• Title/Summary/Keyword: 방정식기반 모델링

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Numerical simulation on propagation of hydrocarbon flame in a deformable tube (변형하는 가스 이송관 내에서 전파하는 탄화수소화염의 수치 해석 모델링)

  • Gwak, Min-Cheol;Yoh, Jai-Ick
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.304-308
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    • 2012
  • This paper presents a numerical investigation on propagation of hydrocarbon (ethylene-air mixture) detonation in a deformable copper tube. In this study, we deal with interactions of multi-materials, gas and solid. In gas phase, the model consists of the reactive compressible Navier-Stokes equations and one step chemical reaction. Also we use Inviscid Euler equations in solid. In order to the interface tracking and the determination of boundary values, our model handle level-set and ghost fluid method. Through the numerical simulation results, we identify generations of expansion waves and interferences by the wall deformation. In addition, we predict the minimum copper tube thickness that ensures safety under an incident detonation.

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A Comparative Study of 3D MT Modeling Methods (3차원 MT 모델링 기법의 비교 분석)

  • Han, Nu-Ree;Nam, Myung-Jin;Kim, Hee-Joon;Song, Yoon-Ho;Suh, Jung-Hee
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.10 no.2
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    • pp.154-160
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    • 2007
  • This paper compares the characteristics of three different algorithms for three-dimensional (3D) magnetotelluric (MT) modeling. These methods are developed by Mackie et al. (1994), Sasaki (1999) and Nam et al. (2007). The first and second methods are based on the finite difference method (FDM), while the last one the finite-element method (FEM). MT responses, apparent resistivities and phases, for a COMMEMI 3D-2 model show a good agreement with integral equation solutions and only minor discrepancies are found over the anomalous bodies in the 3D model. The computation time of the two methods based on FDM is short and the static divergence correction contributes to speed up. The FEM modeling scheme is accurate but slow.

Application of AI technology for various disaster analysis (다양한 재해분석을 위한 AI 기술적용 사례 소개)

  • Giha Lee;Xuan-Hien Le;Van-Giang Nguyen;Van-Linh Ngyen;Sungho Jung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.97-97
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    • 2023
  • 최근 재해분야에서 인공신경망(ANN), 기계학습(ML), 딥러닝(DL) 등 AI 기술이 활용성이 점차 증가하고 있으며, 센싱정보와 연계한 시설물 안전관리, 원격탐사와 연계한 재해감시(녹조, 산사태, 산불 등), 수문시계열(수위, 유량 등) 예측, 레이더·위성강수 자료의 보정과 예측, 상하수도 관망누수예측 등 다양한 분야에서 AI 기술이 적용되고 그 활용성이 검증된 바 있다. 본 연구에서는 ML, DL, 물리기반신경망(Pysics-informed Neural Networks, PINNs)을 이용한 다양한 재해분석 사례를 소개하고, 그 활용성과 한계에 대해서 논의하고자 한다. 주요사례로는 (1) SAR영상과 기계학습을 이용한 재해피해지역(울진 산불) 감지, (2) 국가 디지털 정보를 이용한 산사태 위험지역 판별(인제 산사태) (3) 기계학습 및 딥러닝 기법을 이용한 위성강수 자료의 보정·예측 및 유출해석, (4) 수리해석을 위한 수치해석분야에서의 PINNs의 적용성(1차원 Saint-Venant 식 해석) 평가 연구결과를 공유한다. 특히, 자료의 입·출력 자료만으로 학습된 인공신경망 모형 대신 지배방정식(물리방정식)을 만족하도록 강제한 PINNs의 경우, 인공신경망 모형보다 우수한 모의능력을 보여주었으며, 향후 복잡한 수리모델링 등 수치해석분야에서 그 활용가능성이 매우 높을 것으로 판단된다.

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Closed Integral Form Expansion for the Highly Efficient Analysis of Fiber Raman Amplifier (라만증폭기의 효율적인 성능분석을 위한 라만방정식의 적분형 전개와 수치해석 알고리즘)

