• 한국농림기상학회지
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• 제12권2호
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• pp.122-131
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• 2010

본 논문은 가상 생태계의 개념과 가상생태계를 구현하는데 중요하게 사용되어 질 수 있는 세 가지 수학적-물리학적 접근법을 응용 예와 함께 소개 하였다. 가상생태계란 개체기반 모델로써 인공생명체들이 가상 환경하에서 스스로 행동하면서 살아가는 것을 모사하는 컴퓨터 내에 구현된 생태계를 의미한다. 생물의 무리행동을 전산 모사하는 분자동역학모사 접근법과, 흰개미 영토를 전산 모사하는 확률적 격자모델 접근법, 그리고 생물막 성장을 전산 모사하는 규칙기반-세포자동자모델 접근법을 소개하였다. 실 생태계와의 유사성을 높이기 위해 가상생태계 모델은 많은 변수들을 사용하여야 하지만, 기술적인 측면에서 이러한 변수들을 모두 결정하기는 어렵다. 그러나 현재의 눈부신 컴퓨터 성능향상에 힘입어 많은 부분이 극복 되어 지고 있다. 특히, 가상생태계는 기후변화와 같은 환경재앙을 포함하여 많은 복잡한 생태학적 현상을 개체수준의 낮은 계층에서부터 생물집단 또는 외부 환경수준과 같은 높은 계층까지를 통합적으로 이해하는데 큰 도움을 줄수 있을 것이다. 마지막으로 논문에서는 높은 수준의 계층인 기후변화가 낮은 수준의 계층인 개체기반의 흰개미 생태계에 미치는 복잡한 문제를 어떻게 다룰 수 있는지에 대한 예를 들고 간략하게 논의하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권2호
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• pp.21-27
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• 2010

Immersed boundary lattice Boltzmann method (IBLBM) has been applied to simulate a turbulent flow over circular cylinder in a flow field effectively. Although IBLBM is very effective method to simulate the flow over a complex shape of obstacle in the flow field regardless of the constructed grids in the calculation domain, the results, however, become numerically unstable in high reynolds number flow. The most effective suggestion to archive the numerical stability in high Reynolds number flow is applying the multiple relaxation time (MRT) model instead of single relaxation time(SRT) model in the collision term of lattice Boltzmann equation. In the research MRT model for IBLBM was introduced and comparing the numerical results obtained by applying SRT and MRT. The hydraulic characteristic of cylinder in a flow field between two parallel plate at the range of $Re{\leqq}2000$represented and it is also compared the drag and lifting coefficients of the cylinder calculated by IBLBM with SRT and MRT model.

• 한국전산유체공학회지
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• 제16권2호
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• pp.24-29
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• 2011

Immersed boundary lattice Boltzmann method has been applied to analyze the characteristics of the self-propelled fish motion swimming robot. The airfoil NACA0012 with caudal fin stroke model was considered to examine the characteristics. The foil in steady forward motion and a combination of steady-state harmonic deformation produces thrust through the formation of a flow downstream from the trailing edge. The harmonic motion of the foil causes unsteady shedding of vorticity from the trailing edge, while forming the vortices at the leading edge as well. The resultant thrust is developed by the pressure difference formed on the upper and lower surface of the airfoil. and the time averaged thrust coefficient increases as Re increase in the region of $Re{\leqq}700$. The suggested numerical method is suitable to develop the fish-motion model to control the swimming robot, however It would need to extend in 3D analysis to examine the higher Re and to determine the more detail mechanism of thrust production.

• 한국음향학회지
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• 제23권1호
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• pp.40-46
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• 2004

등가음원법은 일반적으로 실내에 위치한 음원에 의한 실내 음장을 모델링하기 위하여 원거리에 위치한 다수의 등가음원과 상대적으로 근방에 위치한 소수의 이미지음원들을 사용한다. 원거리음원은 일반적으로 실내 음장의 중심으로부터 적당히 먼 거리에 균일하게 위치시킨다. 이러한 원거리음원의 위치는 적절한 선택 여부에 따라, 계산 결과의 정확도와 이를 만족시키기 위해 필요한 음원의 수에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 등거리 상의 가상의 구형 표면에 위치시키는 기존의 방법 대신 모델링하는 실내 공간의 경계면과 닮은 꼴 형상으로 배치하여 그 영향을 조사하였다. 즉 가상의 직육면체 표면에 격자 형태로 균일하게 원거리음원들을 배치시키되, 음장의 중심으로부터의 거 리를 변화시켜가며 각 경우에 대하여 최적화 기법을 이용하여 최적의 원거리음원 위치들을 찾아내어 비교, 분석하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.292-295
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• 2003

