• 제목/요약/키워드: parameterization

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Development of a Dynamic Downscaling Method for Use in Short-Range Atmospheric Dispersion Modeling Near Nuclear Power Plants

  • Sang-Hyun Lee;Su-Bin Oh;Chun-Ji Kim;Chun-Sil Jin;Hyun-Ha Lee
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제48권1호
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    • pp.28-43
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    • 2023
  • Background: High-fidelity meteorological data is a prerequisite for the realistic simulation of atmospheric dispersion of radioactive materials near nuclear power plants (NPPs). However, many meteorological models frequently overestimate near-surface wind speeds, failing to represent local meteorological conditions near NPPs. This study presents a new high-resolution (approximately 1 km) meteorological downscaling method for modeling short-range (< 100 km) atmospheric dispersion of accidental NPP plumes. Materials and Methods: Six considerations from literature reviews have been suggested for a new dynamic downscaling method. The dynamic downscaling method is developed based on the Weather Research and Forecasting (WRF) model version 3.6.1, applying high-resolution land-use and topography data. In addition, a new subgrid-scale topographic drag parameterization has been implemented for a realistic representation of the atmospheric surface-layer momentum transfer. Finally, a year-long simulation for the Kori and Wolsong NPPs, located in southeastern coastal areas, has been made for 2016 and evaluated against operational surface meteorological measurements and the NPPs' on-site weather stations. Results and Discussion: The new dynamic downscaling method can represent multiscale atmospheric motions from the synoptic to the boundary-layer scales and produce three-dimensional local meteorological fields near the NPPs with a 1.2 km grid resolution. Comparing the year-long simulation against the measurements showed a salient improvement in simulating near-surface wind fields by reducing the root mean square error of approximately 1 m/s. Furthermore, the improved wind field simulation led to a better agreement in the Eulerian estimate of the local atmospheric dispersion. The new subgrid-scale topographic drag parameterization was essential for improved performance, suggesting the importance of the subgrid-scale momentum interactions in the atmospheric surface layer. Conclusion: A new dynamic downscaling method has been developed to produce high-resolution local meteorological fields around the Kori and Wolsong NPPs, which can be used in short-range atmospheric dispersion modeling near the NPPs.

수직 혼합 모수화 기법과 탁도에 따른 황해 수온 민감도 실험 (Sensitivity of Simulated Water Temperature to Vertical Mixing Scheme and Water Turbidity in the Yellow Sea)

  • 곽명택;서광호;최병주;김창신;조양기
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제18권3호
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    • pp.111-121
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    • 2013
  • 지역규모의 정확한 일기예보와 해양생태계 변화 이해에 있어서 수온 예측은 매우 중요하다. 황해는 조류가 매우 빠르고 탁도가 높다. 이러한 해역에서는 수치 모델의 수직 혼합 기법 및 해수의 탁도에 따른 수형(water type)이 수온 구조 결정에 많은 영향을 미친다. 수직 혼합 기법 변화와 탁도의 변화에 따른 황해 수온 모사의 민감도를 알아보기 위해 3차원 해양 순환 모델인 Regional Ocean Modeling System (ROMS)을 사용하여 수치 실험을 수행하였다. 수직 혼합 기법은 해양 순환 모델에서 많이 사용되는 Mellor-Yamada level 2.5 closure(M-Y)와 K-Profile parameterization (KPP)을 사용하고, 탁도는 Jerlov의 분류에 따른 수형 1, 3, 5를 사용하여 수치 실험을 수행하고 그 결과를 국립수산과학원에서 제공하는 정선 해양 관측 자료와 비교, 분석하였다. M-Y 기법은 수직적 혼합을 상대적으로 강하게 모의하였으며 그 결과로 저층수온이 높게 형성되었다. 높은 저층 수온은 탁도를 높게 설정하면 완화되지만 표층 수온이 높아지는 단점이 있다. KPP 기법은 M-Y 기법보다는 수직 혼합을 약하게 모의하고 이 약한 수직 혼합 때문에 황해 연안을 따라 형성되는 조석전선을 잘 재현하지 못하였으나, 저층 수온은 관측 수온에 더 가깝게 재현하였다. 결과적으로 황해 3차원 해양순환 모델실험에서 M-Y 기법은 수직 혼합이 잘 되어 표층과 저층의 수온 차이가 작게 나타나고, KPP 기법은 이와 반대로 모의하였다. 탁도의 영향을 표현하는 Jerlov 수형은 높을수록 일사량이 낮은 수심까지만 투과되어 성층을 잘 표현하였고, 낮을수록 깊은 수심까지 일사량이 투과되어 표층과 저층의 수온차를 작게 모의하였다.

