• 제목/요약/키워드: Boundary Problem

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MODFLOW를 이용한 동해시 전천유역의 지하수분석 (Groundwater Analysis for Jun Stream Basin in Donghae City using MODFLOW)

  • 김삼은;김형수
    • 한국습지학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.342-351
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    • 2021
  • 이 연구의 목적은 MODFLOW를 이용하여 신규 지하수 관정 추가로 인한 영향을 예측하기 위해 지하수의 변화와 지하수두 또는 매개변수 민감도에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 이 연구에서는 동해시의 전천유역 하류지역을 대상으로 두 가지 조건을 모의하였다. 첫 관측된 지하수위값을 이용하여 자연상태 정류 흐름을 모의 할 수 있는 매개변수를 결정한 후, 이미 설치되어 있는 관정까지 포함하여 모형을 구축하였다. 구축된 모형을 이용하여 지하수 관정의 추가 설치에 따른 영향을 모의하였다. 두 번째는 동해시의 물 부족 문제를 해결하기 위한 방법으로 관정을 계획하고 모의하였다. 모의 결과, 최대 지하수위 저하는 첫 번째 대수층에서 약 0.35m로 나타났으며, 이는 해수의 침입은 발생하지 않는다는 것과 관정의 계획이 물 부족의 해결책으로 무리가 없다는 것을 나타낸 것이다. 마지막으로 MODFLOW에서 사용되는 매개변수의 민감도 분석을 실시하였다. 민감도 분석 결과에서 초기 수두, 비등방성 계수, 수리전도도 및 일반수두경계가 민감한 매개변수로 판명되었다.

시변 수평풍 모델을 적용한 동적 활공 최적 궤적 추종 (Dynamic Soaring Optimal Path Following with Time-variant Horizontal Wind Model)

  • 박승우;한승우;김인근;고상호
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.72-80
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    • 2021
  • 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.

최대 유전영동력을 위한 전극의 형상 최적설계 (Shape Design Optimization of Electrode for Maximal Dielectrophoresis Forces)

  • 정홍연;조선호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권4호
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    • pp.223-231
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    • 2019
  • 정전기 문제에 대한 연속체 기반 설계 민감도 해석(DSA) 방법을 해석적으로 유도하였다. 고차 항을 포함한 목적 함수를 고려하기 위해 해석 및 DSA 방법을 위해 9 노드 유한요소법 기반 함수를 형상 함수로 사용하였다. 최적화 과정에서의 설계 변수를 B- 스플라인 함수로 매개 변수화하여 비현실적인 형상이 아닌 부드러운 경계를 가진 최적 형상을 얻을 수 있었다. 유한요소법을 이용한 최적화 과정에서 일반적으로 발생하는 메쉬 얽힘 문제를 해결하기 위해 메쉬 균일화 기법을 사용하였다. 이 기법은 디리쉴릿 에너지 범함수를 최소화함으로써 메쉬 균일성을 자동으로 얻을 수 있게 한다. 몇 가지 수치 예제들을 통해 DEP 힘을 최대화하기 위한 평행판의 최적 형상을 얻어낸다. 이를 기존에 실험적으로 검증된 평행판의 최적 형상과 비교하여 그 특성을 논의하였다.

A full path assessment approach for vibration serviceability and vibration control of footbridges

  • Zhu, Qiankun;Hui, Xiaoli;Du, Yongfeng;Zhang, Qiong
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제70권6호
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    • pp.765-779
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    • 2019
  • Most of the existing evaluation criteria of vibration serviceability rely on the peak acceleration of the structure rather than that of the people keeping their own body unmoved on the structure who is the real receiver of structural vibrations. In order to accurately assess the vibration serviceability, therefore, a full path assessment approach of vibration serviceability based on vibration source, path and receiver is not only tentatively proposed in this paper, taking the peak acceleration of receiver into account, but also introduce a probability procedure to provide more instructive information instead of a single value. In fact, semi-rigid supported on both sides of the structure is more consistent with the actual situation than simply supported or clamped due to the application of the prefabricated footbridge structures. So, the footbridge is regarded as a beam with semi-rigid supported on both sides in this paper. The differential quadrature-integral quadrature coupled method is not only to handle different type of boundary conditions, but also after being further modified via the introduction of an approximation procedure in this work, the time-varying system problem caused by human-structure interaction can be solved well. The analytical results of numerical simulations demonstrate that the modified differential quadrature-integral quadrature coupled method has higher reliability and accuracy compared with the mode superposition method. What's more, both of the two different passive control measures, the tuned mass damper and semi-rigid supported, have good performance for reducing vibrations. Most importantly, semi-rigid supported is easier to achieve the objective of reducing vibration compared with tuned mass damper in design stage of structure.

