• Title/Summary/Keyword: 다차원 모델링

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Predicting water temperature and water quality in a reservoir using a hybrid of mechanistic model and deep learning model (역학적 모델과 딥러닝 모델을 결합한 저수지 수온 및 수질 예측)

  • Sung Jin Kim;Se Woong Chung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.150-150
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    • 2023
  • 기작기반의 역학적 모델과 자료기반의 딥러닝 모델은 수질예측에 다양하게 적용되고 있으나, 각각의 모델은 고유한 구조와 가정으로 인해 장·단점을 가지고 있다. 특히, 딥러닝 모델은 우수한 예측 성능에도 불구하고 훈련자료가 부족한 경우 오차와 과적합에 따른 분산(variance) 문제를 야기하며, 기작기반 모델과 달리 물리법칙이 결여된 예측 결과를 생산할 수 있다. 본 연구의 목적은 주요 상수원인 댐 저수지를 대상으로 수심별 수온과 탁도를 예측하기 위해 기작기반과 자료기반 모델의 장점을 융합한 PGDL(Process-Guided Deep Learninig) 모델을 개발하고, 물리적 법칙 만족도와 예측 성능을 평가하는데 있다. PGDL 모델 개발에 사용된 기작기반 및 자료기반 모델은 각각 CE-QUAL-W2와 순환 신경망 딥러닝 모델인 LSTM(Long Short-Term Memory) 모델이다. 각 모델은 2020년 1월부터 12월까지 소양강댐 댐 앞의 K-water 자동측정망 지점에서 실측한 수온과 탁도 자료를 이용하여 각각 보정하고 훈련하였다. 수온 및 탁도 예측을 위한 PGDL 모델의 주요 알고리즘은 LSTM 모델의 목적함수(또는 손실함수)에 실측값과 예측값의 오차항 이외에 역학적 모델의 에너지 및 질량 수지 항을 제약 조건에 추가하여 예측결과가 물리적 보존법칙을 만족하지 않는 경우 penalty를 부가하여 매개변수를 최적화시켰다. 또한, 자료 부족에 따른 LSTM 모델의 예측성능 저하 문제를 극복하기 위해 보정되지 않은 역학적 모델의 모의 결과를 모델의 훈련자료로 사용하는 pre-training 기법을 활용하여 실측자료 비율에 따른 모델의 예측성능을 평가하였다. 연구결과, PGDL 모델은 저수지 수온과 탁도 예측에 있어서 경계조건을 통한 에너지와 질량 변화와 저수지 내 수온 및 탁도 증감에 따른 공간적 에너지와 질량 변화의 일치도에 있어서 LSTM보다 우수하였다. 또한 역학적 모델 결과를 LSTM 모델의 훈련자료의 일부로 사용한 PGDL 모델은 적은 양의 실측자료를 사용하여도 CE-QUAL-W2와 LSTM 보다 우수한 예측 성능을 보였다. 연구결과는 다차원의 역학적 수리수질 모델과 자료기반 딥러닝 모델의 장점을 결합한 새로운 모델링 기술의 적용 가능성을 보여주며, 자료기반 모델의 훈련자료 부족에 따른 예측 성능 저하 문제를 극복하기 위해 역학적 모델이 유용하게 활용될 수 있음을 시사한다.

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J2-bounding Surface Plasticity Model with Zero Elastic Region (탄성영역이 없는 J2-경계면 소성모델)

  • Shin, Hosung;Oh, Seboong;Kim, Jae-min
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.43 no.4
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    • pp.469-476
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    • 2023
  • Soil plasticity models for cyclic and dynamic loads are essential in non-linear numerical analysis of geotechnical structures. While a single yield surface model shows a linear behavior for cyclic loads, J2-bounding surface plasticity model with zero elastic region can effectively simulate a nonlinearity of the ground response with the same material properties. The radius of the yield surface inside the boundary surface converged to 0 to make the elastic region disappear, and plastic hardening modulus and dilatancy define plastic strain increment. This paper presents the stress-strain incremental equation of the developed model, and derives plastic hardening modulus for the hyperbolic model. The comparative analyses of the triaxial compression test and the shallow foundation under the cyclic load can show stable numerical convergence, consistency with the theoretical solution, and hysteresis behavior. In addition, plastic hardening modulus for the modified hyperbolic function is presented, and a methodology to estimate model variables conforming 1D equivalent linear model is proposed for numerical modeling of the multi-dimensional behavior of the ground.