  • Choi, Lark-Kwon;Park, Jae-Hyoung;Kim, Pil-Han;Park, Jong-Han;Park, Nam-Kyoo
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.16 no.3
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    • pp.182-190
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    • 2005
  • The fiber Raman amplifier(FRA) is a distinctly advantageous technology. Due to its wider, flexible gain bandwidth, and intrinsically lower noise characteristics, FRA has become an indispensable technology of today. Various FRA modeling methods, with different levels of convergence speed and accuracy, have been proposed in order to gain valuable insights for the FRA dynamics and optimum design before real implementation. Still, all these approaches share the common platform of coupled ordinary differential equations(ODE) for the Raman equation set that must be solved along the long length of fiber propagation axis. The ODE platform has classically set the bar for achievable convergence speed, resulting exhaustive calculation efforts. In this work, we propose an alternative, highly efficient framework for FRA analysis. In treating the Raman gain as the perturbation factor in an adiabatic process, we achieved implementation of the algorithm by deriving a recursive relation for the integrals of power inside fiber with the effective length and by constructing a matrix formalism for the solution of the given FRA problem. Finally, by adiabatically turning on the Raman process in the fiber as increasing the order of iterations, the FRA solution can be obtained along the iteration axis for the whole length of fiber rather than along the fiber propagation axis, enabling faster convergence speed, at the equivalent accuracy achievable with the methods based on coupled ODEs. Performance comparison in all co-, counter-, bi-directionally pumped multi-channel FRA shows more than 102 times faster with the convergence speed of the Average power method at the same level of accuracy(relative deviation < 0.03dB).

OCV Hysteresis Effect-based SOC Estimation in EKF Algorithm for a LiFePO4/C Cell (OCV 히스테리시스 특성을 이용한 확장 칼만 필터 기반 리튬 폴리머 배터리 SOC 추정)

  • Kim, J.H;Chun, C.Y.;Hur, I.N.;Cho, B.H.;Kim, B.J.
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.301-302
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    • 2011
  • 본 논문에서는 리튬 폴리머 배터리($LiFePO_4/C$)의 개방전압(OCV;open-circuit voltage) 히스테리시스 특성을 이용한 확장 칼만 필터(EKF;extended Kalman filter) 기반 state-of-charge(SOC) 추정방법을 소개한다. 배터리 등가회로의 중요 요소인 OCV 모델링을 위해 충전 및 방전 각각의 OCV 히스테리시스 특성을 고려하였고 더불어 OCV-SOC 관계의 SOC 간격을 10%에서 5%로 조정하여 EKF 기반 SOC 추정알고리즘의 성능이 향상되었다. 축소된 하이브리드 자동차용 전류프로파일을 적용했을 때 SOC 추정이 잘 이루어지지 않는 영역은 EKF의 측정방정식에 노이즈 모델 및 데이터 리젝션(data rejection)을 구축하였다. 제안된 방법을 이용하여 SOC 추정결과 전류적산법 대비 5%이내의 SOC 추정에러를 만족하였다.

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9-DOF Modeling and Turning Flight Simulation Evaluation for Parachute (9-DOF 낙하산 모델링 및 선회비행 시뮬레이션 검증)

  • Lee, Sang-Jong;Min, Byoung-Mun
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.17 no.9
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    • pp.688-693
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    • 2016
  • This paper describes the parachute dynamics modeling and simulation results for the development of training simulator of a HALO (High Altitude Low Opening) parachute, which is currently in use for military purposes. The target parachute is a rectangular shaped parafoil and its dynamic model is derived based on the real geometry data as the 9-DOF nonlinear equations of dynamics. The simulation was conducted through the moment of inertia and its aerodynamic derivatives to reflect the real characteristics based on the MATLAB/Simulink. In particular, its modeling includes the typical characteristics of the added mass and moment of inertia, which is shown in the strong effects in Lighter-Than-Air(LTA) flight vehicle. The proposed dynamic modeling was evaluated through the simulation under the spiral turning flight conditions of the asymmetric control inputs and compared with the performance index in the target parachute manual.

Study on numerical analysis of driftwood generation and behavior by tsunami flow (쓰나미에 의한 유목의 발생과 거동의 수치해석적 연구)

