• 자원리싸이클링
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• 제33권3호
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• pp.38-47
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• 2024

몰리브데나이트는 몰리브덴의 주요 광물자원으로 고유의 소수성 표면으로 인해 부유선별을 통해 회수된다. 한편, 채광되는 몰리브데나이트의 결정크기 및 품위가 낮아지고 있다. 이로 인해, 단체분리에 요구되는 광물 크기가 작아짐으로써, 부유선별에 투입되는 원광 크기 또한 미립화되고 있다. 미립자는 기포와의 충돌확률이 낮아, 부유선별할 때 효율 감소를 유발시킨다. 이에 따라, 몰리브덴 확보를 위해서는 미립 몰리브데나이트에 대한 부유선별 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 5-30 ㎛의 미립 몰리브데나이트의 부유선별 효율을 향상시킬 수 있는 방안을 제안하였다. 기포크기 축소와 입자응집을 통한 효율 증진으로 접근하였다. 기포-입자 충돌확률을 시뮬레이션과 부유선별 실험을 통해, 미립자의 부유선별 효율이 향상될 수 있는 기포크기 및 입자응집체 크기에 대한 범위를 정량적으로 결정하였다. 결과적으로 본 연구에서 제공한 미립 몰리브덴광 부유선별 조건은 향후 몰리브덴 선광 플랜트의 부유선별 공정을 향상시키는 데 활용될 예정이다.

• 방사선산업학회지
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• 제17권4호
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• pp.345-357
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• 2023

Nuclear forensics has been understood as a mendatory component in the international society for nuclear material control and non-proliferation verification. Radiochronometry of nuclear activities for nuclear forensics are decay series characteristics of nuclear materials and the Bateman equation to estimate when nuclear materials were purified and produced. Radiochronometry values have uncertainty of measurement due to the uncertainty factors in the estimation process. These uncertainties should be calculated using appropriate evaluation methods that are representative of the accuracy and reliability. The IAEA, US, and EU have been researched on radiochronometry and uncertainty of measurement, although the uncertainty calculation method using the Bateman equation is limited by the underestimation of the decay constant and the impossibility of estimating the age of more than one generation, so it is necessary to conduct uncertainty calculation research using computer simulation such as Monte Carlo method. This highlights the need for research using computational simulations, such as the Monte Carlo method, to overcome these limitations. In this study, we have analyzed mathematical models and the LHS (Latin Hypercube Sampling) methods to enhance the reliability of radiochronometry which is to develop an uncertainty algorithm for nuclear material radiochronometry using Bateman Equation. We analyzed the LHS method, which can obtain effective statistical results with a small number of samples, and applied it to algorithms that are Monte Carlo methods for uncertainty calculation by computer simulation. This was implemented through the MATLAB computational software. The uncertainty calculation model using mathematical models demonstrated characteristics based on the relationship between sensitivity coefficients and radiative equilibrium. Computational simulation random sampling showed characteristics dependent on random sampling methods, sampling iteration counts, and the probability distribution of uncertainty factors. For validation, we compared models from various international organizations, mathematical models, and the Monte Carlo method. The developed algorithm was found to perform calculations at an equivalent level of accuracy compared to overseas institutions and mathematical model-based methods. To enhance usability, future research and comparisons·validations need to incorporate more complex decay chains and non-homogeneous conditions. The results of this study can serve as foundational technology in the nuclear forensics field, providing tools for the identification of signature nuclides and aiding in the research, development, comparison, and validation of related technologies.

• 미래기술융합논문지
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• 제3권3호
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• pp.9-15
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• 2024

본 논문은 X-Band 애플리케이션에 활용하기 위한 4x4 마이크로스트립 어레이 안테나 최적화 설계와 제작에 대한 연구 결과를 제시하고 있다. 일반적으로 마이크로스트립 패치와 어레이 안테나 설계 파라미터는 기판의 종류와 패치의 사이즈를 조정함으로써 원하는 공진 주파수와 이득을 얻을 수 있다. 이 연구는 X-Band 공진 특성과 이득을 향상시키기 위해 최적의 기판 재료로 설계된 4x4 어레이 안테나 설계와 제작을 통한 특성 측정 결과를 소개하였다. 설계된 안테나의 크기는 10mm(W)x7.4mm(W)x0.79(H)mm 이다. 사용된 유전체 기판은 Rogers RO 4350B(ε_r=3.54)이며 안테나 급전 방식은 안테나의 사이즈를 줄이기 위해 인셋피드(Inset-fed) 방식이 적용되었다. 제안된 구조의 단일패치와 4x4 어레이 안테나는 설계 중심 주파수 10.3GHz에서 안정된 SWR(<1.5) 특성과 18.5dBi의 이득으로 예측되었다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 안테나가 제작되었고 측정 결과도 시뮬레이션 결과와 유사한 특성을 나타내는 것을 보았다. 본 연구에서 제안된 안테나는 군사, 위성 통신, 생물의학 분야를 포함한 X-Band 애플리케이션에 활용될 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권7호
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• pp.471-479
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• 2024