A Study on Consumers' Continuance Intention in Live Streaming E-commerce Shopping

  • Yongfeng Hu;Chi Gong
    • Journal of the Korea Society of Computer and Information
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    • v.28 no.10
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    • pp.277-289
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    • 2023
  • The purpose of this study is to explore the mechanisms influencing consumers' continued intention to use live-streaming e-commerce for shopping, providing strategic recommendations for businesses to optimize live-streaming activities and enhance consumers' shopping experiences. In this paper, we innovatively integrate the UTAUT2 and ECM theoretical models to construct a comprehensive research framework. This framework not only thoroughly reveals the multi-dimensional variables that affect consumers' continuous usage intentions but also delves deeply into the interrelationships among these variables. We collected data extensively through surveys and utilized the Structural Equation Modeling and Bootstrapping methods for analysis. The research results indicate that performance expectation plays a crucial role in determining the continuous usage intention; satisfaction exerts a significant mediating effect between performance expectation and four other variables concerning continuous usage intention; and expectation confirmation stands out as the most prominent factor in enhancing satisfaction.

Research on Mining Technology for Explainable Decision Making (설명가능한 의사결정을 위한 마이닝 기술)

  • Kyungyong Chung
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.24 no.4
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    • pp.186-191
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    • 2023
  • Data processing techniques play a critical role in decision-making, including handling missing and outlier data, prediction, and recommendation models. This requires a clear explanation of the validity, reliability, and accuracy of all processes and results. In addition, it is necessary to solve data problems through explainable models using decision trees, inference, etc., and proceed with model lightweight by considering various types of learning. The multi-layer mining classification method that applies the sixth principle is a method that discovers multidimensional relationships between variables and attributes that occur frequently in transactions after data preprocessing. This explains how to discover significant relationships using mining on transactions and model the data through regression analysis. It develops scalable models and logistic regression models and proposes mining techniques to generate class labels through data cleansing, relevance analysis, data transformation, and data augmentation to make explanatory decisions.

A Nonunique Composite Foreign Key-Based Approach to Fact Table Modeling and MDX Query Composing (비유일 외래키 조합 복합키 기반의 사실테이블 모델링과 MDX 쿼리문 작성법)

  • Yu, Han-Ju;Lee, Duck-Sung;Choi, In-Soo
    • KSCI Review
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    • v.14 no.2
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    • pp.185-197
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    • 2006
  • A star schema consists of a central fact table, which is surrounded by one or more dimension tables. Each row int the fact table contains a multi-part primary key(or a composite foreign key) along with one or more columns containing various facts about the data stored in the row Each of the composit foreign key components is related to a dimensional table. The combination of keys in the fact table creates a composite foreign key that is unique to the fact table record. The composite foreign key, however, is rarely unique to the fact table record in real-world applications, particularly in financial applications. In order to make the composite foreign key be the determinant in real-world application, some precalculation might be performed in the SQL relational database, and cached in the OLAP database. However, there are many drawbacks to this approach. In some cases, this approach might give users the wrong results. In this paper, an approach to fact table modeling and related MDX query composing, which can be used in real-world applications without performing any precalculation and gives users the correct results, is proposed.

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A Nonunique Composite Foreign Key-Based Approach to Fact Table Modeling and MDX Query Composing (비유일 외래키 조합 복합키 기반의 사실테이블 모델링과 MDX 쿼리문 작성법)

  • Yu, Han-Ju;Lee, Duck-Sung;Choi, In-Soo
    • Journal of the Korea Society of Computer and Information
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    • v.12 no.1 s.45
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    • pp.177-188
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    • 2007
  • A star schema consists of a central fact table, which is surrounded by one or more dimension tables. Each row in the fact table contains a multi-part primary key(or a composite foreign key) along with one or more columns containing various facts about the data stored in the row. Each of the composit foreign key components is related to a dimensional table. The combination of keys in the fact table creates a composite foreign key that is unique to the fact table record. The composite foreign key, however, is rarely unique to the fact table retold in real-world applications, particularly in financial applications. In order to make the composite foreign key be the determinant in real-world application, some precalculation might be performed in the SQL relational database, and cached in the OLAP database. However, there are many drawbacks to this approach. In some cases, this approach might give users the wrong results. In this paper, an approach to fact table modeling and related MDX query composing, which can be used in real-world applications without performing any precalculation and gives users the correct results, is proposed.

