• 제목/요약/키워드: Model based simulation

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12V 차량용 납축전지의 동적 거동 모델링 (Modeling of the dynamic behavior of a 12-V automotive lead-acid battery)

  • 김성태;이정빈;김의성;신치범
    • 에너지공학
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    • 제22권2호
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    • pp.175-183
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    • 2013
  • 차량 전기 시스템의 최적 설계를 위해 납축전지의 동적 거동을 예측하는 것은 중요하다. 동적 거동을 예측하기 위해서는 믿을만한 모델링 프로그램이 필요하다. 본 연구에서는 1차원 모델링을 통하여 12V 차량용 납축전지의 동적거동을 예측하였다. 수학적 모델에는 전기화학반응과 전지 내부에서 일어나는 이온 물질전달을 포함하였다. 모델링을 검증하기 위해 용량이 다른 2개(68Ah, 90Ah)의 납축전지 모델링 결과를 실험 결과와 비교하였다. 본 연구에서 사용한 납축전지는 현대자동차 차량에 적용되는 납축전지를 사용하였다. 방전 실험의 조건은 C/3, C/5, C/10, C/20의 방전율을 조합하여 진행하였다. 그리고 충전과 방전이 연속적으로 일어나는 동적 실험을 수행하였다. 모델링 결과와 실험 결과를 비교하여 보면 모델링 결과가 실험결과를 잘 예측하는 것을 볼 수 있다. 모델링은 고체상과 액체상에서의 전위분포와 전극 내에서 전류밀도에 근거한 모델링은 충 방전 시간의 함수로 예측할 수 있다.

FEM을 이용한 왕복동 공기압축기의 피스톤 및 커넥팅로드의 구조해석 (Transient Structural Analysis of Piston and Connecting Rods of Reciprocating Air Compressor Using FEM)

  • ;양창조;김준호;김부기
    • 해양환경안전학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.393-399
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    • 2017
  • 왕복동식 압축기에서 피스톤과 커넥팅로드는 중요한 부분이다. 이러한 주요부에 기계적 부하가 과도하게 가해지면 해당 기부속이 손상될 수 있으며, 교체하기도 쉽지 않고 비용도 많이 든다. 따라서 내구성과 수명에 영향을 미치는 요인을 분석할 필요가 있다. 본 연구의 주요 목적은 피스톤과 커넥팅로드의 최대 응력 집중 위치를 확인하는 것이다. 이를 위해 설계된 공기압축기의 작업 공정의 동적계산을 기반으로 피스톤 및 커넥팅로드의 응력 분석을 수행하였다. 공기압축기의 피스톤과 커넥팅로드의 3 차원 모델을 따로 설계하고, 이러한 부품들의 유한요소 해석은 수치해석적인 근사해법을 사용하였다. 피스톤은 열 경계 조건 없이 크랭크 샤프트의 각도에 따라 압력 부하를 받는다. 시뮬레이션 결과는 피스톤과 커넥팅로드의 응력 집중 위치와 그 값을 예측하고 추정할 수 있다. 그 결과 크랭크 각도 $135^{\circ}$$225^{\circ}$에서 피스톤은 190MPa, 커넥팅로드는 123MPa 이상의 최대 등가응력이 나타났으며 이는 인장 항복강도 이하의 값이다. 또한, 커넥팅로드와 피스톤에 계산 된 안전 계수는 1보다 높게 나타났다. 더욱이, 이러한 결과는 왕복동 공기압축기 제작사에 피스톤 및 커넥팅로드를 설계함에 있어서 최적화를 위한 참고 자료로 활용 될 수 있다.

