• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1812-1816
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• 2009

이미지 해석에 의한 유속장 측정방법은 유체역학분야에서 지난 30 여년 동안 많이 활용되어온 속도측정 기법으로 오늘날에는 이를 수공학 분야에서 이를 유량측정 등 수리현상 해석에 활용하려는 시도가 다각적으로 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서는 이미지 해석에 의한 유속장 측정방법을 용담댐 시험유역에 적용하여 그의 자연하천에서의 적용성을 검토하고자 한다. 이미지 해석에 의한 유속장 측정방법은 PIV(Particle Image Velocimetry)로 통칭되고 있으며, PIV는 seeding, illumination, recording, 및 image processing의 네 가지 요소로 구성된다. seeding을 위해서 유체를 따라 흐를수 있는 작은 입자를 유체에 첨가한다. 유체를 따라 흐르는 입자들의 선명한 이미지를 얻기 위해서illumination이 필요하다. PIV를 이용하여 흐름을 해석하기 위한 illumination은 일반적으로 이중펄스 레이저가 이용된다. 이렇게 유속장 해석을 하려는 유체에 대하여 seeding 및 illumination이 준비되면 단일노출- 다중 프레임법, 혹은 다중노출-단일 프레임법으로 흐름을 recording을 한다. image processing은 이미지를 다운로드하고, 디지타이징 및 화질향상을 하는 전처리(pre-processing), 상관계수의 산정에 의한 유속 벡터의 결정 및 에러 벡터를 제거하고 유속장을 그래프화하는 후처리(post-processing) 과정으로 구성된다. LSPIV(Large Scale PIV)는 PIV의 기본원리를 근거로 하여 기존의 PIV에 비하여 실험실 내에서의 수리모형실험이나 일반 하천에서의 유속측정과 같은 큰 규모$(4m^2\sim45,000m^2$)의 흐름해석을 할 수 있도록 Fujita et al.(1994)와 Aya et al.(1995)이 확장시킨 것이다. PIV와 비교시 LSPIV의 다른 점은 넓은 흐름 표면적을 포함하기 위하여 촬영시에 카메라의 광축과 흐름 사이의 각도가 PIV에서 이용하는 수직이 아닌 경사각을 이용하였고 이에 따라 발생하는 이미지의 왜곡을 제거하기 위하여 이미지 변환기법을 적용하여 왜곡이 없는 정사촬영 이미지로 변환시킨다. 이후부터는 PIV의 이미지 처리 방법이 적용되어 표면유속을 산정한다. 다만 이미지 변환을 PIV 이미지 처리 전에 하느냐 후에 하느냐에 따라 유속장 해석결과에 차이가 있다. PIV의 네가지 단계를 포함하여 LSPIV의 각 단계를 구분하면, seeding, illumination, recording, image transformation,image processing 및 post-processing의 여섯 단계로 나뉘어진다 (Li, 2002). LSPIV를 적용시 물표면 입자의 Tracing을 위하여 자연하천에서 사용하기에 적합한 환경친화적인 seeding 재료인 Wood Mulch를 사용하여 유속을 측정하였다. 적용지점은 용담댐 상류의 동향수위관측소 지점으로 이 지점은 한국수자원공사의 수자원시험유역이 위치하고 있다. 이미지의 촬영은 가정용 비디오 캠코더 (Sony DCR-PC 350)을 이용하여 두 줄기의 흐름에 대하여 각각 약 5분 동안의 영상을 촬영한후 이중에서 seeding의 분포가 잘 이루어진 약 1분간을 추출한후 이를 이용하여 PIV 분석에 이용하였다. 대체적으로 유속장의 계산이 무난하게 이루어지었으나 비교적 수질 상태가 양호하고, 수심이 낮고, 하상재료가 자갈로 이루어져 있어 비슷한 색상의 seeding 재료를 추적하기 어려운 구간이 발생한 부분에서는 유속의 계산이 정확히 이루어지지 않았다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권2호
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• pp.147-151
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• 2001

