간단한 제하/재재하 구성방정식을 이용하여 기존의 교란상태개념(DSC)모델을 수정하였고, 그 수정된 DSC모델을 비선형 동역학적 유한요소 프로그램인 DSC_DYN2D에 수치해석적으로 접목(implementation)하였다. 본 연구에서 이용한 구성방정식 DSC 모델은 상대적으로 손상받지 않은 상태(RI)를 정의하기 위하여 HiSS모델을 이용하였고, 완전파괴상태(FA)는 한계상태모델을 이용하였다. 이렇게 수정된 DSC_DYN2D 프로그램을 이용하여 동하중을 받는 현장파일 및 그 주변 지반의 거동을 수치해석적으로 모사 하였다. 해석 결과를 기존의 HiSS모델을 이용한 해석결과와 비교, 분석하였다. 비교결과, DSC모델을 이용하여 해석한 결과가 HiSS모델로 해석한 결과보다 현장계측과 유사하였다. 이를 통해 DSC모델을 이용한 수치해석이 복잡한 점토-파일 접촉면 상호작용 거동을 실제적으로 잘 모사할 수 있다고 판단된다.
3차원 모델링을 이용하여 연료전지의 유로형상과 유체의 흐름 방향에 따른 연료전지의 성능에의 영향성을 분석을 수행하였다. 본 연구에서 연료전지 내부의 각 유로형상과 유동장의 변화에 전류밀도와 온도의 분포가 어떻게 이루어져 있는지를 분석하였고, 연료전지 단위셀의 전체적인 성능을 분석하였다. 3차원 모델링을 수행하기 위하여 Navier-Stokes 방정식을 전산유체역학을 이용하여 풀었다. 전산유체역학에 전기화학반응의 모델을 융합하여 계산을 수행하였다. 또한, 본 연구에서는 직선유로와 실제 사용되는 형태인 직사각형 모양의 유로형태를 모사하여 유로구조의 영향성을 분석하였다. 그리고 유체의 유동장을 변형시켜 그 영향성과 결과를 비교해 보았다. 본 전산모사 연구를 통하여 연료가 풍부한 부분보다는 산소가 풍부한 부분에서 전류밀도가 보다 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한 전반적으로 전류밀도가 높은 곳에서 온도가 높은 것으로 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 온도의 분포와 유로형상과 유동장 그리고 전류밀도의 연관성을 확인할 수 있었다.
우리 주변에는 수많은 알갱이들이 서로 상호작용하면서 운동하는 모습을 주로 볼 수 있다. 본 연구에서는 수많은 알갱이들의 접촉에 따른 동적 거동을 분석하였다. 접촉에 의한 각 요소의 거동을 해석하기 위해 이산 요소법(Discrete element method)을 사용하였다. 접촉 관계에 있어서 접촉 판별을 위해 Neighboring-Cell 알고리즘을 사용하였고, 접촉력 계산에 Hertzian contact model과 Tangential sliding friction contact 모델을 사용하였다. 수많은 알갱이의 접촉해석을 위해 GPU 기반의 병렬 프로그램을 구성하였다. 해석을 검증하기 위해서 댐 붕괴 실험을 수행하였다. 거동 종료시점에 입자들의 쌓인 형상을 시뮬레이션 결과와 비교하여 해석 프로그램의 신뢰성을 검증하였다.
ISP 사업자는 NMS을 이용하여 자사망에 대한 원활한 서비스를 목적으로 지속적인 모니터링을 하고 있다. NMS는 ISP 사업자의 네트워크 망을 구축한 이후, 이 NMS로 자사 네트워크 망에 대한 장애 이벤트를 분석하여 잠재적인 장애 원인에 대한 진단을 수행한다. 그러나 만약 ISP 사업자가 네트워크 망을 구축하기 이전 가상 네트워크 망모형 설계 및 네트워크 망에 대한 문제점 식별과 진단이 가능한 소프트웨어가 있다면 어떨까라는 의문의 동기로 본 연구를 시작하게 되었다. 따라서 본 논문에서는 가상의 네트워크 망 모형을 통한 장애 원인 및 진단이 가능한 소프트웨어 기반의 시뮬레이션 툴인 NetDoctor를 소개한다. 이 NetDoctor를 이용하여 가상의 네트워크 망을 구성한 후 고의적으로 장애를 발생시키고 그 장애에 대한 식별이 가능한지를 분석하였다. 실험 결과, NetDoctor는 가상 망모형에 대한 문제점 식별과 진단이 가능한 것을 알 수 있었다. 국내 NetDoctor를 이용한 연구 사례가 미흡한 점을 가만해 볼 때 본 연구를 통하여 가상 망모형에 대한 문제점 식별과 진단의 기초 연구가 되길 바란다.
