본 연구에서는 구조물의 설계방법에 국한되어 있는 직접 변위설계법을 응용하여 기존 구조물의 성능점을 산정하는 방법에 관하여 연구하였다. 개발된 방법을 이용하여 단자유도 구조물의 주기, 항복 후 강성비, 요구되는 탄성강도에 대한 항복강도비 등의 설계변수를 변화시키며, 지진 하중에 대한 응답을 구하고 그 결과를 분석하였다. 또한 10층 철골 골조의 내진성능 평가에 적용하였다. 제안된 방법의 정확성을 검증하기 위하여 기존의 내진성능 평가방법인 능력스펙트럼법과 시간이력해석법에 의한 결과와 비교하였다. 제안된 방법은 능력스펙트럼법과 동일한 결과를 보였으며 시간이력해석 결과와도 비교적 잘 일치하였다.
정보통신망의 진화가 PSTN 중심의 협대역서비스에서 멀티미디어서비스를 지향하는 광대역통신망으로 진행함에 따라 디지털 전송망의 오류성능구현 및 설계 기술과 그 개념도 변화되었다. 이를 반영하여 본 고에서는 전송망의 오류성능을 설계하기 위해 분석을 토대로 기술적인 설계방법을 제시하였다. 또한 현재까지 구현된 기술의 분석 및 고찰을 통해 오류 성능 설계를 위한 발전적인 방향을 제시하고자 한다.
본 논문에서는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multi-level Converter, MMC)의 제어기를 설계에 있어 시간 지연을 고려한 디지털 제어기 설계 방법을 제시한다. 제안된 방법으로 설계한 디지털 제어기를 사용하면 시간 지연으로 인한 시스템의 성능저하를 완화할 수 있으며, 11-Level로 구현된 MMC HVDC 시스템 모델에 적합한 디지털 제어기의 설계 방법에 관해 기술하고 제안한 방법의 타당성을 아날로그 제어기와의 성능비교를 Psim를 통해 검증하였다.
전달정렬은 MINS와 SINS의 비정렬 요소를 칼만필터로 추정하는 기법으로서 본 논문에서는 속도 및 자세정합 칼만필터 설계 결과를 제시하였다. 그리고 설계된 칼만필터는 항법컴퓨터에 실현되어 성능평가가 실행되었는데 성능평가 방법은 실제 함정에서 시험의 어려운 점을 고려하여 실험실에 설치된 3축 각운동 시뮬레이터를 이용하는 방법을 제시하였다. 이러한 성능평가 결과는 전달정렬 설계과정에서 예측되었던 성능 및 특성과 일치하였다.
실리콘 처리 기술의 고속화 요구와 유무선 환경에서 동영상 통신이 가능한 비디오 폰, 영상 회의 시스템, 이동 통신용 단말기 등의 전자 제품 사용자의 급증은 시스템을 하나의 칩에 집적화하는 SoC(System-On-a-Chip) 설계 기술을 요구하고 있다. 칩의 복잡도와 SoC 제품의 생산성 차이가 계속적으로 증가함에 따라 현재의 IC 설계 방법으로는 SoC 제품의 성능과 요구의 변화를 만족시킬 수 없다. 칩의 면적을 최소화하고 성능을 최대화하며 게이트 수준의 최적화를 통한 기존의 셀 기반 설계 방법으로는 설계의 생산성 문제를 해결할 수 없다. 이러한 문제를 해결 위한 새로운 설계 방법인 IP 재사용을 기반으로 한 플랫폼 기반 설계가 제시되었다. 플랫폼 기반 설계는 SoC 제품을 빠르게 개발하기 위한 응용 기반 통합 플랫폼과 재사용이 가능한 IP(Intellectual Property) 이용한 플랫폼 기반 설계(Platform-Based Design) 방법이다. 새로운 설계 방법은 90% 이상의 IP 재사용을 통해서 설계 시간을 단축하며, 시스템 수준에서의 최적화를 통해서 제품의 시장 경쟁력(Time-to-Market)의 문제를 해결하기 위한 방법이다.
다중프로세서 컴퓨터시스팀의 성능은 시스팀 구성 요소인 하드웨어, 운영체제, 응용 프로그램의 특성에 매우 복잡하게 관련되어 있다. 시스팀 설계 단계에서 시스팀 구성요소에 대한 최적 형상을 결정하기 위하여 여러가지 설계대안에 대한 성능 한계를 구할 필요가 있다. 이를 위한 방법의 하나로 4-point bound 방법이 제시되었다. 본 논문은 pended protocol 로 동작하는 시스팀 버스 기반의 다중프로세서 시스팀의 성능 한계를 4-point bound 방법으로 분석한 것이다. 이를 위해 pended protocol의 동작 특성을 반영하는 작업부하를 정의하고, 캐시 적중률, 버스 동작 특성의 변화에 따른 다중프로세서 시스팀의 성능 한계를 예측 분석 한다.
최근 내구수명기간 동안 요구되는 성능을 만족시키는 차세대 구조설계 연구의 일환으로 PBD 방법에 대한 관심이 증가하고 있다. 성능의 유효여부를 결정하는 방법 중의 하나인 Bayesian 방법은 일반적으로 내진해석 및 설계에서 많이 사용되어왔다. 이 방법은 어느 지진가속도로 인해 발생할 수 있는 구조물의 한계상태(i.e. 붕괴)의 초과확률을 체계적으로 계산할 수 있는 통계방법이다. 이 연구에서는 Bayesian 방법을 활용하여 콘크리트 배합에 대한 강도, 워커빌리티, 탄산화 등과 같은 재료성능의 만족도를 만족 비율로 계산할 수 있는 PBD 개념을 개발하고자 한다. 설계 또는 분석에 사용될 수 있는 Bayesian 방법은 다양한 재료의 특성을 고려하여 만족도 곡선 작성 과정을 설명하고 작성된 만족도 곡선을 사용하는 방법을 제시하고자 한다.
