된 설계를 하는 데 기여를 할 수 있다. 그러나 제안 되어진 대부분의 모델들은 사람들의 종류와 그들의 마음상태를 전혀 고려하지 않았다. 사람들은 입자로 묘사되어졌으며, 그들의 마음은 장거리 상호작용으로써의 개체간 상호작용으로써 기술되어 졌다. 본 연구에서, 우리는 이전에 보행자모델로 제안한 격자 모델을 이용하여 도덕성을 가진 세 종류의 사람-어른, 어린이, 부상자-의 긴급대피 동역학을 연구하였다. 대피하는 과정에서 어른과 어린이가 충돌하면 어린이가 넘어지면서 부상자가 된다. 사람들은 이러한 부상자들을 만나게 되면 지나치지 않고 기다리게 되는데, 이 정도를 사람들의 도덕성으로 해석하였다. 일정한 수의 부상자들이 발생하면 긴급한 대피상황에서 사람들을 밟고 지나가게 된다. 그리고 모델에서는 부상자들이 격자공간에서 없어진다. 시뮬레이션 결과는 도덕성과 관련하여 장애물로써 역할을 하는 부상자로 인한 교통 체증이 발생함을 보여 주었다.

무인 지상 전투 체계의 협동 교전 모델링 및 분석 (Modeling and Analysis of Cooperative Engagements with Manned-Unmanned Ground Combat Systems)

  • 한상우;변재정
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제29권2호
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    • pp.105-117
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    • 2020
  • 현대합동작전의 기본 개념인 '효과중심의 동시·통합작전'에 부합하도록 신규 무기체계의 작전 요구 능력을 예측하기 위해서는 유·무인 무기체계 간의 전술적 협동 개념을 고려한 전투 효과분석이 요구된다. 그러나 수학적, 통계적 모형 등 해석적 기법으로는 비선형전 하에서의 복합체계 효과를 모의하기가 곤란한 실정이다. 이의 대안으로 실제 전장 상황과 유사하도록 시뮬레이션 환경을 조성하고 신규 무기체계가 작전에 미치는 영향을 분석할 수 있는 모의 분석 능력이 요구된다. 이에 본 논문에서는 무선 통신을 기반으로 유·무인 전투개체 간의 협동 교전 개념을 모의할 수 있는 전투 모의 모델을 제안한다. 먼저 미래 지상 체계의 요구 능력을 고려하여 로봇, 드론 등 무인전투개체와 전투원, 야포 등 유인전투개체를 모델링한다. 그리고 각 개체들이 무선 통신을 통해 전장 상황 정보를 공유하며 전투를 수행하는 전술적 과업을 모의한다. 마지막으로 소부대 기갑수색정찰 시나리오 하에서 정찰용 지상로봇 운용 시 표적 획득률, 원격 통제 성공률, 수색 소요 시간, 작전간 생존율, 적 손실률 등의 전투효과를 모의실험을 통해 산출함으로써 개발된 모델의 활용 가능성을 확인한다. 향후 제안된 모델은 유·무인 지상무기의 효과 분석은 물론 각종 워게임 전투 실험 분야에서 활용이 가능할 것으로 기대된다.

초등학교 과학 영재들의 교과 내용 인식과 학습 양식 (Learning Styles and Perceptions on Subject Matter Content by Science Gifted Elementary Students)

  • 조정일;최규식
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제25권2호
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    • pp.118-125
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    • 2006
  • 본 연구의 목적은 초등학교 과학 영재들의 학교교육 과정의 난이도와 흥미, 학습에 도움이 되는 수업 활동, 각 교과에서 선호하는 학습 양식과 그룹 활동을 알아보는데 있다. 연구를 위한 자료 수집은 전남대학교 과학영재교육원 초등 과학반과 초등수학반 54명, 광주광역시 초등영재교육원 95명, 보통 학생 98명을 대상으로 이루어졌다. 연구 결과 집단 간에 학교 교과 내용의 난이도에 대한 반응에서 차이가 있었다($X^2(4)=33.180$, p<.001). 교과 내용에 대한 관심과 흥미는 세 집단에서 유의한 차이가 나타나지 않았으나 전체 학생의 34.6%가 '흥미 없다'고 답하였다. 교과 내용에 대한 중요도 인식은 영재들에서 비교적 낮게($X^2(4)=12.443$, p<.05) 나타났다. 수업 내용과 수업 방법에 대한 가치 비교에서는 각 집단별 유의한 차이($X^2(4)=9.112$, p<.06)가 있었는데 영재들은 수업의 내용보다 방법을 더 중요하게 생각하였다. 또한 각 교과목에 대한 학습 양식에서도 영재들은 실험, 과제 및 작품 발표, 사물 가지고 활동하기 등을 통해 보다 많은 도움을 받는다. 교과목에 따른 학습 양식 선호도 조사 결과 사회, 과학, 수학에서 영재들은 '자신의 진도에 따라 배우는 것'을 선호하였다. 연구 결과에 기초하여 학교 교육 과정을 기초로 한 차별화된 교육 과정의 도입이 제언되었다.

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