• 제목/요약/키워드: Computation

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실시간 저수지 탁수 감시 및 관리를 위한 의사결정지원시스템 개발 및 검증: 대청댐 사례 (Development and Validation of A Decision Support System for the Real-time Monitoring and Management of Reservoir Turbidity Flows: A Case Study for Daecheong Dam)

  • 정세웅;정용락;고익환;김남일
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제41권3호
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    • pp.293-303
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    • 2008
  • 저수지의 탁수 장기화는 몬순기후대의 많은 나라에서 물 공급시스템의 효율성과 지속가능성을 저하시킨다. 본 연구에서는 대청댐 저수지를 대상으로 홍수시 유입하는 탁수의 실시간 감시와 예측을 통해 탁수의 최적조절 대안을 효과적으로 분석할 수 있는 의사결정지원시스템인 RTMMS를 개발하였다. RTMMS는 실시간 계측자료를 수집하여 저장, 조회할 수 있는 데이터베이스관리시스템, 모델의 입력 자료를 자동 생성하기 위한 예측모듈, 2차원 저수지 탁수예측 모델, 그리고 모델의 수행결과 분석 및 다양한 시나리오에 따른 의사결정이 가능하도록 설계된 후처리시스템으로 구성되어 있다. RTMMS의 예측 신뢰도를 검증하기 위해 2004년 홍수기 동안 실시간 계측을 통해 수집된 자료를 이용하여 모델을 보정하고, 2006년 홍수사상을 대상으로 실시간 검증 모델링을 실시하였다. 저수지의 수온과 탁도의 시공간적인 변화를 모의하고 실측값과의 오차를 분석하였다. RTMMS는 저수지내 탁수의 밀도류 유동특성과 소멸과정을 비교적 잘 모의하였으며, 특히 시스템의 실시간 적용에 필수적인 조건인 계산효율이 매우 높은 것으로 나타났다. 본 연구에서 제시된 RTMMS의 구성은 비슷한 탁수문제를 가지고 있는 많은 저수지에서도 물 공급시설의 최적관리와 하류 수생태계의 향상을 위해 효과적으로 적용될 수 있을 것이다.

MPI 기법을 이용한 병렬 홍수침수해석 (Parallel Flood Inundation Analysis using MPI Technique)

  • 박재홍
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제47권11호
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    • pp.1051-1060
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    • 2014
  • 본 연구에서는 분산 메모리환경 병렬프로그래밍 모델의 표준인 MPI (Message Passing Interface) 기법과 침수해석 모형인 DHM(Diffusion Hydrodynamic Model) 모형을 연계하여 침수모형을 병렬화하고 기존의 기법으로 복잡하고 장시간의 계산시간을 요구하였던 계산에 대해 향상된 계산 성능을 구현하고자 하였다. 개발된 모형을 다양한 침수 시나리오를 바탕으로 가상유역과 실제유역에 대하여 코어 개수별로 모의함으로써 제내지 침수에 따른 침수범위 및 침수위의 추정, 및 계산시간 단축 효과를 입증 하고 병렬기법에 대한 홍수해석 분야의 적용성을 입증하고자 하였다. 본 연구에서 개발된 모형의 검증을 위하여 2차원 가상 제내지 및 실제 침수 사례에 대하여 적용하였고, 적용결과 동일한 정확도를 기준으로 계산시간 면에서 단일 코어와 비교하여 멀티코어를 사용한 경우 약 41~48%의 개선효과가 나타나는 것을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 병렬해석 기법을 이용한 침수해석 모형은 멀티코어를 적용하여 짧은 계산시간으로 침수심, 침수구역, 홍수파 전달속도 등이 계산 가능하여, 실제 홍수 발생 시 침수지역에서의 신속한 예측 및 대처, 홍수위험지도 구축 등에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

Nonlinear Conte-Zbilut-Federici (CZF) Method of Computing LF/HF Ratio: A More Reliable Index of Changes in Heart Rate Variability

