• 제목/요약/키워드: Mathematical Processes

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에너지의 가용성과 열역학의 재구성 (I) 가역세계 열역학 (Availability of Energy and Reconstruction of Thermodynamics(I) Thermodydamics of the Reversible World)

  • 정평석;노승탁
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권5호
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    • pp.1227-1236
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    • 1993
  • 본 연구에서는 또하나의 새로운 서술방식을 제시하게 되는데, 먼저 에너지 이동현상으로서의 일중에서 가용일을 분리하고, 가역과정만이 가능한 세계 즉 가역세 계 안에서 측정과 산정이 가능하도록 열역학의 가장 중요한 물리량인 온도와 엔트로피, 열 등을, 가용일의 가측성을 이용하여 정의한 다음, 그러한 제한조건하에서 기존 열역 학의 기본 법칙들이 어떻게 표시되는가 살펴보고, 이것을 비가역과정에 확장하는 식의 순서에 따라 열역학의 기존원리들에 대한 서술을 재구성하고자 한다.

지구온난화에 따른 중부 한국 낙엽송의 형성층 생장 예측: 시뮬레이션 모델링 (Global Warming Effects on the Cambial Growth of Larix leptolepis in Central Korea : Predictions from Simulation Modeling)

  • Won-Kyu Park;Eugene Vaganov;Maria Arbatskaya;Jeong-Wook Seo;Je-Su Kim
    • 한국제4기학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.57-63
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    • 2000
  • 월악산에 자라는 낙엽송의 연륜세포의 생장에 미치는 온난화의 영향을 시뮬레이션 모델로 예측하였다. 이 모델은 각 연륜의 세포(가도관) 폭 변이를 일 강수량과 기온으로 모사하는 수학식을 사용한다. 세포생장을 제한하는 조건을 기온, 일장, 그리고 계산된 수분수지로 추정한다. 이 모델을 적용한 결과 낙엽송의 계절생장에 가장 큰 영향을 주는 것은 4월과 5월의 토양수분조건과 강수량인 것으로 나타났다. 4~5월 기온 상승은 토양으로부터 수분 증발을 증가시켜 생장을 감소시켰다. 지구온난화(기온 $2^{\circ}C$ 상승)을 모델에 산정하였을 때 생장적기가 짧아졌고 전체 연륜 생장량을 25% 정도 감소시켰다.

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자연상수 e에 대한 이해를 기반으로 지수함수 y=2x의 x=0에서의 순간변화율 구성에 관한 연구 (A Study on the Process of Constructing the Instantaneous Rate of Change of Exponential Function y=2x at x=0 Based on Understanding of the Natural Constant e)

  • 이동근;양성현;신재홍
    • 대한수학교육학회지:학교수학
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    • 제19권1호
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    • pp.95-116
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    • 2017
  • 지수함수의 미분에 대한 경험이 없는 학생들을 대상으로 자연상수 e를 구성하는 과정과 자연상수 e에 대한 이해를 기반으로 지수함수 $y=2^x$의 x=0에서 미분계수를 구하는 일련의 과정을 교수실험을 통하여 관찰하였다. 본 연구의 목적은 학생들의 반응을 일반화하는 것에 있는 것이 아니라, 실험에 참여한 학생들의 다양한 반응 분석을 통하여 미적분 관련 수학적 개념 지도에 대한 시사점을 찾아 제시하고자 하였다. 본 연구와 같이 학습자의 이해 방식과 구성 방식에 대한 연구 자료의 축적은 이후 미적분 관련 학습 모델을 제시하는데 중요한 기초 자료가 될 것으로 기대된다.

행위자 기반 공간 모델을 이용한 구제역 확산 시뮬레이션 (Foot-and-mouth disease spread simulation using agent-based spatial model)

