본 연구에서는 고온($230{\sim}290^{\circ}C$)의 무촉매 조건에서 이루어지는 팜 지방산 디스틸레이트(PFAD)의 에스테르화 반응에 대해 수학적 모델링을 통해 그 반응 특성을 분석하였다. '무촉매 에스테르화 반응'에 대해 균일계(homogeneous) 2차 가역 반응으로 가정하였고 액상 내에서 동시적, 경쟁적으로 발생하고 있는 물과 메탄올의 증발과 반응을 모두 고려하기 위해 '반응 유효 인자'(reaction effectiveness factor, ${\eta}$)를 도입하였다. 각 반응물 및 생성물의 농도에 대하여 실험을 통해 측정한 값과 반응모델에 의한 예측값 사이의 차이를 최소화하는 반응속도 상수와 물질전달 계수를 구하기 위해 비선형 계획법(nonlinear programming)을 수행하였다. 이를 통해 얻은 반응의 활성화 에너지는 43.98 kJ/mol이다.
중독은 크게 매개체 자체가 중독성을 가진 매개성 중독과 매개체 자체가 중독성을 가진 것이 아니라 예민한 개인과 잠재된 어떤 행동과 결합하여 중독을 유발하는 유발성 중독으로 나눌 수 있다. 매개성 중독은 약물 중독, 알코올 중독과 주로 화학물질의 직접 적인 원인이 되어 중독현상을 일으킨다. 유발성 중독은 쇼핑 중독, 일 중독, 게임 중독, 인터넷 중독, TV중독, 도박 중독 등의 사이버 중독이 있다. 유발성 중독은 개인의 감수성의 문제로서 개인에 따른 편차가 존재한다. 본 논문에서는 전기 시스템의 R-L-C 직렬 회로와 기계 시스템의 Spring-Damper-Mass를 이용하여 등가적으로 동일한 2차원의 중독 모델을 제안한다. 제안한 중독 모델에 비선형 항을 추가하여 Duffing을 구성한 후 파라미터 변화에 의해 주기운동과 카오스 운동을 시계열과 위상공간으로 나타내었다. 또한 파라미터 중 통제계수의 변화에 의해 주기 운동은 중독 되기 전의 상태를 카오스 운동은 중독된 상태임을 확인하였다.
최근 응용과학 분야에서 복잡한 공학문제를 해결하기위해 수학적 모델링과 컴퓨터 시뮬레이션의 이용 빈도가 점점 증가함에 따라, 연구자들이 보다 쉽고 편리하게 시뮬레이션 기반의 연구를 수행할 수 있는 시뮬레이션 프레임워크의 필요성이 증대되고 있다. 시뮬레이션 프레임워크는 전처리기, 해석 코드, 가시화 프로그램, 계산 자원 및 작업관리기와 같은 다양한 컴포넌트들로 구성된다. 하지만, 현재까지는 시뮬레이션 프레임워크 컴포넌트들의 표준화된 스키마 및 인터페이스 규칙이 없기 때문에 범용적인 시뮬레이션 프레임워크의 구성이 어렵다. 즉, 대부분의 기존 시뮬레이션 프레임워크는 특정 해석 코드에 종속되어 제한적인 기능만을 제공하는 구조이다. 본 논문에서는 계산과학 분야의 다양하고 상이한 해석 코드들을 수용할 수 있는 시뮬레이션 프레임워크 구성을 위한 해석 코드의 메타정보 스키마를 설계하고, 이를 이용한 웹기반 시뮬레이션 수행 환경을 구현한다.
본 논문에서는 벡터제어에 필요한 유도전동기의 상수를 정지 상태에서 부가적인 신호 주입을 이용하여 추정하는 방법을 제안하였다. 농형 유도전동기 회전자 바의 표피효과를 수학적으로 모델링을 하고 분석하였다. 상수 추정을 위해 정지 상태에서 두 가지의 서로 다른 주파수의 신호를 주입한다. 전동기의 초기 상수를 알지 못하므로 개-루프 전압 주입방법 대신 폐-루프 전류제어 방법을 이용한다. 이 방법은 전기적 사고를 미리 방지할 수 있으므로 개-루프 전압 주입방법 보다 안전하다. 그리고 유도전동기의 상수 추정에 심각한 영향을 주는 위상지연효과를 보상하기 위한 오프라인 시험방법을 제안하였다. 그리고 제안된 상수 추정 방법의 타당성을 증명하기 위해 세 가지 용량의 유도전동기에 대해 실험을 수행하였다.
최근 가족의 중요성이 강조되고 있다. 결혼으로 인한 새로운 부부의 탄생 이외에 처가와 시가 등 새로운 가족이 형성되어 새로운 가족과 갈등을 빚기도 하고 화목을 이루기도 한다. 이러한 연구들은 주로 사회학적인 측면에서만 연구되고 있고 자연과학적인 측면의 하나인 가족관계에 대한 수학적인 모델링이 없어 근본적인 가족 사이의 거동 현상을 밝혀내지 못하고 있다. 이에 본 논문에서는 사회에 대한 비선형 연구의 하나로 가족 구성원 간 특별히 시부모와 며느리의 관계나 처부모와 사위와의 관계를 로미오와 줄리엣의 사랑 모델을 변형하여 보다 확장된 가족 관계 모델을 제안하고 이 모델을 통하여 시계열과 위상공간을 통하여 비선형 거동의 대표적인 특성인 카오스 거동이 있음을 보인다..