광섬유 센서는 구조물에 대한 비파괴적인 측정이 가능하고, 전자파에 의한 간섭이 발생하지 않으므로, 전자파 장애의 영향을 무시할 수 있는 장점이 있다. 또한 구조물 건조시 콘크리트 같은 대상체에 광섬유를 내장시킬 경우에는 검사시 대상체를 파괴시키지 않고서도 대상체의 손상여부와 역학적 거동을 측적 및 해석할 수 있는 비파괴 검사기술이다. 특히 광섬유 브래그 격자 센서는 그러한 대상체에 대한 비파괴 검사를 수행하는데 가장 적합한 센서이다. 광섬유 브래그 격자는 특정파장의 빛을 반사 또는 제거시키는 특성을 지니고 있으며, 스트레인 같은 물리량이 광섬유 브래그 격자에 가해지면, 반사되는 빛의 중심파장이 이동하여 이를 통해 물리량을 측정할 수 있다. 정 동적 스트레인을 측정할 수 있는 광섬유 브래그 격자 센서는 건축물이나 토목구조물 등의 안전 진단(health monitoring)을 위해 사용되고 있으며, 최근에는 도로나 교량과 같은 토목 구조물로의 응용에 있어서 필수적인 동적 스트레인의 측정에 대해 그 관심이 집중퇴고 있다. 본 연구에서는 패브리-페로(Fabry-Perot) 필터를 이용하여 다중점에서 동적 스트레인을 측정할 수 있는 센서 시스템을 제작하였으며, 제작된 센서 시스템을 모의 구조물(외팔보)에 적응하여 모의 구조물에 가해지는 정적, 동적 스트레인을 측정하였다. 측정 결과는 기존의 전기적 센서와 유사하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.1582-1589
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• 2006

잠금기법은 분산 병렬 시스템의 동기화에 필수적이다. 기존의 큐잉 잠금기법은 최초의 잠금 읽기와 잠금 경합발생 시 공유 데이터에 대한 잠금이 해제되었을 때 발생하는 잠금 읽기 재 시도로 두 개의 트래픽을 발생한다. 본 논문에서는 WPV(Waiting Processor Variable) 잠금기법이라 불리는 새로운 잠금기법을 제안한다 새로이 제안하는 기법은 오직 한 개의 잠금 읽기 명령을 사용한다. WPV 기법은 파이프라인 전송방식을 사용하여 최초의 잠금 읽기 단계에서 공유 데이터가 전송될 때까지 대기 한 후 잠금을 실시한다. 데이터에 대한 잠금을 수행중인 프로세서는 대기 상태의 다음 프로세서에 대한 정보를 저장하고 있으므로, 공유 데이터가 캐쉬 대 캐쉬 데이터 전송 기법에 의하여 대기중인 다음 프로세서로 바로 전송된다. 따라서 대기중인 프로세서 에 대한 변수는 연결 리스트 구조를 갖는다. 제안된 기법은 캐쉬 상태의 잠금기법을 사용하여 잠금 오버 헤드를 줄이고 다중 잠금 경합 발생시 FIFO를 유지하게 한다. 또한 본 논문에서는 기존의 메모리 및 캐쉬 큐잉 잠금기법에 대한 WPV 잠금기법의 해석적 모델링을 제시한다. WPV 잠금기법에 대한 시뮬레이션의 결과는 기존의 큐잉 잠금기법에 비하여 50%의 접근 시간의 감소를 보여주었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제24권8B호
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• pp.1558-1566
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• 1999

센서의 물리적인 한계에 의해서 저해상도의 영상밖에 얻을 수 없는 경우에도 고해상도의 영상이 필요할 때가 있다. 본 논문에서는 이러한 경우에 다중채널의 디컨벌루션 방법을 기반으로 다수의 저해상도 영상들로부터 하나의 고해상도 영상을 얻을 수 있는 영상 복원 알고리즘을 제안하고자 한다. 엘리어싱은 주파수 영역에서 해석하기 쉽기 때문에 DFT를 기반으로 한 방법이 일반적으로 사용되어졌다. 그러나 복원에 필요한 저해상도 영상이 충분하지 않거나, 저해상도 영상들이 가지는 정보가 적절하지 않을 경우에 대해서는 원하는 고해상도의 영상을 얻을 수 없었다. 그래서 이를 극복하기 위해 공간 영역으로 재해석하면 확장된 다중채널의 정규화를 사용할 수 있었으며, DFT대신에 DCT를 사용하여 연산량을 줄일 수 있었다. 이론적인 고찰과 실험을 통하여 우리가 제안한 알고리즘에 대한 유용성을 알아보았으며, 저해상도 영상의 움직임 정보가 올바르지 않을 경우에도 정규화를 사용하여 이를 극복할 수 있음을 실험을 통해서 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권2호
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• pp.95-105
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• 2018

