• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.110-117
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• 2017

Multiscale Simulation은 sub-nano scale의 전자 구조에서부터 macro scale의 multibody system에 이르기까지 다양한 시간/공간 스케일을 관통하는 시뮬레이션 기법이다. 즉, 전자수준에서의 변화로 인한 분자 전체의 구조 변화와 그에 따른 기능의 변화를 알 수 있는 simulation 방법으로 다양한 스케일에서 분자의 정보를 얻을 수 있다는 점에서 최근 중요하게 여겨지는 시뮬레이션 방법 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 몇 가지의 EDISON_CHEM 솔버들을 조합하여 Multiscale Simulation의 가능성을 제시하고자 한다. 또한, 세부적으로 양자계산 시에 어떤 이론을 선택하여 계산하면 더 정확한지, basis set 선택 시 발생하는 basis set superposition error(BSSE)로 인한 분자 수준의 물성의 오차는 어느정도 인지 알아보고자 했다. 본 연구에서는 비교적 간단하지만 온실 가스이자 에너지원으로 각광받고 있는 메탄을 대상으로 하였다. 다양한 시공간 스케일을 다루는 에디슨 솔버들 중에 양자 수준의 계산을 할 수 있는 솔버로는 "GAMESS"를 이용했고, 이 결과를 통해 분자 수준의 물성을 알아보기 위한 솔버로는 "사용자 지정 역장을 사용한 일반 분자동력학(general_MD)"과 "두가지 서로 다른 종류의 LJ입자에 대한 분자동력 시뮬레이션 프로그램(sejong_lj))"을 이용했다. 메탄의 상 전이 과정에 대한 연구 결과 Hartree fock (HF) self-consistent theory를 통해 얻은 force field 보다는 Second-order Møller-Plesset (MP2) perturbation theory로 얻은 force field가 더 정확한 상 전이 온도를 예측한다는 것을 메탄의 coarse-grained simulation을 통해 알 수 있었다. 또한, MP2 이론으로 구한 force field에서 BSSE를 보정해주면 실험적으로 구한 메탄의 상 전이 온도와 더 근사한 값의 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있었다. 이를 통해 전자 간의 상호작용을 더 정교하게 계산하는 MP2 이론으로 force field를 구해서 BSSE를 보정해주면 계산의 결과가 정확해진다는 것을 알 수 있었으며 이것이 EDISON_CHEM의 솔버들로 가능하다는 것을 제시하였다.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권12호
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• pp.30-40
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• 1998

극 저 에너지 실리콘 이온 주입 시뮬레이션을 통하여 실리콘 내부에서 발생하는 격자 손상에 대하여 고전분자 동역학을 사용하여 시뮬레이션 하였다. 또한 최근에 개발된 EDIP 전위식이 실리콘 충돌 계산에 적합한지 여부를 분자 동역학을 사용하여 계산하였다. EDIP 전위식은 평형상태 계산에 알맞지만 충돌을 계산하는데는 적합하지 않았다. 또한 MDRANGE를 실리콘 공정에 맞도록 향상시켜 200eV, 500eV, 그리고 1000eV 에너지 붕소 이온 주입 시뮬레이션을 수행하여 실리콘 기판의 온도, 기울기 각도 및 에너지에 따른 붕소의 분포를 계산하였다. 1000eV 이하 에너지 붕소 이온 주입에서도 체널링 현상에 대한 고려가 필요하다는 것을 알 수 있었다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.123-132
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• 2020

계산과학공학 시뮬레이션 실행 환경을 웹 기반 플랫폼으로 제공하는 EDISON 플랫폼은 전문적인 계산과학공학 연구자 뿐만 아니라 일반 학생이나 사용자에게 다양한 분석 환경을 제공해 줄 수 있다. 이러한 시뮬레이션 환경의 사용자 확대 및 서비스 분석을 위해 매년 EDISON 플랫폼에서는 경진대회를 개최하고 사용자의 시뮬레이션 환경 요구사항을 분석하여 플랫폼의 경쟁성과 우수성을 증대하기 위해 노력해왔다. 계산과학공학 분야의 경진대회 시스템은 기존의 EDISON 플랫폼에서 사용중인 시뮬레이션 서비스와 연계되어 사용자에게 제공되고 있다. 이전까지의 EDION 경진대회 서비스는 시뮬레이션 서비스와 독립적으로 동작하여 최종 사용자 심사 및 중간 시뮬레이션 결과 확인 등의 서비스를 연계하지 못했다. 이러한 요구를 충족하기 위해 현재 서비스 중인 계산과학공학 경진대회의 서비스는 기존의 계산과학공학 시뮬레이션 서비스와 연계되어 사용자와 다양한 서비스 이용자에게 연계된 서비스를 제공할 수 있게 되었다. 또한 경진대회를 진행하고 참가하는 모든 사용자에 대한 다양한 분석을 통해 서비스를 제한적으로 제공함으로써 서비스 리소스에 대한 효율을 높일 수 있었다. 본 논문에서는 이러한 사용자의 시뮬레이션 환경 및 사용 환경 분석을 진행함으로써, 실제 사용자들에게 필요한 서비스와 사용자의 분석을 통해 경진대회 플랫폼을 제공하고 시뮬레이션 실행 환경에 대한 개선 방안에 대해 분석을 진행하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.57-66
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• 2018

