• 지구물리와물리탐사
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• 제7권3호
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• pp.207-212
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• 2004

자기지전류(MT) 자료의 3차원 역산에 대해 소개한다. MT 자료의 역산 문제는 기본적으로 악조건이므로 유일한 해가 존재하지 않는다. 이러한 비유일성을 줄이고 정확한 역산해를 구하기 위해서는 역산 시 사전정보를 추가하는 제약조건을 가해야 한다. 물리탐사 분야에서 비선형 역산에 사용되는 가장 일반적인 방법은 일련의 선형화된 역산문제를 푸는 Gauss-Newton법이다. 이 알고리듬은 수렴 시, 모델 공간에서 역산문제에 대한 목적함수를 최소화하는 최적해를 준다. 그러나 이러한 반복적 선형화기법은 3차원 MT 역산의 경우 Jacobian 행렬을 구하기 힘들기 때문에 그 유용성에 한계가 있다. 이러한 어려움은 CG법에 의해 완화할 수 있다. 선형 CG법은 Gauss-Newton 반복의 각 단계를 근사적으로 풀기 위해서 사용된다. 한편 비선형 CG법은 목적함수의 최소화에 직접적으로 적용된다. 이들 CG법은 Jacobian 행렬의 계산 및 대형 선형방정식의 해를 반복 당 세 번의 모델링으로 대치할 수 있어서 3차원 역산에 적합하다.

• 한국음향학회지
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• 제37권5호
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• pp.263-270
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• 2018

외부 유동소음 문제를 다루는 대부분의 산업현장에서 FW-H(Ffowcs Williams and Hawkings) 방정식을 이용한 복합전산공력음향 기법이 수치적인 효율성으로 인하여 널리 사용되고 있다. 그러나 사중극자항을 무시한 면적분 형태의 FW-H 방정식을 사용할 때 경우에 따라 무시할 수 없는 비물리적인 소음이 발생한다고 알려져 있다. 특히, 수중 프로펠러와 같이 날개 끝 와류 공동(tip vortex cavitation)이 하류방향으로 길게 형성되는 유동에 대해서는 적절하게 모델링하지 않으면 소음 예측의 정확도가 떨어지게 된다. 따라서 본 연구에서는 사중극자 보정항을 추가하여 적분면에서 FW-H 방정식으로부터 발생하는 비물리적인 음향을 저감시키고자 하였다. 먼저 FW-H 방정식에 기초하여 개발한 내부 예측코드의 정확성을 확인하기 위하여 에어컨 실외기에 사용되는 축류팬을 대상으로 검증을 수행하였으며, ANSYS Fluent의 결과와 비교하여 잘 일치하는 것을 확인하였다. 사중극자 보정항의 효과를 확인하기 위하여 등엔트로피 와류 전파에 대한 소음 해석을 수행하였으며, 사중극자 보정항에 의한 오차의 저감 효과가 발생하는 것을 확인하였다. 마지막으로 Clark-Y 수중익형에서 발생하는 공동 유동장을 대상으로 소음 해석을 수행하였으며, 공동이적분면을 통과할 때 발생하는 오차를 사중극자 보정항을 이용하여 저감할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권6호
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• pp.237-247
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• 2008

