• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권4호
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• pp.623-640
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• 2017

The full nonlinear equations of an unmanned aerial vehicle ground taxiing mathematical dynamic model are built based on a type of unmanned aerial vehicle data in LMS Virtual.Lab Motion. The flexible landing gear model is considered to make the aircraft ground motion more accurate. The electric braking control system is established in MATLAB/Simulink and the experiment of it verifies that the electric braking model with the pressure sensor is fitted well with the actual braking mechanism and it ensures the braking response speediness. The direction rectification control law combining the differential brake and the rudder with 30% anti-skid brake is built to improve the directional stability. Two other rectifying control laws are demonstrated to compare with the designed control law to verify that the designed control is of high directional stability and high braking efficiency. The lateral displacement increases by 445.45% with poor rectification performance under the only rudder rectifying control relative to the designed control law. The braking distance rises by 36m and the braking frequency increases by 85.71% under the control law without anti-skid brake. Different landing conditions are simulated to verify the good robustness of the designed rectifying control.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.427-436
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• 2006

운동하는 물체의 동특성 해석을 위한 상태 공간 모델 방식이 컴퓨터에 의한 미분방정식 해석의 수학적인 도구로서 도입되었다. 시스템 표현이 간단한 행렬 연산 형태로 이루어지므로 선형 및 비선형, 시변 및 시불변 시스템과 단변수 및 다변수 시스템 등에 대하여 통일된 방식의 모델이 사용가능하다. 그리고 이러한 상태 공간 모델을 해석하기위해서는 복잡한 벡터 연산을 하여야 하지만 패킷 소프트웨어의 특정함수를 사용하여 쉽게 해석할 수가 있다. 그러나 최근에는 상용 프로그램의 발전에 따라 동특성 해석을 위한 상태 공간 모델을 대화형 도형 처리를 하여 매우 간단하게 동특성을 시뮬레이션 할 수 있는 방법이 제공되고 있다. 본 논문은 운동하는 물체의 동특성 해석을 하는 데 교육용으로 활용할 수 있는 시뮬레이터를 개발하는 목적으로 항공기의 세로 동특성 해석을 위한 시뮬레이션을 수행하고자 하였으며 항공기 세로 안정성에 대한 과도응답 특성을 해석하는 시뮬레이터를 설계하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.80-86
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• 1994

자유수면을 항주하는 선박에 의하여 발생되는 비선형 조파현상을 해석하기 위한 수치해석법을 개발하였다. 유동은 비점성, 비압축성으로 가정하고 선체 및 자유수면 형상과 일치하는 좌표계의 생성을 위하여 타원형 편미분방정식을 수치해석하여 물체적합 좌표계를 생성하였으며 변환된 정규격자 물체적합 좌표계에 대한 Euler방정식을 유한차분법(Finite Difference Method)을 이용하여 계산하였다. 수치해석을 위하여 시간에 대한 미분항은 전진차분, 공간에 대한 미분항은 중심차분법으로 이산화하였고 대류항에는 수치계산의 안정을 위해 인위적인 소산(dissipation)항을 첨가하였다. 자유수면의 형상은 매 시간 단계마다 자유수면 경계조건들을 만족하도록 다시 계산되었고 격자점들은 자유수면형상의 변화에 적합하게 다시 생성되도록 하였으며 압력에 대한 Poisson방정식은 반복연산법에 의하여 풀고 그 결과를 이용하여 속도를 외삽하였다. 개발된 수치해석법의 검증을 위해 수식선형인 Wigley 모형에 대한 계산을 Fn=0.250-0.408에 대하여 수행하고, 그 결과를 실험 결과와 비교하여 잘 일치함을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권5호
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• pp.560-564
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• 2011

