• 제목/요약/키워드: energy constraint

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무선 센서 네트워크에서 QoS를 인지하는 Cross-layer MAC 프로토콜 (QoS Aware Cross-layer MAC Protocol in wireless Sensor Networks)

  • 박현주;김성철
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권12호
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    • pp.2811-2817
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    • 2010
  • 논문에서는 다중의 sink 노드를 가지는 무선 센서 네트워크에서 서비스의 질(Quality of Service: QoS)을 지원하면서 에너지 소모를 줄이는 MAC 프로토콜(QAC-MAC)을 제안한다. 일반적으로 데이터 수집 네트워크에서 sink 노드근처의 노드들은 많은 양의 데이터를 처리해야 하므로 sink 노드 부근에서 혼잡이 발생하게 되어 지연에 민감한 데이터에 치명적일 수가 있다. QAC-MAC은 센서 노드들의 에너지 자원을 절약하면서 전체 네트워크 수명을 높이기 위하여 매체 접근 및 스케줄링을 위하여 경쟁기반 프로토콜과 충돌없이 데이터를 전송하기 위한 TDMA 기반의 데이터 전송 구조를 가지는 하이브리드 메커니즘을 사용한다. 일반적으로 우선순위가 높은 실시간 트래픽은 버스티하고 동일한 목적지를 가지는 특성을 가진다. QAC-MAC은 cross-layer 개념을 도입하여 각 센서 노드에서 동일한 목적지로 향하는 데이터를 재정돈하여 가능한 적은 노드들만이 데이터 전송에 참여함으로 에너지를 절약함으로 전체 네트워크 수명을 연장한다.

MLS 차분법을 이용한 동적균열전파 해석 (Analysis of Dynamic Crack Propagation using MLS Difference Method)

  • 윤영철;김경환;이상호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권1호
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    • pp.17-26
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    • 2014
  • 본 논문은 MLS(Moving Least Squares) 차분법을 바탕으로 동적균열전파 해석을 수행하기 위한 알고리즘을 제시한다. MLS 차분법은 절점만으로 이루어진 수치모델을 사용하며, 이동최소제곱법을 이용하여 전개한 Taylor 다항식을 기초로 미분근사식을 유도하기 때문에, 요소망의 제약에서 완벽하게 벗어난 절점해석이 가능하다. 시간항을 포함하는 동적 평형방정식은 Newmark 방법으로 시간적분 하였다. 동적하중을 받는 균열이 전파할 때, 매 시간단계마다 절점모델을 재구성하지 않고 균열선단 주변에서 국부적인 수정을 통해 해석이 가능하다. 동적균열을 묘사하기 위해 가시한계법(visibility criterion)을 적용하였고, 동적 에너지해방률을 산정하여 균열의 진전유무와 그에 상응하는 진전방향을 결정하였다. 모드 I 상태와 혼합모드 상태에서 균열이 진전하는 현상을 모사하였고, 이론해와 Element-Free Galerkin법으로 계산한 결과와의 비교를 통해 개발된 알고리즘의 정확성과 안정성을 검증하였다.

비대칭 층을 가지는 인공재료모델을 이용한 일반 평판구조물의 위상최적화 (Topology Optimization of General Plate Structures by Using Unsymmetric Layered Artificial Material Model)

  • 박경임;이상진
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제7권5호
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    • pp.67-74
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    • 2007
  • 본 연구에서는 판 구조물의 최적위상을 찾기 위한 비대칭 층을 가지는 인공재료모델을 이용한 위상최적화기법을 제시하였다. 구절점 판요소를 형성하기 위하여 판의 일차전단변형을 고려하는 Reissner-Mindlin 판이론이 도입되었다. 최소화하고자 하는 변형에너지를 목적함수로 하고 구조물의 초기부피를 제약함수로 채택하였다 인공재료모델에 존재하는 다공성물질의 구멍의 크기를 조절하기 위하여 최적정기준법을 바탕으로 하는 크기조절알고리듬을 도입하였다. 제시된 위상최적화 기법의 성능을 조사하기 위하여 수치예제를 수행하였다. 수치해석결과로부터 제시된 위상최적화기법은 판구조물의 최적위상을 도출하는데 매우 효과적인 것으로 나타났다. 특히 제시된 비대칭 층모델은 판구조물의 보강재를 보다 실제적으로 도출하는데 유용할 것으로 나타났다.

