• 제목/요약/키워드: Newton method

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IoT 장비에 있어서 실시간 데이터 압축 전송을 위한 BL-beta 유니버설 코드의 경량화, 고속화 연구 (The study on Lightness and Performance Improvement of Universal Code (BL-beta code) for Real-time Compressed Data Transferring in IoT Device)

  • 김정훈
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.492-505
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    • 2022
  • 본 연구는 IoT 센싱 데이터의 무 손실 실시간 전송에 활용 가능한 BL-beta 코드의 엔코딩 및 디코딩 성능 개선을 통해 효과적으로 압축 데이터를 실시간으로 전송하고, 해독할 수 있도록 로직을 개선한 결과에 대한 연구이다. BL-beta 코드의 엔코딩 과정에는 비교적 연산 부담이 큰 로그 함수와 지수 함수, 나눗셈 및 제곱근 연산 등이 포함되어 있는데 이를 개선하여 비트 연산과 이진수 패턴 분석 그리고 비트 패턴을 이용한 뉴턴-랩슨 방법의 초기 값 설정을 통해 빠르게 데이터를 BL-beta 코드로 엔코딩 및 디코딩 할 수 있는 새로운 규칙성을 발견하였으며 이를 적용하여 기존 연구와 비교하여 알고리즘의 엔코딩 속도를 평균 24.8%, 디코딩 속도를 평균 5.3% 개선하였다.

레일 파단시 장대레일 개구부에서의 궤도-차량 동적상호작용 (Dynamic Interaction of Track and Train System on Open Gap by Rail Breaks)

  • 강윤석;강영종;양신추
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권6D호
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    • pp.895-904
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    • 2008
  • 장대레일은 동절기에 중위온도 이하로 떨어져 레일의 인장파단에 의해 개구부가 발생할 수 있다. 레일 파단을 미리 감지 못하는 경우에 개구부에서 동적하중에 의해서 차륜과 레일의 파손이 발생할 수 있으며, 열차주행 안전성이 감소될 수 있다. 본 연구에서는 개구부에서의 궤도와 차량의 동적거동 분석을 위해 레일 파단시 개구부에서의 궤도와 차량의 상호작용을 고려한 동적해석모델을 제안하였다. 궤도와 차량의 선형시스템은 비선형 헤르찌안 접촉 스프링에 의해 연성되었으며 전체 궤도-차량 시스템 운동방정식을 정식화하였다. 그리고 개구부에서의 상호작용 현상을 고려하여 궤도 불균일부의 함수를 정의하고 개구부에서의 전후방 레일 사이의 개구량을 고려하였다. 비선형 방정식을 풀기위해 동적해석은 $Newmark-{\beta}$ 방법에 의해 수행되었다. 그리고 차량속도, 개구량, 레일지지강성에 따른 매개변수에 대한 궤도-차량의 동적상호작용해석을 수행하였고 변수에 대한 영향을 분석하였다.

직립식 방파제 성능기반 내진 설계 Platform 개발을 위한 기초연구 - 전단파 횟수 누적에 따른 지반 강도 감소를 중심으로 (Preliminary Study on the Development of a Performance Based Design Platform of Vertical Breakwater against Seismic Activity - Centering on the Weakened Shear Modulus of Soil as Shear Waves Go On)

  • 최진규;조용준
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제30권6호
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    • pp.306-318
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    • 2018
  • 지난 이십여 년 간 우리나라 연안에 집중적으로 거치된 직립식 방파제의 내진 성능을 검토하기 위한 예비 수치모의를 포항, 경주, Hachinohe1, Hachinohe2, Ofunato, 인공지진파를 대상으로 수행하였다. 예비 수치모의 결과 지진으로 인한 전단파가 지반을 통해 전파되는 과정에서 지진에너지가 장주기 대역으로 이동한 Hachinohe2의 경우 항 외곽시설의 활동량이 상당하다는 것을 확인하였다. 지진으로 인한 전단파는 항만시설이 거치된 지표방향으로 증폭되며, 지진에너지의 상당부분은 장주기 대역으로 이동된다. 이 중 장주기 대역으로 이동되는 현상은 지반의 점성 혹은 내부 마찰에 기인하며, 전단파 증폭은 구속 응력의 감소로 인해 지표면 방향으로 감소하는 전단계수와 내습하는 전단파 횟수 누적에 따른 지반 강도 감소에 기인하는 것으로 판단된다(Das, 1993). 이러한 인식에서 본고에서는 먼저 전단파 횟수 누적에 따른 전단계수의 감소의 기술이 가능한 Hardin과 Drnevich(1972) 모형과 파동방정식에 기초하여 수치모형을 구성하고, 이어 전단파 횟수 누적에 따른 전단계수의 감소가 전단파 전파과정에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위한 수치모의를 수행하였다. 이 과정에서 비선형 응력-변형률 관계를 설명하기 위해 $Newmark-{\beta}$ 방법과 수정 Newton-Raphson 방법을 차용하였다(Chopra, 1995). 모의결과 전단파가 지표면으로 전파되면서 상당한 확률 질량이 상대적으로 큰 진폭과 장주기 쪽으로 이동하는 것을 확연하게 확인할 수 있었다.