  • Vernon Bond, Jr;Curry, Bryan H;Kumar, Krishna;Pemminati, Sudhakar;Gorantla, Vasavi R;Kadur, Kishan;Millis, Richard M
    • 대한약침학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.207-212
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    • 2016
  • Objectives: Acupuncture treatments are safe and effective for a wide variety of diseases involving autonomic dysregulation. Heart rate variability (HRV) is a noninvasive method for assessing sympathovagal balance. The low frequency/high frequency (LF/HF) spectral power ratio is an index of sympathovagal influence on heart rate and of cardiovascular health. This study tests the hypothesis that from rest to 30% to 50% of peak oxygen consumption, the nonlinear Conte-Zbilut-Federici (CZF) method of computing the LF/HF ratio is a more reliable index of changes in the HRV than linear methods are. Methods: The subjects of this study were 10 healthy young adults. Electrocardiogram RR intervals were measured during 6-minute periods of rest and aerobic exercise on a cycle ergometer at 30% and 50% of peak oxygen consumption ($VO_{2peak}$). Results: The frequency domain CZF computations of the LF/HF ratio and the time domain computations of the standard deviation of normal-to-normal intervals (SDNN) decreased sequentially from rest to 30% $VO_{2peak}$ (P < 0.001) to 50% $VO_{2peak}$ (P < 0.05). The SDNN and the CZF computations of the LF/HF ratio were positively correlated (Pearson's r = 0.75, P < 0.001). fast Fourier transform (FFT), autoregressive (AR) and Lomb periodogram computations of the LF/HF ratio increased only from rest to 50% $VO_{2peak}$. Conclusion: Computations of the LF/HF ratio by using the nonlinear CZF method appear to be more sensitive to changes in physical activity than computations of the LF/HF ratio by using linear methods. Future studies should determine whether the CZF computation of the LF/HF ratio improves evaluations of pharmacopuncture and other treatment modalities.

계층 메쉬를 이용한 빠른 평면 형상 변형 (Fast Planar Shape Deformation using a Layered Mesh)

  • 유광석;최정주
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.43-50
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    • 2011
  • 본 논문에서는 2차원 입력 형상에 대하여 계층 메쉬를 이용한 빠르고, 품질 저하가 적은 평면 형상변형 기법을 제시한다. 입력으로 주어진 2차원형상의 내부와 경계를 조밀하게 샘플링한 정점의 집합으로 구성된 형상 메쉬와, 입력 형상을 근사적으로 둘러싸는 형상 메쉬의 일부 정점으로 구성된 제어 메쉬를 구성한다. 이때, 형상 메쉬 정점은 제어 메쉬의 정점에 대한 평균값 좌표로 표현한다. 사용자의 형상 변형 입력에 대하여 기존의 비선형 최소자승법을 사용한 메쉬 최적화문제를 풀어 제어 메쉬 정점의 변형될 위치를 구하고, 형상 메쉬는 변형된 제어 메쉬의 정점으로부터 평균값 좌표를 이용하여 최종적인 형상의 변형을 빠르게 계산한다. 형상 메쉬는 입력 형상을 정확히 표현하기 위해 많은 수의 정점으로 구성되는 반면에 제어 메쉬는 상대적으로 적은 수의 정점으로 구성된다. 계산양이 많은 최적화 방법은 제어 메쉬에만 적용되기 때문에 전체 수행시간은 매우 빠르지만, 제어 메쉬의 품질저하에 따라 형상변형의 품질 또한 저하된다. 본 논문에서는 형상 변형의 결과를 조절하고 품질 저하를 보정하기 위해서 사용자 제한에 방위 제어를 포함시켜 형상변형의 강성도를 조절하는 방법을 제시한다. 실험적인 결과에 의하면 본 논문에서 제시한 방법은 비교적 적은 수의 정점을 사용하여 형상 변형의 수행속도가 빠르면서, 변형의 시각적인 품질은 부드럽게 유지된다. 본 논문의 결과는 휴대폰이나 타블렛 PC와 같이 계산속도가 느린 임베디드 시스템에서 형상 변형을 이용한 2차원 애니메이션 제작과 같은 응용문제에 효과적으로 사용될 수 있다.

