• 제목/요약/키워드: 모의시간 단축

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3차원 CFD와 상사법칙을 이용한 논에서의 유출 모의 (Runoff simulation from paddy field using three-dimensional CFD and law of similarity)

  • 신샛별;전상민;최원;강문성
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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    • pp.292-292
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    • 2016
  • 논의 배수특성 분석은 물꼬 크기 및 개소수, 배수로 구성, 규모, 경사, 재질 등과 같은 물리적 특성 인자들의 영향으로 인해 일반적인 유역의 홍수량 산정을 위해 사용되는 수문학적 홍수추적 방법의 적용이 어렵다. 따라서 논에서의 유출을 모의하기 위해서는 수리학적 홍수추적 방법의 적용이 필요하며, 기존의 연구들은 대부분 1차원과 2차원의 수치 해석 기법으로 논의 유출 특성을 분석해왔다. 3차원 수치 해석 기법을 적용할 경우 1차원과 2차원에서 볼 수 없는 유동 특성 등을 파악할 수 있으며, 보다 정확한 유출 모의가 가능할 것으로 기대된다. 하지만 3차원 해석은 비교적 구조가 단순한 논에 적용하기에는 시간과 비용이 과도하게 소모된다는 단점이 있다. 한편, 상사법칙은 주로 실험의 스케일을 줄이기 위해 적용되어 왔다. 정확성에 대한 검증이 이루어진다면, 시간이 오래 걸리는 3차원 모델링에 상사법칙을 적용할 경우, 모의 시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있을 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 3차원 수치 해석 모형인 FLOW-3D를 이용하여 논에서의 유출을 모의하고, 적용성을 평가하고자 한다. 또한 상사법칙을 이용하여 모의 시간을 단축할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 모의 대상으로 40m x 100m의 논 포장을 구성하였으며, 강우 및 관개에 따른 유출을 모의하였다. 모의 결과는 실측치 및 기존 연구의 결과와 비교하여 적용성을 평가하였다. 또한 수리학적 상사법칙을 적용하여 조건을 변화시켜가며 유출을 모의하였고, 모의 조건 및 모의 시간 변화에 따른 정확성을 분석하였다. 본 연구에서 제시한 방법은 논에서의 유출 모의의 정확성을 향상 시켜, 홍수 발생 시 농경지의 침수 대책 마련에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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CUDA FORTEAN을 이용한 GPU 가속 운동파모형 적용성 분석 (Application Analysis of GPU-Accelerated Kinematic Wave Model Using CUDA Fortran)

  • 김보람;김형준;김수영;윤광석
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.346-346
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    • 2022
  • 본 연구에서는 GPU(Graphic Processing Unit) 가속 분포형모형을 실제 유역에 적용하여 강우 유출모의 결과의 정확성과 모의시간의 효율성에 대한 분석을 수행하였다. 분포형모형의 지배방정식은 운동파모형과 Green-Ampt모형으로 구성되어 있으며, 운동파모형은 유한체적법을 이용하여 이산화 하였다. GPU 가속 모형은 CUDA(Compute Unified Device Architecture) 포트란(Fortran)을 사용하여 개발된 모형으로 수치모의시 연산시간 단축을 고려한 모형이다. 모형의 정확성과 효율성은 미호천 유역에서 발생하는 강우유출현상에 GPU 가속 운동파모형을 적용하여 분석하였다. 수치모의 결과값은 대상유역에 속한 수위관측소의 관측값과 비교하여 정확성을 검증하였고, 수치모의 소요시간은 CPU(Central Processing Unit) 기반 운동파모형의 수치모의 소요시간과 비교하여 효율성을 검증하였다. GPU 가속 운동파모형의 수치모의 결과는 관측값과 유사한 결과를 나타냈으며, 수치모의 소요시간은 본 연구에 사용된 장비를 기준으로 최대 100배 정도 단축되었다.