주어진 회전 수열에 대한 최소 히스토그램 (Minimum Histogram for Given Turn Sequences)

  • 김재훈
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권9호
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    • pp.1146-1151
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    • 2019
  • 히스토그램 H는 가장 왼쪽 수직 에지와 가장 오른쪽 수직 에지를 연결하는 기저라고 불리는 하나의 수평 에지를 가진 x-단조 직교 다각형이다. 여기서 직교 다각형은 수평과 수직 에지들만을 가진 다각형이고, x-단조 다각형 P는 x-축에 수직인 모든 직선이 P와 많아야 두 번 교차하는 성질을 만족하는 다각형이다. 히스토그램 H의 테두리 선을 따라 반시계방향으로 움직이면, 꼭짓점에서 왼쪽 회전과 오른쪽 회전의 수열을 얻는다. 역으로, 꼭짓점에서의 회전들로 이루어진 수열이 히스토그램에 의해서 구현될 수 있다. 이 논문에서 우리는 주어진 회전 수열을 구현하는 히스토그램을 찾는 문제를 다룬다. 특별히 면적을 최소화하는 히스토그램과 구속 상자를 최소화하는 히스토그램을 찾을 것이다. 두 문제 모두 선형 시간 알고리즘들에 의해 풀리는 것을 보일 것이다.

스월 분사와 삽입연료에 의한 하이브리드 로켓 연소의 저주파수 연소불안정 조절 (Controlling Low Frequency Instability in Hybrid Rocket Combustion With Swirl Injection and Fuel Insert)

  • 현원정;이창진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.139-146
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    • 2021
  • 하이브리드 로켓 연소에서 산화제 스월 분사는 회전방향 속도성분이 경계층 유동에 영향을 미쳐 연소안정화에 기여한다. 그러나 스월 강도가 증가할수록 연소성능을 과도하게 변화시키는 문제점이 나타난다. 따라서 참고문헌[7]의 삽입연료와 함께 사용하여 연소성능 변화를 최소화 하면서 연소불안정 억제를 시도하였다. 이를 위해, 일련의 실험을 계획하여 스월 강도와 삽입연료 위치를 변화하며 연소불안정의 발생과 연소성능 변화를 관찰하였다. 실험결과, 스월 각 6°, 삽입연료 위치 310 mm 조합에서 연소불안정이 억제되었으며 연소압력, O/F 비 그리고 연료 후퇴율 등의 변화가 최소인 것으로 확인하였다. 또한 고주파수 대역의 압력진동(p')와 열방출진동(q')의 위상차가 π/2로 음의 결합을 형성하도록 연소조건을 유지하는 것이 저주파수 연소불안정 발생을 억제하는 필요충분조건임을 재확인하였다.

독거노인 케어를 위한 개선된 YOLO-KCF 기반 낙상감지 알고리즘 (The Modified Fall Detection Algorithm based on YOLO-KCF for Elderly Living Alone Care)

  • 강경원;박수영
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.86-91
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    • 2020
  • 독거노인이 증가하면서 낙상 사고 빈도도 높아지고 있다. 낙상은 노인들의 건강을 위협할 뿐만 아니라, 독립적인 생활을 위협할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해서는 독거노인의 위급한 상태를 인식하고 대응할 수 있는 실시간 기술이 필요하다. 따라서 본 논문은 독거노인을 위해 긴급 상황 중 하나인 낙상을 실시간으로 확인할 수 있는 YOLO-KCF를 기반 개선된 낙상 감지 알고리즘을 제안한다. YOLO는 물체의 검출뿐 아니라 서 있는 행동과 쓰러지는 행동 유행을 감지할 수 있다. 따라서 본 논문은 서 있는 행동 유형과 쓰러지는 행동 유형간의 경계 박스의 형태 변화를 이용하여 낙하를 검출할 수 있으며, KCF의 단점을 개선할 수 있다.