Moire topography method is a well-known non-contacting 3-D measurement method. the automatic 3-D measurement by moire topography has been required since the method was frequently applied to the engineering and medical fields. 3-D measurement using digital projection moire topography is very attractive because of its high measuring speed and high sensitivity. In this study, digital two-wavelength phase shilling moire is applied to the entertainment fields. recently. as promoting the growth of the VR-Game, display devices which attract public attention such as HMD or Projector are being appeared in order to deliver effectively the absorption sense. this study realized the Auto-calibrating system for arbitrary display surface using digital moire method which satisfied the shape measurement of display surface and the request of FOV(Field of View) output. also when large screen wasn't prepared, this auto-calibrating system was applied to enjoy games or movies at home with a projector and walls

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.255-259
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• 2003

Moire topography method isa well-known non-contacting 3-D measurement method as afast non-contact test for three-dimension shape measuring method. Recently, it's important to study the automatic three-dimension measurement by moire topography because it is frequently applied to the reverse engineering , the medical , the entertainment fields. Three-dimension measurement using projection of moire topography is very attractive because of its high measuring speed and high sensitivity. In this paper, the classical moire method is computerized-so called digital moire when a virtual grating pattern is projected on a surface, the captured image by the CCD camera has three-dimension information of the objects. The moire image can be obtained through a simple image processing and a reference grating pattern. and it provides similar results without physical grating pattern. digital projection moire topography turn out to be very effective for the three-dimension measurement of objects. Using different N-bucket algorithm method of digital projection moire topography is tested to measuring object with the 2-ambiguity problem. Experimental results prove that the proposed scheme is capable of finding measurement errors that decreased more by using the four-three step algorithm method instead of the same step in the phase shifting of different pitch.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권4호
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• pp.28-35
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• 2015

BARAM system that means 'wind' in Korean has been established as a virtual wind tunnel system for aircraft design. Its aim is to provide researchers with easy-to-use, production-level environment for all stages of CFD simulation. To cope with this goal an integrated environment with a set of CFD solvers is developed and coupled with an highly-efficient visualization software. BARAM has three improvements comparing with previous CFD simulation environments. First, it provides a new automatic mesh generation method for structured and unstructured grid. Second, it also provides real-time visualization for massive CFD data set. Third, it includes more high-fidelity CFD solvers than commercial solvers.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.238-238
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• 2018

2011년 동일본 대지진으로 발생된 지진해일로 인해 막대한 경제적 손실과 인명피해가 발생하였고, 2차적 사회적 피해가 지속되고 있다. 또한 국내에서도 최근 경주와 포항지역에서 지진이 발생하여 피해가 발생함에 따라 재난의 불확실성에 대한 대비의 중요성이 강조되고 있고, 과거 안전하다고 했던 재난에 대한 위험성에 대해 국민들의 관심이 증대되었다. 피해사례가 2차례 있는 지진해일의 경우도 동일본 대지진 이후로 전 세계적으로 해일에 대한 위험성이 재평가되고 있다. 지진해일은 해저에서 발생하는 지진에 의한 것으로 발생지점 및 강도 등을 예측하기가 쉽지 않으므로, 지진발생에 대한 가상 시나리오를 이용한 연구가 진행되고 있다. 가상 시나리오를 활용하여 현재까지 많은 침수예상도가 제작되었으나, 다양한 시나리오 대해서 검토되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 과학적 보간법을 이용하여 수치모형을 수행하지 않고 기수행된 연구 DB를 활용하여 지진해일 피해를 예측하는 기술을 개발하였다. 연구 DB는 국립재난안전연구원에서 수행된 지진해일 자료를 활용하였고, 전국단위를 기반으로 지진규모 7.0~9.0 내에 지진해일을 유발하는 지진에 대해 지진해일의 피해를 예측할 수 있는 기술을 개발하였다. 기술을 검증하기 위해 5개의 진원지에 대하여 과거 발생 지진규모부터 극한의 지진규모를 가정한 수치모의 결과와 본 연구의 결과를 비교하였다. 본 연구는 격자 1km인 광역모형의 모의결과를 활용하였으므로 실제로 해안지역의 침수양상의 정확도가 높지 않지만 향후 고정밀 공간해상도에 대하여 모의를 수행한다면 지진해일로 발생하는 범람 및 침수를 보다 정밀하게 예측할 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권7호
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• pp.579-588
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• 2016