국가산림자원조사와 장기생태연구 자료를 활용한 산림경관모형의 모수화 및 적용성 평가 (Parameterization and Application of a Forest Landscape Model by Using National Forest Inventory and Long Term Ecological Research Data)

  • 조원희;임원택;김은숙;임종환;고동욱
    • 한국농림기상학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.215-231
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    • 2020
  • 산림경관모형은 산림생태계의 복잡한 구조와 다양한 기능의 동적특성을 연구하는데 적합한 모형으로 평가받는다. 산림경관모형은 경관생태학을 기반으로 제작되었으며, 그 특성상 넓은 시공간적 규모를 다루기 때문에 새로운 지역에 적용하는데 환경특성, 수종특성 등에 대한 모수화와 검증에 어려움이 있다. 이에 이 연구에서는 산림경관모형 LANDIS-II Biomass succession 익스텐션에 대한 국내 적용성을 평가하기 위해 계방산 일대를 대상으로 1) 공간정보 입력자료 제작 및 수종특성 모수화, 2) 모형의 보정, 3) 모형의 적용 및 검증방안을 제시하였다. 모형에 적용한 총 14수종은 국가산림조사(National Forest Inventory; NFI), 장기생태조사자료, 아고산대조사자료 기반의 수종별 중요도를 기반으로 선정하였으며, 공간정보 입력자료는 30m 해상도의 수치표고모형을 기반으로 제작한 생태역 지도와 NFI와 장기생태조사자료 기반의 초기 식생형 지도 등을 제작하였다. 수종별 생장모수(ANPPmax, Maxbiomass)는 한국, 중국, 일본 등 동아시아 지역의 생리실험 문헌자료를 종합하여 선정한 수종별 생리특성 모수(FolN, SLWmax, Halfsat, 생장온도, 내음성 등)를 PnET-II 모형에 적용하여 추정하였다. 모형의 보정과 검증은 모형과 조사자료의 수종별 지상부생물량을 비교하여 산출한 결정계수(R2)와 최소 제곱근 오차(RMSE)를 통해 실시하였으며, 검증결과 0.98의 R2와 8.9의 RMSE의 준수한 결과를 나타냈다. 따라서, 이 연구를 기반으로 한반도의 산림경관 변화를 모사할 수 있을 것으로 판단되며 산림관리, 산불, 풍해, 병충해, 기후변화 등 외적요인에 따른 산림경관 변화에 대한 연구가 수행될 수 있을 것으로 기대된다.

[ $H_{\infty}$ ] Filtering for Descriptor Systems

  • Chen, Yue-Peng;Zhou, Zu-De;Zeng, Chun-Nian;Zhang, Qing-Ling
    • International Journal of Control, Automation, and Systems
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    • 제4권6호
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    • pp.697-704
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    • 2006
  • The paper is concerned with $H_{\infty}$ filtering for descriptor systems. A necessary and sufficient condition is established in terms of linear matrix inequalities(LMIs) for the existence of normal filters such that the error systems are admissible and the transfer function from the disturbance to the filtering error output satisfies a prescribed $H_{\infty}$-norm bound constraint. When these LMIs are feasible, an explicit parameterization expression of all desired normal filter is given. All these results are yielded without decomposing the original descriptor systems, which makes the filter design procedure simple and direct. Finally, a numerical example is derived to demonstrate the applicability of the proposed approach.

Computational Prediction of Solvation Free Energies of Amino Acids with Genetic Algorithm

  • Park, Jung-Hum;Lee, Jin-Won;Park, Hwang-Seo
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제31권5호
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    • pp.1247-1251
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    • 2010
  • We propose an improved solvent contact model to estimate the solvation free energies of amino acids from individual atomic contributions. The modification of the solvation model involves the optimization of three kinds of parameters in the solvation free energy function: atomic fragmental volume, maximum atomic occupancy, and atomic solvation parameters. All of these atomic parameters for 17 atom types are developed by the operation of a standard genetic algorithm in such a way to minimize the difference between experimental and calculated solvation free energies. The present solvation model is able to predict the experimental solvation free energies of amino acids with the squared correlation coefficients of 0.94 and 0.93 for the parameterization with Gaussian and screened Coulomb potential as the envelope functions, respectively. This result indicates that the improved solvent contact model with the newly developed atomic parameters would be a useful tool for the estimation of the molecular solvation free energy of a protein in aqueous solution.

