위치 선정이나 설비배치문제를 기존의 정성적 접근방법에서 벗어나 수학적 방법을 통해 해결하려는 시도가 여러 분야에서 이루어지고 있다. 지역담당모형은 이러한 연구 분야중 하나로 주어진 문제를 수학적으로 현실과 유사하게 구현시킬 수 있고 모형에 대한 해법절차도 다양하기 때문에 여러 형태의 배치문제들에도 폭넓게 적용되어 왔으며 최근 들어서는 군사설비분야에서도 그 활용도가 높아지고 있다. 본 연구는 미사일 방어를 위하여 한국해군 KDX 함정의 최적배치에 대한 시뮬레이션 모델을 구축하였다. 시뮬레이션 모델은 부분지역담당모형을 바탕으로 공격자와 방어자의 측면을 단계적으로 평가하는 방법으로 구현되어 있으며, 구축된 모형에 대하여 가능한 시나리오를 설정하고 실험을 통하여 결과를 분석하였다. 구현된 모형실험은 공격자의 공격계획과 공격계획에 따른 최적의 KDX 배치선정과 방어미사일 할당에 대한 의사결정방안을 제시하고 있다. 본 연구의 최적배치모형은 한국적 미사일방어 체계구축을 위하여 도입될 최신무기체계의 위치선정에 대한 최적의 대안을 제시하고 효율적인 부대배치를 위한 참고자료로 활용할 수 있을 것이다.
DEVS 형식론은 이산 사건 시스템을 계층적이고 모듈러하게 표현할 수 있다. MATLAB/Simulink는 연속 시스템과 이산 시간 시스템을 모델링하고 시뮬레이션을 수행하는 데 널리 쓰인다. 본 논문은 MATLAB/Simulink 환경에서 DEVS 형식론을 구현하는 방법론을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방법론을 이용하여MATLAB/Simulink에서 제공하는 다양한 공학 방정식과 알고리즘을 사용할 수 있다. 또한 동일한 시뮬레이션 환경에서 연속 시스템과 이산 사건 시스템이 혼합된 하이브리드 시스템에 대한 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 이를 위해 본 논문은 Simulink-DEVS 모델과 이 모델을 시뮬레이션을 수행하는 데 필요한 시간 진행 알고리즘을 제안한다. 특히 시간 진행 알고리즘은 시스템의 유형에 상관없이 적절한 시간 진행을 수행한다. 두 가지 실험 결과를 통해 본 논문에서 제안하는 방법론의 효용성을 입증한다.
A mathematical model was developed to understand how the presence of plants affects vertical profiles of electron acceptors, their reduced species, and trace metals in the wetland sediments. The model accounted for biodegradation of organic matter utilizing sequential electron acceptors and subsequent chemical reactions using stoichiometric relationship. These biogeochemical reactions were affected by the combined effects of oxygen release and evapotranspiration driven by wetland plants. The measured data showed that $SO_4{^{2-}}$ concentrations increased at the beginning of the growing season and then gradually decreased. Based on the measured data, it was hypothesized that the limitation of the solid phase sulfide in direct contact with the roots may result in the gradual decrease of $SO_4{^{2-}}$ concentrations. With the dynamic formulation for the limitation of the solid phase sulfide, model simulated time variable sulfate profiles using published model parameters. Oxygen release from roots produced divalent metal species (i.e. $Cd^{2+}$) as well as oxidized sulfur species (i.e. $SO_4{^{2-}}$) in the sediment pore water. Evapotranspiration-induced advection increased flux of divalent metal species from the overlying water column into the rhizosphere. The increased divalent metal species were converted to the metal sulfide with sufficient FeS around the rhizosphere, which contributed to the decrease of bioavailability and toxicity of divalent metal activity in the pore water. Since the divalent metal activity is a good predictor of the metal bioavailability, this model with a proper simulation of solid phase sulfide plays an essential role to predict the dynamics of trace metals in the wetland sediments.