본 연구는 인공신경망을 이용하여 대대급 방어 작전에서 임의시점에서의 작전지속능력을 예측하는 데 있다. 전투결과에 대한 수학적 모델링은 이를 위한 많은 요인들이 가지는 시?공간적 가변성으로 인해 전투력을 평가하는데 많은 문제점이 있었다. 따라서 이번 연구에서는 대대 전투지휘훈련간 각 부대의 생존률을 전방향 다층 신경망(Feed-Forward Multilayer Perceptrons, MLP)과 일반 회귀신경망(General Regression Neural Network, GRNN)모형에 적용하여 임무달성 여부를 예측하였다. 실험 결과 매개변수들의 비선형적인 관계에도 불구하고 각각 82.62%, 85.48%의 적중률을 보여 일반회귀신경망 모형이 지휘관이 상황을 인식하고 예비대 투입 우선순위 선정 등 실시간 지휘결심을 하는데 도움을 줄 수 있는 방법임을 보여준다.
내부튜브를 가진 튜브 구조물의 보에 있는 전단응력을 평가하기 위하여 수치적인 해석기법이 제안되었다 이 기법은 휨과 전단변형을 고려한 튜브 보 개념 위에서 각각의 튜브를 연속 보로서 모델링 한다. 전단응력에 대한 수치해석은 패널에 작용하는 응력에 대한 탄성이론과 수학적인 유도를 기초로 하고 있다. 내부와 외부 튜브에 있는 변형곡선에 대한 표현식을 가정함으로써, 그 튜브에 있는 전단응력은 작용하중과 단면 2차 모멘트 그리고 구조물의 기하학적인 표현으로 구성된 선형 함수로서 표현된다 전단지체와 축 응력을 다룬 이전의 연구가 튜브내에 존재하는 전단응력을 수치적으로 해석하기 위하여 보완 발전되었다. 제안된 방법의 정확성과 유용성이 3개의 튜브 구조물의 해석을 통하여 증명 되었다
이동통신 시스템은 무선 자원과 배터리 전력을 효율적으로 관리하기 위해 사용자 상태 천이 방식을 정의하고 있다. 이러한 상태 천이 방식에서는 에너지 소비가 많은 상태가 기본적으로 짧은 접속 지연을 제공하므로 에너지와 지연 성능 사이에 트레이드오프 관계가 존재한다. 본 논문에서는 이동 응용 서비스의 트래픽 속성을 고려하여 UMTS 시스템의 사용자 상태 천이 방식을 분석한다. 상태 천이 방식의 마르코프 모델링을 통하여 에너지 소비량과 활성 지연을 수학적으로 도출하고 운용 파라미터에 따라 이들의 트레이드오프 관계를 파악한다. 분석 결과로 도출된 에너지-지연 트레이드오프 곡선은 주어진 상태 천이 방식이 달성 가능한 성능 한계를 보여주며 지연 요구사항을 보장하면서 에너지 소비를 최소화하는 최적 운용 전략을 제시한다.
FTN (Faster-than-Nyquist) 전송 방식은 나이퀴스트 (Nyquist) 율보다 빠르게 신호를 전송할 수 있으나 필연적으로 ISI (Inter-Symbol Interference)가 발생하고 이로 인하여 성능이 열화된다. ISI로 인한 성능 열화를 최소화하기 위해서는 FTN 기법의 변수를 최적화하여 ISI의 양을 최소화할 수 있으나, 2차원 FTN 시스템에는 다양한 변수가 존재하므로 모든 변수에 대해 전산 실험을 수행하여 가장 우수한 성능을 나타내는 변수를 도출하는 것은 많은 시간이 소요된다. 본 논문에서는 2차원 FTN 전송으로 인한 ISI를 수학적으로 모델링하여 ISI의 양을 최소화할 수 있는 2차원 FTN 시스템의 변수 도출 방안을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 기법은 2차원 FTN 시스템을 최적화하기 위한 변수를 효율적으로 도출해 낼 수 있다. 또한 2차원 FTN 시스템에 최적화된 변수를 적용하여 기존의 나이퀴스트 시스템과 동일한 비트 오율 (bit error rate) 성능을 제공하면서 전송 효율을 증가시킬 수 있다.
본 논문에서는 폭주제어 기능을 내장한 실시간 및 비실시간 트래픽의 통합방식을 제안한다. 실시간 트래픽은 대기능력이 없으며, 출력 링크를 점유함에 있어 비실시간 트래픽보다 우선순위를 갖는다고 가정한다. 출력 링크가 모두 점유되어 있을시 도착하는 실시간 트래픽은 망의 수용이 불가능하여 손실되며, 반면 비실시간 트래픽은 버퍼에 저장되어 추후에 서비스를 받을 수 있도록 한다. 실시간 트래픽은 대역폭 축소전략에 따라 인코딩되며, 이 전략은 비실시간 트래픽에서의 폭주가 증가함에 따라 강화된다. 본 제안 방식은 실시간 트래픽의 최소 대역폭 요구를 만족시키면서 실시간 트래픽의 수를 최대로 허용하고, 또한 비실시간 트래픽간에 발생하는 폭주를 감소시킴으로서, 통신 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있는 방식이다. 제안한 방식에 따른 트래픽 통합 방식을 Markov 시스템으로 모델링하였으며, matrix geometric 방식을 이용하여 수학적인 분석을 수행하였다. 또한 관심의 대상이 되는 성능인자에 대한 성능분석을 수행하였으며, 이에 대한 수치적인 결과도 제공하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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