• 제목/요약/키워드: Simulation Models

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비정상열선법을 이용한 나노유체 열전도도 측정 시 자연대류 개시점에 대한 연구 (Onset of Natural Convection in Transient Hot Wire Device for Measuring Thermal Conductivity of Nanofluids)

  • 이승현;김현진;장석필
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권3호
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    • pp.279-285
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    • 2011
  • 본 논문에서는 비정상열선법을 이용한 나노유체의 열전도도 측정시, 자연대류 개시점을 수치적 방법을 통하여 파악해 보았다. 측정 유체는 부피비 1, 4, 10% 를 갖는 물-기반 알루미나 나노유체이고, 이에 대한 물성치는 기존 이론모델 및 실험적 상관관계식을 이용하여 계산하였다. 비정상열선법 장치는 FDM 방식으로 모델링 되었으며, 자연대류의 개시점은 중력장하의 열선의 온도변화를 관찰함으로써 파악하였다. 자연대류의 개시점은 물의 경우 11.5 초이고, 10% 부피비에서 Maxwell 모델로 열전도도를 예측한 알루미나 나노유체인 경우 41.6 초로 계산되었다. 특히 부피비가 증가할수록 자연대류가 늦게 발생함을 확인하였으며, 계산된 결과를 이용하여 비정상열선법의 실린더 내부에서 나노유체의 자연대류 개시점을 예측할 수 있는 관계식을 제시하였다. 또한 비정상열선법으로 열전도도를 측정할 때, 기본유체의 자연대류 발생시점 이전에 측정이 이루어진다면 나노유체의 열전도도 측정시 자연대류에 의한 측정오차는 무시할 수 있음을 확인하였다.

원자로 내부유동 예측을 위한 상용 전산유체역학 소프트웨어 성능 비교 연구 (Comparative Study of Commercial CFD Software Performance for Prediction of Reactor Internal Flow)

  • 이공희;방영석;우승웅;김도형;강민구
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권12호
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    • pp.1175-1183
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    • 2013
  • 전산유체역학 소프트웨어의 일부 개발자 및 사용자는 최신 전산유체역학 소프트웨어가 최소한 단상 원자로 안전문제는 타당하게 해석할 수 있을 것으로 생각하지만 계산 결과에는 여전히 제한성 및 불확실도가 존재한다. 현재 한국원자력안전기술원에서는 규제관점에서 원자로 안전문제에 대한 상용 전산유체역학 소프트웨어의 성능평가를 수행하고 있다. 본 연구에서는 축소 APR+ 원자로 내부유동 해석시다공성 모델을 적용한 상용 전산유체역학 소프트웨어의 예측 성능을 평가하기 위해 ANSYS CFX R.14 및 FLUENT R.14 에 탑재된 수치모델을 이용하여 계산을 수행하였다. 결론적으로 전산유체역학 소프트웨어에 따라 축소 APR+ 원자로 내부유동 분포는 국부적으로 차이가 발생하였다. 비록 제한된 수의 측정치로 인해 상용 전산유체역학 소프트웨어간 예측성능을 평가하기에는 다소 한계가 있으나 CFX R.14 가 FLUENT R.14 에 비해 상대적으로 타당한 예측결과를 제시하였다. 한편 적용된 차분법의 차이로 인해 동일한 격자에 대해 FLUENT R.14 가 CFX R.14 에 비해 상대적으로 많은 계산 메모리를 필요로 하였다. 따라서 대용량 병렬 계산시 가용한 계산 자원에 적합한 전산유체역학 소프트웨어가 선정되어야 한다.

