• 제목/요약/키워드: 물리적 모델

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콘크리트 수분관련 수축에 관한 다중물리모델 (Multi-physics Modelling of Moisture Related Shrinkage in Concrete)

  • 이창수;박종혁
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.1-9
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    • 2009
  • 물-결합재비 0.4이하의 고성능 콘크리트 수축 변형을 파악하기 위해 전체 수축을 수분의 외부이동에 의한 건조수축과 수분의 내부소모에 의한 자기수축으로 분리한 후, 자기건조에 의한 상대습도 변화와 변형률의 관계를 묘사하기 위하여 계면역학적 접근법에 의한 습도-변형률 관계를 설정하였다. 이에 대한 검증을 위해 자기수축 시험체에서의 습도-수축 측정을 수행하였으며, 기존 연구 모델인 Tazawa, CEB-FIP 모델에 비하여 측정값과 가장 유사한 결과를 나타내어 본 연구에서의 자기수축모델은 자기건조에 따른 자기수축은 선형성을 나타내는 수분의 외부이동에 의한 수축과는 달리 지수적 관계를 갖는 특성과 초기재령에서의 급속한 자기수축 발현 특성을 적절히 묘사하고 있음을 알 수 있었다. 이 후 본 연구의 수분이동-수축 모델을 반영하여 온도, 수분이동, 변형률 해석의 다중물리 모델 해석과 모형시험체 측정을 수행한 결과 매우 유사한 값을 나타내어 본 연구를 통해 측정된 수분의 내부소모에 의한 습도와 수축변형률을 고려한 다중물리모델은 타당할 것으로 판단된다.

Punchthrough 원통형 접합이 항복전압에 대한 해석적 모델 (An Analytic Model for Punchthrough Limited Breakdown Voltage of Cylindrical Junctions)

  • 배동건;정상구
    • 전자공학회논문지D
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    • 제36D권4호
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    • pp.70-76
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    • 1999
  • Punchthroush 원통형 접합의 항복전압에 대한 해석적 모델을 에피층의 두께와 nonpunchthrough 원통형 접합의 항복시 임계공핍영역폭이 함수로 제안하였다. 이 해석적 모델에서의 모든 거리변수와 전계 및 전위식을 정규화된 형태로 사용하므로써 항복전압을 소자의 물리적 parameter에 관계없이 쉽게 결정할 수 있게 하였다. 제안된 모델의 계산결과를 2차원 소자 Simulation Program인 MEDICI를 사용하여 얻은 결과와 비교하여 매우 잘 일치함을 보였다.

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운전데이터에 의한 가스터빈 발전기의 배기가스온도 계통 모델링 및 시뮬레이션에 관한 연구 (Simulation of Exhaust Temperature of Gas Turbine Generator using Operating Data)

  • 우주희
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.176-180
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    • 1999
  • 미지 플랜트의 인식방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있으며, 하나는 연역적 방법으로서 대상 플랜트에 대한 열적·유체 역학적 법칙을 사용하여 물리적으로 모델을 수식화하는 방식이고, 다른 하나는 귀납적 방법으로서 측정된 입출력데이터에 의해 역으로 구조를 찾아가는 방식이다. 본 논문에서는 후자의 방법으로 가스터빈 발전소의 배기가스 온도계통 모델을 구하기 위해 현장에서 운전 데이터를 취득하였다. 그리고 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 경험적으로 구현한 모델이 실제 운전데이터와 유사한 특성을 보임을 알 수 있었다. 이렇게 구현된 모델은 향후 발전소용 가스터빈 제어시스템을 새로이 구축하거나 튜닝하고자 할 때 배기가스 온도제어계통을 설계하는데 기초자료로 활용할 수 있다.

