• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.980-980
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• 2012

기존 홍수시각화 기법은 홍수위 분석 결과를 지형자료 기초로 단순히 침수위를 표현하는 방식으로 홍수 분석결과를 시각적으로 표출하는 일차원적 기법으로 홍수상황 대응을 위한 의사결정을 지원하기에는 다소 부족한 실정이다. 이를 개선하기 위해서는 정밀지형 자료를 근간으로 하도내에서 유체의 흐름 특성을 사실적으로 시뮬레이션 할 수 있는 기술 개발이 필요하다. 홍수 시뮬레이션 기술은 고성능 컴퓨터를 활용하여 실좌표계를 기반으로 정밀 하천지형, 하도구성, 홍수시 유체흐름 표현 등에 필요한 데이터 필터링 및 융합처리, 하상생성 기법, 지형자료의 변환 및 가공 등의 처리 가능한 기법을 적용한다. 본 연구에서는 침수영향에 대해 정밀지형을 근간으로 홍수 시뮬레이션을 통해 의사결정을 지원할 수 있는 기반을 제공하고자 하였으며, 홍수시뮬레이터에는 하상지형 처리 및 생성 모듈, 홍수 시뮬레이션 모듈 등으로 구성된다. 또한, 하천 상황의 3차원 표현을 위한 지형 및 시뮬레이션 처리 기법 개발으로 랜더링 처리 기법, 유체 표현 기법을 개발하였다. 이에 따라, 본 연구에서 개발 적용된 홍수 시각화 기법은 홍수분석 결과에 대해 유체의 흐름, 유량, 유량의 전파 속도 등 유체 역학적인 흐름 특성을 사실적으로 표현하는 기법이다. 본 연구의 성과물 도출을 통해 물관리시스템에 반영하여 홍수관리에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.55-63
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• 2019

최근 물리 시뮬레이션 분야의 성능 개선을 위해 GPU 컴퓨팅 방식이 활용되고 있다. 특히 많은 연산의 양을 요구하는 변형물체 시뮬레이션의 경우 실시간성 보장을 위해 GPU 기반 병렬처리 알고리즘을 필요로 한다. 본 연구진은 변형물체 시뮬레이션을 구현하는 방법 중 하나인 질량스프링 시뮬레이션 기법의 성능을 향상시키기 위한 병렬 구조 설계 방법에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 GPU에 직접 접근이 가능한 그래픽 라이브러리인 OpenGL의 GLSL을 사용하였으며, 독립적인 파이프라인인 컴퓨트 쉐이더를 활용해 GPGPU 환경을 구현하였다. 병렬 구조 설계 방법의 효과를 검증하기 위해 스프링 기반 질량스프링 시스템을 CPU기반과 GPU기반으로 구현하였으며, 실험의 결과 본 설계 방법을 적용하였을 때 CPU 환경에 비해 연산 속도가 약 6,000% 개선됨을 보였다. 추후 본 연구에서 제안한 설계 방법을 활용한다면 경량화 시뮬레이션 기술이 필요한 증강현실 및 가상현실 분야에 효과적으로 적용이 가능할 것으로 기대한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.886-890
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• 2011

유도전동기는 상대적으로 저가이며 보수가 용이하여 산업 및 여러 분야에서 많이 사용되고 있는 전동기이다. 유도전동기의 정확한 속도 및 토크 제어를 위해서 회전자의 속도 및 위치정보가 요구된다. 회전자의 위치 및 속도 센서들은 경제성 및 주위 환경에 따른 센서의 신뢰도 감소 문제를 가져온다. 최근에는 이러한 경제성 및 신뢰성 향상을 위하여 속도 및 위치센서를 사용하지 않는 센서리스 제어방식의 연구가 많이 이루어지고 있다. 대부분의 센서리스제어 방식에서 위치 및 속도추정은 전동기 전압방정식으로부터 계산된다. 따라서 파라미터 오차는 센서리스 제어성능에 큰 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 유도전동기의 속도 추정에서 회전자 저항 오차에 의해 발생하는 속도 오차를 보상하기 위하여 회전자 저항 보상방식을 제안한다. 본 논문에서 제안한 방식은 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험을 통하여 검증한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.51-62
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• 2022

교통 혼잡을 해결하기 위한 AI 기반 속도 예측 연구는 활발하게 진행되고 있다. 하지만, 인공지능의 추론 과정을 설명하는 설명 가능한 AI의 중요성이 대두되고 있는 가운데 AI 기반 속도 예측의 결과를 해석하고 원인을 추리하는 연구는 미흡하였다. 따라서 본 논문에서는 '설명 가능 그래프 심층 인공신경망 (GNN)'을 고안하여 속도 예측뿐만 아니라, GNN 모델 입력값의 마스킹 기법에 기반하여 인근 도로 영향력을 정량적으로 분석함으로써 혼잡 등의 상황에 대한 추론 근거를 도출하였다. TOPIS 통행 속도 데이터를 활용하여 서울 시내 혼잡 도로를 기준으로 예측 및 분석 방법론을 적용한 후 영향력 높은 인근 도로의 속도를 가상으로 조절하는 시뮬레이션 통하여 혼잡 도로의 통행 속도가 개선됨을 확인하여 제안한 방법론의 타당성을 입증하였다. 이는 교통 네트워크에 제안한 방법론을 적용하고, 그 추론 결과에 기반한 특정 인근 도로를 제어하여 교통 흐름을 개선할 수 있다는 점에 의미가 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.969_970
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• 2009