차세대 회전익기 개발에서 고속화는 중요한 과제이며, 선행 연구들을 통해 덕트 팬을 가지는 비행체는 고속화 실현 가능성이 높은 형상으로 평가된다. 본 연구에서는 다중 덕트 팬 비행체의 전진 비행시의 유동 특성 및 공력 성능 분석을 위한 전산해석을 수행하였다. 전방 팬의 공력 성능은 자유류 유동과 팬 유입류에 의해 결정되는 반면, 후방 팬의 성능은 전방 팬에서 발생한 유동에 지배적인 영향을 받음을 확인하였다. 전진 속도가 증가하며 전방 팬 입구에서의 유동 박리는 후방 팬보다 먼저 발생하며, 덕트 입구 박리는 팬 추력의 증가를 유도한다. 두 덕트 팬 간의 상호 작용으로 인해 후방 팬에는 상대적으로 정렬된 유동이 유입되므로 박리 이전까지 추력이 꾸준히 감소하고, 전/후방 팬의 추력의 급격한 변화는 동시에 발생한다. 전진 속도에 따라 전체 비행체의 수직력은 감소하였다. 이는 팬 후류에 의한 동체 아랫면 압력 저하가 주요 원인으로 분석되었다.

• Journal of Platform Technology
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• 제9권4호
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• pp.60-70
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• 2021

본 논문은 2채널 이상의 다중 카메라를 사용하는 곡면 스크린 사격 시스템에서 패턴 레이저 영상의 좌표를 안정적으로 추적할 수 있는 방법을 제안하였다. 이 방법은 HMD 사격 방식을 대체할 수 있는 다중 스크린 사격 방식에 적용시 매우 효과적으로 타겟점을 추적 및 획득할 수 있다. 개별 카메라로부터 획득한 변형이 심한 곡면 스크린의 영상을 영상 정규화, 영상 이진화 및 노이즈 제거를 통해 보정한다. 이 보정된 영상을 매칭점을 기준으로 사격의 탄착점 추적에 용의한 유클리드 공간 맵으로 생성하여 적용한다. 실험한 결과, 곡면 스크린 사격 시스템에서 패턴 레이저의 영상 좌표를 안정적으로 추출하였고, 실세계 좌표 위치와 광대역 유클리드 맵의 타켓점 위치 오차를 최소화하였다. 실험을 통해 제안한 방법의 신뢰성을 확인하였다.

• 대한교통학회지
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• 제29권3호
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• pp.41-48
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• 2011

차량의 각종 안전장치 및 운전자 모니터링 장치에서 운전자의 상태를 파악하려 할 때는 운전자, 자동차, 도로 환경의 측정 변수들이 통합적으로 수집되고 해석되어야 한다. 본 논문에서는 운전 상황을 통합적이고 종합적으로 분석하기 위하여 일정한 시간 주기로 운전자, 차량, 도로 주변 환경과 같은 다양한 영역으로부터 데이터를 동기화하여 수집하는 실시간 차량 모니터링 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 소프트 동기화 메커니즘으로 다중 정보를 동기화하여 수집한다. 이는 하나의 마스터 시간과 차량 상태와 운전자 상태 등의 다양한 영역의 데이터들의 키 값들을 동일한 시간 주기로 하나의 파일에 저장하고, 각각 다양한 영역의 데이터들은 저장할 때 마스터 시간과 함께 저장함으로써 후에 특정 시간에 운전 상황을 쉽게 찾아 볼 수 있게 한다. 본 논문에서는 구현된 시스템으로 9명의 피험자의 인지 부하 실험에서 데이터를 수집하는 예를 보인다.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권1호
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• pp.21-26
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• 2005