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Lens shielding block 제작시 업무개선에 관한 고찰

  • 차우정;조현상;김영곤;김종식;박영환
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.95-99
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    • 2002
  • I. 목적 : 결막 림프종 환자의 전자선 치료를 위해 Lens shielding block의 제작시 외부 의뢰 제작과 SMC 자체 제작의 장${\cdot}$단점을 비교해보고 제작 과정에 있어 업무의 효율성을 평가하고자 한다. II. 대상 및 방법: Lens shielding block의 제작시 외부의뢰제작과정과 자체 제작 과정을 비교하여 업무의 효율성, 인력의 변화 및 두방법의 장?단점을 분석하였다. 모의치료후 두 방법의 제작 시간을 비교하였으며, 재료의 차이점과 이용방법을 비교하여 개선된 사항을 알아보았다. III. 결과 : Lens shielding block의 자체 제작시 치료 시작시기는 모의치료 실시 후 7일에서 3일로 단축되어 업무의 효율성과 그에 따른 환자의 불편함이 줄어들게 되었다. 또한, 외부의뢰 제작 과정에서 실시되었던 치과와 치과 기공실에 의뢰하던 과정이 없어지고 과내 모의치료실과 공작실에서 작업하게 되어 모든 작업을 과내에서 일률적으로 실시할 수 있게 되었다. 또한, 모의치료를 실시하면서 실시간으로 shielding block을 수정 할 수 있어 정확성이 재고되었고, 반복되는 제작 작업으로 인해 제작 공정이 보편화되고, 손쉬어졌으며, 재료 활용의 효율성이 증대되었다. IV. 결론 : Lens shieiding block의 자체 제작으로 시간이 단축되어 업무의 효율성이 증대되었고 그에 따른 인력소모와 환자의 불편함이 줄어들게 되었으며, 제작자가 모의치료를 통해 바로 block의 오차를 수정할 수 있어 치료의 안정성 및 정확성이 높아졌으므로 결론적으로 의료의 질 개선과 서비스 향상이 이루어졌다.

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유효등방복사전력(EIRP)을 활용한 5G 주파수 대역 총복사전력(TRP) 측정시간의 단축방안 검증 (Verification on the Reduction Technique of Measurement Time of Total Radiated Power (TRP) by Using Effective Isotropic Radiated Power (EIRP) in 5G Frequency Band)

  • 김동우;오순수
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.835-840
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    • 2020
  • 본 논문은 수십시간이 소요되는 총복사전력(TRP) 측정 시간을 단축하는 방안을 컴퓨터 모의실험과 실제 실험을 통하여 검증한 결과를 제시하고 있다. 5G의 고주파수 대역에서는 무선통신기기의 정확한 성능평가를 위하여 TRP 측정이 기본적으로 수행되지만 촘촘한 샘플링 간격 때문으로 인하여, 긴 측정 시간이 소요되는 문제점을 가지고 있다. 더구나 다양한 빔 형성 시나리오를 갖는 경우 전체 측정 시간은 기하급수적으로 증가한다. 따라서, TRP 측정 시간 단축 방안이 필요하며, 그 일환으로 본 논문에서는 유효등방복사전력(EIRP)과 TRP 관계식을 이용하여 측정시간을 단축하는 방법을 다루었다. 먼저 TRP와 EIRP의 관계식을 관찰하고, 피시험용 안테나의 설계 및 제작하였으며 모의실험 결과와 측정결과를 통한 오차를 분석하였다. 그 결과 EIRP를 통하여 TRP를 산출한 결과는 매우 작은 오차를 가짐을 확인하였다. 본 방법은 향후 5G 무선통신기기의 TRP 도출에 적용할 수 있을 것으로 예상한다.

분포형 수문모형 적용성 개선을 위한 Multi-Muskingum 적용 (Application of Multi-Muskingum for Improving Applicability of Distributed Hydrologic Model)

  • 조현곤;최규현;김광섭
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.407-407
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    • 2017
  • 홍수 예측을 위한 분포형 수문모형의 유출해석에서 하도추적은 수리학적 하도 추적과 수문학적 하도 추적 방법이 있다. 수리학적 하도 추적은 운동파 방정식, 확산파 방정식 등을 이용하여 수리현상을 시간과 공간으로 편미분하여 홍수량 예측을 한다. 수리적 하도 추적은 시간적, 공간적 안정조건(stability condition)을 만족해야된다. 면적이 큰 유역에서 적용할 때에는 계산에 소요되는 시간이 크다. 그러므로 국지호우로 인한 돌방홍수 예 경보를 위해서는 준실시간 또는 실시간 홍수 감시 및 예측이 필요하므로 계산에 소요되는 시간이 큰 수리학적 하도추적을 이용한 홍수 예측은 한계를 가진다. 본 연구에서는 유역면적이 큰 유역의 준실시간 홍수 감시 및 예측을 위하여 수문학적 하도추적 기법은 하천차수별 저류상수를 적용한 multi-Muskingum방법을 개발하여 모의하였다. multi-Muskingum 적용한 결과 모의시간이 상당히 단축되었으며 자료동화 기법을 통하여 모형의 정확도를 개선하였다.