철강주물 생산량의 증가로 인하여 폐주물사의 발생량도 급격히 증가하고 있다. 1980년에 약 23만톤의 폐주물사 발생이 1993년도에는 약 48만톤으로 증가했다. 폐주물사의 처리는 대부분 매립에 의존하고 있으며 일부 건식법, 습식법 그리고 유동배소로법에 의한 처리가 행해지고 있지만 그 처리량은 미미한 상태이다. 폐주물사의 처리비용이 높아지고 환경규제가 심해지고 있기 때문에 용융에 의한 폐주물사의 처리에 관심을 가져야 한다. 본 연구에서는 국내의 주물생산량 및 폐주물사의 발생현황을 추적해 보고 용융방법의 채택 가능성을 검토하기 위하여 용융공정을 대상으로 물질 및 에너지 수지를 세워 계산하였다. 본 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 폐주물사를 상온에서 용해하는 것보다 큐포라의 배기열등을 이용하여 예열하면 석탄의 원단위가 떨어지는 것을 알 수 있다. 그리고 용융 공정의 경우 에너지 수지측면에서 2차 연소율의 향상과 열회수율의 향상 기술이 무엇보다도 중요한 것을 알 수 있었다. 용융공정에서 에너지 절감을 위해서는 연료선택이 중요하며, 특히 휘발분이 낮은 석탄을 사용하는 것이 유리하다.
본 논문은 국내 연구기관에서 개발한 웹서버 클러스터 시스템인 GLORY의 성능을 평가하기 위한 시뮬레이션 모델을 구축하고 이를 통하여 GLORY를 구성하고 있는 각 자원들의 활용률을 중심으로 성능을 평가한 것이다. 이를 위하여 웹서버 클러스터 시스템에 대한 정의, 사용자 측면과 운영자 측면에서 본 시스템 성능, 기존의 시스템 성능 향상 방안 등에 대해 살펴보았다. 또한, 웹서버 클러스터 시스템에 대한 컴퓨터 시뮬레이션 모델링, 시뮬레이션 실험 결과에 대해 기술되어 있다. 본 논문의 분석 대상인 GLORY는 2,048 ~ 1,000,000대의 PC로 구성되는 대용량 인터넷 서버시스템이다. 컴퓨터 시뮬레이션 수행 결과, GLORY는 적절한 수준의 인터넷 서비스를 충분히 수용할 수 있는 능력을 보이고 있으며, 웹서버 서비스 시간이 네트워크 전송 시간보다 많이 소요되고 있고, DNS가 예상보다 많이 소요될 것으로 보인다. 웹서버와 직접 연결되어 있는 네트워크는 100Mbps 수준의 LAN을 구축하여도 전체 시스템 성능에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 보인다.