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상태 관측기 설계 기법을 적용한 이온성 고분자 금속 복합체의 전압 생성 특성 모델링 (State Observer Based Modeling of Voltage Generation Characteristic of Ionic Polymer Metal Composite)

  • 이형기;박기원;김명수
    • Composites Research
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    • 제28권6호
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    • pp.383-388
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    • 2015
  • 이온성 고분자 복합물인 IPMC(Ionic Polymer Metal Composite)는 부드러운 고분자 필름의 양면에 백금으로 구성된 전극층이 부착된 형태로 구성되어 있으며, 외부 물리적 자극에 대응하여 전기적 에너지를 발생시키는 특성을 가지고 있다. 본 논문에서는 IPMC의 굽힘에 대응하여 생성되는 전압을 예측할 수 있는 회로 모델을 제안하였다. 모델의 내부는 IPMC의 물리적인 특성을 묘사하는 전기 소자들로 구성되어 있으며, 실제 측정된 출력 전압과 시뮬레이션 출력 전압 사이의 RMS(Root Mean Square) 오차가 최소화 되도록 파라미터들의 값이 선정되었다. 이어서, 회로 모델의 관측기를 극점 배치 기법을 사용하여 설계하였으며 관측기로부터의 출력 전압 시뮬레이션의 결과 실제 전압 신호와의 오차가 줄어듦을 확인하였다. 또한, 상태 관측기 설계 기법이 측정된 출력 전압으로부터 입력 굽힘 각도를 추정하는 역 모델의 설계에도 적용되었으며 설계된 역 모델이 입력 각도를 큰 오차 없이 추정함을 검증하였다.

최적화 기법을 이용한 비행체 구조물 동특성 해석 모델의 최신화 연구 (A Study on Updating of Analytic Model of Dynamics for Aircraft Structures Using Optimization Technique)

  • 이기두;이영신;김동수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.131-138
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    • 2009
  • 해석용 모델의 검증이란 완성된 모델이 실제 제품의 특성을 반영하고 있는지에 대한 확인절차이다. 일반적으로 해석모델작성 시 형상의 단순화 및 비선형특성의 반영에 대한 한계 등으로 공학적 가정을 이용하므로 실제 구조와는 다른 물리적, 기계적 특성을 갖게 된다. 본 연구에서는 순차적 2차계획법(Sequential Quadratic Programming, SQP)을 이용하는 목표달성기법(Goal-Attainment Method)의 다목적 최적화 기법을 이용하여 활공체 날개의 정적 처짐과 고유진동수 차이를 최소화하는 방법으로 구조모델의 최신화를 수행하였으며, 모드형상의 일치성을 정량적으로 판단하기 위하여 Modal Assurance Criterion(MAC)를 이용하였다.

새로운 등가회로모델을 이용한 AC PDP의 유지방전시의 벽전하 특성 분석 (Wall Charge Characteristic Analysis during the Sustain Period Using an New Equivalent Circuit Model for AC PDPs)

  • 김준엽;임종식
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.174-177
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    • 2003
  • 본 논문에서는 AC PDP의 유지방전구간에서의 인가전압에 따른 방전전류, 공간전압, 벽전하 등의 변화를 새로운 AC PDP를 위한 등가회로모델을 사용하여 효율적이고 간편하게 시뮬레이션 한 결과를 소개한다. 벽전하의 정확한 분석은 안정적이고 효율적인 AC PDP의 구동 방법을 개발하기 위해 계속 연구, 보고 되어 왔지만, 인가되는 전압의 변화에 따른 시간적인 셀 내부의 변화를 빠르고 편리하게 분석하고 이해하는데 효과적인 방법은 제시되지 못하였다. 본 논문에서는 AC PDP의 전극간 물리적인 특성을 고려하여 3개의 직렬 커패시터와 1개의 병렬 커패시터, 2개의 싸이리스터를 사용하여 AC PDP를 위한 등가회로모델을 구성하여 제시하였다. 제안된 등가회로모델은 SPICE와 같은 표준 회로시뮬레이션 툴에 손쉽게 적용가능하며, 이러한 방법으로 분석된 패널내의 전류, 공간전압, 벽전하의 동특성을 소개하였다. 등가회로모델을 이용한 시뮬레이션 결과는 실험을 통한 측정 결과와 비교하여 그 정확성을 검증하였다. 인가전압의 시간적 변화의 따른 유입전류 및 셀 내의 전압 및 전하의 분포를 손쉽고 정확하게 시뮬레이션 할 수 있는 본 AC PDP의 등가회로모델은 AC PDP의 특성을 이해하는 데에 중요한 도구가 될 것이며 효율적인 구동 방식의 개발 및 분석 등에 널리 활용될 수 있을 것이다.