객체 모델링을 통해 초기에 사용자의 요구를 보다 명확하게 정의할 수 있고 그 결과를 바탕으로 보다 완전한 프로그램을 얻을 수 있으나, 모델 자체만으로 사용자 요구 사항과의 부합 여부를 쉽게 판단할 수 없다. 본 연구에서는 사용자와 교류 수단으로의 객체 모델링과 검증이 가능한 형식 명세의 통합을 통해 이해하기 쉽고 구축하기도 쉬우며 검증할수 있는 모델을 얻을 수 있게 하였다. 구축한 객체 모델을 구현 이전에 시각적 실행 환경에서 미리 검증해 보므로써 개발 초기에 보다 정확한 모델을 얻을 수 있게 한다. 이를 위해 본 연구에서는 OOSA(Object-Oriented System Analysis) 방법론 으로 구축한 실행 지원 환경을 통해 객체 모델의 프로토파이핑 과정을 수행할 수 있게 지원한다.
이산화탄소 포집 및 저장 / 격리 (CCS) 기술은 많은 이산화탄소 저감 방법 중 이상적인 방법으로 주목 받고 있다. 이산화탄소를 포집해서 파이프라인을 통해 저장소까지 수송할 때, 저장소가 가까운 경우 직접 수송할 수도 있지만, 중간 저장의 역할을 하는 허브를 거쳐 수송할 수도 있다. 허브의 수와 위치를 결정하는 것은 중요한 문제이다. 다목적 의사 결정을 위한 수학 모델은 많은 제약식과 목적식을 수반하는데, 문제의 계산 복잡도가 증가하지만 항상 최적을 보장하지 않는다. 본 연구에서는, 이산화탄소 수송망에서 중간 저장 허브의 위치와 수를 결정하는 알고리즘을 제안하고, 이를 활용하여 이산화탄소 발생지의 연결 네트워크 시뮬레이터를 개발한다. 시뮬레이터에서는 또한 이산화탄소의 수송 경로를 제공한다. 사례 연구로 한국에 모델을 적용한다.
본 연구에서는 미국 뉴욕주 로체스터시 소재 강합성 데크 트러스 보도교를 대상으로 사용성을 평가하기 위한 상시진동 실험(ambient vibration test)을 수행하였고 이를 해석적 방법에 의한 결과와 비교하였다. 교량전체에 대한 상시진동실험은 수치모델 작성 시 도입되는 여러 가정들에 대한 타당성을 평가하는데 있어서 유용한 방법이며, 교량의 고유진동수나 모드형상과 같이 구조 동력학에서 중요한 구조적인 변수를 결정하는데 있어 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 교량의 수직방향 및 수평방향 진동 특성과 변위를 측정하기 위하여 실제 교량에서 보행자에 의해 발생하는 진동을 입력하중으로 사용하였다. 교량 구조물에 대한 모델링을 위하여 3차원 유한 요소법을 사용하여 해석을 수행하였으며, 이를 통하여 현장실험 결과와의 유효성을 입증하였다.
국방분야에서 M&S 기법은 분석, 훈련, 획득 등 다양한 목적으로 활용되고 있으며 그 중요성은 더욱 증가하고 있다. 무기체계의 종합군수지원(ILS)요소 개발을 위한 RAM분석 시 M&S 기법을 활용하면 수리적인 기법만으로는 분석하기 어려운 시스템의 다양한 변수와 제약사항을 고려한 분석이 가능하다. 무기체계의 RAM분석을 위한 ILS M&S도구를 설계하기 위해서는 M&S의 목적 설정, 무기체계의 특성 및 유사 M&S Tool 기능 분석 등의 활동이 선행되어야 하며 이를 바탕으로 실제 현실을 프로그램으로 구현하기 용이한 형태의 수학적, 논리적 언어로 모델링해야 한다. 본 논문에서는 'OO유도무기체계'의 배치부터 폐기 시까지 발생하는 운용, 저장, 점검, 고장발생, 정비 등 제반 군수지원활동을 모의하여 유도무기체계의 수명주기 동안의 RAM 특성을 예측, 분석할 수 있는 M&S 도구의 모델링 과정을 제시하고자 하며 이는 유사 M&S 도구의 개발 시 참고자료로도 활용 가능할 것이다.
