• 제목/요약/키워드: variational method

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MnO2의 전자상태 및 화학결합에 미치는 천이금속 첨가의 효과 (Effect of Transition Metal Dopant on Electronic State and Chemical Bonding of MnO2)

  • 이동윤;김봉서;송재성;김양수
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제17권7호
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    • pp.691-696
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    • 2004
  • The electronic state and chemical bonding of $\beta$-MnO$_2$ with transition metal dopants were theoretically investigated by DV-X$_{\alpha}$ (the discrete variational X$_{\alpha}$) method, which is a sort of the first principles molecular orbital method using the Hartree-Fock-Slater approximation. The calculations were performed with a $_Mn_{14}$ MO$_{56}$ )$^{-52}$ (M = transition metals) cluster model. The electron energy level, the density of states (DOS), the overlap population, the charge density distribution, and the net charges, were calculated. The energy level diagram of MnO$_2$ shows the different band structure and electron occupancy between the up spin states and down spin states. The dopant levels decrease between the conduction band and the valence band with the increase of the atomic number of dopants. The covalency of chemical bonding was shown to increase and ionicity decreased in increasing the atomic number of dopants. Calculated results were discussed on the basis of the interaction between transition metal 3d and oxygen 2p orbital. In conclusion it is expected that when the transition metals are added to MnO$_2$ the band gap decreases and the electronic conductivity increases with the increase of the atomic number of dopants. the atomic number of dopants.

오토인코더를 이용한 파랑 비디오 영상에서의 수리동역학적 장면 분리 연구 (Hydrodynamic scene separation from video imagery of ocean wave using autoencoder)

  • 김태경;김재일;김진아
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제25권4호
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    • pp.9-16
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    • 2019
  • 본 논문에서는 대용량 비디오 영상에서 오토인코더를 이용하여 파랑 전파시 수리동역학적 장면만을 분리하는 방법에 대해 소개한다. 연안에서 센서를 이용한 파랑의 직접적 관측의 어려움으로 인해 비디오 영상을 이용한 입자 추적, 옵티컬 플로우 등의 이미지 분석 방법이 주로 활용되고 있다. 하지만 이미지 분석 방법은 주변광 및 기상상태 등 외부 요인에 의한 영향으로 파랑에 대한 정확한 분석에 어려움이 있다. 제안하는 방법은 비디오 영상으로부터 주변광의 영항을 최소화하고, 순수 파랑 전파시 파랑의 움직임 만을 분리하여 수리동역학적 장면을 추출한다. 실제 해역 및 수리 모형 실험에서 촬영된 비디오 영상에 제안하는 방법을 적용하여 원본 영상으로부터 주변광에 의한 영향과 배경을 잘 분리하여 파랑 전파에 따른 수리동역학적 파랑 이동 장면이 잘 추출되었음을 시각적으로 확인하였다. 또한 변분 오토인코더의 잠재표현 학습을 통해 얻은 원본 비디오 영상에 대한 잠재 표현은 주변광과 배경 요인에 의해 지배적으로 결정되는 반면, 파랑 이동 장면은 해당 요인에 관계없이 독립적으로 잘 표현되는 것을 알 수 있었다.

An improved time-domain approach for the spectra-compatible seismic motion generation considering intrinsic non-stationary features

  • Feng Cheng;Jianbo Li;Zhixin Ding;Gao Lin
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권3호
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    • pp.968-980
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    • 2023
  • The dynamic structural responses are sensitive to the time-frequency content of seismic waves, and seismic input motions in time-history analysis are usually required to be compatible with design response spectra according to nuclear codes. In order to generate spectra-compatible input motions while maintaining the intrinsic non-stationarity of seismic waves, an improved time-domain approach is proposed in this paper. To maintain the nonstationary characteristics of the given seismic waves, a new time-frequency envelope function is constructed using the Hilbert amplitude spectrum. Based on the intrinsic mode functions (IMFs) obtained from given seismic waves through variational mode decomposition, a new corrective time history is constructed to locally modify the given seismic waves. The proposed corrective time history and time-frequency envelope function are unique for each earthquake records as they are extracted from the given seismic waves. In addition, a dimension reduction iterative technique is presented herein to simultaneously superimpose corrective time histories of all the damping ratios at a specific frequency in the time domain according to optimal weights, which are found by the genetic algorithm (GA). Examples are presented to show the capability of the proposed approach in generating spectra-compatible time histories, especially in maintaining the nonstationary characteristics of seismic records. And numerical results reveal that the modified time histories generated by the proposed method can obtain similar dynamic behaviors of AP1000 nuclear power plant with the natural seismic records. Thus, the proposed method can be efficiently used in the design practices.

