• 제목/요약/키워드: K-D 방정식

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조종성능을 고려한 파랑 중 선박의 직진성능에 관한 연구 (A Study on the Course Keeping Ability under Wave Condition Considering Ship's Maneuverability)

  • 강동훈;이순섭;이승재
    • 해양환경안전학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.193-199
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    • 2013
  • 파랑 중 선박의 직진성능을 시뮬레이션을 통하여 비교 검토하였다. 시뮬레이션을 구성하기위해 선박의 3자유도 조종운동방정식을 사용했으며, 선박에 가해지는 파랑강제력은 3차원 특이점 분포법을 사용하여 계산하였다. 시뮬레이션의 외란으로서 규칙파와 불규칙파를 사용하였고 최대사용타각과 제어시간지연을 제어기의 제한조건으로 설정하였다. 조종성능에 따른 직진성능을 검토하기 위해 유체력 미계수를 인위적으로 변화시킴으로서 조종성능이 다른 선박의 시뮬레이션을 구성하였다. Autopilot제어기를 사용한 일정시간의 선박의 직진 시뮬레이션을 수행하고 해당시간동안의 직진거리를 비교하여 선박의 직진성능을 검토하였다.

다수의 평면을 가지는 모델기반 카메라 추적방법 (Camera Tracking Method based on Model with Multiple Planes)

  • 이인표;남보담;홍현기
    • 한국게임학회 논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.143-149
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    • 2011
  • 본 논문에서는 다수의 평면을 가지는 모델기반 카메라 추적 시스템이 제안된다. 상품의 정보를 표기하기 위한 2차원 바코드(barcode)로 널리 사용되는 QR(Quick Response) 코드를 인식하여 해당 물체의 3차원 모델을 임포팅한다. 그리고 관련 기하정보를 이용하여 모델의 주요 정점(vertex)을 추출하고 옵티컬 플로우(optical flow)를 이용하여 추적한다. 클리핑 알고리즘으로 다수의 평면을 가지는 물체의 평면 영역을 구별하고 매칭된 특징으로부터 호모그래피를 계산하여 초기 단계의 대략적인 카메라 움직임 파라미터를 추정한다. 이후 카메라의 움직임에 따라 다양한 평면에 존재하는 특징점과 해당 3차원 정보를 선형 방정식으로 구성하고 DLT(Direct Linear Transform) 방법을 적용한다. 최종 단계에서 번들 조정(Bundle Adjustment) 알고리즘을 이용해 카메라의 움직임 파라미터에 포함된 에러를 최소화 한다.

미세조류 생물반응기 시스템의 민감도분석을 위한 최적입력설계 및 모델예측제어 (Sensitivity Analysis with Optimal Input Design and Model Predictive Control for Microalgal Bioreactor Systems)

  • 유성진;오세규;이종민
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권1호
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    • pp.87-92
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    • 2013
  • 미세조류는 바이오연료를 생산하기 위해 필요한 성분인 지방질의 생산성이 우수하기 때문에 바이오연료의 유망한 원료로서 최근 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는, 이러한 미세조류의 성장 속도와 미세조류 내부의 지방의 함량이 최대가 되도록 하기 위한 목적으로, 미세조류의 성장과 지방의 생성을 설명하는 제일원리(first principle)에 근거한 상미분방정식(ODE) 모델에 대하여 조사하였다. 모델은 6개의 상태변수와 12개의 파라미터로 이루어져 있으며, 미세조류의 성장을 영양분의 흡수와 흡수된 영양분에 의한 성장으로 두 단계로 나누어 설명한 Droop 모델의 가정을 따른다. 본 연구에서는 민감도 분석(Sensitivity analysis)을 위한 최대의 정보를 줄 수 있는 입력 신호를 결정하기 위해 D-optimality criterion을 이용한 최적 입력 설계(Optimal input design)를 수행하였으며, 구하여진 입력 신호를 적용하여 민감도 분석을 수행하여 모델에 좀 더 중요한 파라미터를 결정하였다. 또한 미세조류의 성장속도와 지방의 함량이 최대가 되도록 하기 위하여 모델 예측 제어(MPC)를 수행하였다.

항해용 X-band 레이다를 이용한 해운대해수욕장 이안류 자동탐지 및 특성 분석 (Automatic Detection and Analysis of Rip Currents at Haeundae Beach using X-band Marine Radar)

  • 오찬영;안경모;천세현
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.485-492
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    • 2019
  • 본 연구진에서 개발한 항해용 X-band 레이다를 이용한 파랑 및 이안류 관측 시스템을 해운대 해수욕장에 설치하여 이안류를 관측하였다. 기존 이안류 현장관측 방법으로는 측정하기 어려운 이안류의 형태와 크기 및 유속을 X-band 레이다 영상분석을 통해 관측하였다. 본 연구에서는 시간평균한 X-band 레이다 영상으로부터 이안류 발생위치와 크기 및 형태를 자동탐지하는 알고리즘을 개발하였다. X-band 레이다 영상을 3차원 푸리에 변환하고, 도플러 유속이 포함된 분산방정식 조건으로 이안류 유속을 계산하였다. X-band 레이다 영상분석을 통한 이안류 발생위치와 유속 계산 기법은 표류부이 실험으로 검증하였다. 해운대 해수욕장 이안류 조사 결과 한번 발생한 이안류는 1~2일 동안 지속되며, 발생위치가 크게 바뀌지 않는 것이 관찰되었다.