To analyze the applications of all types of mechanical systems, general purpose analysis programs have been developed and commercialized. However, it is customary to develop and use customized programs even though they sometimes require more work than a general purpose program. A customized program is simplified to adapt to a particular application from the beginning, is designed for small computers, and developed with hardware-in-the-loop in mind so it can be applied effectively. By adding design knowledge and bundling know-how to an analysis program, analysis time can be reduced. And because an analysis has to work in conjunction with other analysis programs, a proprietary program that the user can easily modify can be useful. In this thesis, a multi-body dynamics analysis system is presented using one of the most useful programming techniques, object-oriented concept. The object-oriented concept defines a problem from the physical world as an abstract object, an abstract model. The object becomes encapsulated with the data and method. Simulation is performed using the object's interface. It is then possible for the user and the developer to modify and upgrade the program without having particular knowledge of the analysis program. The method presented in this thesis has the following advantages. Since the mechanical components of the multi-body system converts independent modeling into a class, the modification, exchange, distribution, and reuse of elements are increased. It becomes easier to employ a new analysis method and interface with other S/W and H/W systems. To employ a new analysis method, there is no need to modify elements of the main solver and the Library. In addition, information can be communicated to each object through messaging. It makes the modeling of new elements easier using inheritance. When developing a S/W for the computer simulation of physical system, it is reasonable to use object-oriented modeling. Also, for multi-body dynamics analysis, it is possible to develop a solver that is user-oriented.
지하매질에서 핵종이동현상을 가시적으로 관찰할 수 있는 실험실규모 실험장치를 개발하여 이동실험을 수행하였다. 이 실험장치는 $50{\times}50cm$ 규모 화강암과 아크릴상층부로 구성되어있다. 실험에는 삼중수소, 음이온, 수착성양이온 뿐만 아니라 이동경로를 관찰할 수 있는 유기염료도 포함하였다. 시간에 따른 물질이동양태를 사진을 찍어 컴퓨터에 저장하였다. 또. 이동과정을 모사하고 단위공정별로 분석해 볼 수 잇는 이동모델도 개발하였다. 컴퓨터모사를 통해 균열내 흐름장에서 압력과 유속분포를 계산하고, 균열내 이동양태와 유출곡선을 계산해 실험결과와 비교 평가하였다.
본 논문에서는 큰 변형이 일어나는 얇은 쉘을 실시간에 시뮬레이션하는 기법을 제안한다. 쉘이란 나뭇잎이나 종이와 같이 이차원 구조라 할 수 있는 얇은 물체이다. 얇은 쉘의 시각적으로 사실적인 애니메이션을 실시간에 생성하는 것은 컴퓨터 그래픽스 분야에서 오랫동안 주요한 도전 과제였다. 본 논문에서는 연속체 역학에 있어서 가장 복잡한 쉘 이론에 의존하는 대신 Grinspun 등이 제안한 이산 쉘 에너지 함수를 채용하고, 지배방정식의 실시간 적분을 위해서는 쉘 구조를 위한 모달 와핑 기법을 개발한다. 이와 같은 새로운 시뮬레이션 기법은 삼차원 솔리드를 위해 개발된 종전의 모달 와핑 기법을 확장한 것이다. 본 논문에서 제안한 방법은 매우 많은 정점으로 이루어진 메쉬 구조의 큰 휨과 큰 꼬임 변형도 실시간에 사실적으로 생성할 수 있다.
본 논문에서는 시스템 다이내믹스(System Dynamics, SD) 방법론에 입각하여 하수도 시스템의 운영지표들과 이에 영향을 미치는 외부변수들로 구성된 피드백 루프 메커니즘(Feedback Loop Mechanism)을 관로유지관리와 연관하여 규명하고, 외부변수의 변화에 따른 운영지표의 변화를 예측함으로써 하수도 시스템의 효율적인 운영 및 유지관리 방안을 모색할 수 있는 SD 컴퓨터 모의 모형(Computer Simulation Model)을 개발하였다. 개발된 모형에 부산광역시 하수도 시스템의 과거 운영 자료를 적용함으로써 모형을 검증하였고, 미래의 운영 상황을 예측하였다. 그 결과, 하수도보급률은 이미 목표치에 거의 도달하여 큰 변동이 없을 것으로 예측되었으며, 하수처리효율과 하수처리량, 요금현실화율은 점차 증가할 것으로 예측되었다. 또한 정책 지렛대의 발견을 위해 시스템에 큰 영향을 미치는 주요 운영지표를 선정하여 외부변수의 변화에 대한 민감도 분석을 수행하였는데, 그 결과 관로 유지관리와 연관된 외부변수는 하수처리효율의 변화뿐만 아니라 시설이용률, 하수처리량 등의 변화에도 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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