퇴적 침전구에서 발생하는 내면파 유동에 의한 유체력 해석 (Numerical Computations on the Hydrodynamic Forces by Internal Waves in a Sediment Pocket)

  • 경조현;김장환;배광준
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.192-198
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    • 2004
  • 해안 근처에서는 해수보다 무거운 진흙 등으로 채워진 퇴적 침전구가 존재한다. 이러한 퇴적 침전구 내에서는 해양으로부터 들어오는 입사파에 의해 내면파 유동이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 내면파 유동이 존재하는 퇴적 침전구 내에 위치한 물체에 발생하는 2차원 내면파 문제에 대한 수치기법을 개발하였다. 수학적 정식화 과정으로 유체 영역을 포텐셜 유동으로 가정하였으며, 자유표면에 대한 경계조건은 선형화된 자유표면 경계조건을 사용하였다. 수치 기법으로는 국소 유한 요소법을 사용하였다. 사용된 국소 유한 요소법은 기지의 함수 집합을 사용하여 방사 경계조건을 엄밀히 만족함으로써 계산 영역을 작게 줄일 수 있는 장점이 존재한다. 개발된 수치 기법의 검증을 위하여 Schwingers의 범함수법을 이용한 Lassiter의 계산 결과와 비교하였으며, 서로 잘 일치함을 확인하였다. 계산 예로서는 퇴적 침전구내에 형성된 내면파면 위에 존재하는 파이프라인이 입사파에 비해 유기 되는 힘을 계산하였다.

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가상 시점 영상 합성을 위한 방향성 고려 홀 채움 방법 (Consider the directional hole filling method for virtual view point synthesis)

  • 문지훈;호요성
    • 스마트미디어저널
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    • 제3권4호
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    • pp.28-34
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    • 2014
  • 최근 깊이 영상 기반 합성 방법을 이용한 가상시점 합성 방법이 3차원 영상의 적용 분야에서 많이 사용되고 있다. 가상 시점 영상은 기존에 알고 있는 영상과 이와 관련된 깊이 영상 정보를 이용하여 카메라로 촬영 하지 않은 가상시점 영상을 생성하게 된다. 하지만 깊이 영상 기반 합성 방법을 이용해 가상시점 영상을 생성할 경우, 깊이 영상을 기반으로 합성하기 때문에 이미지 워핑 과정에서 폐색 영역이 발생하게 된다. 이러한 폐색 영역을 제거하기 위해 지금까지 다양한 홀 채움 방법들이 제안되어 왔다. 동일 색상영역 검색, 수평방향 보간 방법, 수평방향 보외 방법 그리고 다양한 인페인팅 방법들이 홀 채움 방법들로 제안되었다. 하지만 이러한 방법들을 사용하여 텍스쳐 영역의 홀을 제거할 경우 다른 종류의 간섭 현상이 발생하는 문제가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 다양한 방향성을 고려한 홀 채움 방법을 새롭게 제안하여 확장된 홀 영역을 효율적으로 채우는 방법을 설명한다. 제안된 방법들은 복잡한 텍스쳐들이 있는 배경부분에서 발생하는 홀 영역을 채울 때 성능 효율성을 나타낸다. 방향성을 고려한 홀 채움 방법은 픽셀 단위로 홀 채움 영역 값을 측정하는 과정에서 홀 영역의 주변 텍스쳐 픽셀 값들을 사용하게 된다. 제안한 방법을 이용해 가상시점 영상 합성 결과 발생하는 홀 영역을 기존의 홀 채움 방법보다 보다 더 효율적으로 채울 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

압전감지기와 압전작동기를 이용한 보구조물의 자유진동제어에 대한 유한요소 모형화 (Finite Element Modeling for Free Vibration Control of Beam Structures using Piezoelectric Sensors and Actuators)

  • 송명관;한인선;김선훈;최창근
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.183-195
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    • 2003
  • 본 연구에서는 판형태의 압전감지기와 압전작동기가 접착되어 있는 보형태의 스마트구조물의 자유진동제어에 대한 유한요소모형화 방법을 제안한다. 압전재료의 직접압전효과와 역압전효과에 대한 구성방정식을 고려하고 변분원리를 이용하여 스마트보유한요소의 운동방정식을 유도한다. 이러한 2절점 보 유한요소근 등매개변수요소로서 Timoshenko 보이론을 기초로 한다. 따라서, 보형태의 스마트구조물을 제안하는 스마트보 유한요소에 의하여 해석함으로써 전압이 작용되는 압전작동기에 의한 구조물의 제어와 전압을 측정하는 압전감지기에 의한 구조물의 모니터링에 대한 수치적인 시뮬레이션이 가능해진다 이러한 스마트보유한요소와 Constant-gain feed back control 기법을 이용하여 압전감지기와 압전작동기를 이용한 보구조물의 자유진동제어에 대한 유한요소 모델을 제안한다

자료동화 기법에 따른 황·동중국해 지역 해양순환모델 결과 비교 (Comparison of Data Assimilation Methods in a Regional Ocean Circulation Model for the Yellow and East China Seas)

