• 한국게임학회 논문지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.123-132
• /
• 2018

실시간 그래픽스 응용에서 연체의 움직임을 효율적으로 생성하기 위해 다양한 방법이 제안되었다. 연체 구성 요소들의 위상을 유지하기 위해서는 서로를 묶는 힘이 존재할 수밖에 없으며, 이는 강직도(stiffness)로서 수치적분의 시간간격의 크기를 제한하고 효율성을 떨어트린다. 이를 해결하기 위해 시간간격을 늘릴 수 있는 암시적 적분이 제안되었지만, 대규모 행렬이 포함된 선형시스템을 풀어야 해서 계산복잡도가 크게 높아진다. 이 문제를 개선한 근사 기법들은 댐핑 효과의 증가와 정확성의 손실을 초래할 수밖에 없다. 본 논문에서는 선형시스템을 풀지 않고도 안정성은 크게 높이기 위해 조화진동에 근거하여 스프링 힘을 적분하고, 이를 근사 암시적 기법과 결합하여 안정성을 극대화 하는 방법을 제안한다. 이 기법은 GPU를 통한 병렬화가 용이하여 거대한 규모를 가진 연체 객체의 움직임을 실시간에 생성할 수 있다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.169-176
• /
• 2012

본 논문에서는 3차원 콘텐츠의 효율적인 병렬 시각화 프로그래밍을 위한 CUDA(Compute Unified Device Architecture) 환경에서의 객체 지향 플랫폼을 제안한다. 이러한 목적을 위해 GPU 프로그래밍을 위한 CUDA 환경에서의 C++ 객체 지향 프로그래밍의 특성과 제약을 논의하고 그 해결 방안을 제시하며 MVC (Model/View/Controller) 디자인 패턴에 기초한 3차원 병렬 시각화 플랫폼의 구현을 제안한다. 또한 이 MVC 디자인 패턴에 따라 적분형 MLS(iMLS)와 부호 거리장(SDF)을 이용한 3차원 모델링 기법을 Marching Cubes 및 Raytracing으로 시각화하는 예제의 구현을 논의한다. 제안하는 방법은 간단한 인터페이스의 구현만으로 GPU 병렬 처리가 자동화된다는 특징이 있으며 개발자 입장에서 객체 지향 프로그래밍의 일반적인 장점들, 즉, 코드 관리 용이성, 코드 재활용 등의 이점을 추상화와 상속을 통해 병렬 환경에서도 실현한다. 본 논문에서는 제안하는 플랫폼에 대해 두 가지 사례만 구현했으나 다양한 모델링 기법과 시각화 기법을 조합할 수 있기 때문에 컴퓨터 그래픽스 전반에서 널리 활용 가능할 것으로 기대한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.83-90
• /
• 2010

해양파 중에서 2개 선체가 가까운 거리에 계류되어있는 경우에 2선체의 운동을 엄밀한 파 중 2 부유체 운동이론에 의하여 계산하였다. 2 선체의 방사 및 산란파 포텐셜은 특이파 수 현상이 없는 주파수영역 Improved Green 적분방 정식으로부터 구하였다. 규칙파 중에서 근접한 2선체가 서로 연결되지 않은 경우와 강체 연결장치로 병렬 계류된 된 경우의 운동 및 강체연결체에 작용하는 6방향 힘과 모오멘트를 해석하는 기법과 수치실험 결과도 보였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제28권4A호
• /
• pp.200-207
• /
• 2003

본 논문은 여러 가지 PN 부호들 중 시간 전이된 (time-shifted) m 계열 부호를 사용하는 CDMA 수신기에서 직교화 과정을 수행할 수 있도록 수신기 구조를 제안하고, 그 수신기의 특성 및 성능을 분석한 것이다. 이 구조는 일반적으로 사용하는 기존 CDMA 수신기에 직교 수신 과정을 수행하도록 병렬로 적분기 경로를 추가하고 덧셈기에서 추가된 경로의 출력과 기존 수신기 출력을 합산하여 처리하도록 되어 있어 구성이 간단하다. 수신된 신호는 PN 부호 상관기와 적분기를 각각 통과한 후 합쳐지므로 기준 사용자 부호의 신호 성분은 증가하고, 다른 사용자 부호와의 상호 상관 값은 0이 되어 수신된 기준 사용자 부호는 직교 부호 특성을 갖게 된다. 그러므로 본 논문에서 제안한 구조는 직교 부호 특성이 요구되는 채널 임펄스 특성 측정 등과 같은 응용 분야 또는 제안한 수신기 구조 블록 중에서 병렬로 추가된 경로를 유연하게 운용할 수 있으므로 다중 사용자 간섭 신호 제거 또는 용량 중대 목적에 적용이 가능하다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제44권2호
• /
• pp.121-126
• /
• 2007