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성층강도 산정을 통한 내만의 Hypoxia 산정 (Hypoxia Estimation of Coastal Bay through Estimation of Stratification Degree)

  • 정우성;이원찬;홍석진;김진이;김동명
    • 해양환경안전학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.511-525
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    • 2014
  • 본 연구는 반폐쇄성 해역인 마산만을 대상으로 eco-hydrodynamic model을 이용하여 해역의 물리적 구조를 분석하여, 물리적 안정도를 나타내는 수직확산계수를 산정하고, 생태계 모델에 적용하여 그 타당성을 평가하는 것이다. 해역의 물리적 구조는 EFDC모델을 사용하여 구하였으며, 수직 확산계수는 수층간의 밀도차이가 커질수록 감소하도록 산정하였다. 산정된 수직 확산계수를 Stella프로그램을 이용하여 구축한 생태계모델에 적용하여, 용존산소 재현성으로 그 타당성을 평가하였다. 수직확산계수 변화를 추정하여 적용한 모델의 결과는 2008년의 $R^2$값은 0.529~0.700으로 나타났으며, 2009년 $R^2$값은 0.542~0.791로 나타났다. 계산값은 관측값과 유사한 경향을 나타내었으며, 만 내측의 빈산소수괴를 잘 재현하였다. 본 연구에서 적용된 수직확산계수는 해역의 밀도성층과 물리적 안정도를 의미하는데, 향후 폐쇄성 내만해역의 빈산소수괴 발생 예측에 유용하게 활용될 것으로 판단된다.

타이밍이 고려된 배치를 위한 기하적인 제약조건 탐색 (Geometric Constraints Exploration for Timing-Driven Placement)

  • 이재훈;조준동
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2007년도 가을 학술발표논문집 Vol.34 No.2 (C)
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    • pp.375-379
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    • 2007
  • 고성능 VLSI 설계 시 배치 후를 포함한 전체적인 설계 과정이 완성되기 전까지는 물리적인 정확한 설계의 특성은 배치 단계에서는 알기 어렵다. 따라서 주어진 성능 (시간적 제약조건)을 만족하는, 즉, timing-driven placement (타이밍이 고려된 배치)는 1.0 미크론 이하의 초미세한 설계에서 중요하게 되었다. 타이밍을 고려한 배치는 초기 레이아웃 디자인 단계에서 타이밍 제약조건에 의해 디자인 반복을 줄인다. 하지만 대부분의 배치 단계의 디자인 모델은 배치단계에서 기하학적인 면을 고려하여 최대허용 지연시간 (Slack 이라고 부름)과 같은 물리적인 디자인 효과를 분석하기 어려운데 이것은 물리적으로 정확한 특성이 이 단계에서 알려지지 않기 때문에 당연한 결과이다. 본 논문에서는 기하적인 요소를 고려한 Slack의 재분배의 이점을 이용하여 허용 지연시간 처리의 혁신적인 방법을 제안한다. 제안된 접근법은 timing-closed 솔루션을 쉽게 찾는데 도움을 주고 이는 디자인을 반복하는 시간을 절약할 수 있게 한다.

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해외건축동향: 미국 - 파라메트릭 디자인VII (Overseas News Review - Parametric DesignVII)