  • ;염재홍
    • 한국측량학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.209-219
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    • 2013
  • 역학 모델은 질병 확산에 대한 시뮬레이션 및 관련 방역대책을 수립하는데 유용하며, 개체들의 접촉을 통해 전파되는 질병의 공간 확산에 대한 자세한 이해를 가능하게 한다. 이 연구에서는 공간에서 개체 간의 상호작용에 의한 결과로 구제역 전염병의 확산을 시뮬레이션하기 위해 GIS와 통합된 행위자 기반 공간 모델을 제안하고자 한다. 설계된 모델은 모집단, 시간, 공간이라는 세 요소를 고려하여 축산장 간의 간접접촉을 묘사하였다. 모집단의 역학관계는 2010년 경상북도 안동시에서 발생한 구제역 사례를 기준으로 하였으며, 도로를 주행하는 차량에 의한 간접접촉으로 전염병이 전파하는 것으로 설계하였다. 확산 모델은 구제역 전파 확률, 질병에 대한 여러 상태, 질병의 확산 시간, 감염률, 잠복기 및 기타 매개변수 간의 관계를 수식으로 표현하였다. 모델을 이용하여 구제역 발생 상황을 예측하면서 다양한 시나리오를 적용해서 모의실험하였다. 구제역 발생 상황에서 방역 전략을 선정하기 위해 제시된 방법을 이용하여 방역조치를 다양하게 실험하는 것은 구제역 확산을 통제하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

서울 관악구 도심지역 미세먼지(PM10) 관측 값을 활용한 딥러닝 기반의 농도변동 예측 (Deep Learning-based Prediction of PM10 Fluctuation from Gwanak-gu Urban Area, Seoul, Korea)

  • 최한수;강명주;김용철;최한나
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제25권3호
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    • pp.74-83
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    • 2020
  • Since fine dust (PM10) has a significant influence on soil and groundwater composition during dry and wet deposition processes, it is of a vital importance to understand the fate and transport of aerosol in geological environments. Fine dust is formed after the chemical reaction of several precursors, typically observed in short intervals within a few hours. In this study, deep learning approach was applied to predict the fate of fine dust in an urban area. Deep learning training was performed by combining convolutional neural network (CNN) and recurrent neural network (RNN) techniques. The PM10 concentration after 1 hour was predicted based on three-hour data by setting SO2, CO, O3, NO2, and PM10 as training data. The obtained coefficient of determination value, R2, was 0.8973 between predicted and measured values for the entire concentration range of PM10, suggesting deep learning method can be developed into a reliable and viable tool for prediction of fine dust concentration.

알킬케톤류의 폭발 특성치 간의 상관관계 및 폭발한계의 온도의존성 예측 (Prediction of Temperature Dependence of Explosion Limits and Interrelationship of Explosion Characteristics for Akylketones)

  • 하동명
    • 한국가스학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.7-13
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    • 2006
  • 화학공정에서 안전하고 최적화된 조작과 내재되어 있는 화재 및 폭발 위험성 평가를 위해서는 연소특성치를 알아야 한다 폭발한계, 연소열, 화염온도, 폭발한계의 온도의존성은 가연성물질의 화재 및 폭발위험성을 결정하는데 중요한 연소특성치이다. 본 연구의 목적은 알킬케톤에 대한 연소특성치들의 상관관계와 폭발하한계의 온도의존성 고찰에 있다. 문헌자료를 이용하여 알킬케톤의 폭발특성치간의 상관관계를 묘사하는 경험식을 제시하였다. 또한 폭발하한계의 온도의존성을 예측위해 통계적 및 수학적 방법을 사용하여 새로운 식을 제시하였다. 제시된 예측식에 의한 예측값은 문헌값과 적은 오차범위에서 일치하였다. 제시된 방법론을 사용하여 다른 가연성 물질의 폭발한계 예측이 가능해졌다.

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그래핑 계산기와 CBL을 활용한 1차 함수 탐구 - 초등 영재아를 중심으로 한 사례연구 - (A Study on the Linear Function using Graphing Calculator and CBL - A Case Study Focused on Mathematics Education for the Gifted -)

  • 이헌수;박종률;이광호
    • 한국학교수학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.347-364
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    • 2009
  • 본 논문은 1차 함수에 대한 교수 학습 과정에서 그래핑 계산기의 사용이 초등 수학영재학생들의 1차 함수의 개념을 이해하는데 어떠한 영향을 미치는가에 대하여 탐구하였다. 이를 위하여 목포대학교 영재교육원 초등 수학 기초 과정에 있는 학생을 대상으로 그래핑 계산기를 이용한 1차 함수 그래프의 시각화, 수학적 추론 및 수학화 과정을 분석하였다. 그 결과 그래핑 계산기를 활용한 1차 함수 그래프의 시각화가 초등영재학생들에게 함수의 개념을 이해하고, 변수들간 관계의 발견과 그래프의 분석, 그래프의 변화를 예측하고 확인하는데 도움을 주는 반면, 그래핑 계산기에 대한 학생들의 과도한 호기심은 학생들의 학습을 방해하는 요소로 작용할 수 있음을 확인할 수 있었다.