병원의 표준 혈액재고량 산출식 개발 (Development of the Standard Blood Inventory Level Decision Rule in Hospitals)

  • 김병익
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제21권1호
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    • pp.195-206
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    • 1988
  • Two major issues of the blood bank management are quality assurance and inventory control. Recently, in Korea blood donation has gained popularity increasingly to allow considerable improvement of the quality assurance with respect to blood collection, transportation, storage, component preparation skills and hematological tests. Nevertheless the inventory control, the other issue of blood bank management, has been neglected so far. For the supply of blood by donation barely meets the demand, the blood bank policy on the inventory control has been 'the more the better.' The shortage itself by no means unnecessitate inventory control. In fact, in spite of shortage, no small amount of blood is outdated. The efficient blood inventory control makes it possible to economize the blood usage in the practice of state-of-the-art medical care. For the efficient blood inventory control in Korean hospitals, this tudy is to develop formulae forecasting the standard blood inventory level and suggest a set of policies improving the blood inventory control. For this study informations of $A^+$ whole bloods and packed cells inventory control were collected from a University Hospital and the Central Blood Bank of the Korean Red Cross. Using this informations, 1,461 daily blood inventory records were formulated.48 varieties of blood inventory control environment were identified on the basis of selected combinations of 4 inventory control variables-crossmatch, transfusion, inhospital donation and age of bloods from external supply. In order to decide the optimal blood inventory level for each environment, simulation models were designed to calculate the measures of performance of each environment. After the decision of 48 optimal blood inventory levels, stepwise multiple regression analysis was started where the independent variables were 4 inventory control variables and the dependent variable was optimal inventory level of each environment. Finally the standard blood inventory level decision rule was developed using the backward elimination procedure to select the best regression equation. And the effective alternatives of the issuing policy and crossmatch release period were suggested according to the measures of performance under the condition of the standard blood inventory level. The results of this study' were as follows ; 1. The formulae to calculate the standard blood inventory level($S^*$)was $S^*=2.8617X(d)^{0.9342}$ where d is the mean daily crossmatch(demand) for a blood type. 2. The measures of performace - outdate rate, average period of storage, mean age of transfused bloods, and mean daily available inventory level - were improved after maintenance of the standard inventory level in comparison with the present system. 3. Issuing policy of First In-First Out(FIFO) decreased the outdate rate, while Last In-First Out(LIFO) decreased the mean age of transfused bloods. The decrease of the crossmatch release period reduced the outdate rate and the mean age of transfused bloods.

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주의력 결핍 과잉 행동장애를 종점으로 하는 혈중 납의 벤치마크 용량 하한 도출: 두 동집단 자료의 병합 (BMDL of blood lead for ADHD based on two longitudinal data sets)

  • 김시연;하미나;권호장;김병수
    • 응용통계연구
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    • 제31권1호
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    • pp.13-28
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    • 2018
  • 우리나라 환경부에서는 지난 2005년과 2006년, 매 2년마다 세 번에 걸친 추적 조사를 하여 두 개의 독립적인 자료를 구축하였고, 2010년에 두 자료를 병합하여 Children's Health and Environmental Research (CHEER) 자료라 명명하였다. 본 연구는 CHEER 자료를 이용한 Kim 등 (Journal of the Korean Data and Information Science Society, 25, 987-998, 2014)과 Lee 등 (The Korean Journal of Applied Statistics, 29, 1295-1310, 2016)의 후속 연구로서, 두 동집단을 병합한 자료에서도 기존 연구에서 보고되었던 결과가 재현되는지 확인하고 ADHD를 종점으로 한 혈중 납 농도의 95% 신뢰 하한 (BMDL) 도출하였다. Lee 등 (2016)에서 제시한 벌점화 스플라인 모형을 이용하여 모든 년도의 ADHD 척도를 통일하였고, 경시적 자료의 특성과 아동의 나이에 대한 평균으로의 회귀 현상을 반영하여 임의 기울기 모형과 AR(1) 모형을 구축하였다. 두 모형을 바탕으로 혈중 납 농도의 벤치마크 용량 하한을 공식과 모의실험을 이용하여 도출한 결과, 종전의 연구보다 작은 벤치마크 용량의 분산 값으로 인하여 벤치마크 용량 하한 값이 증가한다는 사실을 확인할 수 있었다.

