• 한국해양공학회지
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• 제37권4호
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• pp.164-171
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• 2023

Vibration and noise must be considered to maximize the efficiency of a yaw system and reduce the fatigue load acting on a wind turbine. This study investigated a method for analyzing yaw-system vibration based on the change in the load-duration distribution (LDD). A substructure synthesis method was combined with a planetary gear train rotational vibration model and finite element models of the housing and carriers. For the vibration excitation sources, the mass imbalance, gear mesh frequency, and bearing defect frequency were considered, and a critical speed analysis was performed. The analysis results showed that the critical speed did not occur within the operating speed range, but a defect occurred in the bearing of the first-stage planetary gear system. It was found that the bearing stiffness and first natural frequency increased with the LDD load. In addition, no vibration occurred in the operating speed range under any of the LDD loads. Because the rolling bearing stiffness changed with the LDD, it was necessary to consider the LDD when analyzing the wind turbine vibration.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2024년도 제69차 동계학술대회논문집 32권1호
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• pp.379-382
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• 2024

본 논문에서는 위치기반 동역학(Position based dynamics, PBD)을 기반으로 하는 프레임워크를 활용하여 풍선 내 공기로 의한 표면의 회전과 변형을 효율적으로 표현할 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 기존의 경우 볼륨 형태인 다면체 메쉬(Tetrahedral mesh)를 활용하여 표면 내부를 모델링 하거나 입자 기반의 유체 시뮬레이션을 통하여 공기역학을 계산해야 되지만, 각각의 동역학뿐만 아니라 상호작용까지 고려해야 되기 때문에 계산양이 커서 다양한 분야에서 활용하기 어렵다. 본 논문에서는 이 문제를 효율적으로 풀어내기 위해 공기의 움직임을 파악하기 위한 유체 시뮬레이션을 계산하지 않고도, 풍선 내 바람에 의한 표면 수축 및 확장을 PBD기반으로 풀어내고, 공기가 빠질 때 나타나는 표면의 회전을 효율적으로 계산할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 방법은 정점(Vertex)의 개수가 많은 모델에서도 실시간 처리되는 결과를 보여 줄 수 있기 때문에 게임뿐만 아니라 실시간을 요구하는 물리기반 가상환경 구축에 활용될 수 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권9호
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• pp.3654-3667
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• 2024

Expanding upon the framework of the steady-state pin-by-pin 2D/1D decoupling method, a novel and highperformance pin-by-pin transient calculation method has been introduced. This transient method, consistent to the steady-state formulation, is designed for time-dependent calculations utilizing a 3D diffusion-based finite difference method (FDM). The inherent complexity of the large 3D problem is effectively managed by decoupling it into a series of planar (2D) and axial (1D) problems. In addition, tens of thousands of pin-cells are grouped into hundreds of boxes to reduce the computing burden for the 1D calculations without essential loss of the accuracy. Two-level coarse mesh finite difference (CMFD) formulation comprising multigroup nodewise CMFD and twogroup assemblywise CMFD is employed as well to accelerate the convergence. Errors originating from the pinlevel homogenization, energy group condensation, and the use of lower order calculation methods are simultaneously corrected by the pinwise super homogenization (SPH) equivalence factor. The transient method is evaluated with OECD/NEA PWR MOX/UO2 benchmark. Code-to-code comparison with the nTRACER direct whole core calculation code yielded highly satisfactory results for the transient scenario as well as the steady-state problems. Furthermore, comparative analyses with conventional nodal calculations show superiority of the pin-by-pin calculation.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권12호
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• pp.939-953
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• 2023

천수방정식(shallow water equations, SWE)은 물의 거동을 수치적으로 해석하기 위한 지배방정식으로 수리수문 분야에 널리 활용되고 있으며, 비선형 연립방정식으로 일반적으로 수치적으로 해석할 수 있다. 하지만 기존의 여러 수치 해석법은 격자망 생성에 민감하며 복잡한 지형에서의 해석에 한계가 발생할 수 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여 본 연구에서는 물리 정보 신경망(Physics-Informed Neural Networks, PINNs)을 사용하고자 하였다. PINNs은 물리 법칙을 신경망에 직접적으로 도입하여 지배방정식을 해석하고자 하는 기법이며 지배 방정식에 대한 물리적, 수학적 정보를 손실함수로 변환하여 최적화하고 해를 산정할 수 있다. 본 연구에서는 지배방정식을 PINNs 구조 내에서 사용할 수 있도록 신경망 구조, 학습 전략, 데이터 생성 기술과 같은 포괄적인 방법론을 제시하고 결과를 ANN 기법과 비교하였다. 물리적 사전지식이 반영되지 않은 ANN과 달리 PINNs은 천수방정식에 대하여 매우 정확한 수치적 솔루션을 효과적으로 제공하는 것으로 나타났다. 따라서 PINNs은 지배방정식의 수치해석적 연구에 많은 잠재력이 있는 것으로 판단되며, 정확하고 효율적인 천수방정식의 솔루션을 위한 기법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 지적과 국토정보
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• 제49권2호
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• pp.109-122
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• 2019