여름철 무강우 시 들잔디 옥상녹화 식재지반에 따른 관수주기 및 관수량 산정 (Computation of Irrigation Interval and Amount as affected by Growing Substrate and Soil Depth Planted with Zoysia japonica in Green Roof during a Dry Summer)

  • 주진희;배규태;김원태;윤용한
    • 한국환경과학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.289-296
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    • 2012
  • The purpose of this study was to identify the irrigation intervals and the amount of suitable growing substrate needed to achieve the desired shallow-extensive green roof system during a dry summer in Korea. In terms of treatment, three types (SL, $P_6P_2L_2$, $P_4P_4L_2$) with varying soil mixture ratios and two types (15 cm, 25 cm) with varying soil depths were created. The results have been analyzed after measuring growth and soil water contents. The difference of growth by treatment was significant in terms of green coverage, height, leaf width and photosynthesis. In measurement of chlorophyll content, no difference was detected when measured against soil depth. According to the growth measurement of Zoysia japonica with respect to differing soil mixture ratios in the 15 cm-deep treatment, a statistical difference was detected at the 0.05 significance level in photosynthesis. In case of green coverage, height, chlorophyll content and leaf width, no statistical significance was observed. In case of the 25 cm-deep treatment, a statistical significance was observed in height and photosynthesis. In terms of green coverage, chlorophyll content and leaf width, no statistical significance was detected. In comparisons of soil moisture tension and soil water contents, the irrigation interval and amount were 8 days and 14.9 L in the SL (15 cm) treatment, respectively. The irrigation interval showed for 10 days a 1.3-fold increase, and the irrigation amount was 27.4 L 1.8-fold more than SL (25 cm), respectively. For $P_6P_2L_2$ (15 cm) treatment, the irrigation interval and amount were 12 days and 20.7 L, respectively. However, an irrigation interval under $P_6P_2L_2$ (25 cm) was for 15 days 1.3 times longer than $P_6P_2L_2$ (15 cm), and an irrigation amount of 40 L was 1.9 times more than that under $P_6P_2L_2$ (15 cm). In $P_4P_4L_2$ (15 cm) treatment, it was indicated that the irrigation interval was 15 days, and the irrigation amount was 19.2 L. It was not needed to irrigate for 16 days under $P_4P_4L_2$ (25 cm) treatment during the dry summer and the longest no-rain periods. The irrigation interval and amount under $P_4P_4L_2$ were 1.8-fold and 1.3-fold, respectively, more than SL treatment as affected by soil mixture ratio. Comparatively $P_4P_4L_2$ had more 1.3-fold and 0.9-fold in irrigation interval and amount more than $P_6P_2L_2$. Therefore, it can be noted that different soil depth and soil mixture ratios had a significant effect on the irrigation interval and amount.

WDM의 논리망 구성과 파장할당 그리고 트래픽 라우팅을 위한 개선된 통합 해법 (unifying solution method for logical topology design on wavelength routed optical networks)

  • 홍성필
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권9A호
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    • pp.1452-1460
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    • 2000
  • 논리망 구성, 파장할당, 그리고 트래픽 라우팅은 WDM 전송망 구성의 핵심적인 문제들이다. 망 전체 수준의 최적성을 위해서는 이 문제들을 통하여 접근할 필요성이 있으며, 최근 일련의 연구들은 이러한 통합 모형과 해법의 추구 과정으로 볼 수 있다. 그 중에서 Krishnaswamy와 Sivarajan이 제시한 모형은, 통합성과 완비성이 정도로 볼 때, 가장 개선된 것이다. 특히 이 수리모형은, 이전의 비선형모형에 비해, 상대적으로 해법이 용이한 정수선형계획모형이라는 장점을 가지고 있다. 그러나 이 연구는 , 정수조건을 완화한 선형계획문제를 푼 다음 라운딩(Rounding)에 의해 정수해를 구하는 해법을 제시하였다. 이러한 초보적인 해법은 라운딩이 성공적인 경우 최적 품질에 가까운 해를 생성하지만, 일반적으로 다음과 같은 문제들을 갖고 있다. 첫째, 대형 선형문제를 그대로 풂으로써, 매우 긴 계산시간을 요한다. 둘째, 구해진 해가 모형에 반영된 기술적 제약조건들을 만족시키지 못하는 비가능해(infeasible solution) 일 수 있다. 예를 들어 광신호의 감쇠현상을 방지하기 위한 흡(hop)수 제약조건이나, WDM의 필수적 제약인 파장개수의 상한 등이다. 본 연구는 [7]에서 제시한 수리모형에 기반하여, 개선된 해법을 제시하고자 한다. 즉, 훨씬 단축된 시간 안에 모든 제약 조건을 만족하는 해법을 제시한다. 또한, 품질 면에서도 [7]에 제시된 최적해와 대체로 비슷한 수준의 해를 제공할 수 있다.