비선형 혼합효과모형에서의 로버스트 능형회귀 방법과 정량적 고속 대량 스크리닝 자료에의 응용 (Robust ridge regression for nonlinear mixed effects models with applications to quantitative high throughput screening assay data)

  • 유지선;임창원
    • 응용통계연구
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    • 제31권1호
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    • pp.123-137
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    • 2018
  • 비선형 혼합효과 모형은 다양한 분야에서 반복 측정 자료를 분석할 때 주로 사용된다. 비선형 혼합효과 모형은 개체 내 변동(intra-individual variation)에 대해 고려하는 제 1단계 개별수준모델(individual-level model)과 개체간 변동(inter-individual variation)에 대해 고려하는 제 2단계 개체군모델(population model)의 두 단계로 구성되어 있다. 비선형 혼합효과 모형의 첫 번째 단계인 개별수준모델은 비선형 회귀모형의 모수를 추정하는 것으로 일반적인 비선형 회귀모형과 같고, 주로 보통최소제곱추정 방법을 사용하여 모수를 추정한다. 그러나 최소제곱추정방법은 가정된 비선형 함수가 자료에 의해 명시적으로 드러나지 않는 경우 모수의 추정값과 그 표준오차가 극단적으로 커지는 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 최근에 비선형 회귀모형에서 제안된 능형회귀(ridge regression) 방법을 비선형 혼합효과 모형의 제 1단계 개별수준모델에 도입함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 추정방법을 제안하였다. 제안된 추정량은 모의실험 연구를 통하여 기존의 표준적인 추정량과 그 성능을 비교하였다. 또한 미국의 National Toxicology Program으로부터 얻어진 정량적 대량고속 스크리닝(quantitative high throughput screening) 실제 자료를 사용하여 추정 방법들을 비교하였다.

단일절리에서 모세관압을 고려하지 않은 불혼합성 물과 가스의 동시거동 해석 (Numerical Simulation of Immiscible Water-Gas Simultaneous Flow in the absence of Capillary Force in a Single Fracture)

  • 한일영;서일원
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제6권2호
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    • pp.69-81
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    • 2001
  • 매질에서 불혼합성인 물과 가스의 동시거동 해석을 위해서는 모세관압, 포화도, 상대투과계수의 구성관계가 선결되어야 한다. 그러나 모세관력이 무시될 수 있는 흐름에서는 점성마찰력이 흐름을 지배하게 되고 포화도와 상대투과계수의 구성관계가 상대적으로 중요하게 된다. 본 연구에서는 압력에 따른 점성의 변화와 포화도에 따른 상대투과계수의 변화를 절리간극의 크기별로 고려할 수 있는 2차원 유한차분 수치모형을 개발하였다. 수치모형에 이용할 상대투과계수 특성식은 일곱가지의 간극크기별 평판모형실험으로부터 구하였다. 실험으로부터 도출된 포화도와 상대투과계수 관계곡선은 기존의 경험식으로는 표현되기 어려웠으며, 따라서 새로운 경험식으로 로지스틱 방정식을 제시하였다. 이 방정식은 간극의 크기가 포함된 매개변수를 사용하였기 때문에 임의의 절리 간극크기의 적용이 가능한 형태이다. 수치모형의 검증을 위해서 상대투과계수 특성식을 수치모형에 적용하여 가스의 이동을 해석한 후, 모형실험 결과와 비교하였다. 수치모형의 현장적용성을 검토하기 위하여 지하 LPG 저장공동에 인접한 단일절리에 적용한 결과, 지하수와 프로판가스의 동시거동을 적절히 모사할 수 있었다.