Cost Effectiveness Analysis of Different Management Strategies between Best Supportive Care and Second-line Chemotherapy for Platinum-resistant or Refractory Ovarian Cancer

  • Luealon, Phanida;Khempech, Nipon;Vasuratna, Apichai;Hanvoravongchai, Piya;Havanond, Piyalamporn
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제17권2호
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    • pp.799-805
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    • 2016
  • Background: There is no standard treatment for patients with platinum-resistant or refractory epithelial ovarian cancer. Single agent chemotherapies have evidence of more efficacy and less toxicity than combination therapy. Most are very expensive, with appreciable toxicity and minimal survival. Since it is difficult to make comparison between outcomes, economic analysis of single-agent chemotherapy regimens and best supportive care may help to make decisions about an appropriate management for the affected patients. Objective: To evaluate the cost effectiveness of second-line chemotherapy compared with best supportive care for patients with platinum-resistant or refractory epithelial ovarian cancer. Materials and Methods: A Markov model was used to estimate the effectiveness and total costs associated with treatments. The hypothetical patient population comprised women aged 55 with platinum-resistant or refractory epithelial ovarian cancer. Four types of alternative treatment options were evaluated: 1) gemcitabine followed by BSC; 2) pegylated liposomal doxorubicin (PLD) followed by BSC; 3) gemcitabine followed by topotecan; and 4) PLD followed by topotecan. Baseline comparator of alternative treatments was BSC. Time horizon of the analysis was 2 years. Health care provider perspective and 3% discount rate were used to determine the costs of medical treatment in this study. Quality-adjusted life-years (QALY) were used to measure the treatment effectiveness. Treatment effectiveness data were derived from the literature. Costs were calculated from unit cost treatment of epithelial ovarian cancer patients at various stages of disease in King Chulalongkorn Memorial Hospital (KCMH) in the year 2011. Parameter uncertainty was tested in probabilistic sensitivity analysis by using Monte Carlo simulation. One-way sensitivity analysis was used to explore each variable's impact on the uncertainty of the results. Results: Approximated life expectancy of best supportive care was 0.182 years and its total cost was 26,862 Baht. All four alternative treatments increased life expectancy. Life expectancy of gemcitabine followed by BSC, PLD followed by BSC, gemcitabine followed by topotecan and PLD followed by topotecan was 0.510, 0.513, 0.566, and 0.570 years, respectively. The total cost of gemcitabine followed by BSC, PLD followed by BSC, gemcitabine followed by topotecan and PLD followed by topotecan was 113,000, 124,302, 139,788 and 151,135 Baht, respectively. PLD followed by topotecan had the highest expected quality-adjusted life-years but was the most expensive of all the above strategies. The incremental cost-effectiveness ratios (ICER) of gemcitabine followed by BSC, PLD followed by BSC, gemcitabine followed by topotecan and PLD followed by topotecan was 344,643, 385,322, 385,856, and 420,299 Baht, respectively. Conclusions: All of the second-line chemotherapy strategies showed certain benefits due to an increased life-year gained compared with best supportive care. Moreover, gemcitabine as second-line chemotherapy followed by best supportive care in progressive disease case was likely to be more effective strategy with less cost from health care provider perspective. Gemcitabine was the most cost-effective treatment among all four alternative treatments. ICER is only an economic factor. Treatment decisions should be based on the patient benefit.

DC-DC 전압 레귤레이터를 이용한 태양광전원의 효율향상 방안에 관한 연구 (A Study on the Efficiency Improvement Method of Photovoltaic System Using DC-DC Voltage Regulator)

  • 태동현;박재범;김미영;최성식;김찬혁;노대석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권7호
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    • pp.704-712
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    • 2016
  • 최근, 전 세계적으로 신재생에너지에 대한 관심이 증가됨에 따라 친환경적이고 무한한 태양에너지를 이용하는 태양광전원의 설치가 급증하고 있다. 이러한 태양광전원은 주변 환경에 따라 출력이 크게 좌우되는데, 예를 들어 구름 또는 건물의 음영으로 인한 일부 모듈의 문제로 인해서 해당 스트링이 출력을 발생하지 못할 수 있다. 즉 기존의 제어방식에서는 모듈이 직렬로 연결된 스트링이 인버터에 연계되어 있으므로, 일부 모듈에 음영이 발생할 경우 스트링의 전압이 인버터의 동작전압 미만으로 되어 해당 스트링이 인버터에서 탈락되는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 각각의 스트링마다 전압을 제어하는 DC-DC 전압 레귤레이터를 이용하여, 스트링이 인버터에서 탈락되는 문제점을 개선하는 새로운 태양광전원 제어방식을 제안하였다. 또한, 회로해석 상용 프로그램인 PSIM S/W를 이용하여, 정전압 제어 및 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어기능을 가지는 DC-DC 전압 레귤레이터와 위상동기루프(PLL, Phase-Locked Loop) 제어 기반의 3상 인버터의 모델링을 수행하였다. 이 모델링을 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 부분적으로 음영이 발생하는 모듈을 가진 스트링이 인버터에서 탈락하는 현상을 개선함으로써 태양광전원의 운용효율이 향상됨을 확인하였다.