맞벌이 가구의 증가로 육아에 대한 사회적 관심이 커지고 있다. 특히 자녀의 초등학교 입학은 상대적으로 이른 하교시간 때문에 돌봄의 공백이 생겨 출산과 더불어 여성의 경력단절에 주된 원인으로 꼽힌다. 본 연구는 이러한 정책적 기조에 부합하여 초등학생 대상 돌봄시설의 최적 입지선정 방안을 제안하였다. 돌봄시설의 후보로 기존 아이돌봄시설을 대상으로 하였으며, 최적입지 선정 시 수리적 최적화뿐만 아니라 입지적 특성을 고려하는 이중구조의 평가방법을 사용하였다. 실험은 서울시 송파구를 대상으로 진행하였으며, 총 258개의 후보시설 중 36개의 최적입지를 선정하였다. 먼저 공공데이터를 활용하여 돌봄시설의 특성에 맞는 평가기준을 세운 후 입지점수를 매겨 이에 해당하는 1차 후보시설을 선별하였으며, 이때 다양한 공공데이터를 하나로 통합하기 위하여 격자리샘플링 방법을 사용하였다. 다음으로 선별된 시설을 대상으로 공간 최적화 모델인 p-median 방법을 활용하여 최종 돌봄시설을 선정하였다. 이렇게 선정된 결과는 총 거리를 고려한 위치적 최적해 일뿐 아니라 돌봄시설의 특성을 고려한 다양한 입지적 기준을 만족하는 값이다. 본 연구에서 제안한 방법을 통해 공공데이터 융합 및 활용도를 높일 수 있고, 공공시설 최적입지 선정 시 정책 의사결정에 도움을 줄 것으로 기대한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.961-967
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• 2019

본 연구에서는 큰 침하량과 동적트림을 가지는 선박에 대하여 전산유체역학(CFD)을 기반으로 하여 효율적인 저항성능 추정 방법을 제시하였다. 본 방법에서 효율적이라 함은 점성 유동해석 이전에 비 점성 유동해석의 침하량과 동적트림 결과를 이용하여 선박의 큰 자세를 설정하고 DFBI(Dynamic Fluid Body Interaction) 방법에 의한 점성 유동해석을 수행한 것이다. 본 방법을 방법I로 명하였다. 방법I는 해석 전에 큰 자세를 설정함으로 인해 중첩격자(Overset Mesh) 기법을 사용하지 않는 단순한 격자시스템(Fig. 3 참고)을 사용하면 된다. 이로 인해 방법I는 계산시간 단축 및 계산의 정도를 높일 수 있는 장점이 있다. 점성 유동해석은 상용 CFD 코드인 STAR-CCM+를 사용하였다. 방법I의 첫 번째 점성 유동해석 결과는 최종 수렴된 결과와 비교하였을 때 저항 값에서 최대 1 % 내에서 차이를 보임을 확인 하였다. 중첩격자가 아닌 단순 격자시스템에 의한 STAR-CCM+에서 제공하는 DFBI 기법을 활용하여 계산단계 별로 변화된 자세에 대하여 매번 격자를 변경하여 수렴된 결과를 도출하였다. 본 방법을 방법II로 명하였다. 방법II의 저항 값과 비교하였을 때 방법I은 선속에 따라 0.03 % ~ 0.6 %의 차이를 보였다. 방법I의 결과는 수조모형시험과의 비교를 통해서 정성적 그리고 정량적으로 타당함을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권7호
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• pp.922-930
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• 2020

지난 10년간 복원력 상실에 의한 어선의 해양사고가 지속해서 증가하고 있으며, 갑작스러운 강풍이 주요 원인으로 지적되고 있다. 이러한 강풍에도 견딜 수 있는 어선의 운동·조종성능을 확보하기 위해서는 정밀한 풍하중 예측 기법이 우선되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 전산유체역학 기법을 이용한 어선의 풍하중 평가기법을 개발하고자 한다. 특히, 고도 변화에 따라 풍속이 변화하는 계산환경을 모사하여 그 결과를 균일한 속도분포를 가정한 수치해석 결과와 비교 분석하고자 한다. 본 연구에서는 0-180°까지 15° 간격으로 13개의 방향에 대해 풍하중을 계산하였으며, 계산에 사용된 메쉬 모델은 메쉬 의존성 시험을 수행하여 개발하였다. 전산수치해석은 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes) 기반 상용 해석 Solver인 STAR-CCM+(Ver. 13.06)와 k-ω 난류 모델을 이용하여 정상상태(Steady State) 유동해석을 수행하였다. 수치해석결과를 간략히 살펴보면 Surge, Sway 및 Heave에서 39.5 %, 41.6 % 및 46.1 % 풍하중이 감소하였으며 Roll, Pitch 및 Yaw에서 48.2 %, 50.6 % 및 36.5 % 감소하였다. 결론적으로 본 연구에서는 고도에 따른 풍속 변화 모델을 통해 기존보다 정밀한 수준의 풍하중 추정이 가능한 것을 확인하였으며, 그 결과가 선박의 풍하중 추정 평가기법 발전에 이바지하길 기대한다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권5호
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• pp.83-90
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• 2023