모드 미분을 이용한 기하비선형 보의 축소 모델 (On the Use of Modal Derivatives for Reduced Order Modeling of a Geometrically Nonlinear Beam)

  • 정용민;김준식
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권4호
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    • pp.329-334
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    • 2017
  • 다양한 산업 분야의 구조물은 여러 부구조의 조합으로 구성되며, 시스템의 자유도 또한 무수히 많다. 높은 복잡성을 가지는 구조물의 해석 및 계산 효율을 향상시키기 위해서 해석 모델의 단순화 및 자유도 축소가 요구된다. 지난 50여 년 동안 규모가 큰 공학적 문제를 단순화하기 위해 다양한 부분구조화 기법들이 개발되어 왔다. 이러한 부분구조화 기법들은 Newton-Raphson 알고리즘 등과 같은 반복계산을 동반하는 비선형 구조해석 문제 해석에 매우 효과적이다. 본 논문에서는 기 개발된 비선형 부분구조화 기법 중의 하나인 모드미분(modal derivatives)을 이용하여 기하비선형 보의 모델 축소에 적용하고자 한다. 모드미분은 모드 기반 축소 기저의 2차항의 형태로, 선형모드의 조합으로 근사 가능한 변위벡터를 미소변위에 대한 Taylor 급수를 통해 확인할 수 있으며, 시스템의 고유치 문제를 모드 좌표로 미분을 함으로써 얻어진다. 모드미분에는 비선형 접선 강성행렬의 미분을 포함하고 있으며, 이는 유한차분법 등의 근사를 통해 계산할 수 있다. 제안된 방법론은 기하학적 비선형 문제에 우수한 성능을 보이는 동시회전 유한요소법에 적용하였다. 수치예제를 통해 보의 경계가 수평으로 움직일 수 있는 문제에서는 기존의 모드축소기법이 매우 비효율적임을 알 수 있었다. 한편 모드미분을 이용한 축소기법은 다양한 경계조건에 대하여 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

근대의 자연 공간과 인식 공간 (Natural Space and Cognitional Space in Modern)

