• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
• /
• 제41권4호
• /
• pp.673-689
• /
• 2022

계절 변화를 이해하기 위해서는 3차원 공간 속에서 천체들의 관계를 이해하는 것이 필요하며 이를 위해 학생들이 직접 3차원 모델을 구성하여 사용하고, 평가 및 수정하는 모델링 활동이 중요하다. 이 연구에서는 초등학생이 지구본과 전구를 사용하여 계절 변화 원인으로서 지구의 운동을 3차원 공간에서 모델링하는 과정을 분석하였다. 초등학교 6학년 17명이 참여하였으며 모델링 수업은 계절 변화와 관련된 현상과 개념을 탐색한 뒤 현상의 원인이 되는 지구의 운동을 지구본과 전구를 사용하여 학생들이 직접 모델을 구성하고 이를 활용하여 계절 변화를 설명하는 과정으로 진행되었다. 학생들의 모델링 과정을 녹화한 비디오 자료, 학생들의 활동지, 사후 면담 전사본을 연구 자료로 사용하였고, 삼각 검증을 통해 자료의 신빙성을 확보하였다. 모델링 수준 분석 틀은 선행 연구를 기초로 구성하였으며 모델에 대한 이해와 모델링 실행뿐만 아니라 지구의 운동 관련 개념을 고려하여 구성하였다. 최종 확정된 분석틀에서는 3차원 모델링 수준을 1수준부터 3수준까지 구분하였고 각 수준에서 나타날 수 있는 학생의 수행을 구체화하였다. 연구 결과, 계절 변화를 설명하기 위한 초등학생의 지구본 활용 모델링 수준은 크게 두 가지로 나타났다. 지구의 자전 및 자전축의 기울기, 지구의 공전을 고려하였으나 경험적 증거를 활용하지 못하는 수준(2수준)과 지구의 자전 및 자전축의 기울기, 공전을 고려하고 경험적 증거를 활용하는 수준(3수준)으로 나타났다. 그러나 학생들이 경험적 증거를 활용하여 모델링을 하는 경우도 과학적 모델 구성으로 이어지지 못하였는데, 이 연구에서는 그 원인을 모델링 시 사용하는 도구의 특징과 관련지어 탐색하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제49권11호
• /
• pp.945-951
• /
• 2021

SOQPSK-TG는 대역폭 효율이 매우 우수한 항공기 텔레메트리용 변조신호이다. 본 논문에서는 SOQPSK-TG 변조방식의 주파수 파형 필터를 선형 근사하여 듀오바이너리 프리코더와 약 1T_b 구간의 위상천이 구간을 갖는 수정 주파수 파형 필터로 모델링하였다. 그리고 기존의 프리코더와 결합하여 이중 듀오바이너리 MSK로 SOQPSK-TG를 모델링하였다. SOQPSK-TG 신호와 새롭게 모델링한 이중 듀오바이너리 MSK 신호를 시간 영역, 주파수 영역에서 비교하여, 두 신호가 거의 일치하고 실질적인 성능 차이가 없음을 확인하였다. 또한 새로 모델링한 이중 듀오바이너리 프리코더에 의한 변조지수 변화를 고려하여 IQ-검출기의 검출 필터를 코사인 합 필터로 구현하였을 때 기존 코사인 필터 대비 약 0.1 dB 수신성능이 개선됨을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.1205-1208
• /
• 2007

본 연구에서는 3차원 CFD 모형인 FLOW-3D 모형을 이용하여, 군남 홍수조절지 접근수로의 안정성과 웨어의 월류능력을 검토하였다. 이를 위해서 현지측량자료와 1:5,000도의 수치지도를 이용하여 지형과 기본계획 설계(안)의 여수로를 구성하였다. 지형은 모델링 범위를 충분히 포함하도록 홍수조절지의 상 하류에 걸쳐 작성하였으며, 연직범위는 가능 최대 홍수량(PMF)시 저수지의 최고수위를 초과하는 범위까지 재현하였다. 모델링 범위는 웨어와 같은 구조물 주변에서는 조밀한 격자를 사용하여 정밀한 흐름현상을 재현토록 하였으며, 저수지 부분과 하류하천 부분에 대하여는 느슨한 격자망을 적용하여 최종적으로 2가지 격자망으로 모델링 전체범위에 대하여 격자를 구성하였다. 상류 경계조건으로는 저수지 수위를 경계조건으로 설정하였고, 하류 경계조건으로는 군남 홍수조절지가 일반댐과 달리 상 하류의 표고차가 크지 않아 방류시 하류하천 수위 상승으로 인하여 통수능에 영향을 줄 것으로 판단되므로, 방류량 대 하류하천 형성수위 관계식을 산정하여 방류량에 따른 하류하천의 수위를 하류경계조건으로 설정하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제7권4호
• /
• pp.234-244
• /
• 2004