가스히터 보수주기 결정을 위한 히터내부 열전달 매체액 결빙현상 가시화에 관한 연구 (A Study on the Visualization of Ice-formation Phenomena of Bath Water to Decide Maintenance Period of Gas Heater)

  • 이정환;하종만;성원모
    • 한국가스학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.1-8
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    • 2001
  • 본 연구는 한국가스공사에서 운영중인 천연가스 공급관리소의 가스히터를 대상으로 겨울철 히터 가동 중단시, 가스히터 내부의 열전달 매체액 (Bath Water)이 빙점에 도달하는 시간을 계산하여 보수주기에 대한 결정 및 동파 취약 부위에 대한 영향을 판단하기 위해 가스히터의 체적을 고려한 비선형 3차원 전산모사를 수행하였다. 이용된 시뮬레이터는 미국 FLUENT사의 FLUENT V 5.0으로서 열유체 유동해석 범용 Code이다. 본 문제는 열전도에 관한 문제로 에너지 방정식을 푸는 방식으로 진행되지만 가스히터의 체적을 고려한 3차원 계산을 수행하기 위해 현장의 가스히터 형상 및 축적을 거의 유사하게 모델링하였고 표면에서 공기에 의한 대류 (Convection)문제와 단열재 사이의 전달 (Conduction)문제, 히터내부 액체의 자연대류 (Natural Convection) 그리고 배관을 통한 열손실의 문제를 고려한 복합적인 열전달 현상을 분석하였다.

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접지된 유전체층 위에 위치한 유한한 도체스트립 배열구조로 구성된 비균일 누설파구조 (Non-uniform Leaky Wave Structure Composed of Finite Conducting Strip Array on a Grounded Dielectric Layer)

  • 이종익;이철훈;조영기
    • 전자공학회논문지D
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    • 제36D권8호
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    • pp.45-53
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    • 1999
  • 접지된 유전체층 위의 유한한 개수의 도체스트립에 의한 전자기 산란문제를 TM편파의 경우에 대하여 송수신 누설파 안테나와 격자결합기의 관점에서 고려하였다. 도체스트립에 유기된 전류를 미지수로 하는 적미분 방정식을 유도하고 모멘트법을 이용하여 풀었다. 도체스트립에 걸쳐서 특정한 전원(전류) 분포를 갖는 비균일한 누설파 구조를 구성하기 위하여 누설파 구조를 따라 인접하는 스트립들 사이의 거리의 스트립의 폭이 함께 변화되었다. 도체스트립의 전류분포 및 표면파 전력에 대한 해석결과들로부터 적절히 구성된 비균일한 누설파 구조의 수신 누설파 안테나 및 적자결합기 관점에서의 최대 결합효율이 균일한 구조에서의 80%에 비해 15%정도 개선된 95%가 됨을 관찰하였다.

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개방형 도파관 배열 안테나의 조향 소자 패턴 및 조향 임피던스에 관한 연구 (Scan Element Pattern and Scan Impedance of Open-Ended Waveguide Away Antenna)

  • 유제우;라동균;김동석;김찬홍;박동철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.7-14
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    • 2007
  • 본 논문에서는 직사각형 개방형 도파관들이 삼각 격자 형태로 배열된 구조의 조향 특성을 연구하였다. 무한배열 해석 이론에서의 도파관 모드와 플로케 모드 함수를 이용하여 도파관 내부와 외부의 전계 성분을 적분방정식으로 유도하고 이를 프로그램화하여 조향 소자 패턴과 조향 임피던스를 수치해석하였다. CST사의 MWS(Microwave Studio)와 Ansoft사의 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 이용하여 얻어진 시뮬레이션 결과와 계산된 결과를 비교하였고, 아울러 $8{\times}8$ 부배열을 제작하고 측정하여 시뮬레이션과 계산 결과와 비교함으로써 접근 방법의 타당성을 검증하였다. 제작된 부배열 안테나는 X-대역에 있는 중심주파수의 10.5 % 대역 내에서 E-면(방위각)과 H-면(고각) 조향 범위 ${\pm}45^{\circ}C,\;{\pm}20^{\circ}C$ 내에서 평탄한 이득을 갖고 또한 -10 dB 이하의 반사 손실을 갖는 것을 확인하였다.