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영상신호의 처리시간 단축을 위한 개선된 나가오 필터 구현 (Reduce Processing time by the Modified Nagao Method)

  • 권기홍
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제7권5호
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    • pp.467-472
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    • 2006
  • 본 논문에서는 훼손된 영상 신호를 복원하는 기존의 나가오 필터의 수식 과정 중 일부를 제거하여 처리시간을 단축하고 그 효과는 유지하는 방법에 대해서 연구하였다. 기존의 나가오 필터를 이용한 신호처리 복원 방법으로는 계산량이 많아 한 화소를 처리하기 위해서는 많은 시간이 소요된다. 따라서 본 논문에서는 기존의 나가오 필터의 수식 과정 중 표준편차를 구화는 과정을 제거함으로써 처리시간이 단축되면서 그 효과는 유지됨을 확인한다. 모의 실험을 통하여 이 방법의 우수성을 확인한다.

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상수관망 시스템의 골격화 기법 평가 (Skeletonization Methods for Complex Water Distribution Network)

  • 최정욱;강두선
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제48권10호
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    • pp.845-855
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    • 2015
  • 대규모 상수관망 시스템의 운영비용 절감을 위한 펌프장 운영 최적화 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 이러한 상수관망 시스템 운영 최적화에 대한 연구를 수행하기 위해서는 짧게는 24시간, 길게는 1주일 이상의 시간모의가 필수적이며, 최적화 알고리즘과의 연계를 통한 시뮬레이션이 요구된다. 대규모 상수관망의 경우 관로 및 절점의 수가 수 천 혹은 수 만개에 달해 수리해석 및 최적화에 많은 시간이 소요되며 실시간 운영을 목적으로 하는 경우 모형의 적용에 한계가 발생한다. 이처럼 모의시간에 대한 문제를 해결하기 위해서는 해당 상수관망 시스템의 수리 거동, 수질 해석 결과를 변화시키지 않는 범위에서 관망을 간소화 할 필요가 있다. 본 연구에서는 국내에서 실제로 운영되고 있는 송, 배수 시스템의 일부를 대상으로 시스템 간소화, 즉 골격화(Skeletonization) 연구를 진행하였으며, 모두 네 가지의 골격화 기법을 비교, 평가하였다. 본 연구에서 제안된 골격화 기법을 통해 대규모 상수관망의 해석에 소요되는 시간을 단축함으로써, 실제 상수관망의 실시간 운영 모듈 개발에 도움이 될 것으로 기대한다.

멀티미디어 데이터를 위한 빠른 처리 속도를 가지는 새로운 채널코드, MLC(Multi-Level Code)의 설계 (Design of New Channel Codes, MLC(Multi-Level Code), with Fast Coding Time for Processing of Multimedia Data)

  • 공형윤;이창희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권11B호
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    • pp.1864-1871
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    • 2000
  • 본 논문에서는 차세대 무선 통신 시스템에 적용이 가능한 새로운 FEC(Forward Error Correction) 부호화 방법으로 MLC(Multi-Level Convolutional) 부호화 방식을 제안한다. 차세대 무선통신서비스는 음성, 데이터, 영상 등 많은 종류의 서비스를 함으로써 데이터의 처리속도가 빠른 시스템이 요구된다. 데이터 처리시간을 단축시키기 위한 방법으로 다중 레벨을 이용하여 부호어를 만들어 내는 방식의 부호화 시스템을 설계하였다. MLC는 부호 처리시간을 단축시킬 뿐만 아니라 다양한 알고리즘을 이용해 부호어를 만들어 낼 수 있다는 특징을 가지게 된다. 모의실험은 MLC 코드의 두 가지 방법, Modulo- operation 방식과 Galois Field-Operation 방식을 이용하여 수행하였다. 또한 모의실험을 통하여 (s=2, T=2)인 경우가 MLC 부호기의 최적 연결다항식임을 알았다.