기후변화로 인한 강수량의 변화는 국지적이고 집중적인 강우를 유발하게 되었고 이로 인하여 외수범람에 의한 제내지 침수로 인한 피해가 증가하고 있다. 따라서 제내지의 침수로 인한 피해를 예측하기위한 기술이 필요하다. 본 논문에서는 하천제방의 파쇄로 인한 홍수량이 제내지에서 어떤 경로로 침수-확산되는지를 파악하기 위하여 홍수의 침수경로를 모의할 수 있는 분포형홍수범람모형인 SIMOD(Simplified Inundation MODel)를 개발하였다. 침수경로를 모의하기 위하여 홍수가 발생된 시점에서 그리드화 된 주변 격자로의 홍수전의를 위하여 주변 격자와의 경사를 이용하여 차등 분배하는 다중흐름방향법(Multi Direction Method, MDM)과, 하나의 낮은 고도의 격자에서 수위가 높아져 인접한 격자보다 수위가 증가하면 그 수위는 인접 격자들과 균등해 진다는 가정인 평수가정법(Flat-Water Assumption, FWA)을 적용하였다. 모형의 평가를 위하여 가상시나리오를 설정하여 대상지역에서 시간에 따른 침수범위를 산정하였다. SIMOD는 지형도와 유입홍수량의 간단한 입력자료를 이용하기 때문에 모의시간을 현저하게 단축시킬 수 있으며 강우-유출 모형 또는 제방붕괴 모형 등을 통해서 유입되는 홍수량만 파악을 할 수 있다면 수 분 내에 결과를 예측할 수 있다. 따라서 EAP(Emergency Action Plan)과 같은 침수로 인한 대피계획을 수립하는데 활용될 수 있을 것이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제27권3호
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• pp.127-143
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• 2022

최근 클라우드 컴퓨팅 환경에서 해양수치모델 실험을 수행하는 많은 연구가 활발하게 진행되고 있다. 클라우드 컴퓨팅 환경은 대규모 자원이 필요한 해양수치모델을 구현하는데 매우 효과적인 수단이 될 수 있다. 정보처리 기술의 발달로 클라우드 컴퓨팅 시스템은 가상화와 원격 고속 네트워크, 직접 메모리 액세스와 같은 수치모델의 병렬처리에 필요한 다양한 기술과 환경을 제공한다. 이러한 새로운 기능은 클라우드 컴퓨팅 시스템에서 해양수치모델링 실험을 용이하게 한다. 많은 과학자들과 엔지니어들은 해양수치모델 실험에 있어서 가까운 미래에 클라우드 컴퓨팅이 주류가 될 것으로 기대하고 있다. 해양수치모델링을 위한 클라우드 컴퓨팅의 처리성능 분석은 수치모델의 수행 시간과 리소스 활용량을 최소화하는 데 도움이 될 수 있으므로 최적의 시스템을 적용하는 데 필수적이다. 특히 모델 격자 내 다양한 변수들이 다차원 배열 구조로 되어 있기 때문에 대량의 입출력을 처리하는 해양수치모델의 구조는 캐시메모리의 효과가 크며, 대량의 자료가 이동하는 통신 특성으로 인해서 네트워크의 속도가 중요하다. 최근에 주요한 컴퓨팅환경으로 자리잡고 있는 클라우드 환경이 이러한 해양수치모델을 수행하기에 적합한지 실험을 통해서 검토할 필요가 있다. 본 연구에서는 상용 클라우드 시스템에서 해양수치모델로 대표적인 Regional Ocean Modeling System (ROMS)와 더불어 다른 해양모델의 클라우드 환경으로 전환에도 도움이 될 수 있게 병렬처리 시스템의 성능을 측정할 수 있는 표준 벤치마킹 소프트웨어 패키지인 High Performance Linpack을 활용하여 초당 부동소수점 연산횟수 처리능력과 및 STREAM 벤치마크를 활용하여 다중 노드들로 구성된 수치모델용 클러스터의 메모리처리성능을 평가하고 비교하였다. 이러한 평가내용은 클라우드 환경에서 해양수치모델을 어떻게 수행할 것인가에 대해 중요한 정보를 제공할 수 있다. 가상화 기반 상용 클라우드에서 얻은 실제 성능 자료와 구성 설정 분석을 통해 가상화 기반 클라우드 시스템에서 해양수치모델의 다양한 격자 크기에 대한 컴퓨터 리소스의 효율성을 평가했다. 본 연구를 통해서 캐시 계층과 용량이 큰 메모리를 사용하는 HPC 클러스터가 ROMS의 성능에 매우 중요하다는 것을 발견했다. 수치모델링의 실행 시간을 줄이기 위해 코어 수를 늘리는 것은 작은 격자 보다 큰 격자 모델에서 더 효과적이다. 이러한 처리 성능 분석 결과는 클라우드 컴퓨팅 시스템에서 해양수치모델을 효율적으로 구축하는 데 중요한 자료로 이용될 것이다.