본 논문은 redundant 다치논리 (redundant multi-valued logic, RMVL)을 이용하여 디멀티플렉서 (demultiplexer)를 설계하였다. 설계한 회로는 RMVL을 이용하여 직렬 이진 데이터를 입력받아 병렬 다치 데이터로 변환하고 다시 병렬 이진 데이터로 변환한다. RMVL은 redundant 다치 데이터 (multi-valued data) 변환으로써 기존 방식 보다 더 높은 동작속도를 얻을 수 있도록 한다. 구현한 디멀티플렉서는 8개의 적분기로 구성되어 있다. 각 적분기는 누적기, 비교기, 디코더, D 플립플롭으로 구성된다. 0.35um 표준 CMOS 공정으로 구현하였으며 포스트 레이아웃 시뮬레이션 (post-layout simulation)을 통해 검증하였다. 본 논문의 디멀티플렉서의 최대 데이터 전송률은 9.09 Gb/s이고 평균 전력소모는 69.93 ㎽이다. 높은 동작 주파수를 가지는 초미세 공정에서 이 디멀티플렉서를 구현한다면 9.09 Gb/s보다 더 높은 속도에서 동작할 수 있을 것이다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제43권6호
• /
• pp.691-711
• /
• 2022

지구 대기에 영향을 주는 거의 모든 인간활동과 자연현상을 수치적으로 담아내는 지구시스템모델은 기후 위기의 시대에 활용될 가장 진보한 과학적 도구이다. 특히 우리나라 기상청이 도입한 지구시스템모델인 Unified Model (UM)은 지구 대기 연구의 과학적 도구로써 매우 활용성이 높다. 하지만 UM은 수치 적분과 자료 저장에 방대한 자원이 필요하여 개별 연구자들은 최근까지도 기상청 슈퍼컴퓨터에만 UM을 가동하는 상황이다. 외부와 차단된 기상청 슈퍼컴퓨터만을 이용하여 모델 연구를 수행하는 것은 UM을 이용한 모형 개선과 수치 실험의 원활한 수행에 있어 효율성이 떨어진다. 본 연구는 이러한 한계점을 극복할 수 있도록 개별 연구자가 보유한 고성능 병렬 컴퓨터(리눅스 클러스터) 에서 최신 버전 UM을 원활하게 설치하여 활용할 수 있도록 UM 시스템 환경 구축 과정과 UM 모델 설치 과정을 구체적으로 제시하였다. 또한 UM이 성공적으로 설치된 리눅스 클러스터 상에서 N96L85과 N48L70의 두 가지 모형 해상도에 대하여 UM 가동 성능을 평가하였다. 256코어를 사용하였을 때, 수평으로 1.875° ×1.25° (위도×경도)와 수직으로 약 85 km까지 85층 해상도를 가진 N96L85 해상도에 대한 UM의 AMIP과 CMIP 타입 한 달 적분 실험은 각각 169분과 205분이 소요되었다. 저해상도인 3.75° ×2.5° 와 70층 N48L70 해상도에 대해 AMIP 한달 적분은 252코어를 사용하여 33분이 소요되는 적분 성능을 보였다. 또한 적분을 위해 사용된 코어의 개수에 비례하여 적분 성능이 향상되었다. 성능 평가 외에 29년 간의 장기 적분을 수행하여 과거 지상 2-m 온도와 강수 강도를 ERA5 재분석자료와 비교하였고, 해상도에 따른 차이도 정성적으로 살펴보았다. 재분석자료와 비교할 때, 공간 분포가 유사하였고, 해상도와 대기-해양 접합에 따라 모의 결과에서 차이가 나타났다. 본 연구를 통해 슈퍼컴퓨터가 아닌 개별 연구자의 고성능 리눅스 클러스터 상에서도 UM이 성공적으로 구동됨을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권1호
• /
• pp.17-23
• /
• 2014