  • 성우제
    • 건축사
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    • 통권564호
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    • pp.98-103
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    • 2016
  • 지난 회에서는 고층 주거 빌딩의 외피를 높이라는 주요 변수 및 이 변수의 함수를 통해 발생하는 파생적인 변수들을 통해 파라메트릭 모델로 구성해 나가는 과정을 살펴보았습니다. 이번 회에도 지난회와 같은 연장선상에서 디자인에 영향을 미치는 하나의 변수를 설정하고 이 변수를 통해 전체적인 디자인을 구성해 나가는 과정에 대하여 살펴볼까 합니다. 지난 회의 예와는 조금 다르게 이번 회의 예는 "변수화 된 모듈러"라는 비교적 친근한 컨셉에 더 가깝다고 할 수 있습니다. 저번 회의 고층 주거의 스킨은 다수의 레이어로 구성이 되었었고 각 레이어들이 해당 레이어 전역에 걸쳐 변수와 상관관계를 가지게 되며 이러한 상관관계가 각 레이어들별로 서로 다르게 정의 되므로 conceptual level에서의 변수와 물리적 형태의 상관관계가 눈에 쉽게 보이는 물리적인 모듈러로 구현된다기 보다는 그러한 conceptual level에서의 관계가 물리적 모듈러의 생성단계를 뛰어넘으며 결과적으로 눈에 보이는 모듈러의 생성을 하지 않았습니다. 이에 더해 개별의 레이어의 적층으로 인해 변수가 어떻게 디자인에 영향을 주는지 직관적으로 이해하기 힘들었을 수도 있을 것 같습니다. 그에 반해 이번 회에서 살펴볼 예는 파라메트릭 디자인이라고 사람들이 흔히 이야기 할 때의 전형에 조금 더 가깝다고 볼 수 있을 것 같습니다.

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수문학적 활용을 위한 레이더와 수치예보모델 예측강우의 실시간 병합 기법 개발 (Real-time blending method development of radar-based QPF and numerical weather prediction models for hydrological application)

  • 윤성심;이동률
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.99-99
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    • 2018
  • 기상이변으로 인해 국지성 호우의 발생 증가와 그로 인한 수재해 피해가 증가하고 있다. 따라서 수재해를 사전에 예측하고 저감하기 위해 비구조물적 대책인 실시간 홍수예보시스템 개발 및 운영에 관한 연구들이 수행되고 있다. 일반적으로 홍수예보시스템은 대피선행시간 확보를 위해서 초단시간 혹은 단기 수치예보모델을 수문해석모형이나 예보기법의 입력으로 활용하고 있다. 초단시간 예측은 기상레이더를 기반으로 외삽, 이류, 셀 추적 등의 기법을 활용하여 0~3시간 이내의 강수예측을 수행한다. 그러나 역학이나 물리적 과정이 동반되지 못하여 0~ 2시간 이내에서의 예측성은 높은 반면, 예측시간이 길어질수록 예측력이 낮아진다. 단기수치예보모델은 종관관측에 의존하면서 역학이나 물리과정을 동반하므로 0~6시간 혹은 12시간 이상의 예측을 수행하지만, 수치모델의 고유특성인 스핀업 등의 예측 불확실성이 내재되어 있어 예측 초기시간에서의 예측력이 낮은 한계가 있다. 따라서 강수예측의 정확도 향상을 위해 레이더와 수치예보모델의 병합기법이 필요하다. 본 연구에서는 통계분석을 통해 경험적으로 산출된 시간적 가중치를 이용한 기존 병합기법의 한계를 극복하면서 호우에 따른 가변성을 반영하는 실시간 병합기법을 개발하고, 수문학적인 활용성을 평가하고자 하였다. 사용된 예측강우 자료는 레이더 기반인 MAPLE, KONOS, 공간규모분할 예측강우와 수치예보모델 기반인 UM와 ASAPS의 예측강우이며, 제시한 가중치 산정기법은 직전 예측강우의 오차가 현 시점의 예측강우의 오차와 유사하다는 가정하에 오차항을 포함한 과거 1시간 예측강우들간의 가중치 조합이 과거 지상관측강우와의 평균제곱근오차가 최소가 되도록 화음 탐색법을 이용하여 찾는 것이다. 가중치 조합은 예측강우의 생산 시간 간격을 고려하여 매 10분마다 산정하며, 미래 3시간 예측까지 산정된 가중치를 적용한다. 수도권 영역을 대상으로 병합된 예측강우와 레이더 관측강우를 비교한 결과, 정량적 정확도가 향상됨을 확인할 수 있었다. 또한, 예측강우의 수문학적 활용성은 도시유출해석모의를 통해 평가하였다. 그 결과, 병합된 예측강우로 모의된 수심이 관측수심과 유사하여 수문학적 활용성 확인할 수 있었다.

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