  • 강동수
    • 철학연구
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    • 제116권
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    • pp.1-31
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    • 2010
  • 본 논문은 근대 공간론들의 기하학적-수학적 이념을 해명하였다. 근대 공간론들은 점, 선, 면, 입방체 등의 연장 개념을 중요한 기반으로 채택하여 공간과 인간의 관계를 해명하면서 공간을 자연적인 실재로 규정하거나 주관적 관념 또는 형식으로 규명하였다. 근대 공간론들의 성과는 공간을 인간에게 근접시켰다는 점이다. 하나는 공간이 경험적으로 눈앞에 펼쳐져 측량될 수 있는 형태를 가지고 있다는 자연 공간의 의미이다. 다른 하나는 공간이 세계를 구성하고 자연을 이해하는 주관의 방식이고 형식이라는 인식 공간의 의미이다. 이런 의미들 속에서 근대 공간론들은 공간의 동질성 및 공간의 기하학적 해석을 고찰하고 체계화하였다. 근대의 공간론은 네 유형들로 구분될 수 있다. 첫째는 공간이 사물에 앞서 존재한다는 뉴턴의 절대 공간론이고, 둘째는 반대의 입장에서 공간을 모나드들의 공존 관계로 파악하는 라이프니츠의 상대 공간론이며, 셋째는 공간과 물질을 동일한 존재로 파악하는 데카르트의 연장 공간론이다. 넷째는 공간을 주관의 인식 형식으로 파악하는 칸트의 선험 공간론이다. 근대 공간론들은 공간의 본질을 수학적-기하학적인 측정 가능한 연장으로 파악한다는 점에서 공통점에도 불구하고 공간의 원천에 대해서 서로 대립된 태도를 보여준다. 이러한 대립 속에서 근대 공간론은 인간과 공간 사이의 관련성을 재조명하고 있다. 본 연구는 상이한 공간개념들을 자연 공간과 인식 공간으로 분류하여 그 차이를 분석하면서, 근대 공간론의 근원적인 의미를 성찰하였다. 근대 공간론들은 한편으로 인간의 공간소외를 초래한 원천이지만 다른 편으로 인간과 공간 사이의 관련성을 일깨운 단서를 제공하고 있다. 자연 공간은 공간이 외적 실재로서 구획되고 정돈될 수 있다는 것을 증시하였다. 이에 반해서 인식 공간은 공간이 자연과 세계를 이해하며 구성하는 인간의 주관적인 관념 또는 주관적 형식임을 제시한다. 전자가 공간이 인간과 무관하게 자연 법칙에 따라 측정되고 활용될 수 있다는 점을 부각하였다면, 후자는 공간이 인간과 분리해서 다루어질 수 없으며, 인간이 없으면 공간도 없다는 공간과 인간의 공속적인 관계를 증시한다. 이러한 근대 공간론들 속에는 인문주의적 이상이 선언되고 있다. 자연에 대한 인간의 주권의 선언이다. 그러나 이러한 주권 선언은 공간으로부터 인간을 소외시키는 계기를 제공하였다.

Nutrient Requirements of Exercising Swamp Buffalo, Bubalus bubalis, from Materials Balance and In Vivo Body Composition by the Body Density Method. I. Aspects of Energy and Protein Metabolism in Working Cows

  • Mahardika, IG.;Sastradipradja, D.;Sutardi, T.;Sumadi, IK.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제13권5호
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    • pp.605-612
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    • 2000
  • Four young swamp buffalo cows of similar age ranging in weight between 280 to 380 kg and trained to do physical work were used in a study to determine energy and protein requirements for draught using a $4{\times}4$ Latin square designed experiment. The experiment consisted of field trials employing 4 levels of work load, e.g. no work as control, and loads amounting 450 to 500 Newton (N) pulled continuously for 1, 2 and 3 h daily for 14 consecutive days. Cows were fed king grass (Penisetum purpuroides) ad libitum and were subjected to materials balance trials. Body composition was estimated in vivo by the body density method and daily energy expenditure (EE) was calculated from ME minus retained energy (RE). The results show that EE while not working ($EE_{resting}$) was $0.42kgW^{0.75}MJ/d$ and maintenance ME ($ME_m$) was $0.37kgW^{0.75}MJ/d$. ME requirement increased to 1.65 times maintenance for the work of 3 hours. The energy expended for doing exercise ($E_{exercise}$) was 9.56, 20.0 and 25.86 MJ/cow for treatments 1, 2 and 3 II, respectively. Fat retention was absent in all groups of working cows, but protein retention was only negative for cows undertaking 3 h work. The relationship between $E_{exercise}$ (MJ), work load (F, kN), work duration (t, h) and body mass (W, kg) was found to be: $E_{exercise}=(0.003F^{1.43}t^{0.93})/W^{0.09}MJ$. The maintenance requirement for digestible protein was $2.51kgW^{0.75}g/d$, whereas digestible protein for growth ($DP_{growth}$) and for work ($DP_{work}$) followed the equations: $DP_{growth}=[(258+1.25W^{0.75}){\Delta}Wkg/d]g$ and $DP_{work}=[12.59e^{0.95t}]g$, respectively The coefficients a, b and c for the calculation of $E_{exercise}$ components according to the Lawrence equation were found to be 2.56 J/kgW.m, 5.2 J/kg load carried.m and 0.29, respectively, thus efficiencies to convert ME into work were 0, 16.09, 27.3 and 32.44% for control, 1, 2 and 3 h/d work, respectively. ME and DP requirements for a 250 to 400 kg working buffalo cow allowing to growth up to 0.5 kg/d are presented.