계산과학공학 소프트웨어 플랫폼인 EDISON( EDucation-research Integration through Simulation On the Net )은 클라우드 컴퓨팅 기반 웹서비스로서, 해석 소프트웨어를 이용한 웹 기반 시뮬레이션 서비스이다. EDISON에서는 사용자의 로컬 자원으로는 해석이 어렵거나 불가능한 계산과학공학 해석 문제를 웹 서비스를 통해 사용자에게 제공하며 미리 구축되어 있는 인프라 및 다양한 계산 노드를 통해 사용자에게 해석 결과를 제공한다. 그 결과로 사용자의 디바이스, 운영체제에 관계 없이 EDISON에 접근하여 계산과학 공학 해석 시뮬레이션을 수행할 수 있도록 웹 포털 환경에서 시뮬레이션 실행 환경을 제공한다. 본 연구의 목적은 현재 사용자에게 제공되고 있는 계산과학 공학 시뮬레이션 및 해석 결과 분석 플랫폼인 EDSION 시스템에 통합적인 유저 인터페이스를 제공하기 위한 워크벤치 기반 실시간 동적 서비스 설계 및 구축에 있다. 또한 로컬에서 사용하는 계산과학공학 시뮬레이션 소프트웨어 환경과 유사한 사용자 유저 인터페이스를 가지며 다양한 해석기와 전처리기, 해석 시뮬레이션 소프트웨어 등의 동적인 웹 환경을 구성할 수 있는 워크벤치 기반 사용자 시뮬레이션 서비스 환경 구성에 대해 고안하였다. 이러한 웹 서비스를 제공하기 위해 사용자에게 필요한 서비스를 포틀릿 단위로 구성하였으며, 그 결과로 워크벤치를 이용한 시뮬레이션 서비스를 구축하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.61-69
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• 2015

나노과학에 대한 다양한 실험적 연구와 이론적 연구가 활발해지고 전문화 되어감에 따라 나노물질에 대해 연구하는 것은 더욱 중요해지고 있는 추세이다. 현재 고분자 나노물질들은 코팅, 광전자 부품, 자기 매체, 세라믹 등에 활발하게 이용되고 있으며 그 활용 범위가 더 커질 것으로 전망된다. 지난 몇 년간 사각기둥 형태의 구조체 내부에서 존재하는 고분자의 움직임에 대한 연구는 다양하게 진행되어왔다. 그러나 고분자들을 더욱 유용하게 응용하여 이용하기 위해서는 나노입자 기술과 연결시켜 보다 다양한 환경에서의 고분자의 상태를 자세하게 이해해야 할 필요가 있다. 고분자 물질에 대한 이론적 연구는 주로 계산이 용이한 거시적인 모델인 코스그레인(Coarse-grained) 모델을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 이루어져왔다. 본 연구에서도 에디슨 서버에 탑재된 코스그레인 모델을 이용한 분자 모델링 시뮬레이션을 통해 제한된 공간 안에서 다양한 구조체들의 내부에서 고분자의 구조를 계산하고, 시뮬레이션의 결과값과 Flory의 공식을 이용한 이론적인 계산값이 얼마나 잘 맞아 떨어지는지에 대해 알아보고자 한다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.35-40
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• 1999

PID 제어기를 이용한 피드백 제어가 공정 제어에 도입된 이래로 PID 제어 알고리즘 및 적정 파라미터 계산에 대한 연구가 계속 진행되어 왔다. 일반적으로 PID 제어기 파라미터는 제어대상 프로세스의 1차 시간지연 모델로 근사화 하여 계산하는 방법과 임계이득 및 임계주파수를 구하여 계산하는 방법이 있다. 본 논문에서는 먼저 발전플랜트의 변수들 사이의 인과관계를 표현하는 신호 흐름도와 현장에서 취득한 데이터를 이용한 보일러 온도제어 계통의 모델링 및 제어기의 구성에 관하여 기술하고자 한다. 이러한 현장 운전 데이터에 의해 산출된 프로세스 모델을 이용하여 임계이득 및 임계주파수에 의한 PI 제어기의 적정 파라미터를 구하고, PI 제어기에 현장 데이터를 입력하여 컴퓨터 시뮬레이션 함으로써 프로세스 모델 및 PI 제어기의 성능을 검증하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.39-41
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• 2008