가상 탐색은 대규모의 화학분자 데이타베이스의 화학분자 데이타들을 분자 다킹과 같은 컴퓨팅 기술을 이용하여 한정된 소규모의 화학분자만을 스크리닝하는 과정으로, 대규모 컴퓨팅 파워와 데이터 저장 용량을 요구하는 대표적인 대규모의 과학 어플리케이션이다. AutoDock, FlexX, Glide, DOCK, LigandFit, ViSION 등과 같은 기존의 분자 다킹 소프트웨어나 어플리케이션들은 슈퍼 컴퓨터, 단일 클러스터, 또는 단일 워크스테이션 둥을 이용하여 작업을 수행하도록 개발되었다. 하지만 슈퍼컴퓨터를 이용한 가상 탐색은 너무 많은 비용이 든다는 문제점이 있고, 단일 클러스터나 워크스테이션을 이용한 가상 탐색은 오랜 수행 시간이 요구되는 문제점을 가지고 있다. 이에 본 논문에서는 대규모의 데이타 집약적인 연산을 지원하는 그리드 컴퓨팅 기술을 이용하는 서비스 기반 가상 탐색 시스템을 제안한다. 이를 위해 본 논문에서는 가상 탐색을 위한 3차원 화학 데이타베이스를 구축하였다. 그리고 효율적인 분자 다킹 서비스를 제공하기 위해 자원 브로커와 데이타 브로커를 설계하고 가상 탐색을 위한 다양한 서비스들을 제안하였다. 본 논문에서는 DOCK 5.0과 Globus 3.2를 이용하여 서비스 기반 가상 탐색 시스템을 구현하고 성능 평가를 실시하였다. 본 논문에서 구현한 서비스 기반 가상 탐색 시스템은 신약 개발이나 신소재 개발 과정에서 연구 개발 기간을 단축하고 개발 비용을 절감할 수 있다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.19-28
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• 2016

최근 정보통신망의 발전과 스마트 폰의 대량 보급으로 인하여 인터넷 트래픽이 기하급수적으로 증가하고 있다. 이와 관련하여, 본 논문은 증가하고 있는 인터넷 침해사고와 네트워크 공격 중 대표적인 DDoS 공격에 대해서 탐지 및 분석한다. 이를 위해 네트워크 플로우 정보를 바탕으로 동작할 수 있도록 기존의 ATMSim 분석 패키지의 기능과 GUI를 개선하고, 이를 이용하여 캠퍼스 내부 LAN을 통해 대량으로 유입되는 정상적인 트래픽과 DDoS 공격이 포함된 비정상 트래픽을 생성한다. 수집 생성된 정상 비정상 트래픽의 특성을 분석하기 위해서 자기유사성 추정 기법을 이용하여, 그래픽 분석 및 Hurst 파라메터 (자기유사성 파라메터) 추정량 분석결과 정상 트래픽과 비정상 트래픽이 자기유사성 관점에서 추정치 Hurst 값이 높음을 보여 주고 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권6호
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• pp.13-21
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• 2014

산림 화재는 여러 가지 변수를 포함하고 있지만 바람장에 의한 영향이 다른 어떠한 변수보다 상대적으로 크므로 봄철 산림지형에서의 풍향풍속을 알고 있다는 것은 산불진화기술 및 산불확산예측을 결정하는데 핵심 요소이다. 현재는 산림 지역의 풍향풍속 산정을 위하여 기상관측소의 데이터를 의존하게 된다. 기상청의 automatic weather station (AWS)는 넓은 지역에 골고루 분포하고 있어 비교적 간편하게 데이터를 취득할 수 있으나 실제 산림지역의 기상인자와는 차이가 있음을 확인하였다. 본 연구에서는 AWS가 설치되어 있지 않은 산악지형의 바람장을 실측하고 이를 통하여 바람장 예측의 가능성을 타진하였다. 실측 지형으로 단순 구릉 지형을 선택하여 주변의 지형지물에 의한 바람장의 왜곡을 최소화 하였으며, 이들 지형에서 바람장의 실측 및 전산유체해석을 통하여 얻어진 결과를 비교 분석하였다. 단순 구릉 지형으로는 제주도 오름과 안면도 마검포 지형을 선택하여 바람장 데이터를 취득 하였으며, 이를 분석한 결과 바람장의 패턴추출이 가능하다는 사실을 알 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권3호
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• pp.285-292
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• 2020