주파수 영역 유한요소 파동방정식의 3차원 모델링은 거대한 크기의 산재행렬(sparse matrix)인 임피던스 행렬을 풀어야 한다. 이러한 이유 때문에 파동방정식의 3차원 모델링은 주로 시간 영역에서 이루어지고 있다. 이 연구는 주파수 영역 파동방정식의 유한요소 3차원 모델링 연구의 일환으로 라플라스 영역에서 1개 주파수에 대한 파동방정식 해를 이용하여 주시와 진폭을 계산할 수 있는 SWEET(Suppressed Wave Equation Estimation of Traveltime) 알고리즘과 병렬 유한요소 솔버를 결합하여 주파수 영역 3차원 모델링을 시도 하였다. 이렇게 계산된 주시와 진폭은 파선이론에 기반하여 계산된 주시와 진폭과 달리 급경사 구조 또는 수평 속도의 비가 큰 곳에서도 정확하게 계산되며, Kirchhoff 구조보정에 유용하게 사용될 수 있다. 연구의 결과를 검증하기 위하여 SEG/EAGE 3D 암염 모델의 주시와 진폭 계산에 적용하여 이를 검증하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제2권1호
• /
• pp.40-46
• /
• 1998

음극방식 시스템의 방식전류에 의한 압입구간내의 압입관과 배관의 부식거동에 관한 수학적 모델링을 경계요소법을 이용하여 수행하였다. 모델은 비선형 경계조건(Tafel 방정식)을 가진 라플라스 방정식으로 이루어져 있으며 압입관의 혼합전위를 구하기 위하여 혼합전위 이론을 응용한 반복법을 사용하였으며 그위에 비선형 경계조건에 대한 해석을 위하여 이중 반복법을 사용하였다. 모델은 정상적인 압입구간 뿐만 아니라 압입관과 배관과의 금속간 접촉(metal touch)이나 외부환경과 압입구간 내부를 격리시키는 절연부위의 손상과 같은 결함들을 가진 비정상적인 압입구간들에 대해서 적용되었다. 수학적 모델링의 결과로부터 압입구간에의 전위분포와 전류분포를 계산할 수 있었다. 모델링의 타당성을 증명하기 위하여 모사실험을 수행하였으며 실험조건내에서 이론적인 결과와 실험결과는 정성적으로 잘 일치하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제15권1호
• /
• pp.33-38
• /
• 2012

전기비저항 탐사는 자동측정과 정밀한 자료 획득이 가능해 지면서 토목 및 환경문제 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 이에 따라 시간에 따른 지하의 변화를 정밀하게 파악할 수 있는 전기비저항 모니터링 기법이 도입되면서 시간경과 모니터링 자료의 보다 정확한 모델링 기법과 역산 기법의 개발이 요구된다. 여기서는 3차원 전기비저항 모델링으로 요소의 변형을 통해 임의 형상의 이상체 및 복잡한 지형의 굴곡을 표현하기 쉬운 유한요소법을 사용하였다. 유한요소법에서 선형요소(1차 요소)는 시스템 방정식의 구성이 간단하고 대역폭이 좁다는 장점이 있다. 하지만 선형요소는 요소 또는 절점의 수에 따라 해의 수렴속도가 느리며 또한 정확성에 한계가 있다. 일반적으로 유한요소법에서 해의 정확성을 높이기 위해 고차요소를 사용한다. 본 논문에서는 고차의 Serendipity 요소를 사용하는 3차원 전기비저항 모델링 프로그램을 개발하였다. 선형요소법과 Serendipity 요소법의 비교를 위해 직육면체의 이상체 모델에 적용하였을 때, 선형요소법의 결과에 비해 Serendipity 요소를 사용하는 3차원 전기비저항 모델링의 결과에서 보다 정확하게 나타나는 것을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.331-336
• /
• 2013