  • 이준호;문재홍;최영진
    • Ocean and Polar Research
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    • 제42권3호
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    • pp.179-194
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    • 2020
  • The present study aims to evaluate the effects of satellite-based SST (OSTIA) assimilation on a regional ocean circulation model for the Yellow and East China Seas (YECS), using three different assimilation methods: the Ensemble Optimal Interpolation (EnOI), Ensemble Kalman Filter (EnKF), and 4-Dimensional Variational (4DVAR) techniques, which are widely used in the ocean modeling communities. The model experiments show that an improved initial condition by assimilating the SST affects the seasonal water temperature and water mass distributions of the YECS. In particular, the SST data assimilation influences the temperature structures horizontally and vertically in winter, thereby improving the behavior of the YS warm current water. This is due to the fact that during wintertime the water column is well mixed, which is directly updated by the SST assimilation. The model comparisons indicate that the SST assimilation can improve the model performance in resolving the subsurface structures in wintertime, but has a relatively small impact in summertime due to the strong stratification. The differences among the different assimilation experiments are obvious when the SST was sharply changed due to a typhoon passage. Overall, the EnKF and 4DVAR show better agreement with the observations than the EnOI. The relatively low performance of EnOI under storm conditions may be related with a limitation of EnOI method whereby an analysis is obtained from a number of climatological fields, and thus the typhoon-induced SST changes in short-time scales may not be adequately reflected in the data assimilation.

구조적 서명 검증에서의 참조 서명의 데이터 크기 고정화 기법 (A Technique for Fixing Size of Reference Signature Data in Structural Signature Verificaiton)

  • 이이섭;김성훈
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.1345-1352
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    • 2010
  • 구조적 접근방법에 의한 서명검증은 서명을 부분획 단위의 집합 구조로 표현하여 서명 데이터를 분석하기 때문에 서명의 국부적인 변화의 특성을 효율적으로 흡수하여 우수한 검증 효과를 나타낸다. 그러나 이 방법은 실용화할 때 데이터의 크기가 고정되지 않는 문제가 발생한다. 이 논문에서는 이 문제를 해결하기 위하여, 상대적으로 중요한 부분을 선택하여 데이터를 고정크기로 만듦으로서 데이터의 크기를 줄이는 방법을 제안한다. 실험 결과, 고정된 크기로 선택된 서브패턴에 대해서 국부적인 변화도와 복잡도에 의한 가중치를 적용한 결과, 더 좋은 검증율을 보였으며, 이 때 고정된 크기를 만들기 위한 최소 크기의 참조 모델의 서브패턴의 개수는 일정 갯수의 범위에서 적절히 고정될 수 있음을 보였다.

지연보상 위너 필터링에 의한 유발전위 파형개선 (Enhancement of Evoked Potential Waveform using Delay-compensated Wiener Filtering)

  • 이지은;유선국
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권12호
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    • pp.261-269
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    • 2013
  • 본 연구에서는 자극에 대한 유발전위 발현시점의 변화와 유발전위에 혼입된 무작위 잡음을 시간지연현상과 자음혼입 가법모형으로 모델링 하였다. 동기시점 불일치에 따른 평균화 처리과정의 유발전위 신호의 왜곡을 개선하기 위하여 시간지연추정을 잡음제거 위너필터에 결합한 복합적 시간지연보상-잡음개선 위너필터-앙상블평균 처리기법 (DWEA: Delay compensated Wiener filtered ensemble averaging)을 적용하였다. 제시한 방법의 성능은 임의의 시간지연과 크기의 변화를 변화시킨 백색잡음 데이터를 합성한 대리모의실험을 통하여 검증하였다. 모의실험데이터에 대하여 DWEA 방법이 위너필터링앙상블평균 방법과 기존의 앙상블평균방법보다 우수 하였다. DWEA 방법은 10% MSE 오차한계에 대하여 잡음이득 7까지 동작 가능하였다. 실험결과를 통하여 DWEA 방법은 잡음의 혼입과 동기 불일치 현상을 보이는 유발전위의 신호개선의 가능성을 제시하였다.

재생형 송풍기의 고효율 저소음 설계를 위한 통합형 최적설계 프로그램 개발 (Development of An Integrated Optimal Design Program for Design of A High-Efficiency Low-Noise Regenerative Fan)

  • 허만웅;김진혁;서태완;구경완;이충석;김광용
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.35-40
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    • 2014
  • A multi-objective optimization of a regenerative fan for enhancing the aerodynamic and aeroacoustic performance was carried out using an integrated fan design system, namely, Total FAN-Regen$^{(R)}$. The Total FAN-Regen$^{(R)}$ was developed for non-specialists to carry out a series of design process, viz., computational preliminary design, three-dimensional aerodynamic and aeroacoustic analyses, and design optimization, for a regenerative fan. An aerodynamic analysis of the regenerative fan was conducted by solving three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations using the shear stress transport turbulence model. And, an aeroacoustic analysis of the regenerative fan was implemented in a finite/infinite element method by solving the variational formulation of Lighthill's analogy based on the results of the unsteady flow analysis. An optimum shape obtained by Total FAN-Regen$^{(R)}$ shows the enhanced efficiency and decreased sound pressure level as much as 1.5 % and 20.0 dB, respectively, compared to those of the reference design. The performance test was carried out for an optimized regenerative fan to validate the performance of the numerically predicted optimal design.