Kinematic and Dynamic Analyses of Human Arm Motion

  • Kim, Junghee;Cho, Sungho;Lee, Choongho;Han, Jaewoong;Hwang, Heon
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제38권2호
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    • pp.138-148
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    • 2013
  • Purpose: Determining an appropriate path is a top priority in order for a robot to maneuver in a dynamically efficient way especially in a pick-and-place task. In a non-standardized work environment, current robot arm executes its motion based on the kinematic displacements of joint variables, though resulting motion is not dynamically optimal. In this research we suggest analyzing and applying motion patterns of the human arm as an alternative to perform near optimum motion trajectory for arbitrary pick-and-place tasks. Methods: Since the motion of a human arm is very complicated and diverse, it was simplified into two links: one from the shoulder to the elbow, and the other from the elbow to the hand. Motion patterns were then divided into horizontal and vertical components and further analyzed using kinematic and dynamic methods. The kinematic analysis was performed based on the D-H parameters and the dynamic analysis was carried out to calculate various parameters such as velocity, acceleration, torque, and energy using the Newton-Euler equation of motion and Lagrange's equation. In an attempt to assess the efficacy of the analyzed human motion pattern it was compared to the virtual motion pattern created by the joint interpolation method. Results: To demonstrate the efficacy of the human arm motion mechanical and dynamical analyses were performed, followed by the comparison with the virtual robot motion path that was created by the joint interpolation method. Consequently, the human arm was observed to be in motion while the elbow was bent. In return this contributed to the increase of the manipulability and decrease of gravity and torque being exerted on the elbow. In addition, the energy required for the motion decreased. Such phenomenon was more apparent under vertical motion than horizontal motion patterns, and in shorter paths than in longer ones. Thus, one can minimize the abrasion of joints by lowering the stress applied to the bones, muscles, and joints. From the perspectives of energy and durability, the robot arm will be able to utilize its motor most effectively by adopting the motion pattern of human arm. Conclusions: By applying the motion pattern of human arm to the robot arm motion, increase in efficiency and durability is expected, which will eventually produce robots capable of moving in an energy-efficient manner.

결측되었거나 구간중도절단된 중간사건을 가진 준경쟁적위험 자료에 대한 가산위험모형 (Additive hazards models for interval-censored semi-competing risks data with missing intermediate events)

  • 김자연;김진흠
    • 응용통계연구
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    • 제30권4호
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    • pp.539-553
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    • 2017
  • 본 논문에서는 사망과 같은 종말사건의 발생 유무는 알고 있지만 치매 발병과 같은 중간사건이 구간중도절단 되었거나 연구 기간 도중에 추적이 끊겨 결측된 준경쟁적위험 자료에 대해 다중상태모형을 적용하여 모수를 추정하는 방법을 제안하였다. 이를 위해 본 논문에서는 상태 간의 전이강도는 로그정규 프레일티를 랜덤효과로 가진 Lin과 Ying(1994)의 가산위험모형을 따른다고 가정하였다. 다섯 가지 상태를 가진 다중상태모형에서 가능한 여섯 가지 경로별로 조건부우도를 정의하였고, 주변우도를 구하기 위해 조정중요표본추출법을 적용하였으며 반복유사뉴튼 방법으로 최적해를 구하였다. 소표본 모의실험을 통해 모수의 95% 신뢰구간 포함률이 명목값에 얼마나 가까운지 살펴보았으며, 제안한 모형을 Persones $Ag{\acute{e}}es$ Quid (PAQUID) 자료 (Helmer 등, 2001)에 적용하고 그 결과를 해석하였다.