본 논문에서는 CPLD를 활용하여 E-bike에 장착 가능한 독립여자권선 영구자석 전동기 구동제어시스템의 설계에 관한 시뮬레이션 및 실험을 수행하였다. E-bike에서 독립여자권선 영구자석 전동기의 적용은 고가의 구동제어시스템으로 인하여 사용에 제한을 가지고 있다. 이러한 문제점의 보완을 위해 고가의 전동기 구동 전용 마이크로컨트롤러의 사용 대신 원칩 마이크로컨트롤러와 CPLD를 활용한 PWM 로직 발생회로를 구현하였으며, 3상 인버터로 구성 된 구동제어시스템을 설계하였다. 또한 최적 설계를 위하여 시뮬레이션 및 실험을 수행하였으며, PI 전류제어를 적용하여 속도-토크 범위가 넓고 여러 우수한 장점을 가진 독립여자권선 영구자석 전동기의 효율 개선을 목표로 하였다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.61-65
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• 2009

매년 재난/재해의 발생 빈도와 피해 규모가 증가하고 있다. 그 피해를 최소화하기 위해 주기적인 모니터링을 수행하여 위기 상황을 사전에 대비하고 긴급 대응 체계를 구축하여 상황 발생 시 피해 상황을 신속하게 파악할 수시스템에 있어야 한다. 모니터링의 용이성과 신속성을 확보하기 위해 UAV에 기반한 긴급 매핑 대한 관심이 증가하고 있다. 그러나 이러한 시스템으로부터 획득된 센서 데이터가 Georeferencing되었을 때 이로부터 다양한 공간 정보를 도출할 수 있다 본 논문에서는 UAV 기반의 매핑 시스템으로부터 획득된 센서 데이터를 시뮬레이션 해보고 시뮬레이션 데이터에 대하여 Aerial Triangulation을 수행하여 영상을 Georeferncing하고 위치/자세 정보를 보정하고자 한다. 실험은 (1) 시뮬레이션 데이터 생성, (2) 초기값 생성, (3) AT 수행을 통한 위치/자세 조정의 3단계로 구성된다. 800m 길이의 1개 스트립, 500m 길이의 2개 스트립으로 나눠 비행경로를 정하고 200m, 400m, 600m의 비행고도에 대하여 다양한 실험을 수행하였다. 실험 결과 위치/자세의 초기값 RMSE에서 90% 이상 개선된 RMSE를 얻을 수 있었으며, 비행고도가 높아질수록 RMSE의 향상도는 반비례하였다. 향후에는 Sequential 알고리즘을 적용하여 연산 속도를 향상시킬 수 있고 궁극적으로 실시간 영상 Georeferencing을 가능하게 할 것으로 기대된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2015년도 추계학술발표대회
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• pp.204-207
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• 2015

이 연구는 공학 및 실험과학에서 활용되는 몬테 칼로 시뮬레이션 기법 중 하나인 무작위 행보 알고리즘의 성능 개선을 목표로 하였다. 이를 위해 무작위 행보 과정에서 난수 발생부와 행보 진행부를 분리하여 처리 시간을 단축하는 방안과, 문제 영역의 계산 규모를 2단계로 분할하여 시뮬레이션의 수렴 속도를 향상 시키는 방안을 제안한다. 또한 대규모 문제를 병렬처리 가능하도록 구현하고, 서로 다른 작업 분할 방식을 혼합하여 최적화를 수행 하였다. 순차 알고리즘만으로 실험한 결과 단순 구현방법과 비교해 실행시간과 에너지 소모량이 각각 18%의 성능향상을 얻었으며, 병렬 알고리즘을 8개의 노드(16코어)의 클러스터에서 실행했을 때 행 분할 방식의 성능이 블록 분할 방식보다 8% 빨라지는 것을 확인하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.82-92
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• 2024

연구목적: 본 연구는 화재시뮬레이션 데이터를 증강현실에 연동할시 발생하는 방대한 데이터 구축과 그로 인한 데이터 과부하 문제 해결 방안을 강구하기 위함이다. 연구방법: 데이터 추정 기술인 선형 보간법의 신뢰도와 계산 복잡도를 개선하기 위한 적정 Input 데이터의 간격을 설정하기 위한 실험을 진행하였다. 또한, 선형 보간법이 화재의 동적 변화를 잘 반영하는지 확인하기 위한 타당성 검증을 진행하였다. 연구결과: 연구 대상 건축물인 지하 공동구에 적용 결과 10m 간격으로 데이터 입력시 보간법의 신뢰성과 시뮬레이션의 연산처리 속도 개선에서 높은 만족성을 보였다. 또한, 보간법을 활용한 화재시뮬레이션 데이터의 추정 방식이 높은 설명력과 신뢰성을 가진다는 것을 MAE와 R-Squared를 이용한 평가를 통해 검증하였다. 결론: 본 연구는 화재시뮬레이션에 디지털트윈 기술을 적용하면서 발생하는 데이터 과부하 문제를 보간법을 통해 해결하였으며, 이를 통한 화재 정보 예측과 시각화가 실시간 화재 예방에 크게 기여함을 확인하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.65-65
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• 2017