진동스크린의 정적 및 고유특성 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Statics and Natural Characteristic of Vibrating Screen)

  • 홍석범;권혁홍
    • 한국생산제조학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.886-893
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    • 2013
  • A vibrating screen with multiple decks is widely employed for the process separation of many valuable export commodities. In this study, the inclination angle of the deck of the vibrating screen and the direction angle of the screen's vibration under single particle kinematics were predicted. A finite element model of the vibrating screen was established by parameterization modeling. Through modal analysis and static analysis of the model, the natural frequency, natural vibration mode, and stress distribution of the structure were determined, based on which the dynamics and design optimization of the vibrating screen could be achieved. Future plans also reflect this by conducting detailed design of vibrating screens for the manufacturing plans of vibrating screen machine.

A New Solution for Projective Reconstruction Based on Coupled Line Cameras

  • Lee, Joo-Haeng
    • ETRI Journal
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    • 제35권5호
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    • pp.939-942
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    • 2013
  • We provide a new solution for the projective reconstruction problem based on coupled line cameras (CLCs) and their geometric properties. The proposed solution is composed of a series of optimized steps, and each step is more efficient than those of the initial solution proposed in [1]. We also give a new determinant condition for rectangle determination, which leads to less ambiguity in implementation. The key steps of the proposed solution can be represented with more compact analytic equations due to the intuitive geometric interpretations of the projective reconstruction problem based on CLCs: the center of projection corresponds to the intersection point of the two solution circles of each line camera involved.

An Analysis on Worst-case State Estimation in Standard H$\infty$ State-Space Solution

  • Choi, Youngjin;Chung, Wan-Kyun;Youm, Youngil
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 11th (KACC); Pohang, Korea; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.56-59
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    • 1996
  • Worst-case state estimation will be proposed in this paper. By using the worst-case disturbance and worst-case state estimation, we can obtain right/left constrained coprime factors. If constrained coprime factors are used in designing a controller, the infinity-norm of closed-loop transfer matrix can be smaller than any constant .gamma.(> .gamma.$_{opt}$) without matrix dilation optimization. The derivation of left/right constrained coprime factors is achieved by doubly coprime factorization for the plant constrained by the infinity norm. And the parameterization of stabilizing controllers gives us easily understanding for H$_{\infty}$ control theory.ry.

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pH 공정의 적응제어

  • 이지태;최진영
    • 제어로봇시스템학회지
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    • 제3권5호
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    • pp.58-64
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    • 1997
  • pH 공정은 비선형이며, 입력흐름의 성분과 농도가 바뀜에 따라 비선형성이 급격히 바뀌는 적응제어가 요구되는 공정이다. 최근 이 공정에 대한 모델링 기법이 확립되고, 매우 작은 수의 변수를 갖는 parameterization이 제안되어 간단한 형태의 우수한 적응제어법이 구성되어 있다. 그러나 estimation의 windup은 선형 시스템의 적응제어법에서와 마찬가지로 큰 문제점으로 남아있다. 본 고에서는 pH 공정의 적응제어법을 간략히 살펴보았으며 좀 더 견실하고 우수한 성능을 주는 방법을 위하여 두 가지 제안을 하였다. 한 제안은 기존의 변수 estimation의 목적함수가 제어기 성능에 직접적이지 못한 것을 바로 잡으려는 것이다. 새로 제안한 것을 적응제어에 바로 이용하는데 아직 걸림돌이 몇몇 남아 있어 연구가 요구되고 있다. 또 한 제안은 estimation windup을 해결하려는 것으로 pH 공정 특성상 나타나는 것으로 바로 pH 공정 적응제어에 이용될 수 있다.

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설계이력 정보를 이용한 CAD모델의 오류 수정 (Healing of CAD Model Errors Using Design History)

  • 양정삼;한순흥
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.262-273
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    • 2005
  • For CAD data users, few things are as frustrating as receiving CAD data that is unusable due to poor data quality. Users waste time trying to get better data, fixing the data, or even rebuilding the data from scratch from paper drawings or other sources. Most related works and commercial tools handle the boundary representation (B-Rep) shape of CAD models. However, we propose a design history?based approach for healing CAD model errors. Because the design history, which covers the features, the history tree, the parameterization data and constraints, reflects the design intent, CAD model errors can be healed by an interdependency analysis of the feature commands or of the parametric data of each feature command, and by the reconstruction of these feature commands through the rule-based reasoning of an expert system. Unlike other B Rep correction methods, our method automatically heals parametric feature models without translating them to a B-Rep shape, and it also preserves engineering information.