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이족 로봇의 계단 보행에서 Real-Coded Genetic Algorithm 의 융합 기술의 사용 (The usage of convergency technology for ROGA algorithm application on step walking of biped robot)

  • 이정익
    • 한국융합학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.175-182
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    • 2020
  • 계단 보행 시 로봇의 최적 궤도 계산은 유전자 알고리즘과 계산 토크 컨트롤러를 사용하여 수행되었다. 첫째, 생식, 교배, 돌연변이로 이루어진 실시간 유전 알고리즘 (RCGA)을 사용하여 총 에너지 효율이 최소화되었다. 보폭의 시작과 끝, 그리고 조인트, 각도, 각속도 위치 어셈블리 관련 재현성 조건은 선형 제약이다. 다음은 고르지 못한 제약은 코너 스윙 다리와 계단의 외부와의 충돌을 막기 위한 조건, 운동 학적 특이성을 막기 위한 무릎 관절의 조건 및 진행 방향의 안전은 보장되지 않음 이란 조건을 따른다. 마지막으로, 각 관절의 각도 궤도는 염색체를 근사 계수를 가지는 4차 다항식에 의해 정의된다. 이것은 보통 도보를 의미한다. 이 연구에서는 최적의 궤도의 에너지 효율을 7개의 링크로 구성된 7자유도의 2족 로봇을 통한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 분석했다.

저방사화 철강재 (JLF-1)의 파괴인성에 미치는 시험편 크기의 영향 (Effect of specimen size on fracture toughness of reduced activation ferritic steel (JLF-l))

  • 김동현;윤한기;박원조
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.300-305
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    • 2003
  • Reduced activation ferritic (JLF-1) steel is leading candidates for blanket/first-wall structures of the D-T fusion reactor. In fusion application, structural materials will suffer effects of repeated changes of temperature. Therefore, the data base of tensile strength and fracture toughness at operated temperature $400^{\circ}C$ are very important. Fracture toughness ($J_{IC}$) and tensile tests were carried out at room temperature and elevated temperature ($400^{\circ}C$). Fracture toughness tests were performed with two type size to investigate the relationship between the constraint effect of a size and the fracture toughness resistance curve. As the results, the tensile strength and the fracture toughness values of the JLF-1 steel are slightly decreased with increasing temperature. The fracture resistance curve increased with increasing plane size and decreased with increasing thickness. The fracture toughness values of JLF-1 steel at room temperature and at $400^{\circ}C$ shows an excellent fracture toughness ($J_{IC}$) of about $530kJ/m^2\;and\;340kJ/m^2$, respectively.

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Development and validation of prediction equations for the assessment of muscle or fat mass using anthropometric measurements, serum creatinine level, and lifestyle factors among Korean adults

  • Lee, Gyeongsil;Chang, Jooyoung;Hwang, Seung-sik;Son, Joung Sik;Park, Sang Min
    • Nutrition Research and Practice
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    • 제15권1호
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    • pp.95-105
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    • 2021
  • BACKGROUND/OBJECTIVES: The measurement of body composition, including muscle and fat mass, remains challenging in large epidemiological studies due to time constraint and cost when using accurate modalities. Therefore, this study aimed to develop and validate prediction equations according to sex to measure lean body mass (LBM), appendicular skeletal muscle mass (ASM), and body fat mass (BFM) using anthropometric measurement, serum creatinine level, and lifestyle factors as independent variables and dual-energy X-ray absorptiometry as the reference method. SUBJECTS/METHODS: A sample of the Korean general adult population (men: 7,599; women: 10,009) from the Korean National Health and Nutrition Examination Survey 2008-2011 was included in this study. The participants were divided into the derivation and validation groups via a random number generator (with a ratio of 70:30). The prediction equations were developed using a series of multivariable linear regressions and validated using the Bland-Altman plot and intraclass correlation coefficient (ICC). RESULTS: The initial and practical equations that included age, height, weight, and waist circumference had a different predictive ability for LBM (men: R2 = 0.85, standard error of estimate [SEE] = 2.7 kg; women: R2 = 0.78, SEE = 2.2 kg), ASM (men: R2 = 0.81, SEE = 1.6 kg; women: R2 = 0.71, SEE = 1.2 kg), and BFM (men: R2 = 0.74, SEE = 2.7 kg; women: R2 = 0.83, SEE = 2.2 kg) according to sex. Compared with the first prediction equation, the addition of other factors, including serum creatinine level, physical activity, smoking status, and alcohol use, resulted in an R2 that is higher by 0.01 and SEE that is lower by 0.1. CONCLUSIONS: All equations had low bias, moderate agreement based on the Bland-Altman plot, and high ICC, and this result showed that these equations can be further applied to other epidemiologic studies.