기후변화로 인한 집중호우의 발생으로 홍수 피해가 심각해지고 있다. 하천의 수위 변동성을 예측하고 신속한 홍수 예·경보를 위해 물리적 기반의 수문 모형이 활용됐다. 최근에는 수문 데이터 간의 비선형적인 관계를 기반으로 머신러닝, 딥러닝 알고리즘을 활용한 수문 모의가 주목받고 있다. 본 연구에서는 Long Short-Term Memory (LSTM) 알고리즘을 활용하여 섬진강 수계의 하천 수위를 예측하고자 한다. 또한 Climate Prediction Center morphing method (CMORPH) 기반의 격자형 강우 자료를 알고리즘의 입력자료로 적용하여 지상 데이터의 한계를 보완하고자 한다. CMORPH 데이터와 LSTM 알고리즘을 결합한 모형의 수위 예측 결과는 평균 CC가 0.98, RMSE는 0.07 m, 그리고 NSE는 0.97로 나타났다. 향후 딥러닝과 원격자료를 활용하여 수위 예측을 수행한다면 지상 관측 데이터의 단점을 보완하고, 신뢰도 높은 예측 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대되는 바이다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.23-37
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• 2024

디지털 트윈은 현실세계의 물리적 객체를 디지털 세계의 가상객체로 모사하고 시뮬레이션을 통해 미래에 발생 가능한 현상을 예측함으로써, 현실세계의 문제를 해결 또는 최적화하기 위해 고안된 M&S(Modeling and Simulation) 기술이다. 디지털 트윈은 지금까지 도시, 산업 시설 등 대규모 환경에서 특정 목적을 달성하기 위해 수집된 다양한 데이터 기반으로 정교하게 설계되고 활용되어 왔다. 이러한 디지털 트윈 기술을 실생활에 적용하고 사용자 맞춤형 서비스 기술로 확장하기 위해서는 개인정보 보호, 시뮬레이션의 개인화 등 실질적이지만 민감한 문제를 해결해야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 개인화 디지털 트윈을 위한 연합학습 기반의 클라이언트 훈련 가속 방식(FACTS)을 제안한다. 기본적인 접근 방식은 클러스터 기반의 적응형 연합학습 훈련 절차를 활용해 개인정보를 보호하면서 동시에 사용자와 유사한 훈련 모델을 선택하고 훈련을 가속하는 것이다. 다양한 통계적으로 이질적인 조건의 실험 결과 FACTS는 기존의 FL 방식에 비해 훈련 속도 및 자원 효율성 측면에서 우수한 것으로 나타난다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.189-198
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• 2024

딥러닝 기반 모델과 물리 시뮬레이션을 결합한 연구는 의료 분야에서 중요한 발전을 이루고 있다. 이는 의료영상 데이터에서 필요한 정보를 추출하고, 물리적 법칙을 기반으로 골격 및 연조직의 변형에 대한 빠르고 정확한 예측을 가능하게 한다. 본 연구는 신경 방사 필드(NeRF), 위치 기반 동역학(PBD), 병렬 리샘플링을 융합하여 3D 볼륨데이터를 쉽게 생성하고 실시간으로 변형 및 시각화하는 시스템을 제안한다. NeRF는 2D 이미지와 카메라 좌표 정보를 사용해 고해상도 3D 볼륨 데이터를 생성하며, PBD는 물리 기반 시뮬레이션으로 획득한 데이터에 대한 실시간 변형과 상호작용을 가능하게 한다. 병렬 리샘플링은 사면체 메쉬와 GPU 병렬 처리를 통해 렌더링 효율성을 높인다. 이 시스템은 광선투사방식으로 렌더링 되어 빠른 실시간 시각화를 제공하며, 비싼 장비 없이 간단하게 3D 데이터를 생성하고 변형할 수 있어 공학, 교육, 의료 등 다양한 분야에서의 활용 가능성을 보여준다.