트랜스포머 블록과 윤곽선 디코더를 활용한 딥러닝 기반의 피부 병변 분할 방법 (Deep Learning based Skin Lesion Segmentation Using Transformer Block and Edge Decoder)

  • 김지훈;박경리;김해문;문영식
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제26권4호
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    • pp.533-540
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    • 2022
  • 전문의는 피부암을 조기에 발견하기 위해 피부경을 사용하여 진단하지만 다양한 형태로 인해 피부 병변을 판단하는 데 어려움이 있다. 최근 높은 성능을 보인 딥러닝을 이용한 피부 병변 분할 방법이 제안되었지만 피부와 피부 병변 경계가 명확하지 않아서 피부 병변을 분할하는 데 문제점이 있었다. 이러한 문제를 개선하기 위해 제안하는 방법은 효과적으로 피부 병변을 분할하기 위해 트랜스포머 블록을 구성하였으며, 네트워크의 각 계층마다 윤곽선 디코더를 구성하여 피부 병변을 자세히 분할하였다. 실험 결과, 제안하는 방법은 기존의 방법보다 Dice coefficient 기준 0.041 ~ 0.071, Jaccard Index 기준 0.067 ~ 0.112의 성능 향상을 보인다.

Application of POD reduced-order algorithm on data-driven modeling of rod bundle

  • Kang, Huilun;Tian, Zhaofei;Chen, Guangliang;Li, Lei;Wang, Tianyu
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권1호
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    • pp.36-48
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    • 2022
  • As a valid numerical method to obtain a high-resolution result of a flow field, computational fluid dynamics (CFD) have been widely used to study coolant flow and heat transfer characteristics in fuel rod bundles. However, the time-consuming, iterative calculation of Navier-Stokes equations makes CFD unsuitable for the scenarios that require efficient simulation such as sensitivity analysis and uncertainty quantification. To solve this problem, a reduced-order model (ROM) based on proper orthogonal decomposition (POD) and machine learning (ML) is proposed to simulate the flow field efficiently. Firstly, a validated CFD model to output the flow field data set of the rod bundle is established. Secondly, based on the POD method, the modes and corresponding coefficients of the flow field were extracted. Then, an deep feed-forward neural network, due to its efficiency in approximating arbitrary functions and its ability to handle high-dimensional and strong nonlinear problems, is selected to build a model that maps the non-linear relationship between the mode coefficients and the boundary conditions. A trained surrogate model for modes coefficients prediction is obtained after a certain number of training iterations. Finally, the flow field is reconstructed by combining the product of the POD basis and coefficients. Based on the test dataset, an evaluation of the ROM is carried out. The evaluation results show that the proposed POD-ROM accurately describe the flow status of the fluid field in rod bundles with high resolution in only a few milliseconds.

Free vibration analysis of FG plates under thermal environment via a simple 4-unknown HSDT

  • Attia, Amina;Berrabah, Amina Tahar;Bousahla, Abdelmoumen Anis;Bourada, Fouad;Tounsi, Abdelouahed;Mahmoud, S.R.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제41권6호
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    • pp.899-910
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    • 2021
  • A 4-unknown shear deformation theory is applied to investigate the vibration of functionally graded plates under thermal environment. The plate is fabricated from a functionally graded material mixed of ceramic and metal with continuously varying material properties through the plate thickness. Three types of thermal loadings, uniform, linear and nonlinear temperature rises along the plate thickness are taken into account. The present theory contains four unknown functions as against five or more in other higher order shear deformation theories. The through-the-thickness distributions of transverse shear stresses of the plate are considered to vary parabolically and vanish at upper and lower surfaces. The present model does not require any problem dependent shear correction factor. Analytical solutions for the free vibration analysis are derived based on Fourier series that satisfy the boundary conditions (Navier's method). Benchmark solutions are firstly considered to evaluate the accuracy of the proposed model. Comparisons with the solutions available in literature revealed the good capabilities of the present model for the simulations of vibration responses of FG plates. Some parametric studies are carried out for the frequency analysis by varying the volume fraction profile and the temperature distribution across the plate thickness.