본 연구에서는 CFD 시뮬레이션 기법을 이용하여 유리온실의 내부 환경 변화를 예측하는 모델을 개발하였으며, 실험을 통해 확보한 데이터를 이용하여 이를 검증하였다. 주·야간 실험 데이터를 경계조건으로 하는 Case 1, 2, 3의 시뮬레이션 예측값은 실험값 대비 평균 2.62℃ 높게 나타났으며, 최대편차와 균일도는 각각 평균 1.12℃, 2.92%p 높게 나타났다. Case 1에서 Case 3으로 외기온도가 변화함에 따라 조성되는 온실 내부 온도는 평균 0.84℃의 차이를 보였으며, R²는 0.9628로 실험값과 시뮬레이션 예측값 간 유사한 경향을 보임을 확인하였다. 시뮬레이션 예측 결과 해석대상 온실 내 불균일한 온도분포를 확인하였다. 해석대상 온실의 효율적인 열에너지 관리를 위해 온실 내 방열관과 FCU의 위치 변경, 온실 구조 변경 등이 필요하다고 판단되었다. 추후 현장에서의 적용을 위해 정밀한 분석이 필요하며 이를 위해 온실 내부 작물 및 구조물 미고려, 온실을 완전 밀폐로 가정하는 등 모델 정립을 위한 조건들에 의한 열전달 현상을 고려한 모델의 개선이 필요하다고 판단된다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제5권3호
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• pp.1-13
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• 2001

Present-day rules and regulations for the design and construction of ships are almost without exemption of a prescriptive and deterministic nature. Often it is argued that this situation is far from ideal; it does no right to the advances, which have been made during the past decades in engineering tools in marine technology, both in methodology and in computational power. Within IMO this has been realized for some time and has resulted in proposals to use Formal Safety Assessment(FSA) as a tool to improve and to modernize the rule making process. The present paper makes use of elements of the FSA methodology, but instead of working towards generic regulations or requirements, a Risk Assessment Approach, not unlike a 'safety case'; valid for a certain ship or type of ship is worked out. Delft University of Technology investigated the application of safely assessment procedures in ship design, in co-operation with Anthony Veder Shipowners and safety experts from Safely Service Center BV. The ship considered is a semi-pressurized-fully refrigerated LPG carrier. On the basis of the assumption that a major accident occurs, various accident, scenarios were considered and assessed, which would impair the safety of the carrier. In a so-called Risk Matrix, in which accident frequencies versus the consequence of the scenarios are depicted, the calculated risks all appeared lo be in the ALARP('as low as reasonable practicable') region. A number of design alternatives were compared, both on safety merits and cost-effectiveness. The experience gained with this scenario-based approach will be used to establish a set of general requirements for safety assessment techniques in ship design. In the view that assessment results will be most probably presented in a quasi-quantified manner, the requirements are concerned with uniformity of both the safety assessment. These requirements make it possible that valid comparison between various assessment studies can be made. Safety assessment, founded on these requirements, provides a validated and helpful source of data during the coming years, and provides naval architects and engineers with tools experience and data for safety assessment procedures in ship design. However a lot of effort has to be spent in order to make the methods applicable in day-to-day practice.

• 대한환경공학회지
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• 제36권6호
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• pp.442-450
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• 2014

본 연구에서는 상수원에서 문제시 되고 있는 미량오염물질의 처리에 대한 연구를 하기 위해선 많은 시간과 비용이 소요되는데, 이를 절감하기 위한 대안으로 양자화학적 기반의 범밀도함수이론(Density Functional Theory, DFT)을 활용하여 물질간의 상호 반응성 및 분해과정을 해석하였다. 본 연구에서 다루고 있는 물질은, 최근 낙동강 수계에서 빈번히 검출되고 있는 Sulfonamide 물질 3종(sulfamethazine, sulfathiazole, sulfamethoxazol)을 선정하였으며, 이론적인 연구로는 DFT모델링, 실험적 연구로는 UV-VIS 및 FT-IR 등의 분광분석을 하여 비교 및 검증을 하였다. DFT모델링을 실시한 결과 Sulfonamide물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)와 오존의 LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) 사이에서 반응이 가장 유리하며, Sulfonamide 물질의 HOMO를 가시화 한 결과 Sulfanilamide기에서 전자밀도가 높게 나타나므로 Sulfanilamide기에서 반응이 활발할 것이라 예측되었다. UV-VIS 실험결과 260 nm에서 Sulfanilamide기가 검출되었으며, 오존산화시 검출된 Sulfanilamide기가 빠르게 사라짐을 알 수 있었다. FT-IR분석결과로써 Sulfanilamide기에서도 그 한 부분인 아민기(N-H)에서 가장 활발한 제거반응이 일어남을 알 수 있었으며 이러한 결과로부터 DFT모델링 방법을 통해서 정수처리 공정에 대해서 반응을 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.139-148
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• 2015