전 국토의 65%가 산악지형으로 이루어져 있는 우리나라는 도로개설 및 산업기지 건설, 대규모 주택단지 개발 등으로 자연사면을 변형시키는 규모나 빈도가 증가하고 있고, 최근에는 기상이변에 의한 집중호우가 빈번히 발생하여 절토사면에서 낙석이 발생할 위험이 점점 높아지고 있는 실정이다. 낙석방지를 위한 대책공법으로는 낙석방지 망, 낙석방지 울타리 등이 있으며 이중에서 낙석방지 울타리는 국내의 국도 낙석방지 대책공법 중 70% 이상을 차지하고 있다. 그러나 국내 설계지침에는 낙석방지 울타리에 대한 다양한 성능등급과 성능평가를 위한 표준화된 시험방법이 제시되어 있지 않아 현장여건을 고려하여 적절한 낙석방지 울타리를 선정하고 낙석방지 울타리들의 성능을 비교검토하기에 어려움이 있다. 유럽의 경우 유럽연합 출범이후 낙석방지 시설에 대한 통합기준의 필요성이 대두되어 유럽 여러 나라의 성능평가 방법과 스위스의 설계지침을 고려하여 2008년에 유럽 통합 지침인 ETAG 27을 제정하였다. ETAG 27에는 낙석방지 울타리의 성능등급이 100kJ~4,500kJ이상 9등급으로 분류되어 있고 성능등급 별로 Service Energy Level과 Maximum Energy Level에 대하여 실물시험을 통한 성능평가 시험과 구성요소에 대한 검증시험을 수행하도록 되어있다. 실물시험은 낙석에너지의 산정과 낙석질량의 타격위치를 정확하게 결정할 수 있는 방법을 이용하여 수행토록 규정되어 있다. 미국의 경우에는 주별로 상이한 설계기준으로 인하여 발생하는 문제를 해소하기 위하여 2003년에 스위스의 설계지침을 준용하여 통합기준인 NCHRP Report 20-07을 결정하였다. NCHRP Report 20-07에는 낙석방지 울타리의 성능등급이 100kJ~5,000kJ까지 9등급으로 분류되어 있고 성능등급 별 낙석질량이 규정되어 있으며 등급별 낙석에너지의 50%와 100%에 대하여 실물시험을 통한 성능평가 시험을 수행하도록 되어 있다. 실물시험은 낙석에너지의 산정과 낙석질량의 타격위치를 정확하게 결정할 수 있는 방법을 이용하여 수행토록 규정되어 있다. 낙석방지 울타리에 대한 국내 설계지침과 유럽과 미국의 설계지침을 비교분석하고 국내에서 수행된 실물실험을 통한 성능평가 연구결과를 검토하였다. 또한 구성요소의 역학적 특성변화가 전체 시스템의 성능에 미치는 영향을 조사하기 위해서 국내 설계 지침에 제시된 낙석방지 울타리에 대하여 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 성능평가를 수행하였다. 이러한 연구결과에 근거하여 국내 설계지침은 현장여건에 따라 적절한 낙석방지 울타리를 선정할 수 있도록 다양한 성능등급을 규정하고, 낙석방지 울타리의 성능을 합리적으로 비교검토 할 수 있게 하는 표준화 성능평가 시험방법과 평가기준을 정립하며, 구성요소의 품질에 대한 신뢰성을 확인하는 구성요소의 검증시험을 포함하는 방향으로 개선될 필요가 있는 것으로 조사되었다.
가스터빈 시험장치의 실험 데이터로부터 얻어진 일부 성능 데이터를 이용하여 구성품 성능선도 (component characteristic)를 축척(scaling)하는 새로운 방법을 제안하였다. 성능해석의 오차를 최소화하기 위하여 실제 실험 데이터로부터 몇 개의 작동점들에 일치하는 일련의 구성품 성능선도들을 구하고 다항식(polynomial)을 이용하여 새롭게 성능선도를 구성하는 축척방법을 제안하였으며, 이때 얻어진 성능선도를 이용하여 탈설계점 성능해석을 수행하였다. 해석 결과 기존의 축척방법으로 얻어진 성능선도를 이용한 경우 설계점을 제외한 대부분의 탈설계점에서의 성능은 실제 엔진 성능과 잘 일치하지 않았다. 그러나 새로운 축척방법에 의해 얻어진 성능선도를 이용한 경우에는 최대 5% 이내의 오차율을 보였다.
공기를 이용한 초음속 터빈 설계성능 검증방법을 해석적, 시험적으로 고찰하였다. 성능시험기 설계를 위한 터빈상사조건 및 노즐 면적비 관계를 도출하였으며 실형상 노즐을 적용한 터빈과의 성능비교를 전산유동해석 및 성능시험을 통해 수행하였다. 도출된 설계 상사조건을 이용하여 시험용 노즐 블록을 설계할 경우, 설계 성능을 정확히 예측됨을 전산 유동해석을 통해 확인하였으며 시험을 통해 검증하였다. 아울러 초음속 충동형 터빈의 설계성능 측정은 시험용 노즐 뿐 아니라 실형상 노즐을 통해서도 가능하며 이 경우 시험용 노즐의 상사 압력비와 속도비에서 설계 성능이 나타남을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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