• 서비스연구
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• 제14권3호
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• pp.172-187
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• 2024

본 연구는 M/M/s와 M/D/s 대기행렬의 점근 근사법 분석을 수행한다. M/M/s 대기행렬 분석을 위해, 활용률 ρ와 고객의 시스템 대기확률 α가 특정값을 가질 때 서버수 s의 증가에 따라 평균 시스템 대기자의 크기가 변화하는 양상을 통해 "규모의 경제"를 관찰하였다. 시뮬레이션 결과, s가 증가함에 따라 유휴시간을 갖는 서버의 수인 n-E[Q_n]은 발산함을 보여주었다. 그리고 고객의 수 k의 변화에 따른 시스템 성능을 관찰한 결과, heavy-traffic regime(활용률이 점점 증가하는 상태)을 살펴보기 위하여 ${\rho}_n\,=\,1-k/\sqrt{n}$을 이용하는 것은 고객의 수가 1(k = 1)인 경우에만 유효함을 확인하였다. M/D/s 대기행렬의 경우 고정된 ρ와 α 하에서 평균 시스템 대기자의 크기 분석을 위해 두 가지의 근사법을 이용하였다. 시뮬레이션 및 비교 분석 결과, 서버의 수가 작고 heavy-traffic인 경우에는 Cosmetatos 근사법이 좋은 성과를 보여 주지만, 서버의 수가 큰 경우에는 실제값을 과대평가하는 경향이 있음을 보여주었다. 반면에 수정 근사법(modified approximation)은 서버의 수가 증가할 때에도 시스템 안정상태에 대한 보다 정확한 근사치를 제공하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권9호
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• pp.3835-3850
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• 2024

The high-temperature gas-cooled reactor (HTGR) with spherical fuel elements contains complex pebble flow. The flow behavior of pebbles is influenced by various factors, such as pebble density, friction coefficient, wall structure, and discharge port size. Using a GPU-DEM numerical model, the effects of the friction coefficient on the cyclic loading and unloading of pebbles in the full-scale HTR-PM are studied. Numerical simulations with up to 420,000 spherical pebbles are conducted. Four sets of friction coefficient values are determined for comparative analysis based on experimental measurements. Discharging speed, residence time, stress, porosity, and velocity distribution are quantitatively analyzed. In addition, a comparison with the CT-PFD experiment is carried out to validate the numerical model. The results show that near-wall retention phenomena are observed in the reactor core only when using large friction coefficients. However, using friction coefficient values closer to the measured experimental values, the pebble bed in HTR-PM exhibited good flow characteristics. Furthermore, the friction coefficient also influences the porosity and velocity distribution of the pebble bed, with lower friction coefficients resulting in lower overall stress in the bed. The discharge outlet's influence varies with different friction coefficient values. In summary, this study demonstrates that the value of the friction coefficient has a complex influence on the pebble flow in HTR-PM, which provides important insights for future numerical and experimental studies in this field.

• 한국광학회지
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• 제35권5호
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• pp.199-209
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• 2024

적응광학(adaptive optics) 시스템의 성능 예측은 설계 및 분석에 매우 중요한 요소이다. 적응광학 성능 예측은 몇 가지 가정과 스케일링 법칙을 기반으로 한 초기 성능 예측 방안이 주로 사용되며, 대기 난류 강도와 프로파일, 파면 센서 및 변형 거울 해상도에 따른 피팅(fitting) 에러, 파면 재구성 알고리즘을 통해 전파되는 파면 센서 노이즈, 제어 루프의 유한 대역폭으로 인한 서보 지연, 그리고 자연 상태의 별 및 레이저 가이드 별의 배열에 따른 아나이소플라나티즘(anisoplanatism) 등 다양한 매개변수와 오류 원인을 고려해야 한다. 하지만 가정에 기반한 초기 성능 예측 방안은 때때로 실제 성능과 동떨어진 결과를 낳을 수 있으므로, 전산 시뮬레이션과 테스트 베드에서 폐쇄 루프 테스트를 통한 평가가 함께 진행되어야 한다. 또한 폐쇄 루프 테스트를 위해서는 대기 모사기가 필요하며, 이는 대기 외란의 공간 및 시간적 특성을 충분히 모사할 수 있어야 한다. 본 논문은 이러한 대기 외란 모사의 이론적 배경과 함께 컴퓨터 시뮬레이션 및 광학 실험실 내에서의 구현 과정을 전반적으로 제시한다.

• 한국광학회지
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• 제35권5호
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• pp.210-217
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• 2024

항공용 카메라 및 천체 망원경과 같은 대구경 광학계의 비구면 반사경 제작 중에 발생하는 동심원 구조의 중간 공간 주파수 파면 오차가 변조전달 함수(modulation transfer function, MTF)에 미치는 영향을 분석하고 Shannon 근사식을 개선하여 MTF 예측 오차를 줄이는 방법을 제안하였다. 기존의 Shannon 근사식은 파면 오차의 차수가 낮은 경우 MTF 예측에 유용하지만, 파면 오차의 차수가 높은 경우, 그중에서도 특히 비구면 광학소자의 제작 과정에서 발생하는 중간 공간 주파수의 파면 오차가 있을 경우 MTF 예측에 한계가 있다. 본 연구에서는 Matlab과 Code V 시뮬레이션을 통해 동심원 구조의 중간 공간 주파수 파면 오차가 MTF에 미치는 영향을 분석하고, 새로운 보정 상수(K-factor)를 가지도록 Shannon 근사식을 개선하는 방안을 제안하였다.