이 연구에서는 국내에서 연구가 미약했었던 중성자검층 수치모델링을 이용하여 다양한 시추공 환경에서의 검출기 반응을 분석하였다. 이를 위해 중성자검층 환경을 MCNP 알고리듬으로 구현하여 시뮬레이션을 수행하였다. MCNP 알고리듬은 방사선 수송 시뮬레이션이 및 3차원 기하구조 표현이 가능하여 다양한 분야에서 전세계적으로 많이 이용되고 있다. 먼저 시뮬레이션 결과를 검증하기 위해, 기존 연구의 검출기반응 결과 그래프를 이용하여 비교 분석하였다. 중성자 검층 반응 분석이 가능한 중성자 검층기의 일반적인 특징에 기초하여 수학적으로 중성자검층기 모형을 구성하여 반응을 계산하였다. 먼저, 석회암, 사암, 돌로마이트 등과 같은 매질에서 공극률을 다양하게 변화시켜 가며 수치 계산함으로써, 이 연구에서 고려하고 있는 중성자검층기의 교정곡선(calibration chart)을 도출하였다. 이에 기초하여, 실제 중성자검층 시 고려해야 할 공내수 유무에 의한 반응 변화, 염수가 중성자검층에 미치는 영향 등을 분석함으로써 시추공 환경 변화에 따라 보다 정확하게 공극률을 해석할 수 있는 기틀을 마련하고자 한다.
최근 웜에 의한 사이버 위협이 증가함에 따라 웜의 확산 특성을 분석하기 위한 전파 모델이 연구되고 있다. 대표적인 예로 수학적 모델링 기법인 Epidemic(SI), KM(Kermack-MeKendrick), Two-Factor, AAWP(Analytical Active Worm Propagation)등의 모델 기법들이 제시되었다. 하지만, 기존 모델 방법들은 대부분 코드레드와 같은 네트워크를 대상으로 하는 랜덤 스캐닝 기법에 대해서만 모델링이 가능하다. 또한 거시적인 분석만 가능하고 특정 위협에 대해 예측하는데 한계점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 과거의 위협 발생 데이터를 근거로 하여 Mass SQL Injection 같은 사이버위협에 적용 가능한 마코브 체인(markov chain) 기반 예측 방법을 제시한다. 이를 통하여 각 위협별 발생 확률 및 발생빈도를 예측할 수 있다.
이산사건시스템명세(DEVS) 형식론은 이산사건시스템을 모듈러하고 계층적으로 모델링할 수 있는 잘 정의된 의미론을 제공하고 있어 이산사건시스템 모델링 시뮬레이션 (M&S)에 많이 사용되어 왔다. 이러한 수학적 표현 대신에 DEVS 다이어그램은 복잡한 시스템을 보다 직관적이며 편리한 표현력을 제공한다. 본 논문은 DEVS 다이어그램을 이용하여 표현된 모델을 시뮬레이션 코드로 체계적으로 구현하며 검증하는 DEVS 클린룸 프로세스를 제안하였다. 구체적으로, 주어진 다이어그램 모델의 적합성 검사, 테이블 DEVS 모델로의 변환, 마지막으로 시뮬레이션 소스코드로 변환하는 방법과 역으로 추적성을 기반으로 한 검사기법을 통해 정적 검증하는 구체적인 방법을 제시하였다. 간단한 예제를 통해 제안된 프로세스를 적용하는 구체적인 방법을 설명하였으며, 적용사례 통해 제안된 기법이 실용적으로 적용 가능한 효과적인 프로세스임을 확인하였다.
원전 격납건물의 축대칭 모델은 해석상의 간편성으로 인하여 널리 사용된다. 하지만, 일반적인 돔 텐던의 배치는 축대칭 형상이 아니며 곡률을 가진 돔에 임의로 배치된 관계로 축대칭 근사화시 좀 더 엄밀한 수학적 유도가 요구된다. 본 연구에서는 국내의 CANDU형 및 한국형 격납건물 돔에 비축대칭으로 배치된 텐던을 축대칭 모델에 적용하기 위한 합리적인 변환 절차를 제안하였다. 텐던 강성의 모델링에서는 실제 3차원으로 배치된 돔 텐던의 자오선방향 및 원환방향으로의 강성 기여를 고려할 수 있도록 텐던을 등가의 층으로 근사화하였다. 프리스트레싱의 효과는 등가하중법 및 초기응력법 관점에서 고찰하였으며, 축대칭 모델의 방법론에 적합하도록 등가하중 및 초기응력을 유도하였다. 후속 논문에서는 제안된 모델을 적용한 수치 예제들을 범용구조해석 프로그램으로 해석하고 타당성을 검증하였다.