본 논문에서는 PEM(Proton Exchange Membrane) 연료전지 스택의 동적 특성에 관한 시뮬레이션에 대하여 기술한다. 연료전지의 출력은 부하 변동에 따른 가스 압력의 변화와 동작 온도의 변화 등에 민감하게 반응하는 특성을 갖고 있다. 본 논문에서는 부하 변화에 따른 스택 내부 채널의 가스 압력 변화를 계산하고 이를 Nernst 방정식에 적용하여 출력전압의 변동을 계산한 뒤 부하에 따른 손실을 계산하는 방법으로 동적 모델링을 수행하고 이를 이용한 시뮬레이션을 실시하였다. 스택의 각종 파리미터는 실험을 통해 추출되었고, 이를 적용한 Matlab/Simulink 시뮬레이션을 통해 제안된 모델이 연료전지 스택의 정특성 및 동특성을 적절하게 추종함을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (A)
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• pp.143-147
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• 2006

자연 현상에서 나타나는 연기나 난류의 움직임을 사실적으로 시뮬레이션을 할 때 Navier-Stokes 방정식을 이용한다. 이 방정식을 이용한 구현은 방대한 연산량과 계산의 복잡성으로 인하여 실시간 시뮬레이션이 어렵다. 이 때문에 실시간 처리를 위하여 복잡한 수식을 근사화한다. 유체 시뮬레이션의 이류(advect) 과정에서 근사화를 위해 Semi-Lagrangian 방법을 이용할 때, 연기 시뮬레이션은 시간이 지남에 따라 밀도가 현저히 줄어들고 소규모의 소용돌이(small-scale vorticity) 현상이 급격히 감소하는 등의 수치적 소실이 발생한다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해 이류항(advection term)을 계산할 때 새로운 수치적 방법을 제안한다. 본 논문에서는 이류항의 값을 구할 때, 현재 격자 주변의 값 중에서 다음 단계에 현재 격자의 위치로 오는 속도를 가진 격자를 찾아, 그 격자의 속도를 이류 속도 벡터로 활용한다. 이는 밀도와 소용돌이 현상의 수치적 소실을 줄여서 사실성을 높이고 실시간 처리도 가능하게 한다. 또한 본 논문에서는 GPU 구현을 통해 벡터 연산 등의 효율성을 높이며 시뮬레이션의 속도를 향상시킨다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2016년도 춘계학술발표대회
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• pp.466-469
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• 2016

계산과학공학 및 여러 과학분야에서 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 연구가 활발히 수행되고 있다. 하지만 정확도 및 복잡도가 높아짐에 따라 시뮬레이션을 수행하는 비용도 크게 증가하고 있다. 특히 여러 입력 변수를 변화시켜가며 시뮬레이션을 수행하는 경우, 시뮬레이션 수행 비용은 더욱 커진다. 하지만 지금까지는 이전에 수행된 시뮬레이션 결과를 재활용하는 연구는 거의 이루어지지 않았다. 본 논문에서는 이와 관련된 연구들을 살펴보고, 기존 시뮬레이션 결과를 사용하여 반복 요청된 시뮬레이션에 대한 결과를 즉시 반환하거나 유사 시뮬레이션에 대한 결과를 예측하는 시스템을 설계한다. 본 논문에서 설계한 시스템을 통해, 사용자는 시뮬레이션을 수행하지 않고도 반복 또는 유사 시뮬레이션에 대한 결과를 빠르게 얻을 수 있다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제29권7호
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• pp.56-59
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• 2000

Energy Plus의 첫 작업버전인 알파 버전은, 작업 팀에 의한 내부 테스트가 1998년 12월에 이루어 졌으며, 외부 사용자들이 1999년 말에 테스트를 하여 2001년 초에는 Energy Plus 버전 1.0을 개발할 예정이며 향후에도 지속적인 개발을 계획 하고 있다. Energy Plus는 BLAST와 DOE-2의 장점과 많은 새로운 시뮬레이션 성능을 지닌 에너지 시뮬레이션 프로그램이 될 것으로 기대한다 Energy Plus 프로그램의 주요기능은 다음과 같다. · 열평형 부하 계산 · 동일 시간대에서 통합된 부하, 시스템, 플랜트 계산 · 사용자 위주의 HVAC 시스템 해석 · 다른 개발자가 새로운 시뮬레이션 모듈을 첨가하기 용이 한 모듈구조 · 그래픽 작업이 용이한 간단한 입력과 출력데이터 양식