고추 건조기(乾燥機)의 개발(開發)에 관한 연구(硏究) -시뮬레이션 및 최적화- (Development of Red Pepper Dryer -Simulation and Optimization-)

  • 금동혁;최창현;김수연
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제16권3호
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    • pp.248-262
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    • 1991
  • Simulation model was developed to analyze drying process for tray type red pepper dryer and validated by experiments. This model could predict satisfactorily temperatures and moisture contents of red pepper and temperatures of drying air during drying. Optimize algorithm was developed to search control valiables (drying air temperature, air recycle ratio and air flow rate) of red pepper dryer based on a criterion of minimizing energy consumption under the constraint conditions that statisfied carotenoid retension of at least 210mg per 100g dry matter, the moisture content of bottom layer of 15% (d.b) and drying time of less than 35 hours. Step changes in drying air temperature and air recycle ratio were considered in the optimization. In single step in control variables, the difference of the moisture content between top layer and bottom layer was great and more fan power was required. As the drying trays were exchanged when the moisture content of bottom layer reached to 100% (d.b), fifty percent of energy was saved and the difference of moisture content was little. In double step changes in control variables, optimal conditions were found by changing the step when the moisture content of bottom layer reached to 100% (d.b) (about 19.8 hours from starting drying). Optimum air flow rate was $18.1cmm/m^2$. Optimum drying air temperature and air recycle ratio in the first step was $55.8^{\circ}C$ and 0.80, and in the second step $65.6^{\circ}C$ and 0.88, respectively. In triple step changes in control variables, the optimal conditions were found by changing the steps when the moisture content of bottom layer reached to 250% (d.b) and 150% (d.b). Optimal air temperatures were $66.2^{\circ}C$, $58.4^{\circ}C$ and $66.9^{\circ}C$, and optimal air recycle ratios were 0.778, 0.785, 0.862 at each step, respectively. Optimal air flow rate was $18.9cmm/m^2$. The best operating mode was triple step mode considering energy consumption, drying time, fan power, and quality of dried red pepper. When the triple step mode was used to dry the red pepper, the energy consumption was about 16.5%~57.2% less than that of the single step mode and the drying time was 6.6 hours shorter than that of the double step mode.

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An Extended ED-H Real-Time Scheduling Algorithm for Supporting an Intelligent PMU-Based Energy Harvesting System

  • Park, Sangsoo
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제27권12호
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    • pp.17-27
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    • 2022
  • 본 논문은 커패시터와 에너지 하베스터의 특성이 적용된 최적의 실시간 스케줄링 알고리즘인 ED-H 알고리즘을 적용할 때 적용되는 지능형 전원 관리 유닛에 의한 의도적인 전원 공급 차단 상태인 블랙아웃에서 시간 제약성을 만족하도록 알고리즘을 확장한다. 전원 공급 시스템에서 생산되는 에너지가 충분하지 않은 경우 회로와 커패시터를 보호하기 위해 전력 공급을 일시적으로 차단하고 커패시터가 충분히 충전되었을 때 다시 공급을 재개하므로 이러한 블랙아윳 시간 동안 태스크의 수행이 지연될 수 있으므로 해당 이벤트의 발생에 따른 시간을 계산하였다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 원형 ED-H 알고리즘에 의해 태스크 수행이 지연되는 경우라 하더라도 본 논문에서 제안된 알고리즘은 뒤에 이어지는 시간 유닛 중에서 더 이상 태스크의 수행을 지연시킬 여력이 없는 경우, 즉 태스크를 이번 시간 유닛에 수행하지 않으면 시간 제약성을 위배하게 되는 경우의 잔여 시간을 계산하여 잔여 시간이 부족한 경우 시간 제약성을 만족하도록 강제로 스케줄링한다. 시뮬레이션을 통해 본 눈문에서 제안한 알고리즘이 ED-H 알고리즘에 대해 태스크 집합의 유형 특성에 따라 0.4%~7.7%까지 스케줄링 성능이 높은 것을 확인하였다.