본 연구의 목적은 과산화수소 농축을 위한 투과증발공정의 수학적 모델을 제시하는 것이다. 대상공정은 NASA에서 개발한 것으로 쉘과 멤브레인 튜브들로 구성되어 있다. 쉘과 튜브에는 각각 과산화수소용액과 sweep gas가 향류로 흐른다. 이때 막을 통해 투과증발되는 기체에는 과산화수소보다 물분자가 더 많기 때문에 과산화수소를 농축할 수 있다. 이 공정의 수학적 모델은 투과물의 흡수-확산 메커니즘에 기초한 비선형 편미분 및 대수 방정식, 투과물 플럭스의 온도 의존성에 대한 아레니우스 관계, 그리고 막 모듈 내의 액상 농도와 흐름에 대한 질량 및 운동량 수지식의 형태로 개발하였다. 과산화수소 농축물 농도의 동적 거동은 제안된 모델의 단순화된 형태를 풀어 모사하였고 그 결과값을 NASA 특허에서 보고된 실험자료와 비교하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권1호
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• pp.146-153
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• 2007

A mathematical competition model between normal flora and an invading pathogen was devised to allow analysis of bacterial infections in a host. The normal flora includes the various microorganisms that live on or within the host and act as a primary human immune system. Despite the important role of the normal flora, no mathematical study has been undertaken on models of the interaction between it and invading pathogens against a background of antibiotic treatment. To quantify key elements of bacterial behavior in a host, pairs of nonlinear differential equations were used to describe three categories of human health conditions, namely, healthy, latent infection, and active infection. In addition, a cutoff value was proposed to represent the minimum population level required for survival. The recovery of normal flora after antibiotic treatment was also included in the simulation because of its relation to human health recovery. The significance of each simulation parameter for the bacterial growth model was investigated. The devised simulation showed that bacterial proliferation rate, carrying capacity, initial population levels, and competition intensity have a significant effect on bacterial behavior. Consequently, a model was established to describe competition between normal flora and an infiltrating pathogen. Unlike other population models, the recovery process described by the devised model can describe the human health recovery mechanism.

• 에너지공학
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• 제26권2호
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• pp.64-72
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• 2017

중동지역 환경에 적합한 70 W급 LED 조명등의 성능분석을 집중변수모델을 이용하여 수행하였다. LED 조명등은 발열기판, 히프파이프, 방열판으로 구성된다. LED 조명등을 4개의 물체로 구분하고, 각각에 대해 에너지평형을 적용하여, 4개의 연립 비선형미분방정식 형태의 집중변수모델을 수립하였다. 연립 방정식의 해는 Runge-Kutta법을 이용하여 구하였다. 집중변수모델의 대류열전달계수는 다차원해석을 통하여 구하였으며, 실험결과와 비교한 결과, 발열기판은 $1.5^{\circ}C$, 상부방열판에서 $1.8^{\circ}C$의 오차를 가지며, 상대오차는 약 0.6 %임을 확인하였다. 이 모델을 이용하여 대기온도가 $55^{\circ}C$인 정상 운전조건, 태양광만 주어질 때의 조건, 태양광이 주어진 상태에서의 비정상 운전조건, 상부방열판이 없는 경우 등에 대한 온도분포분석을 수행하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권1호
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• pp.79-87
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• 2013

전력 및 대역폭 제한적 디지털통신 시스템을 위한 새로운 변조 기술인 상관부호화 FSK (CEFSK) 시스템의 성능을 단일 및 다중 반송파 비선형 채널 환경에서 분석하였다. CEFSK는 심볼간 간섭이 없으며 인접하는 두 심볼간의 진폭과 위상 사이에 상관관계를 유지함으로써 부드럽고 연속적인 위상천이와 함께 적은 포락선 변동을 갖는 출력신호를 생성한다. 따라서 CEFSK 시스템은 기존의 GFSK와 비교하여 비선형 왜곡에 대한 인접심볼간섭(ISI)과 혼변조(IM)에 의한 영향을 적게 받는다. 본 논문에서는 AWGN과 ISI 그리고 IM 성분을 갖는 비선형 증폭 채널 환경에서 CEFSK 시스템의 성능을 전산모의실험을 통해서 분석하였다. 단일채널에 대한 실험에서는 고출력증폭기의 입력 차단 (IBO)가 -1.0dB와 -3.0dB일 때, 단일 비트 차동검파 (1DD) CEFSK가 $BER=1{\times}10^{-4}$을 유지하기 위해서 1DD-GFSK 보다 1.2dB와 0.8dB 우수하고 다중채널의 경우에서는 IBO의 값과 무관하게 약 1.1dB 우수하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.55-64
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• 2003