세라믹 분말 가압 성형 공정을 전산모사 하고 패킹의 임의성과 입자 배열의 효과를 평가하기 위해서 유사한 임의 다중 입자 배열을 사용하여 2차원 막대 배열 가압 성형 모델을 도입하였다. 3개의 Al₂O₃ 입자와 3개의 Al 입자를 가지고 기공과 관련된 가압 성형 공정을 균질화 탄성계수를 사용하여 외연적 유한요소 해석하였다. 해석 결과는 이전 해석 결과 및 실험 결과와 비교하였다. 마지막으로, 분말 입자의 마찰계수와 상대밀도의 관계를 얻기 위한 해석이 수행되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권6호
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• pp.583-592
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• 2014

이 연구는 글쓰기를 활용한 논의-기반 모델링 전략이 학생들의 모델링 능력에 미치는 영향을 알아보는 것을 목적으로 하였다. 또한 논의-기반 모델링 전략에서 다중표상의 적용여부가 학생들의 모델링 능력에 미치는 효과를 비교하였다. 이를 위해 남녀공학 중학교 1학년 세 개 학급(66명) 중 두 개 학급(43명)은 실험집단으로, 한 개 학급(23명)은 비교집단으로 선정하였다. 논의-기반 모델링 전략을 적용한 두 개 실험집단 중에서 한 개 학급은 AbRM집단(Argument-based multimodal Representation and Modeling, 논의-기반 다중표상 및 모델링 집단, 22명), 다른 한 개 학급은 AbM집단(Argument-based Modeling, 논의-기반 모델링 집단, 21명), 나머지 한 개 학급은 비교집단(23명)으로 선정하였다. 논의-기반 모델링 전략은 인지 과정, 해석 과정, 적용과정으로 구성되어 있다. 실험집단은 논의-기반 모델링 전략의 인지과정과 해석 과정을 공통적으로 수행하고 적용 과정에서 차이를 두었다. AbRM집단은 논의-기반 다중표상 및 모델링을 적용하였고, AbM 집단은 논의-기반 모델링을 적용했으며, 비교집단은 전통적 수업방식을 적용하였다. 논의-기반 모델링 전략이 학생들의 모델링 능력에 미치는 영향을 분석한 결과, AbRM집단의 경우 통합적 모델링 수준에서 다른 두 집단보다 통계적으로 유의미하게 높았고, AbM집단은 비교집단보다 유의미하게 높았다. 모델링 능력 검사의 하위요소인 문제인식, 과학개념 구조화, 주장-증거 적절성, 다중표상 지수에서 AbRM집단의 경우 모든 하위요소에서 AbM집단과 비교집단 보다 통계적으로 유의미하게 높았으며, 그 다음으로 AbM집단이 비교집단 보다 통계적으로 유의미하게 높았다. 이러한 결과로부터 논의-기반 모델링 전략은 모델링의 목적인 의사소통을 위해 자신이 만든 모델을 논의와 글쓰기를 통해 과학적 언어를 사용하여 스스로 정리하거나 표현하고, 다른 사람의 의견을 듣고 교환하는 과정을 통해 모델을 평가하고 수정하는 일련의 과정을 통해서 학생들의 모델링 능력의 향상에 효과적임을 보여주었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권9호
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• pp.701-706
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• 2018

본 논문에서는 임의의 대형구조의 전자기 특성을 효율적으로 해석하기 위해 대표적인 전자기 수치해석 기법의 하나인 모멘트법 기반 직접풀이법 중 CBFM의 원거리 상호작용 계산의 가속화 알고리즘을 제안하였다. 대형구조의 전자기 특성해석을 위해서는 계산시간의 단축이 필수적이며, CBFM 해석법에서 원거리 블록 간의 상호작용을 다중극전개방법을 사용한 근사화를 통해 복잡도를 크게 감소시킨 수식을 도출하였다. 본 논문에서 제안된 새로운 알고리즘을 도체구와 전투기의 레이다 단면적 계산에 적용하여 기존의 CBFM과 비교하여 정확도 손실 없이 계산시간이 각각 34 %, 74 % 단축되어 대형구조 문제해석에 효율적이라는 것을 확인하였다.