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도시침수예측 효율 향상을 위한 관망간소화 기법 제시 (Storm sewer network simplification technique for improving efficiency of urban flood forecasting)

  • 심상보;김형준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.269-269
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    • 2023
  • 기후 변화로 인한 강우 패턴의 변화는 도심지 방재성능 목표를 상회하는 홍수로 이어져 침수피해를 가중시키고 있다. 이로 인한 도시침수 피해를 저감하기 위하여 도시침수 예측모형 개발이 활발히 이루어지고 있으나, 대규모 관망으로 이루어진 복잡한 도심지 우수관망을 모의하기 때문에 분석속도가 느려 실시간 예측 적용에 한계점이 있다. 도시침수 분석에 가장 많이 활용되는 대표적인 모형인 SWMM(Storm Water Management Model)은 복잡한 관망을 비교적 빠르고 정확히 해석할 수 있어 유용하지만, 이 또한 대도심의 우수관망 모의 시 많은 시간이 소요되며, 관망 정밀도 기준이 정의되어 있지 않아 분석에 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 관망 간소화 기법(유역면적의 밀도, 관거 직경, 관로의 길이 등)을 적용하고, 이에 따른 주요 지선과 간선의 수위 변화와 침수흔적도를 비교하여 분석결과의 정확성을 담보하는 관망 간소화 수준을 파악하고 도시침수 분석 시 적정 간소화 기준과 자동 간소화 방안을 제시하고자 한다. 도시침수 분석 시 우수관망 자동 간소화를 위하여 Python을 활용한 코드를 작성하였으며, SWMM의 .inp 파일을 읽어들여 Dataframe형태로 저장한 후 분석을 위한 데이터 가공, 간소화 기준에 따른 분류, 간소화 대상 수리·수문인자 연산, 인접 간선에 연결, 간소화된 .inp파일 저장의 총 6단계로 구성하였다. 연구 대상지역은 도림천 유역으로 설정하였으며, 초기자료는 맨홀 30,469, 관거 32,443, 소유역 30,586개로 이루어져 있으며, 모의 시간은 약 2시간 30분이 소요되었다. 유역면적 100x100 미만을 대상으로 수행 시 맨홀 9,965, 관거 10,464, 소유역 9,240개로 관거의 복잡도가 약 1/3 감소하였으며, 모의 시간은 약 43분으로 기존대비 약 72% 단축되는 것으로 나타났다. 실제 침수가 발생한 주요지점들을 비교한 결과 R2 0.85 ~ 0.92로 예측모형의 정확도에 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났다. 도시침수모형 최적 간소화를 통해 모형의 복잡성을 줄이고, 계산량을 줄여 모형의 수행시간을 단축시킬 수 있으며, 불필요한 우수관망을 제거하거나 병합함으로써, 모형의 예측력 향상과 분석과 해석에 효율적으로 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

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비대칭적 멀티코어 프로세서의 통계적 모의실험에 관한 연구 (A Study On Statistical Simulation for Asymmetric Multi-Core Processor Architectures)

  • 이종복
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.157-163
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    • 2016
  • 비대칭적 멀티코어 프로세서 구조의 성능을 분석하기 위하여 명령어 트레이스 모의실험이나 실행 위주 모의실험을 이용하는 경우, 시간이 과다 소요되고 대량의 데이터 저장 공간을 차지하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 통계적 모의실험에 의하여 다양한 하드웨어의 사양을 갖는 비대칭적 멀티코어 프로세서의 성능을 측정하는 기법에 대하여 연구하였다. 이것을 위하여 SPEC 2000 벤치마크 프로그램의 특성을 통계적 프로화일링 기법으로 모델링하고, 여기서 얻은 통계적 프로화일을 바탕으로 벤치마크 트레이스를 합성하여 비대칭적 멀티코어 프로세서에 대한 모의실험을 수행하였다. 그 결과, 통계적 모의실험에 의하여 측정한 성능이 명령어 트레이스 모의실험에 의하여 측정한 성능에 근접한 결과를 가져왔으며, 모의실험 시간을 크게 단축시켰다.