For reliable determination of mechanical characteristics of adhesively bonded joints used e.g. as input data for computer-aided design of complex components, the thick-adherend tensile-shear test according to ISO 11003-2 is the most important material testing method. Although the total displacement of the joint is measured across the polymer layer directly in the overlap zone in order to minimize the influence of the stepped adherends, the substrate deformation must be taken into account within the framework of the evaluation of the shear modulus and the maximum shear strain, at least when high-strength adhesives are applied. In the standard ISO 11003-2 version of 1993, it was prescribed to perform the substrate deformation correction by means of testing a one-piece reference specimen. The authors, however, pointed to the excessive demands on the measuring accuracy of the extensometers connected with this technique in industrial practice and alternatively proposed a numerical deformation analysis of a dummy specimen. This idea of a mathematical correction was included in the revised ISO 11003-2 version of 2001 but in the simplified form of an analytical method based on Hooke's law of elasticity for small strains. In the present work, it is shown that both calculation techniques yield considerably discordant results. As experimental assessment would require high-precision distance determination (e.g. laser extensometer), finite element analyses of the deformation behavior of the bonded joint are performed in order to estimate the accuracy of the obtained substrate deformation corrections. These simulations reveal that the numerical correction technique based on the finite element deformation modeling of the reference specimen leads to considerably more realistic results.
네트워크의 토폴로지 변형, 모바일 노드의 이동 모델 및 지형의 조건 등은 이동 애드 혹 네트워크 라우팅의 불화실성을 높이는 주요한 요소들이며 또한 네트워크의 성능을 제한하는 요소들이다. 본 논문에서는 애드 혹 네트워크의 효과적인 라우팅 방법을 살펴본다. 특히, 노드의 이동 속도가 높은 애드 혹 네트워크 통신 환경에 적합한 라우팅 프로토콜 지원 아키텍쳐를 제안하다. 이 모델은 다중의 라우팅 프로토콜을 네트워크의 특성의 변화에 따라 가장 적합한 라우팅으로 변환할 수 있는 적응적 기능을 가지고 있다. 여러 종류의 특성 파라미터 중에서 본 논문에서는 이동 애드 혹 네트워크를 구성하는 노드의 커버리지 연결성, 이동성을 사용하여 삼차원의 라우팅 프로토콜 변환 환경을 정의하였다. 수치적 실험 결과에서 제안한 다중 라우팅 프로토콜이 네트워크의 환경 변화에 적응적으로 대응하는 성능을 보유하고 있음을 확인하였다.
최근 유비쿼터스 컴퓨팅 환경과 광대역 접속 환경을 필요로 하는 멀티미디어 어플리케이션 사용자가 급속히 증가하고 있으며, 이들에게 효율적인 네트워크 서비스를 제공할 수 있는 차세대 무선 네트워킹을 위한 핵심기술로서 무선 메쉬 네트워크가 주목받고 있다. 다수의 네트워크의 플로우들이 동시에 전송되는 경우, 각 플로우들의 경로 설정을 위한 경로 탐색과 각 플로우들의 전송을 위한 링크의 자원 할당은 네트워크의 효율성에 직접적으로 영향을 주는 요소 중 하나이다. 본 논문에서는 STDMA 기반의 무선 메쉬 네트워크에서 수리적 모델링을 사용하여 경로 탐색과 링크의 자원할당 문제를 동시에 고려하여 주어진 각 플로우들의 전송률을 최대로 수용할 수 있는 계층간 최적화 설계 기법을 이용한 알고리즘을 제안한다. 그리고, 성능 분석을 통하여 제안한 알고리즘이 다중 홉 무선 메쉬 네트워크를 경유하는 플로우들의 수가 늘어날 때 주어진 대역폭 자원을 최대로 활용하여 전송 성능을 향상 시킬 수 있음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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