테마파크의 라이드 어트랙션 디자인 (The Ride Attraction Design of Theme Park)

  • 이호숭
    • 디자인학연구
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    • 제15권3호
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    • pp.5-14
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    • 2002
  • 본 고는 종합 엔터테인먼트로 상징되는 테마파크의 다양한 부대시설 가운데 대표적 유희시설로 주목받는 라이드 어트랙션을 중심 소재로 고찰한 것이다. 특히, 최근에 많은 인기와 주목을 받는 라이드를 선별, 물리적 운동 특성과 점차 강한 자극체험을 갈구하는 현대인들의 현상, 그리고 어뮤즈먼트 디자인의 미래 향방 등을 모색, 종합적으로 전개한 것이다. 연구동기 및 주요 내용은 점차 고조되어 가는 현대인의 여가선용에 대한 다양한 욕구와 여가활동의 필연성을 인식하여, 그에 대한 문헌조사를 바탕으로 라이드 어트랙션으로 나타나는 놀이 방법과 라이더 즉, 사용자가 느끼는 신체적 반응 등을 논한 것이다 현재 테마파크에 있어서 라이드는 성인용 라이드(major ride)를 중심으로 점차 스릴 강도를 높이는 추세로 진행되고 있다. 흔히 접할 수 있는 탑승놀이기구들은 시간에 따른 속도 변화율, 즉 가속도의 변화가 다양하기 때문에 일상생활에서 느끼는 교통기관과는 다른 전율(thrill)을 체험하게 되는 것이다. 라이드 어트랙션을 비롯한 모든 유희시설은 새로운 기술을 접목한 첨단성향으로 나타나고 있으나 그 내면의 소프트가 되는 테마나 발상의 빈곤은 어트랙션으로서의 기능을 수행하기 어려울 뿐만 아니라 테마파크의 존립자체도 위협하는 결과를 초래한다. 따라서 테마파크의 어트랙션 디자인에는 테마 그 자체를 표현하는 줄거리(story), 방법(method), 환경(environment) 등의 3가지 요소가 충실하게 반영되면서 그와 함께 문화산업적인 보편성을 고려할 때 엔터테인먼트의 종합 결정체로서 존재할 수 있다. 또한 서비스 제공자로서의 공원 측은 어트랙션 기획 및 운영에 있어서도 호스피탈리티 산업(hospitality industry)이라는 기본 개념에 충실할 때, 고객만족 관리가 재방문으로 연결되는 부분이라 할 수 있다.

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원전 방사성 콘크리트 기계적 절단의 방사성 에어로졸에 대한 작업자 내부피폭선량 평가 (Internal Dose Assessment of Worker by Radioactive Aerosol Generated During Mechanical Cutting of Radioactive Concrete)

  • 박지혜;양원석;채낙규;이민호;최성열
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.157-167
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    • 2020
  • 원전 해체 공정 중 다량의 콘크리트 방사성 폐기물의 절단 과정에서 불가피하게 방사성 에어로졸이 생성된다. 방사성 에어로졸은 인체 호흡기 흡착에 의한 내부피폭을 유발하기 때문에 작업자의 방사선 방호를 위한 내부피폭평가가 필수적으로 시행되어야 한다. 그러나 실제 작업환경의 에어로졸 특성값을 사용하기에는 선행 연구가 미비하며 콘크리트에 포함된 방사성 핵종의 수가 많기 때문에 정확한 작업자 내부피폭평가를 위해서는 상당한 시간과 인력이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 사전 연구된 콘크리트 에어로졸 특성값을 활용하여 원전 해체 전 절단 작업자의 내부 피폭량을 빠르게 예측할 수 있는 새로운 방법론을 제시하고자 한다. 본 연구팀은 콘크리트 절단 시 발생하는 사전 연구에서 발표된 에어로졸의 수농도 크기 분포데이터를 뉴턴-랩슨법을 이용하여 피폭평가 계산에 필요한 방사능중앙 공기중역학직경(Activity Median Aerodynamic Diameter)값으로 변환하였다. 또한 원전 정지 10년 후 비방사능 값을 ORIGEN code로 계산하였으며, 최종적으로 핵종별 예탁유효선량을 IMBA 프로그램을 이용하여 계산하였다. 핵종별 예탁유효선량값을 비교한 결과 152Eu에 의한 최대 예탁유효선량은 전체 선량값의 83.09%를 차지하고, 152Eu를 포함한 상위 5개 원소(152Eu, 154Eu, 60Co, 239Pu, 55Fe)의 경우 최대 99.63%를 차지함을 확인하였다. 따라서 원전 해체 전 콘크리트의 구성 원소 중 상위 5개 주요 원소 측정을 먼저 시행한다면 더 빠르고 원활한 방사능 피폭관리 및 해체 작업 안전성 평가가 가능할 것으로 판단된다.