자전거는 환경공해 능력과 웰빙에 대한 관심증가 때문에 가장 유망한 미래 교통수단 중의 하나이다. 실제 자전거에 적용될 무단변속기를 제작하기 전에 신뢰성이 확보된 시뮬레이션 프로그램을 통하여 문제점을 초기에 확인하고, 각 링크의 소재 및 두께 등의 설계인자 최적화와 능력을 평가할 필요가 있다. 이 같은 과정을 통하여 무단 변속기 시스템 설계 과정에서의 소요비용을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 설계인자를 확정하기 위해 응력해석을 수행되었으며. 전체 모델링 중에서 각 링크와 조인트 부분을 주요 설계인자로 가정하고 각각의 링크 및 조인트의 영향도 및 작동 시 받은 응력들을 CAE를 통해 확인하였다. 또한, 해석 영역에 대하여 적절한 수학적 모델링을 통해 맥동 현상을 계산할 수 있는 전용 code를 개발하였으며, 이를 Matlab에 적용하여 해석 결과를 graphic화하여 분석하였다.
새만금에서 농업용수의 안정적인 확보를 위해서는 새만금호의 수질관리가 절대적으로 필요하며 농업비점오염 부하량이 총인기준으로 52~72%를 차지하는 것을 고려할 때 농업비점오염 관리는 중요하다. 이에 "새만금유역농업비점오염 저감기법 개발 연구"를 통해 논과 밭 등의 농업비점 오염원별 최적관리기법 개발을 목적으로 모니터링 연구가 수행되었다. 유역규모 물수지 및 물질수지 분석에 있어서 논은 전체 농업용수의 60%를 차지하고 있다. 특히 농업비점오염 중에서 논은 물고 및 담수심의 관리에 따라서 기타 토지이용과 상이한 유출특성을 보인다. 따라서 유역규모에서 논으로부터 발생되는 비점오염의 시공간적인 부하량의 변화를 예측하기 위해서는 반드시 논에서의 물관리와 시비관리에 따른 수량과 수질의 유출특성에 대한 분석이 선행되어야 한다. 물관리 및 시비관리 방법에 따라 논으로부터 발생되는 오염부하량이 수질에 미치는 영향을 분석하기 위해서는 논에서의 물수지 및 물질수지 모니터링 기법이 활용될 수 있다. 하지만 모니터링 접근 방식은 오랜 시간과 많은 비용을 필요로 하는 단점을 가지고 있다. 따라서 고려되어 지고 있는 여러 저감기법들 중에서 농업비점오염물질의 유출에 미치는 영향을 파악하여 가장 적합한 저감기법 (Best Managment Practices, BMPs)을 선정하기 위해서 다양한 수학적인 모형들이 사용되어 왔다. 비점오염 관리는 오염물질이 오염원에서 발생되는 양 자체를 줄이거나 또는 오염원으로부터 수체에 이르기까지의 과정에서 운송을 차단시키는 방법들을 활용하고 있다. 따라서 논에서의 비점오염 모델링 또한 논에서의 유출 특성 및 질소와 인과 같은 영양물질과 관련된 기작을 고려한 모형들이 선택 및 적용되어야 한다. 논에서의 물관리 및 시비관리를 고려할 수 있는 모형들로는 CREAMS-PADDY, GLEAMS-PADDY, PADDYMOD, APEX와 같은 모형들이 개발되어 사용되어 왔다. 따라서 본 연구에서 논으로부터의 비점오염 부하량 예측을 위해 사용되어 온 모형들의 장단점을 비교 분석하고 적합한 모형들을 동일한 시험포장에 적용하여 논 비점오염관련 모형들의 국내 적용성을 제시하였다.