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무선인터넷에서 신용카드기반의 안전한 소액 지불 프로토콜 (A Secure Micro-Payment Protocol based on Credit Card in Wireless Internet)

  • 김석매;김장환;이충세
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권12C호
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    • pp.1692-1706
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    • 2004
  • 최근 정보통신기술의 급속한 발달로 무선인터넷을 이용한 전자상거래 사용자가 폭발적으로 증가하고 유선에서 유/무선 통합 환경으로 변화함에 따라 보안상의 많은 문제점이 제시되고 있다. 특히 무선전자상거래에서는 무선 환경의 제한적 특정에 따라 경랑화된 보안기술, 종단간 보안 기술 및 프라이버시 보안 등에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 현재 무선 전자상거래에서는 주로 신용카드기반의 지불 프로토콜인 WPP와 ASPeCT에서 제안한 인증과 지불초기화를 위한 AIP프로토콜을 사용하고 있다. WPP에서 사용하는 보안 프로토콜 WAP는 무선과 유선을 연계하는 G/W에서 전달되는 데이터의 모든 내용이 누출되는 보안상의 취약점이 있어 종단간 보안도 제공하지 못하는 단점이 있고, AlP 프로토콜은 인증서 체인을 이용하여 인증을 수행하므로 계산량이 많은 단점과 인증서에서 사용자의 신원이 노출되어 프라이버시 보호를 위한 익명성이 보장되지 않는 단점이 있다. 이 논문에서는 기존 AIP프로토콜을 기반으로 초특이 타원곡선인 Weil Pairing을 적용한 ID 기반 공개키 암호기법을 사용하여 거래정보의 기밀성을 보장하고 은닉전자서명 기법을 통한 인증서를 사용하여 프라이버시 보호, 공개키와 사용자 인증 및 부인방지를 해결했으며 또한 두 객체만 공유하는 세션키를 사용하여 종단간 보안이 제공되는 특정 무선 플fot폼에 독립적이며 안전하고 효율적인 지불 프로토콜을 제안하였다. 또한 제안한 프로토콜은 사용자와 서비스 제공자간의 온라인 인증기관이 지불 프로토콜의 인증과정에 참여함으로써 다른 도메인에 존재하는 서비스 제공자에게도 효율적이고 안전한 서비스를 받을 수 있도록 하였다.

터보부호의 오류확률 분산값을 이용한 효율적인 반복중단 알고리즘 (An Efficient Iterative Decoding Stop Criterion Algorithm using Error Probability Variance Value of Turbo Code)

  • 정대호;심병섭;임순자;김태형;김환용
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권10C호
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    • pp.1387-1394
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    • 2004
  • 터보부호는 디지별 이동통신 시스템에서 사용되는 오류정정 부호화 기법의 일종으로써 반복복호가 진행됨에 따라서 AWGN 채널 환경에서 BER성능이 향상된다는 것은 잘 알려진 사실이다. 그러나 다양한 채널 환경하에서 반복복호 횟수가 증가하면 무의미한 반복이 이루어져서 복호하는데 필요한 복호 지연시간과 계산량이 증가하게 되고 전력소모 또한 커지게 되는 단점을 가진다. 따라서 본 논문에서는 터보부호의 평균 반복복호 횟수를 크게 감소시킬 수 있는 효율적인 반복중단 알고리즘을 제안한다. 제안된 반복중단 알고리즘은 고정된 반복 횟수 이전에 반복복호를 효율적으로 중단시킬 수 있는 기법으로써 연판정 출력값에 대한 오류확률의 분산값을 중단조건으로 이용하여 BER성능의 손실없이 평균 반복복호 첫수를 크게 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 모의실험 결과, 제안된 알고리즘의 평균 반복복호 횟수는 HDA 알고리즘과 비교하여 약 2.25%~14.31% 정도의 감소효과를 나타냈으며 CE 알고리즘과 비교하여 약 3.79%~14.38% 정도의 감소효과를 나타내었다.