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자기공명영상을 이용한 금속전극의 정확한 위치 결정 (Accurate Localization of Metal Electrodes Using Magnetic Resonance Imaging)

  • 조은혜;김민호;하윤;김동현
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제15권1호
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    • pp.11-21
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    • 2011
  • 목적: 금속전극은 MRI 안에서 자기장의 왜곡을 일으켜 영상에 인공물이 나타난다. 본 논문에서는 전극이 B0와 수직으로 놓였을때 자기장 패턴의 특성을 이용하여 oblique-view angle imaging 방식을 통해 전극의 정확한 위치를 결정하는 방법을 제시하고자 한다. 대상 및 방법: 다양한 직경과 자화율을 가진 금속 전극모델의 시뮬레이션을 통하여 전극으로 인해 왜곡되는 field map의 양상을 파악하고 해상도에 따른 turbo spin-echo (TSE) 영상의 왜곡패턴을 분석하여 일반적인 영상기 법($90^{\circ}$ view)과 $45^{\circ}$ oblique-view에서의 위치 추정 기준을 마련하였으며 3.0T 임상용 장비에서 실제 전극의 TSE영상을 획득하여 시뮬레이션과 대조 검증하였다. 상대적으로 자기장의 왜곡에 민감한 gradient-refocused echo (GRE)시퀀스에서는 위상 영상을 이용해 위치를 추정하였다. 결과: 금속전극이 B0와 수직일 때 전극을 통과하는 $45^{\circ}$ 선상에서는 자기장 패턴의 변화가 매우 적었다. TSE 시퀀스의 경우 $45^{\circ}$ oblique-view 영상에서는 자화율의 크기에 관계없이 위치 추정기준이 잘 들어 맞았으며 자기장 왜곡에 의한 픽셀이 동양상이 양방향 대칭적으로 일어나므로 해상도가 낮은 경우에도 정확한 위치 추정이 가능하였다. 또한 GRE 시퀀스를 사용하였을때 $45^{\circ}$ oblique-view에서는 위상의 극성이 변화하는 선이 직교좌표계와 일치하기 때문에 일반적 방법보다 위치추정이 용이하였다. 결론: 시뮬레이션과 실제영상을 이용하여 일반적인 $90^{\circ}$ view에서보다 $45^{\circ}$ oblique-view에서 금속전극의 위치추정이 용이함을 확인하였다. 이는 전기 생리학적인 뇌연구 및 뇌수술 등을 MRI로 모니터링 하는데 적용 가능할 것으로 기대된다.

모의 담금질 기법을 이용한 지반 조건 추정 및 불확실성 평가에 관한 연구 (Prediction of Ground Condition and Evaluation of its Uncertainty by Simulated Annealing)

  • 류동우
    • 터널과지하공간
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    • 제15권4호
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    • pp.275-287
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    • 2005
  • 지하공간 및 터널의 계획과 설계 단계에서 지반 조건과 관련한 정보는 경제성과 안정성 강화측면에서 매우 중요하다. 일반적으로 지반 조건은 RMR혹은 Q-system과 같은 공학적 암반 분류값을 이용하거나 지구물리 탐사의 결과 영상으로 표현할 수 있다. RMR이나 Q값은 설계를 위한 직접적 정보를 제공하나 그 대표 영역은 제한적이다. 반면 지구물리탐사 결과 영상은 전체 영역을 표현할 수 있는 반면 간접적인 정보만을 제공할 수 있다. 이와 같은 지반 정보들은 근본적으로 불확실성을 내포하고 있고, 서로 다른 공학적 단위로 표현되며 그 물리적 의미에서도 차이가 있다. 최근 크리깅이나 조건부 시뮬레이션과 같은 지구통계학적 방법들을 이용하여 전체 노선에 대한 RMR의 공간 분포를 추정해 왔었다. 본 연구에서는 주된 RMR 변량만을 이용하는 크리깅이나 조건부 시뮬레이션의 단점을 극복하기 위해 모의 담금질 기법을 적용하였다. 지구물리탐사 결과 영상을 참조영상으로 하여 RMR의 공간 분포를 추정하고 이와 결합된 불확실성을 평가하였다. 모의 담금질 기법은 주어진 제약조건을 만족시키도록 설계된 최적화 기법의 일종이다 RMR공간 분포 추정과 불확실성 평가를 위한모의 담금질 기법의 적용 과정을 제안하였다. 지반공학적 적용을 위해 RMR의 통계 모델과 지구물리탐사 결과 영상과의 상관성을 이용한 목적함수들을 정의하였다.