병렬형 도립진자를 수학적으로 모델링하고 주파수 응답법에 의해 파라미터를 동정하여, $H_\infty$제어이론 중 혼합감도문제에 의거하여 제어계를 설계한 후 응답 시뮬레이션을 한 결과그 응답으로부터 모델링의 불확실성에 대처할 수 있는 강인한 제어계를 구성할 수 있었다. 앞으로 실제 시스템에 대하 s제어들 과제로 남겨두고 있다. 시뮬레이션 응답과는 달리 실제 으답실험에서도 좋은 결과를 얻기 위해서는 여러 가지의 어려움이 있을 것으로 예상된다. 특히 응답 시뮬레이션에서도 나타난 바와 같이 전자가 미소각으로 기울어진 상태에서 제어를 할 경우에도 각 상태의 변동량이 크고, 또한 상당한 제어입력을 요한다. 따라서 센서 잡음에 대한 영향을 충분히 고려할 필요가 있으므로, 노이즈를 많이 발생시키는 PWM방식의 직류모터 구동 드라이버보다는 선형 드라이버를 이용하는 것이 적절할 것으로 예상된다
본 논문에서는 휴대용 회전 유도탄 체계의 모델링과 성능분석에 사용할 수 있는 실시간 병렬처리 시뮬레이터 개발에 대하여 기술한다. 실시간 병렬처리 시뮬레이터는 항공기의 적외선 형상을 만드는 탐색기 에뮬레이터, 실시간 컴퓨터, 시스템 유닛. 유도 조종 장치 및 탐색기 프로세서 등과 같은 하드웨어 실물장치와 실시간 컴퓨터에 내장된 수학적 모델, 6 자유도 모델 및 공력 모델 등을 구현한 응용 소프트웨어 및 호스트 컴퓨터에 내장된 사용자 프로그램 등으로 구성되었다. 실시간 컴퓨터는 병렬로 연결된 여섯 개의 TI사 C-40 프로세서로 설계되었으며, 기계적 장치와 결합된 아날로그 전자회로를 이용하여 탐색기 에뮬레이터를 설계하였다. 시스템 유닛은 구성 요소간의 임피던스 정합 기능과 미세 신호를 처리하며, 시뮬레이터와 실물 유도탄 발사 장치의 연결이 가능하다. 개발된 실시간 병렬처리 시뮬레이터를 휴대용 회전 유도탄의 성능분석 장치로 사용하기 위하여 현장실험을 통한 결과 검증시험을 수행하였다.
본 논문에서는 영상신호를 필터링 하기 위해 필요한 현실적인 수학적 모델을 제시한다. 1차원 신호 뿐 아니라 2차원 또는 다차원 신호처리 및 분석에서 필터는 영상처리, 컴퓨터 비전, 패턴 인식 등의 다양한 분야에서 근본적이고 중요한 과정을 수행한다. 일반적인 신호처리에서 신호를 주파수 영역에서 해석할 경우 1차원 신호 영역에서의 이상적인 (저역통과) 필터는 직사각형 형태를 가지고 있듯이, 2차원 신호의 이상적인 필터는 원 형태를 가지고 있다. 본 논문에서는 주파수 영역에서 활용할 수 있는 실용적이고 효율적인 다각형 형태의 영상 필터 모델을 제안한다. 본 논문은 2차원 영상을 필터링 하기 위해 원형 필터를 사용하는 대신 육각형 형태의 필터를 모델링하여 적용한다. 이것은 무선 통신 시스템에서의 주파수 재사용 개념을 도입함으로서, 영상 필터링에서도 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위함이다. 본 논문에서 제시한 육각형태의 필터를 활용한 영상 필터링의 시뮬레이션 결과를 제시하고, 성능을 PSNR로 계산한 결과 제안한 방법이 이상적인 필터의 대안으로서 가능함을 보인다.
자동차의 과도한 차체 운동과 조종 불안정성을 유발하는 대표적인 외란 입력으로는 운전자에 의해 가해지는 조향 핸들 조작이다. 급격하고 과도한 핸들 조작은 SUV 차량처럼 기하학적 및 동역학적 특성에 따라 차량 전복 현상도 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 이에 대응할 수 있는 제어 시스템의 구조화에 대하여 다음과 같이 기초 연구를 수행하였다. 운전자 조종으로 유발되는 횡방향 거동에 대한 수학적 모델링을 수행하고, 이를 토대로 차체 운동을 제어할 수 있는 제어기를 설계하였다. 파라미터 불확실성으로 인한 모델링 오차에 대해 강건한 제어 성능을 확보하기 위하여 $H_{\infty}$ 알고리즘을 적용하였다. 비 연성화된 1/4 차량을 기반으로, 차체에 작용하는 모우멘트에 상응하는 동적 부하를 모사할 수 있는 모델을 제시하였다. 동적 시뮬레이션을 수행하여 부하 모사 모델의 타당성을 파악하였다. 차체- 차축- 서스펜션- 타이어로 조합되는 1/4 실험 차량 장치와 부하 모사 모듈, 서스펜션 제어 모듈 및 Hils 기술을 적용하는 차체 거동 제어 시스템에 대한 프레임워크를 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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