항만에서 최적 생산성 및 서비스 수준 관리를 위한 소프트웨어 개발 (Software Development for Optimal Productivity and Service Level Management in Ports)

  • 박상국
    • 한국항해항만학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.137-148
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    • 2017
  • 항만의 서비스 수준은 항만의 운영 및 관리 주체인 터미널운영사(TOC), 항만공사 및 정부의 입장에서 항만간 경쟁력의 기준이 되며, 항만의 이용 주체인 선사 및 화주의 입장에서는 어느 항만을 선택할 지를 결정하는 중요 지표로도 활용된다. 이러한 지표의 중요성을 고려하여 컨테이너 부두 및 벌크부두를 대상으로 중요 서비스 지표인 선석 점유율, 선박 대기율, 선석 처리량, 접안 척수, 평균 대기 척수, 평균 대기 시간과 같은 6개 지표를 객관적으로 정의하고 관리할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 컨테이너 부두는 1개 선석부터 6개 선석까지와 벌크 부두는 1개 선석부터 4개 선석까지를 선택적으로 활용할 수 있도록 6개의 서비스 지표를 산정하여 예측이 가능토록 하였다. 이를 활용하면 선석점유율 대비 선박 대기율, 선석 처리량, 접안 척수, 평균 대기 척수, 평균 대기 시간을 예측할 수 있다. 추가하여 선박의 도착 패턴에 따라 선박 대기율과 항만의 생산성 지표인 연간 처리량도 어떻게 변화되는지를 예측할 수 있도록 하였다. 결과적으로, TOC 입장에서는 서비스 지표인 선박 대기율과 생산성 지표인 연간 처리량의 관계에서 최적의 운영 수준을 전략적으로 선택(Trade-off)할 수 있으므로 경쟁 항만에 대비하여 더 많은 선사 및 화주를 유치할 수 있으므로 터미널 수입도 극대화할 수 있다.

연속적인 서비스를 위한 휴대 인터넷과 cdma2000 이동통신망의 연동 방안 (Integrating Portable Internet with cdma2000 Mobile Communication Networks for Seamless Service)

  • 조진성;김정근
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권11B
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    • pp.920-929
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    • 2004
  • 현재 cdma2000 In 및 1xEV-DO 이동통신망을 통해 패킷 데이터 서비스가 제공되고 있으며, 보다 높은 대역폭의 서비스에 대한 사용자 욕구를 만족시키기 위해 휴대 인터넷 서비스에 대한 표준화가 추진되고 있다. 그런데, 휴대 인터넷은 고속의 데이터 서비스는 가능하나, 서비스 커버리지가 상대적으로 작다. 따라서, cdma2000 이동통신망과 효율적으로 연동하여 서비스를 제공한다면, 사용자는 서비스 지역에 따라 최적의 서비스를 받을 수 있음은 물론, 이동시 연속적이고 끊김 없는 데이터 서비스를 이용할 수 있고, 사업자는 망 구축비용 및 운용비용 절감을 얻을 수 있다. 이를 위해, 본 논문에서는 기존의 cdma2000 이동통신망과 휴대 인터넷의 효율적인 연동망 구조, 각 노드의 동작, 노드간 프로토콜 구조 및 인터페이스 등 세부적인 연동 방안을 제시한다. 본 논문에서 제안된 연동 방안은 밀결합 연동 구조로 인해 통합된 사용자 인증 및 과금을 수행하기 용이하며, 끊김없는 연속적인 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 기존 cdma2000 이동통신망의 수정 또는 추가 구현 없이 개발 가능하며, cdma2000 및 휴대 인터넷 서비스를 동시에 제공하는 이중 모드 단말의 구현시에도 복잡도가 최소화된다. cdma2000 이동통신망과 휴대 인터넷간의 핸드오프 성능 모델에 기반한 실험을 수행한 결과 본 논문에서 제안한 방안은 패킷 손실 측면에서 매우 우수함이 검증된다.