흙의 건조현상은 기상조건에 지배받는 evaporativity와 지반의 물 전달 능력에 지배받는 evaporability의 영향을 받는다. 지표면증발은 점토로 매립된 지반에서 건설장비의 주행성을 확보하기 위해서는 필요불가결한 요소이다. 본 논문에서는 준설 점토 지반에서의 증발현상을 규명할 수 있는 모델을 제시하였다. 이 모델은 포화토 및 불포화토에서의 수분과 물의 이동 및 열전달에 대한 식으로 구성되어 있다. 흙수분 특성곡선을 구하기 위하여 압력판추출시험(pressure plate extractor test)과 데시케이터실험이 수행되었으며 일차원 증발현상을 규명하기 위하여 컬럼증발실험을 수행하였다. 체적이 변하는 흙에서의 물, 증기 및 열전달 비선형 미분방정식을 풀기 위하여 유한차분프로그램을 개발하였으며 실험결과와 이론해를 비교하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.357-373
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• 2013

본 논문에서는 터널-지반 시스템의 거동을 합리적으로 해석하고 재료의 특성과 터널설계정수 평가를 위한 역해석 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 유한차분법과 직접법을 조합한 역해석 기법을 이용하기 위하여 상용 프로그램인 FLAC(Fast Lagrangian Analysis of Continua)과 최적화 알고리즘을 이용하여 지하구조물의 역해석이 가능하도록 구성되었다. 역해석 알고리즘으로는 최적화 기법 중 미분계수를 구하지 않고 직접탐색이 가능한 로젠브록법(Rosenbrock Method)을 이용하였다. 이 연구를 통하여 개발된 역해석 알고리즘의 현장 적용성 검증을 위하여 4개 구간의 실제현장을 대상으로 현장 계측결과를 이용하여 역해석을 수행하였다. 역해석 과정에서 현장계측 변위에 대한 해석 대상지반의 최적함수를 파악하기 위하여 비선형 회귀분석(nonlinear regression analysis)을 실시하였다. 회귀분석은 지수함수와 분수함수를 이용하였으며, 이를 통하여 결정된 최적함수를 이용하여 계산된 총 변위를 역해석 입력 자료로 활용하였다. 이 연구결과로써 대상구조체의 실측변위를 이용한 역해석을 수행한 결과는 계측변위와 평균 4.5%의 오차율을 보였다. 따라서 이 연구에서 제안하는 역해석 기법이 터널 해석에 유용하게 적용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.607-615
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• 2020

본 연구는 텍스트 마이닝 기법을 이용하여 산업수학과 관련한 논문들의 연구 현황 및 동향을 파악하는데 목적이 있다. 이를 위해 R로 1970년부터 2019년까지 SIAM Journal on Applied Mathematics 총 4910편 논문의 제목, 초록, 주제어를 수집하였으며, LDA 알고리즘 기반의 토픽모델링 분석을 수행하였다. 수집된 자료에 대한 coherence score 분석 결과, 토픽의 최적 개수는 20개로 결정하였으며, 핵심 연구 주제들은 Gibbs 샘플링 방법을 기반으로 추출하였다. 주요 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 해석학과 대수학을 중심으로 계산수학, 기하학, 수학적 모델링, 위상수학, 이산수학, 확률 및 통계학 등 다양한 수학 분야에서 산업수학 관련 연구가 진행되었다. 둘째, 연대별 연구 주제의 동향을 분석한 결과, 상승하는 연구 주제는 수리생물학, 비선형편미분방정식, 이산수학, 통계학, 위상수학으로, 하강하는 연구 주제는 확률론만 나타났다. 셋째, 2015개정 수학교육과정에서 반영되지 않은 분야 중 고등학교 수학교육과정에서 다루어야 할 내용으로 기수법, 행렬, 공간벡터, 복소수가 도출되었다. 마지막으로 분석 결과를 바탕으로 우리나라의 산업수학 활성화 방안과 본 연구의 제한점 및 후속 연구를 제시하였다.