프리스트레스트 콘크리트 박스 거더 교량의 시간에 따른 변형의 확률 해석 및 민감도 해석 (Uncertainty and Sensitivity Analysis of Time-Dependent Deformation in Prestressed Concrete Box Girder Bridges)

  • 오병환;양인환
    • 콘크리트학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.149-159
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    • 1998
  • 프리스트레스트 콘크리트 박스 거더 교량의 장기거동의 정확한 예측은 시공중 및 완공후의 사용성 확보를 위해서 매우 중요하다. 이러한 장기거동은 콘크리트의 크리프와 건조수축등의 확률특성에 따라 크게 영향을 받는다. 따라서, 본 논문에서는 프리스트레스트 콘크리트 박스거더 교량에서의 크리프와 건조수축효과의 불확실성 및 민감도 해석에 관한 연구를 수행하였다. 콘크리트의 크리프와 건조수축효과의 불확실성은 입력이자의 변동성을 고려하여 산출한다. 불확실성 및 민감도 해석은 Latin Hypercube 샘플링 기법에 의해 수행하며, 각 샘플에 대하여 시간 의존적 구조해석을 하여 그 결과를 통계학적으로 분석한다. 본 연구에서는 각 입력인자의 구조해석 결과에 대한 민감도를 정량화 하기 위하여 3가지 즉, RCC, PRCC 와 SRCC 상관계수를 사용하여 민감도 해석을 수행하였다. 현재, 주로 교량설계시 사용되는 ACI모델, CEB-FIP모델과 도로교 표준시방서 모델의 민감도 분석을 수행한결과 크리프 모델 자체의 불확실성과 상대습도가 시간에 따른 변형에 가장 중요한 영향인자인 것으로 나타났다. 본 연구에서는 장기거동에 영향을 미치는 주요인자를 도출하는 합리적인 해석기법을 정립하였으며, 이로부터 좀 더 합리적인 모델정립에 유용한 토대가 될 것으로 사료된다.

전기철도계통에 순간전압강하 보상장치 적용에 관한 연구 (A Study on the Application of the DVR in AC Electric Traction System)

  • 최준호;김태수;김재철;문승일;남해곤;정일엽;박성우
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.95-104
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    • 2003
  • 전기 철도계통은 기존 전력계통과 달리 단상, 대용량 부하로 필연적으로 전압강하, 전압불평형 및 고조파 왜곡 등의 전력품질의 문제가 발생한다. 이러한 문제점 중 상시전압강하는 전력품질의 가중 중요한 요소로서 SVC(Static Var Compensator) 또는 STACOM(Static Compensator)를 설치하여 전압강하를 보상하는 연구가 수행되었다. 또한 순시전압강하는 고속으로 운전중인 철도차량의 제어 및 안전에 상당한 영향을 미칠것으로 예상된다. 따라서 본 논문에서는 AT(Auto Transformer)급전계통에 적용되는 순간전압강하 보상장치에 관한 연구를 수행하였다. 순간전압강하에 의한 철도차량의 과도해석을 위해 전원, 철도급전변압기, AT, 철도선로 및 철도 차량부하를 모델링 하였다. 또한 순간전압강하 발생시 철도차량부하의 과도특성을 분석하였고 이를 보상하기위한 순간전압강하 보상장치 (DVR:Dynamic Voltage Restorer)를 제안하였다. 순간전압강하 보상 시뮬레이션 결과, 순간전압강하 보상장치의 철도급전계통의 적용은 상당히 유용함을 알수있었다.