광산폐석의 유변학적 특성과 토석류 흐름특성 분석 (Rheological Characteristics and Debris Flow Simulation of Waste Materials)

  • 정승원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제34권4호
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    • pp.1227-1240
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    • 2014
  • 휴 폐광산지역은 복합지질재해지역으로 집중호우에 의해 토사재해와 산성광산배수를 발생시킨다. 본 연구는 폐석적치장 전반에 걸쳐 토사재해가 관측된 임기광산에 대해 지반공학적 유변학적 시험을 수행하고 얻어진 시험결과를 토대로 1-D 토석류 수치해석을 수행함으로써 토석류의 확산성을 조사하였다. 모래와 자갈로 구성된 광산폐석 시료의 유변학적 특성을 조사하기 위해 베인관입형 레오미터(Vane-penetrated rheometer)를 사용하였으며, 전단응력 제어를 통한 전단응력(${\tau}$)-전단속도(${\dot{\gamma}}$)와 점도(${\eta}$)-전단속도(${\dot{\gamma}}$) 간의 상관관계를 얻었다. 또한 광산폐석 시료에 대해 잘 알려진 유변학적 모델들(Bingham, Herschel-Bulkley, Power-law, bilinear 및 Papanastasiou 모델)을 적용함으로써 수치해석에 필요한 유변학적 매개변수(항복응력과 소성점도)를 결정하였다. 실험결과에 따르면, 체적농도에 무관하게 전형적인 전단담화(shear thinning) 거동이 관측되었으며, 함수비가 증가할수록 Bingham 유체처럼 거동하는 것으로 나타났다. 또한 사용된 모든 유변학적 모델들은 파괴 후 거동에 적합한 모델들로 밝혀졌다. 토석류 흐름특성을 조사하기 위해 실험결과를 토대로 토석류 크기(5 m, 10 m 및 15 m)와 항복응력(100 Pa, 200 Pa, 300 Pa 및 500 Pa)을 선정하여 1-D BING을 통해 수치해석을 수행하였다. 그 결과, 토석류 이동거리와 이동속도는 항복응력의 크기에 반비례한 것으로 나타났으며, 토석류 항복응력이 500 Pa 이하인 경우 대부분의 토사는 계곡부까지 흘러갈 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 집중호우 기간에 산악지역에 방치된 광산폐석은 토사재해에 취약하고 2차적으로 인근 수계로 유입되어 환경적 문제를 야기시킬 수 있는 것으로 나타났다.

컬러 보간 에러 감소를 위한 에지 방향성 컬러 보간 방법과 결합된 디블러링 알고리즘 (A Deblurring Algorithm Combined with Edge Directional Color Demosaicing for Reducing Interpolation Artifacts)

  • 유두식;송기선;강문기
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권7호
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    • pp.205-215
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    • 2013
  • 디지털 이미징 장치는 일반적으로 베이어 패턴(Bayer pattern)을 사용하며, 영상 획득 과정에서 광학적 블러(blur)에 의해 영상의 품질이 손상된다. 블러된 베이어 영상에서 고해상도 컬러 영상을 얻기 위하여, 일반적으로 컬러 보간 방법과 디블러링 방법을 독립적으로 수행한다. 하지만, 베이어 샘플링에 의한 에지 정보가 불충분하여 에지를 가로지르는 방향으로 보간 하게 되고, 이에 따라 컬러 보간 과정에서 에러가 발생한다. 이러한 에러는 디블러링 과정에서 강조되어 영상의 품질을 하락시킨다. 따라서 본 논문은 컬러 보간 방법과 결합된 디블러링 알고리즘을 제안한다. 제안하는 방법은 크게 보간 단계와 영역 결정 단계로 나눌 수 있다. 보간 단계에서는 가정된 에지 방향에 따라 보간 및 디블러링 과정을 수행하고, 영역 결정 단계에서는 각 화소 위치에서 국부 영역의 특성을 추정하고, 보간 단계에서 구한 값을 영역 적응적으로 융합한다. 또한 본 논문에서는 디블러링 성능을 향상시키기 위하여 광학적 블러와 유사한 파동 광학에 근거한 블러 모델을 기반으로 하고, 추정한 국부 영역 특성을 반영하여 디블러링 필터를 추정한다. 실험 결과를 통해 제안하는 방법이 컬러 보간 에러가 확대되는 것을 방지함을 확인할 수 있으며, 기존 방법에 비해 수치적인 면과 시각적인 면에서 뛰어난 결과를 보임을 확인 할 수 있다.