  • Kang, Tae Un;Jang, Chang-Lae
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.66-66
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    • 2021
  • 2011년에 일본 도호쿠 지방 태평양 해역에서 규모 9.0의 지진이 발생하여 거대한 쓰나미가 일본 본토 해안을 침수시켰다. 이로 인해, 정확한 피해규모가 파악되기 어려울 정도로 막대한 인명과 재산피해를 입게 되었다. 센다이지역의 경우 쓰나미로 인해 해안에 위치한 약 3.8 평방킬로미터의 방풍림이 모두 전복되었고 일부는 유목이 되어 쓰나미와 함께 내륙으로 흘러들어가 곳곳에 퇴적되어 농지를 훼손하고 가옥에 피해를 주었다. 따라서, 본 연구는 유목의 발생과 흐름에 따른 거동을 수치적으로 분석하여, 폭우나 쓰나미와 같은 거대흐름과 산지와 방풍림 등에서 발생하는 유목의 발생과 거동과정을 예측하고, 흐름과 유목 거동에 따른 피해지역을 선별할 수 있는 방법을 구축하기 위한 초기단계로서, 이를 위해 유목의 발생과정의 역학적 모델링을 수치모듈에 적용하였고 이를 활용하여 수치모의를 수행하였다. 흐름분석을 위해 쓰인 모형은 홍수범람 모형인 Nays2D Flood 이며 천수방정식을 기본으로 한다. 쓰나미의 흐름은 해안가의 방풍림지역을 상류단 경계조건으로 하여 발생 당시 관측된 수심변화를 본 모형의 상류단 경계조건으로 입력하였다. 상류단 경계조건에서 쓰나미의 유속은 수심에 따른 파속으로 계산하였다. 본 연구에서는 또한 유목의 발생과 흐름거동을 기존에 개발된 입자법 기반의 유목동역학모형을 활용하여 수치적으로 모델링 하였다. 유목은 유연성이 없는 원주형 강체로 가정하였고 초기설정으로는, 방풍림지역에 30만개의 유목이 하상의 수직방향으로 배치되어있는 것으로 가정하였다. 여기서, 본 연구에서는 쓰나미가 발생하면 흐름에 따른 항력으로 인해 수직방향으로 배치된 유목이 부러지며, 흐름과 함께 흘러가는 현상을 모델링하였다. 본 연구는 폭우나 쓰나미와 같은 거대흐름으로 인해 발생할 수 있는 유송잡물과 유목의 거동을 예측분석하는 기초연구자료로 활용될 수 있으며, 더 나아가 유목의 발생과정까지 수치적으로 재현하는 모델링을 수행하였기 추후에, 산지와 하천에서 발생할 수 있는 유송잡물의 발생과 연행 과정을 보다 세부적으로 예측할 수 있는 기초방법론으로 쓰일 수 있을 것으로 판단된다.

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A Tutorial on PLS Structural Equating Modeling using R: (Centering on) Exemplified Research Model and Data (R을 이용한 PLS 구조방정식모형 분석 튜토리얼: 예시 연구모형 및 데이터를 중심으로)

  • Yoon, Cheolho;Kim, Sanghoon
    • Information Systems Review
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    • v.16 no.3
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    • pp.89-112
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    • 2014
  • This tutorial presents an approach to perform the PLS structural equation modeling using the R. For this purpose, the practical guide defines the criteria for the PLS structural equation modeling by reviewing previous studies, and shows how to analyze the research model with an example using the "plspm" which is the R package for the performing PLS path analysis against the criteria. This practical guide will be useful for the study of the PLS model analysis for new researchers and will provide the knowledge base for in-depth analysis through the new PLS structural equation modeling technique using R which is the integrated statistical software operating environment for the researchers familiar with the PLS structural equation modeling.

Reverse-time Migration for VTI and TTI Media (VTI 및 TTI 매질에서의 역시간 구조보정)

  • Kwak, Na-Eun;Min, Dong-Joo;Bae, Ho-Seuk
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.14 no.3
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    • pp.191-202
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    • 2011
  • Reserve-time migration (RTM) using a two-way wave equation is one of the most accurate migration techniques. RTM has been conducted by assuming that subsurface media are isotropic. However, anisotropic media are commonly encountered in reality. Conventional isotropic RTM may yield inaccurate results for anisotropic media. In this paper, we develop RTM algorithms for vertical transversely isotropic media (VTI) and tilted transversely isotropic media (TTI). For this, the pseudo-acoustic wave equations are used. The modeling algorithms are based on the high-order finite-difference method (FDM). The RTM algorithms are composed using the cross-correlation imaging condition or the imaging condition using virtual sources. By applying the developed RTM algorithms to the Hess VTI and BP TTI models, we could obtain better images than those obtained by the conventional isotropic RTM.

A New Current Source Modeling of Silicon Bipolar Transistor for Wireless Transceiver Module (무선 송수신모듈용 실리콘 바이폴라 트랜지스터의 새로운 전류원 모델링)

  • Suh, Young-Suk
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.19 no.3
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    • pp.93-98
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    • 2005
  • Silicon bipolar transistors (Si-BJT) are widely used in the telecommunication system such as short range wireless control and wireless indoor voice communication system. New modeling method for the internal current source model of Si-BJT is proposed. The proposed method based on new thermal resistance extraction method and new analytical expressions for the current source parameters of Si-BJT. The proposed method can directly extract the model parameters without any optimization procedure which is adopted in the conventional modeling method. The proposed method is applied to 5 finger $0.4\times20[{\mu}m^2]$ and the model shows good prediction of the measured data in $3[\%]$ of errors proving the validity of this method.