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Performance Optimization of Numerical Ocean Modeling on Cloud Systems (클라우드 시스템에서 해양수치모델 성능 최적화)

  • JUNG, KWANGWOOG;CHO, YANG-KI;TAK, YONG-JIN
    • The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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    • v.27 no.3
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    • pp.127-143
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    • 2022
  • Recently, many attempts to run numerical ocean models in cloud computing environments have been tried actively. A cloud computing environment can be an effective means to implement numerical ocean models requiring a large-scale resource or quickly preparing modeling environment for global or large-scale grids. Many commercial and private cloud computing systems provide technologies such as virtualization, high-performance CPUs and instances, ether-net based high-performance-networking, and remote direct memory access for High Performance Computing (HPC). These new features facilitate ocean modeling experimentation on commercial cloud computing systems. Many scientists and engineers expect cloud computing to become mainstream in the near future. Analysis of the performance and features of commercial cloud services for numerical modeling is essential in order to select appropriate systems as this can help to minimize execution time and the amount of resources utilized. The effect of cache memory is large in the processing structure of the ocean numerical model, which processes input/output of data in a multidimensional array structure, and the speed of the network is important due to the communication characteristics through which a large amount of data moves. In this study, the performance of the Regional Ocean Modeling System (ROMS), the High Performance Linpack (HPL) benchmarking software package, and STREAM, the memory benchmark were evaluated and compared on commercial cloud systems to provide information for the transition of other ocean models into cloud computing. Through analysis of actual performance data and configuration settings obtained from virtualization-based commercial clouds, we evaluated the efficiency of the computer resources for the various model grid sizes in the virtualization-based cloud systems. We found that cache hierarchy and capacity are crucial in the performance of ROMS using huge memory. The memory latency time is also important in the performance. Increasing the number of cores to reduce the running time for numerical modeling is more effective with large grid sizes than with small grid sizes. Our analysis results will be helpful as a reference for constructing the best computing system in the cloud to minimize time and cost for numerical ocean modeling.

4D Printing Materials for Soft Robots (소프트 로봇용 4D 프린팅 소재)

  • Sunhee Lee
    • Fashion & Textile Research Journal
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    • v.24 no.6
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    • pp.667-685
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    • 2022
  • This paper aims to investigate 4D printing materials for soft robots. 4D printing is a targeted evolution of the 3D printed structure in shape, property, and functionality. It is capable of self-assembly, multi-functionality, and self-repair. In addition, it is time-dependent, printer-independent, and predictable. The shape-shifting behaviors considered in 4D printing include folding, bending, twisting, linear or nonlinear expansion/contraction, surface curling, and generating surface topographical features. The shapes can shift from 1D to 1D, 1D to 2D, 2D to 2D, 1D to 3D, 2D to 3D, and 3D to 3D. In the 4D printing auxetic structure, the kinetiX is a cellular-based material design composed of rigid plates and elastic hinges. In pneumatic auxetics based on the kirigami structure, an inverse optimization method for designing and fabricating morphs three-dimensional shapes out of patterns laid out flat. When 4D printing material is molded into a deformable 3D structure, it can be applied to the exoskeleton material of soft robots such as upper and lower limbs, fingers, hands, toes, and feet. Research on 4D printing materials for soft robots is essential in developing smart clothing for healthcare in the textile and fashion industry.