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ER 유체를 이용한 회전식 약실 축계의 비틀림 진동 제어 (Torsional Vibration Control of a Rotating Chamber Shaft System Using Electrorheological Fluid)

  • 임승철;김기갑;길성진;심정수;차기업
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권1호
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    • pp.17-24
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    • 2011
  • 간헐 회전식 약실 계가 화력 대 무장 공간의 비율 관점에서 볼 때 중구경 자동포에 크게 유익하다고 보고되었다. 그러나 약실계의 핵심 부품인 평행 인덱스가 인덱스 터릿에 설치되는 캠종동절의 상대적으로 낮은 횡 강성으로 인하여 비틀림 방향으로 유연해지는 경향이 있으며, 이는 결국 터릿과 약실 사이의 연결 축이 상당한 크기의 비틀림 잔류 진동에 노출되어 탄 장전과 발사 시에 심각한 비정렬 문제를 야기시킬 수 있다. 이러한 맥락에서 본 논문에서는 상기 진동을 억제하는 ER 유체 작동기와 그에 적합한 반능동 제어 알고리듬을 제안하게 되었으며, 전체 계의 수학적 모델링과 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 그 성능이 만족스러움을 입증하였다.

Designing of a Global Logistics System for the ICGCPS under Considering Overseas Markets

  • Hiraki, Shusaku;Ichimura, Takaya;Ishii, Kazuyoshi
    • Industrial Engineering and Management Systems
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    • 제7권3호
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    • pp.189-196
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    • 2008
  • This paper proposes a way of designing of a global logistics system for "the international cooperative global complementary production system" (ICGCPS) constructed in ASEAN region. ICGCPS is a global production system with several production bases located in a number of countries. In order to assemble the final products and sell them in the domestic market, each production base produces only special kinds of components and parts with the total demand required all the participating countries, and supplies them to the other production bases each other. In the ICGCPS, there are a number of important decision-making problems such as identifying which countries are suitable to produce specified components and parts, and deciding how to transport components and parts between the production bases. In the initial period of this system, each production base focused on its domestic market so that the final products it produced were sold only in the country where the base was located. Recently, some production bases have expanded sales to overseas markets. Taking this fact into account, we propose a production and transportation planning model in this paper that takes into account the export quantity of the final products, formulating it into a mathematical programming problem. Using this, we propose a way for managing the supply chain processes of the ICGCPS in order to improve performance measurements such as the total lead-time, the inventory quantity at the depot and the average rate of loading. A numerical example is presented to clarify the procedure proposed in this paper.

Bending of a rectangular plate resting on a fractionalized Zener foundation

  • Zhang, Cheng-Cheng;Zhu, Hong-Hu;Shi, Bin;Mei, Guo-Xiong
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제52권6호
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    • pp.1069-1084
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    • 2014
  • The long-term performance of plates resting on viscoelastic foundations is a major concern in the analysis of soil-structure interaction. As a powerful mathematical tool, fractional calculus may address these plate-on-foundation problems. In this paper, a fractionalized Zener model is proposed to study the time-dependent behavior of a uniformly loaded rectangular thin foundation plate. By use of the viscoelastic-elastic correspondence principle and the Laplace transforms, the analytical solutions were obtained in terms of the Mittag-Leffler function. Through the analysis of a numerical example, the calculated plate deflection, bending moment and foundation reaction were compared to those from ideal elastic and standard viscoelastic models. It is found that the upper and lower bound solutions of the plate response estimated by the proposed model can be determined using the elastic model. Based on a parametric study, the impacts of model parameters on the long-term performance of a foundation plate were systematically investigated. The results show that the two spring stiffnesses govern the upper and lower bound solutions of the plate response. By varying the values of the fractional differential order and the coefficient of viscosity, the time-dependent behavior of a foundation plate can be accurately captured. The fractional differential order seems to be dependent on the mechanical properties of the ground soil. A sandy foundation will have a small fractional differential order while in order to simulate the creeping of clay foundation, a larger fractional differential order value is needed. The fractionalized Zener model is capable of accounting for the primary and secondary consolidation processes of the foundation soil and can be used to predict the plate performance over many decades of time.