불균질 횡등방성 매질에서의 탄성파 주시토모그래피 (Seismic Traveltime Tomography in Inhomogeneous Tilted Transversely Isotropic Media)

  • 정창호;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권4호
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    • pp.229-240
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    • 2007
  • 이 연구에서는 지하 매질의 속도 이방성을 규명하고 이를 고려하여 지하 단면을 해석하는 탄성파 이방성 토모그래피(seismic anisotropic tomography) 알고리듬을 개발하였다. 이는 지하 매질을 대칭축이 기울어진 횡등방성(Tilted Transversely Isotropic) 매질로 가정하여 지하의 속도 구조와 더불어 이방성 구조를 함께 파악할 수 있도록 고안되었다. 개발된 알고리듬은 이방성 토모그래피에서 흔히 나타날 수 있는 역산의 안정성 문제를 해결하기위해여 역산 매개 변수를 역속도비, 역속도 그리고 이방성 대칭축 방향으로 설정하였고, 의사 베타 변환(pseudo-beta transform)을 통해 이방성 계수의 범위를 제한하였으며, ACB (Active Constraint Balancing) 법을 이용하여 효율적으로 역산 제한조건을 적용하였다. 특히, 기존의 등방성 토모그래피에서 사용하던 프레넬대(Fresnel volume)를 고려한 역산 기법을 이방성 토모그래피로 확장하여 파선 토모그래피에 비해 넓은 범위의 전파각 영역을 확보함으로써 이방성 토모그래피의 안정성을 높일 수 있었다. 개발된 이방성 토모그래피 알고리듬을 복잡한 수치 모델에 적용하여 알고리듬의 타당성을 검증하였으며 현장 자료에 적용하여 시추 결과 및 지질 정보들과 일치하는 향상된 결과를 얻었다. 개발된 이방성 토모그래피 알고리듬을 통해 지하매질의 속도 정보와 이방성 정보를 함께 고려함으로써 보다 정확한 지하 구조의 해석이 가능할 것으로 기대된다.

저전력 무선 센서 네트워크를 위한 RS 코드의 성능 분석 (Performance Analysis of RS codes for Low Power Wireless Sensor Networks)

  • 정경권;최우승
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.83-90
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    • 2010
  • 무선센서네트워크에서는센서노드로부터전송된데이터는채널의노이즈등의요인으로 오류가 일어나기 쉽다. 센서 네트워크는 엄격한 에너지 제안이 있기 때문에 에너지가 효율적인 오류 정정 방법을 사용하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 낮은 전송 전력으로 전송한 데이터를 RS 코드를 적용하는 방식을 제안하고, 시뮬레이션과 실험을 수행한다. RS 코드는 데이터에 추가한 리던던시로 동작한다. 인코드 데이터는 저장되거나 전송될 수 있다. 오류가 발생했을 때 인코드된 데이터는 복원된다. 추가된 리던던시는 디코더에서 수신된 데이터에서 오류가 있는 부분을 감지하고 정정하는 데에 사용된다. RS 코드가 정정할 수 있는 오류의 수는 추가되는 리던던시에 의해 결정된다. 실험 결과 저전력 통신에서의 높은 안정성을 확인하였다. 1분마다 32바이트를 전송할 경우 RS(15,13)은 173.7일, RS(31,27)은 169.1일, RS(63,57)은 163.9일, RS(127,115)는 150.7일, RS(255,239)는 149.7일의 수명을 예측할 수 있었다. 패킷 수신 확률(PRR) 실험에 RS(255,239)를 적용하여 약 3m 전송거리가 증가함을 확인하였다.