밭작물 중 양파와 마늘은 높은 노동투하시간, 노임의 상승, 복잡한 수거 과정 등으로 최근 재배면적이 감소하는 추세이다. 밭농업 활성화 방안으로 생산비 절감과 작업 속도 향상을 위한 수확기계 개발 연구로 줄기절단기가 개발되었다. 이 연구는 줄기절단기 예취날의 설치각이 절단부하에 미치는 영향을 분립체 해석 기법으로 분석하고자 하였다. 실험에 사용한 시뮬레이션은 EDEM으로 인장탄성계수, 전단탄성 계수, 중첩길이, 입자 반경 및 질량, 상대속도를 이용하여 충돌시 힘을 해석하고 인장 및 전단강도, 한계, 결합 길이를 통해 입자간 결합을 설정할 수 있다. 시제품으로 설계된 줄기절단기의 치수를 활용하여 프로그램 상에서 줄기 절단 시뮬레이션을 진행하여 절단부하 결과를 얻도록 하였고 칼날 설치각을 30도, 45도, 60도로 변경하여 각각의 부하를 분석하여 경향성을 파악하고자 하였다. 실험에서 사용한 프로그램은 EDEM 2.7.1 Academic Research 버전이며 시뮬레이션을 진행한 PC의 사양은 Intel(R) $Core^{TM}$ i7-4790 CPU @ 3.60GHz, Memory 16.0GB이다. 줄기 절단 시뮬레이션에 적용시킨 줄기 모델은 마늘의 조건을 적용시켜 직경 1mm의 입자로 이루어진 지름 12mm, 높이 214mm의 원통형 모델이며 60.32N의 최대절단력을 가지고 있다. 줄기절단기는 2개의 회전날을 가지고 있으나 좌우대칭을 적용하여 절반에 대한 해석으로 하나의 회전날로 절단을 하도록 줄기 모델은 4조로 하여 3열을 140mm 간격으로 위치시켰다. 줄기절단기의 칼날은 반경 350mm로 회전하며 진행속도는 1.65m/s, 회전속도는 1680rpm으로 작업하도록 하였다. 시뮬레이션은 0.5초의 시간에 대해 해석하도록 하였으며 0.003초 간격으로 칼날에 가해지는 힘을 구하여 저장하도록 하였다. 시뮬레이션 해석시간은 약 116시간이었으며 설치각별 시간에 따른 칼날에 가해지는 압축력 값과 그래프를 얻을 수 있었다. 대부분의 시간에서 절단이 이루어지지 않으므로 0의 값을 나타내었으며 절단이 이루어지는 시점에 절단부하가 나타났다. 결과 해석을 위해 그래프의 피크 값들을 이용하였으며 그 중 상위 6개의 값으로 분석하였다. 30도, 45도, 60도의 설치각에 따른 절단부하의 평균 값은 각각 105.4N, 160.5N, 215.9N으로 나타났다. 설치각에 따른 절단부하의 경향성은 유의수준은 3.93%로 각각의 차이가 유의미하게 나타났으며 상관계수는 0.489로 증가하는 경향이 보였다. 그러나 $R^2$는 0.2394로 낮은 값을 보여 데이터 처리 방법의 개선과 적절한 회귀 모델의 적용이 필요하다. 향후 포장시험을 진행하고 복합적으로 분석하여 경향성을 자세히 분석하고자 한다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제15권6호
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• pp.171-182
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• 2015

지형에 대한 기존의 침식 시뮬레이션은 주로 소규모의 지형 변화에 초점을 맞추고 있다. 이 논문에서는 물에 의한 침식과 열적 침식과정을 결합하여 강의 네트워크와 산들로 이루어진 자연스러운 대규모의 지형을 형성하는 방법을 제안한다. 물의 흐름에는 shallow water 시뮬레이션의 파이프 모델을 사용하며, 강물의 줄기가 쉽게 형성되게 하기 위해 속도에 의존하는 침식을, 강줄기 주변에 V자형 골짜기가 생성되게 하기 위해 열적 침식을 적용한다. 시뮬레이션 결과 $K_c$(퇴적물 수용상수)와 $K_v$(속도의존 침식강도)의 값이 적당한 범위에 있을 때만 목적한 모양의 지형이 생성되며, 이렇게 생성된 대표적인 자연스러운 모양의 지형을 예시한다. 또한 기존의 열적 침식 방법의 개선과 $K_c$가 큰 값일 때 발생하는 문제점을 해결할 방안을 제시한다.