본 논문은 유체 역학적 관점에서 플라즈마 모델링을 통하여 전자 밀도를 계산하는 방식을 제안하였다. 그럼으로써 기존 논문들에서 사용된 단순화된 플라즈마 모델링의 한계를 극복하였다. 계산된 전자 밀도를 finite-difference time-domain(FDTD) 기법에 기반한 맥스웰-볼츠만 시스템에 연계하여 다양한 각도에서 입사하는 전자기파에 대한 산란파 계산을 수행하였다. 전반부에서는 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge: DBD) 구조에서 발생되는 플라즈마를 모델링하였다. 다수의 모델링 방식 중, 시간 독립적인 변수를 도입하여 정지계의 전위 분포와 전자 밀도 분포를 계산하는 Suzen-Huang 모델을 이용하였다. 후반부에서는 변조된 가우시안 펄스를 플라즈마에 입사시켜 발생하는 산란파를 FDTD 기법을 이용하여 계산하였으며, 이를 바탕으로 레이더 단면적(radar cross section: RCS)을 관찰하였다. 모의실험 결과, DBD 플라즈마에 의해 1~2 dB 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 이는 기존의 논문에서 알려진 RCS 측정 결과와 유사한 양상을 보이며, 본 논문에서 제안한 모델링의 유효성을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제18권10호
• /
• pp.1508-1517
• /
• 1993

본 논문에서는 분산 무선망에서 CSMA프로토콜을 사용한 무선통신 시스템을 모델링하고, 컴퓨터로 시뮬레이션을 수행하여 패킷의 도착율(arrival rate) 함수에 의한 평균 END-to-END 지연특성을 살펴보았고, 또 모델링 을 수학적으로도 해석하였다. 이 무선 통신시스템은 단방향 통신방식으로 비동기식 1-persistent CSMA프로토콜을 사용하였으며, 또 모든 무선 통신시스템들이 근거러 영역에 적절하게 위치하고 있다고 가정하였고, 트래픽이 공용채널에 포아송 분포를 이루고 있다고 가정하였다. 이 모델의 해석에서는 무선 통신시스템이 breakdown 특성을 갖는 M/D/1 모델을 기본으로 하였다. 결과적으로 본 논문의 모델에 기초한 무선망은 패킷도착율이 2(packet/sec) 미만인 경우 평균지연시간이 패킷전송시간의 2배정도로 잘 동작됨을 확인할 수 있다.

• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.15-21
• /
• 2007

본 논문에서는 비등속 이동물체의 표면 검사를 위한 3차원 표면 모델링(modeling) 기법을 제안하였다. 레이저 라인을 물체에 조사하면 표면의 굴곡에 따라 라인에 휨 현상이 나타난다. 이를 분석하여 물체 표면에 대한 3차원 정보를 획득 할 수 있다. 기존의 단일 라인(single stripe) 기법의 정확성과 단일 프레임(single frame) 기법의 빠른 복원 속도의 장점을 모두 활용하기 위하여 멀티 레이저 라인 투사기법을 이용하였다. 정확한 레이저 라인의 추출을 위하여 이진화 및 채널별 에지 검출 기법을 소개하였고, 효과적인 레이저 각 라인의 라벨링 기법을 새로 제안하였다. 개별 3차원 복원 표면을 전체영상으로 합성하기 위해 영상간 특징점 매칭(matching)을 활용하여 동기화 정보를 획득하고 영상을 정합하였다. 본 알고리듬을 컨테이너 표면 데미지 검사에 활용하여 제안한 3차원 모델링 기술의 우수성을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제14권1호
• /
• pp.11-18
• /
• 2011

본 논문은 열차의 타고오름 해석을 위한 새로운 2차원 다물체 동역학 모델링 방법을 제안하였다. 본 동역학 모델은 에너지 흡수구조/부품뿐만 아니라 차체의 변형도 고려하여 비선형 스프링, 댐퍼, 질량으로 구성되며 철도차량의 충돌에너지흡수량, 승객구간의 가속도, 연결 장치의 충격력, 차량간 타고오름 변위 등을 잘 예측할 수 있다. 제안된 방법으로 한국형고속열차를 차체 각 부분의 압괴 특성을 구하고 2차원 다물체 충돌동역학 모델을 구성하였다. 열차 대 열차 충돌 시나리오조건으로 2차원 동역학 모델을 시뮬레이션하고 3차원 가상시험 모델로 평가하였다. 그 결과 2차원 동역학 모델은 타고오름 거동을 잘 예측하였으며 차체변형을 고려한 모델링 기법이 타고오름 평가에 중요함을 확인하였다.