다중 접지계 GPR 수치 해석을 위한 최적 모델링 기법 (A Modeling Optimization for Numerical Analysis of GPR in Multi-Grounding Systems)

  • 이재복;장석훈;명성호;조연규
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권11호
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    • pp.1120-1131
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    • 2006
  • 본 연구는 combined integration/matrix method에 의해 다양한 접지 시스템의 특성을 모의할 수 있는 수치 해석 기법에 관한 연구이다. Combined integration/matrix method는 접지 시스템을 일정한 길이의 요소로 분할하여 미리 적분을 한 후 적분된 길이 요소 기법에 대해 matrix method를 사용하는 방법으로 연산 시간 및 해석시 에러 발생을 줄일 수 있다. 이를 위해 본 연구에서는 수치 해석시 분할 요소 길이에 대한 오차 분석을 통해 최적의 요소길이 산정 방법을 제시하였으며 이를 통해 실규모 접지 시스템의 다양한 형태의 접지 시스템의 성능 분석이 가능하도록 하였다. 오차 분석을 토대로 접지 전극의 길이와 매설 깊이에 따라 적절하게 요소의 길이를 도출한 결과 분할하고자 하는 요소의 길이는 매설 깊이와 접지 도체의 길이에 주요한 상관 관계가 있음을 알 수 있었으며 본 연구에서 제시한 수치 해석 모델링 방법에 따라 3 % 이내의 해석 정확도를 얻을 수 있었다. 또한, 이를 다중 접지계 해석에 적용하여 현재 산업 플랜트 접지 방식에서 가장 논란이 되고 있는 전원 접지계와 신호/통신 접지계의 공통 접지 및 분리 접지의 영향 평가 등에 활용될 수 있음을 보여주었다.

대용량 에너지 저장장치용 2세대 고온 초전도 코일의 특성해석 (Study on the 2G High Temperature Superconducting Coil for Large Scale Superconducting Magnetic Energy Storage Systems)

  • 이지영;이세연;김영일;박상호;최경달;이지광;김우석
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • 제1권1호
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    • pp.157-162
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    • 2015
  • 대용량 초전도 에너지저장장치(Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES)용 초전도 권선을 제작하기 위해서는 높은 자장특성을 가고 있는 2세대 고온초전도 (2nd Generation High-Temperature Superconductor, 2G HTS) 선재를 사용하는 것이 효율적이다. 자기에너지 저장 밀도를 높이기 위해서는 권선에 높은 전류밀도를 인가해야 하는데, 도체의 평면에 수직 방향으로 인가되는 자속밀도가 커지면 임계전류가 작아지는 2세대 HTS 선재의 특성상 토로이드 형태의 권선을 구성하는 것이 일반적이다. 이러한 고온초전도 권선을 설계하기 위해서는 권선 특성의 정확한 해석이 필요한데 이를 위해 유한요소법을 사용한 프로그램을 이용하여 해석이 가능하나 토로이드 형태의 권선은 대칭성의 문제로 3차원 해석을 해야만 하며, 이는 모델링에 많은 어려움과 높은 컴퓨터 사양, 그리고 매우 긴 계산 소요시간이 필요함을 의미한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 분석적이고 통계적으로 고온 초전도 코일에서 작용하는 최대 수직자장과 저장된 에너지를 결정하는데 이해하기 쉽고 효율적으로 계산하는 방법을 제시했다. 이 방법은 현저한 시간단축과 효율적인 설계를 할 수 있는 새로운 계산 방법으로 기존의 유한요소법에 의해 소요되는 계산 시간에 비해 1/1000정도로 계산시간 단축을 할 수 있었다.