그래픽 처리장치(GPU)는 병렬적인 정보를 포함하는 문제를 해결하는데 이상적이다. 본 연구에서는 GPU 는 입자동역학과 함께 다물체 동역학 시뮬레이션을 효율적으로 수행하기 위해 사용되었다. 수치계산을 위해서 HHT 암시적 적분 알고리즘이 사용되었다. 입자들 사이의 접촉을 판별하기 위해서 공간 분할 알고리즘과 입자 거동 해석법으로 이산 요소법(DEM)이 사용되었다. 개발된 다물체 동역학 프로그램은 해는 ADAMS 프로그램의 결과와 비교 검증하였다. CPU 기반의 순차해석 프로그램과 GPU 기반 병렬 프로그램은 입자의 수에 따른 수치계산 효율성을 알아보기 위해 서로 비교되었으며, 입자의 수가 많아질수록 계산시간은 단축되었다. 본 예제에서 입자의 수가 1,300 개일 때, 순차 해석 프로그램보다 병렬 프로그램이 약 5 배 가량 빠른 계산 속도를 보였다.

• Composites Research
• /
• 제18권5호
• /
• pp.15-20
• /
• 2005

본 논문에서는 복합재 파손에 의한 음향방출해석을 3차원 유한요소법과 외연시간적분법을 이용하여 구현하였다. 음원모델은 등가체적력 모델을 사용하였다. 계산기법의 타당성을 검증하기 위해 단일 섬유가 내재된 등방성 평판에서 섬유파손 시 발생하는 탄성파에 의한 동적변위를 시험과 비교하였다. 적층 복합재의 경우, 섬유와 기지를 각기 모델링한 방법과 균질화한 모델을 비교하여 차이점을 비교하였다. 음향방출에서 발생하는 고주파 성분을 검출하기 위해 계산시간 스텝이 매우 작아야 하며, 매우 많은 자유도의 모델이 동반되어야 한다. 이러한 대규모 문제를 효과적으로 해결하기 위해 병렬 계산 기법을 도입하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제19권12호
• /
• pp.2468-2478
• /
• 1994

혼합유한요소법은 접지평면내의 구멍에 존재하는 마이크로스트립 패치 단일 및 병렬안테나의 전자파 산란과 복사성질의 특성화에 대해 제시되었다. 해석방법은 개구부상에서 전자장과 자유공간에서 R.C.S(Radar Cross Section)와 산란 전자장의 해에 대한 계통적 수식화를 위해 유한요소법과 경제적분법을 혼합한다. 제시된 방법은 유한요소법의 특성에 따라 손실 및 무손실 유전체 기판상에 존재하거나 박힌 단일 및 병렬 패치안테나에 적용할 수 있고, 또한 여러형태의 여기구조를 다룰 수 있다. 여러 수치적 결과들을 제시된 방법의 타당성, 효율성 그리고 가능성을 입증하기 위해 제시되었다

• 전력전자학회논문지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.50-57
• /
• 2011

본 논문에서는 마이컴(ATmega-2560) 기반의 디지털 통신 방식을 이용한 새로운 부하분담(Load-sharing) 알고리즘(Algorithm)을 제안한다. 기존의 아날로그 방식과 달리 고속 통신과 디지털 제어를 수행하고 실시간 제어를 위한 시분할 토큰버스 방식을 적용함으로서 효율적인 부하분담 및 리던던시(Redundancy)를 구현하였다. 또한 자동 ID 설정 알고리즘을 적용함으로서 시스템 비용을 낮추었으며, 제어기의 전압 및 전류 적분값을 공유하는 새로운 알고리즘으로 시스템의 속응성을 향상시켰다. 제작된 병렬 시스템은 각 모듈마다 독립된 제어기가 구성되어 있으며, 마스터(Master) 모듈의 지령치에 따라 슬레이브(Slave) 모듈이 부하분담을 수행한다. 본 논문에서는 PSIM을 통한 시뮬레이션과 시작품 제작을 통해 제안된 알고리즘의 타당성을 검증하였다.