본 논문에서는 한일공동VLBI상관기를 위한 소프트웨어 상관기의 성능개선을 위해 공개된 라이브러리를 이용한 최적 코딩 방법에 대해 제안한다. VLBI 관측데이터를 상관처리하는 시스템은 관측국 수에 따라 계산량이 기하급수적으로 증기하기 때문에 일반적으로 ASIC 또는 FPGA를 이용하여 하드웨어로 구축한다. 하지만 최근에는 컴퓨터 성능의 발전에 따라 소프트웨어를 이용하여 클러스터와 같은 대용량 서버에서 구축하고 있다. 하드웨어로 구축한 VLBI 상관처리 시스템은 대부분 관측시간대비 준 실시간 또는 실시간으로 데이터처리를 수행하기 때문에, 소프트웨어 상관처리 시스템도 이와 같은 성능을 갖기 위해서는 코딩작업에서 데이터 처리를 최적으로 수행할 수 있어야 한다. 따라서 본 논문에서는 상관처리 시스템에서 가장 중요한 과정인 FFT 처리과정에서 공개된 fftw 라이브러리를 활용하여 최적코딩을 수행할 수 있도록 fftw 라이브러리를 이용한 일반적인 방법, SSE를 활용한 방법, 공유메모리를 사용한 방법, OpenMP를 활용한 방법, 그리고 제시한 것들을 병합한 방법을 적용한 경우에 대해 상관처리 실험을 수행하였다. 상관처리실험을 통하여 본 논문에서 제안한 fftw와 공유메모리, 그리고 OpenMP를 적용한 최적 코딩 방법이 상관처리 시간을 단축할 수 있어서 소프트웨어 상관기의 성능개선에 유효함을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제24권2호
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• pp.35-44
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• 2021

파이썬은 다른 정적 언어(예, C, C++, FORTRAN 등)에 비해 실행 속도가 느리기 때문에 대규모 반복이 필요한 지구동역학 코드를 작성하는데 적합하지 않은 것으로 인식되어 왔다. 그러나 파이썬의 계산 속도를 향상시키기 위해 Just-In-Time (JIT) 컴파일 등과 같은 많은 고속화 수단이 개발되었다. 우리는 파이썬을 기반으로 JIT 컴파일러에 최적화된 맨틀 유동 지구동역학 코드를 개발했다. 코드는 지구동역학 분야에서 널리 사용되는 PIC (Particle-In-Cell) 방법과 유한요소법을 결합하여 맨틀 대류를 수치 모사하며, 코드의 신뢰성을 정량적으로 평가하기 위해 잘 알려진 2차원 맨틀 대류 문제를 벤치마킹했다. 수치 모사 결과, 제곱근 평균 제곱 속도와 넛셀 수가 이전 연구와 거의 일치함을 확인했다. JIT 컴파일러를 적용한 코드는 적용하지 않았을 경우와 대비해 계산 속도가 PIC 방법에서 최대 258배, 전체 행렬 조립 과정에서 최대 30배 향상했다. 따라서, 이번 연구는 파이썬의 계산 성능이 JIT 등의 가속기를 이용하여 충분히 향상되며, 많은 지구 동역학 문제를 해결하는데 활용될 수 있음을 제시하였다.