MCC의 부유부상 효율에 미치는 MCC의 표면에너지와 액상의 표면장력의 영향에 대한 기초연구

  • Lee, Hak-Rae;Lee, Jin-Hui;Park, Il;Lee, Yong-Min;Han, Sin-Ho;Jo, Jung-Yeon
    • Proceedings of the Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry Conference
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    • 2001.11a
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    • pp.20-20
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    • 2001
  • 우리나라 제지산업은 화학펼프의 80%를 수입에 의존하고 었으나 고지회수율 및 이용율이 세계적으로 볼 때 매우 높은 환경친화적 산업이다. 고지 재활용 공정 중에 서 가장 핵심적인 공정인 부유부상 공정은 고상계의 표면특성 차이를 이용하여 소수성 의 잉크업자를 기포에 부착시켜 부상을 통하여 제거하는 공정이다. 고지 사용의 고도화 를 위해서는 부유부상 공정의 효율 증대가 절실히 요구되고 있다. 또한 부유부상 공정 의 핵심적인 인자로 부유부상을 통하여 제거되는 고형물질의 표면 특성 특히 소수화도 가 중요하다는 것은 보고된 바 있으나 부유부상에 필요한 표면 특성의 존재 여부와 표 면 에너지와 부유부상 효율의 관계 등에 관한 기본적인 연구가 더욱 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 부유부상 공정을 기초과학적 측면에서 규명하기 위해 마 이 크로 크리 스탈린 셀룰로오스(Microcrystalline cellulose: MCC)를 모델 물질로 사용하 고 이들의 표면특성을 접촉각 측정을 통하여 평가하였다. 친수성의 표면 특성을 지닌 M MCC의 표면 특성을 소수성으로 바꾸기 위하여 AKD(alkyl ketene dimer)의 함량별로 사이징 처리하여 소수성을 지닌 잉크를 모벨링 하고 친수성 MCC를 염색시약을 이용 하여 흑색으로 염색함으로써 소수화 된 MCC와의 색차를 두어 섬유를 모델링 하였다. 이렇게 제조된 MCC의 소수화 정도를 평가하기 위하여 분말상태인 MCC를 pellet으로 제조하여 각기 다른 표면장력과 표변특성을 지난 용액을 이용하여 Advancing Contact A Angle을 측정하고 다양한 방법으로 이를 분석하여 시료의 표면에너지를 평가하였다 그 리고 부유부상 셀내의 액상의 이온강도와 표면장력 등 화학적인 인자에 의한 부유부상 분리효과를 평가하였다.있었다 (그림 2). 칼렌다는 종이를 높은 전단력과 압축력으로 변형시키는데 비해 도침은 단순히 압축 압력만을 종이에 가하는 것이 다르다고 볼 수 있는데, 라 이너지와 백상지가 같은 조건하에서 왜 이러한 큰 차이를 보이는 이유를 아직 알수 없다.해 동일한 공정 데이터들올 이용하여 보편적으로 사용하는 통계기법 중의 하나인 주성분회귀분석을 실시하였다. 주성분 분석은 여러 개의 반응변수에 대하여 얻어진 다변량 자료의 다차원적인 변 수들을 축소, 요약하는 차원의 단순화와 더불어 서로 상관되어있는 반응변수들 상호간 의 복잡한 구조를 분석하는 기법이다. 본 발표에서는 공정 자료를 활용하여 인공신경망 과 주성분분석을 통해 공정 트러블의 발생에 영향 하는 인자들을 보다 현실적으로 추 정하고, 그 대책을 모색함으로써 이를 최소화할 수 있는 방안을 소개하고자 한다.금 빛 용사 둥과 같은 표면처리를 할 경우임의 소재 표면에 도금 및 용 사에 용이한 재료를 오버레이용접시킨 후 표면처리를 함으로써 보다 고품질의 표면층을 얻기위한 시도가 이루어지고 있다. 따라서 국내, 외의 오버레이 용접기술의 적용현황 및 대표적인 적용사례, 오버레이 용접기술 및 용접재료의 개발현황 둥을 중심으로 살펴봄으로서 아직 국내에서는 널리 알려지지 않은 본 기 술의 활용을 넓이고자 한다. within minimum time from beginning of the shutdown.및 12.36%, $101{\sim}200$일의 경우 12.78% 및 12.44%, 201일 이상의 경우 13.17% 및 11.30%로 201일 이상의 유기의 경우에만 대조구와 삭제 구간에 유의적인(p<0.05) 차이를 나타내었다.는 담수(淡水)에서 10%o의 해수(海水)로 이주된지 14일(日) 이후에 신장(腎臟)에서 수축된

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Fault Diameter and Mutually Disjoint Paths in Multidimensional Torus Networks (다차원 토러스 네트워크의 고장지름과 서로소인 경로들)

  • Kim, Hee-Chul;Im, Do-Bin;Park, Jung-Heum
    • Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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    • v.34 no.5_6
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    • pp.176-186
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    • 2007
  • An interconnection network can be represented as a graph where a vertex corresponds to a node and an edge corresponds to a link. The diameter of an interconnection network is the maximum length of the shortest paths between all pairs of vertices. The fault diameter of an interconnection network G is the maximum length of the shortest paths between all two fault-free vertices when there are $_k(G)-1$ or less faulty vertices, where $_k(G)$ is the connectivity of G. The fault diameter of an R-regular graph G with diameter of 3 or more and connectivity ${\tau}$ is at least diam(G)+1 where diam(G) is the diameter of G. We show that the fault diameter of a 2-dimensional $m{\times}n$ torus with $m,n{\geq}3$ is max(m,n) if m=3 or n=3; otherwise, the fault diameter is equal to its diameter plus 1. We also show that in $d({\geq}3)$-dimensional $k_1{\times}k_2{\times}{\cdots}{\times}k_d$ torus with each $k_i{\geq}3$, there are 2d mutually disjoint paths joining any two vertices such that the lengths of all these paths are at most diameter+1. The paths joining two vertices u and v are called to be mutually disjoint if the common vertices on these paths are u and v. Using these mutually disjoint paths, we show that the fault diameter of $d({\geq}3)$-dimensional $k_1{\times}k_2{\times}{\cdots}{\times}k_d$ totus with each $k_i{\geq}3$ is equal to its diameter plus 1.