이동물체의 기하학적 위치정보를 이용한 자율이동로봇의 위치추정 (Position Estimation of Autonomous Mobile Robot Using Geometric Information of a Moving Object)

  • 진태석;이장명
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.438-444
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    • 2004
  • 가까운 미래에 필요로 하게 될 지능형 로봇은 인간과 공존하고 효과적으로 인간을 도울 수 있는 인간 친화적인 로봇이다. 이러한 목적을 실현하기 위해서 무엇보다 로봇은 주어진 환경에서만 아니라 미지의 환경에서도 주행중인 자신의 위치와 자세를 인식할 수 있어야 한다. 더욱이, 자신의 위치가 자연스럽게 인식될 수 있어야 할 것이다. 그래서 이동로봇의 주행에서 발생되는 불확실을 해결함으로써 로봇의 위치를 추정할 수 있어야 할 것이다. 본 논문에서는 이동물체의 영상정보를 이용하여 이동로봇의 자기위치추정을 위한 방법을 제시하고 있다. 이것은 엔코더의 관측 위치정보와 이동로봇의 위치정보를 추정하기 위한 카메라영상에서의 추정된 위치정보를 결합하는 방법이다. 기준좌표계상에 이동물체의 사전 경로정보와 투영된 카메라 모델, 기하학적 구속식을 이용함으로써 이동물체에 대한 영상 좌표와 추정된 이동로봇의 위치 정보간의 관계를 표현 할 수 있다. 제시된 식은 추정된 위치에 근거하기 때문에 측정오차를 항상 가지게 된다. 제안된 방법은 관측되고 추정된 영상좌표간의 오차정보를 이용하여 이동로봇의 위치를 추정할 수 있었다. 이러한 추정을 위해서 칼만필터를 적용하였으며 제안된 방법의 성능은 시뮬레이션과 실험을 통하여 제시하고 있다.

스마트 가로등 시스템을 적용한 수익형 도시공원모델에 관한 연구 (A Study on the Profitable Urban Park Model using Smart Street Light System)

  • 이지희;조한보;김태한
    • 한국조경학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.28-35
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    • 2012
  • 최근 지속 가능한 도시시스템 구축을 위해 신, 재생에너지 시스템에 대한 사회적 관심이 집중되고 있으며, 이에 따른 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 전체 에너지 소비의 40% 이상을 차지하고 있는 건설부문 또한 이러한 경향이 두드러지고 있다. 조경부문도 재생에너지설비가 적용된 다양한 조경시설물이 제작, 설치되고 있으나, 계획, 설계단계에서 활용 가능한 체계적인 연구가 아직 국내에 보고되고 있지 않다. 본 연구는 조경시설물에 재생에너지 시스템을 적용하면서 발생되는 에너지, 경제적 효과를 정량적으로 도출하여 조경계획 및 설계에 활용하고자 한다. 이를 위해 서울, 인천, 대구의 도시공원 내 가로등 전력을 계통연계형 태양광시스템으로 대체하는 스마트 가로등 적용 시나리오를 적용하여 에너지, 경제적 해석을 수행하였다. 전산모의는 NASA Satellite Meteorological Data를 이용한 청정에너지 전산모의 프로그램인 RETScreen$^{(R)}$을 적용하였다. 결과적으로 해당 도시의 기후적 특성에 따라 발전량 및 경제성의 차이를 보였으며, 본 연구결과는 향후 조경계획 및 설계에 건전한 재생에너지 시스템 적용을 위한 의사결정에 활용될 것으로 사료된다.