최근 젊은 세대의 전통 복식 체험이나, 퓨전 한복의 일상복화 등의 추세에 따라 한복용 헤어 액세서리의 개발이 필요한 실정이다. 본 논문의 연구 목적은 왕실 여성의 머리 장식을 활용하여 한복과 어울리는 실용적이고 현대적인 헤어 액세서리 디자인을 개발하여 한복 문화를 활용한 패션 콘텐츠 개발의 영역을 확장시키고, 전통 문화의 다양한 경험에 대한 수요를 충족시키는 것이다. 연구 방법은 문헌연구를 통해서 전통 머리모양 및 영왕비의 전통 장신구들을 조사하였고, 실증연구로 실물을 제작하였다. 제작과정은 먼저 전통 머리모양을 응용하여 나일론 메쉬로 기본 형태를 만들었고, 그 위에 장엄하고 화려한 왕실 유물을 활용한 디지털 텍스타일 프린팅 원단을 접목하여 궁극적으로 전통 장신구를 착용한 듯한 트롱프뢰유 기법을 줄 수 있도록 디자인을 설계하였다. 결과적으로 총 6개의 헤어 액세서리 디자인이 완성되었으며, 헤어 밴드, 헤어 핀, 헤어 고무밴드의 구조로 제작하였다. 또한 착용자의 헤어 스타일에 관계 없이 간편하게 착용할 수 있도록 하였고 나일론 메쉬 소재의 특유의 빳빳하면서 유연한 재질을 이용하여 볼륨감 있는 머리 모양을 효과적으로 표현하였는데, 이는 마치 머리카락과도 같은 시각적인 착시 효과를 즐길 수 있다는 장점이 있다. 이러한 연구 결과를 통해 일상의 유희와 희소성 있는 가치를 추구하는 대중들에게도 독특한 미적, 문화적 경험을 제시할 수 있을 것으로 생각된다.

• 디지털융복합연구
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• 제12권4호
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• pp.285-291
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• 2014

최근 무선 통신장치들이 매우 빠르게 발전되고 사용자에게 보급되고 있다. 이로 인해서 기존의 유선 네트워크 장치들과 새로운 무선 네트워크 장치들을 통합한 새로운 메쉬 네트워크에 대한 요구가 급속히 발전하고 있다. 이런 유 무선 통합 네트워크 환경에서 자동으로 네트워크를 구성하고, 이런 환경에서 사용자 또는 유 무선 통신장치에 대해 인증서비스를 반드시 제공해야만 한다. 하지만 현실적으로 이런 서비스를 제공하고 있지 못하다. 그러므로 본 논문에서 유 무선 통합 네트워크 환경에서 오픈플로우를 사용해 네트워크를 자동으로 구성하고, 커베로스를 응용한 사용자 인증시스템을 제안하였다. 우리가 제안한 인증시스템은 장치 또는 사용자에 대한 인증서비스를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 비밀성, 무결성 서비스를 제공할 수 있다. 추가로 중간자공격에 대해서도 막을 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권6호통권73호
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• pp.819-832
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• 2004

본 연구는 구조물의 형상 최적화를 효율적이면서 보다 용이하게 수행할 수 있는 기법을 제안하고자 하였다. 구조물의 형상 표현과 설계변수 선택을 위해 설계요소 개념을 활용하여 설계변수 수를 과감하게 줄일 수 있었고, 등매개변수 사상기법을 이용하여 최적화 과정 중 형상의 변화에 따른 유한요소망을 자동생성 하였으며 효율적인 최적화 과정 수행을 위하여 결정론적 최적화 기법(개선된 허용방향법)과 스토캐스틱 최적화 기법(유전 알고리즘)을 사용하여 그 결과와 효율성을 비교하였다. 최적화 과정 중 구조해석은 유한요소법을 이용하며 구조물의 부피와 단면적 등을 목적함수로 하여 형상 최적화를 수행하였다. 또한 제작성과 시공성을 위한 최종형상 제시를 위하여 최적형상에 완화곡선 처리를 시도하였다. 이상의 연구를 강구조물을 대상으로 한 몇 가지 수치 예에 적용한 결과 설계과정을 보다 단순화시켰으며, 두 가지 기법 모두 최적해에 수렴함으로써 목적함수 값을 효과적으로 개선시킬 수 있었다. 따라서 본 연구는 그 타당성과 적용성이 있다고 판명된다.