얇은 쉘의 실시간 시뮬레이션을 위한 모달 와핑 기법의 확장 (An Extended Modal Warping Approach to Real-Time Simulation of Thin Shells)

  • 최민규;우승용;고형석
    • 한국게임학회 논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.11-20
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    • 2007
  • 본 논문에서는 큰 변형이 일어나는 얇은 쉘을 실시간에 시뮬레이션하는 기법을 제안한다. 쉘이란 나뭇잎이나 종이와 같이 이차원 구조라 할 수 있는 얇은 물체이다. 얇은 쉘의 시각적으로 사실적인 애니메이션을 실시간에 생성하는 것은 컴퓨터 그래픽스 분야에서 오랫동안 주요한 도전 과제였다. 본 논문에서는 연속체 역학에 있어서 가장 복잡한 쉘 이론에 의존하는 대신 Grinspun 등이 제안한 이산 쉘 에너지 함수를 채용하고, 지배방정식의 실시간 적분을 위해서는 쉘 구조를 위한 모달 와핑 기법을 개발한다. 이와 같은 새로운 시뮬레이션 기법은 삼차원 솔리드를 위해 개발된 종전의 모달 와핑 기법을 확장한 것이다. 본 논문에서 제안한 방법은 매우 많은 정점으로 이루어진 메쉬 구조의 큰 휨과 큰 꼬임 변형도 실시간에 사실적으로 생성할 수 있다.

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토양 오염원의 이동에 관한 연구 (감쇠항이 있는 3차원 이송-확산 방정식의 수치모형 개발) (A Study on the Transport of Soil Contaminant (A Development of FDM Model for 3-D Advection-Diffusion Equation with Decay Term))

  • 김상준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권2호
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    • pp.179-189
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    • 2012
  • 오염물질의 이동 현상을 모의하기 위하여, 감쇠항이 있는 3차원 이송-확산 방정식의 수치모형이 개발되었다. 개발된 모형은 유한차분 모형으로서 시간단계의 가중치 ${\alpha}$를 포함하는 음해법(implicit finite difference method)과, 반복법인 Gauss-Seidel SOR(successive over relaxation)이 사용되었다. 모형은 보다 단순화된 가정 하에서 존재하는 두 가지의 해석적인 해와 비교되었다. 그 결과 Peclet number가 5~20 이하에서는 수치 분산의 영향이 크지 않았고 작은 오차범위 내에서 해석적인 해와 동일하였다. 또한 가중치 ${\alpha}$의 변화에 대한 모형의 거동은 Crank-Nicolson 모형(${\alpha}$=0.5)이 fully-implicit 모형(${\alpha}$=1)보다 해석적인 해에 접근함을 보여주었다. 모형의 검증과 실효성 제고를 위하여, mass balance를 검토하였다. 즉, 이송, 확산 및 감쇠항 각각에 대한 질량 이동을 산출하였으며, 그 결과 질량 이동의 계산 오차는 약 3% 이내였다. 본 모형은 감쇠 과정이 수반되는 3차원 이송-확산의 농도분포와 질량이동을 산출할 수 있으며 다양한 경계조건을 설정함으로서 현장조건을 반영할 수 있다. 그러나본 모형은 고정격자를 기반으로하는 유한차분 모형이므로 Peclet number가 비교적 작게 나타날 수 있는 토양 및 지하수계의 오염물질 이동 등의 문제에서 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

구조방정식 모형을 활용한 표준화 장애요인과 기업의 장애극복방안에 관한 실증연구 (An Empirical Study on the Obstacle Factor of Standardization and Overcoming the Obstacles of Enterprises Using the Structural Equation Model)

  • 정명선
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.171-179
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    • 2018
  • 기업은 자사의 제품과 기술의 상호운용성을 확보하기 위하여 연구개발과정에서 표준기술을 적용하게 되는데, 이 과정에서 다양한 종류의 장애요인이 발생하게 되며, 활발한 표준화 활동을 통해 이를 극복하려고 한다. 연구개발과정에서 기업의 장애요인과 장애 극복전략 간의 연구는 다양하게 진행되어 왔으나 표준화 과정에서의 장애요인과 장애 극복전략에 관한 연구는 미흡한 상태이며, 표준화와 관련된 장애요인의 유형과 기업의 장애 극복활동에 대한 유형에 대해서도 부족한 상황이다. 이에 본 연구에서는 기업이 표준화 관련 장애요인의 유형을 도출하고, 이러한 장애요인들이 기업의 표준화 활동에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 살펴보고자 하였다. 분석을 위해서 한국표준협회가 국내의 전기전자 정보통신 분야에 종사하는 기업을 대상으로 조사하였던 '국내표준실태조사'의 자료를 활용하였으며, 표준관련 장애사항과 필요성 그리고 표준화활동간 관계는 구조방정식 모형을 통하여 검증하였다. 분석결과에 의하면, 표준관련 장애사항은 표준화 활동에 일정한 영향을 미치고, 표준의 필요성에 의한 매개효과가 있는 것으로 조사됨에 따라 많은 기업들이 표준활동에 의한 장애사항이 발생하게 되면 이를 극복하기 위해 다양한 노력들을 수행하고 있다는 것을 알 수 있었다. 따라서 기업은 장애사항을 극복하기 위한 전략적 행동을 스스로 수행함으로써 표준화 활동은 활발해지고 표준관련 연구개발로 인해 발생하는 장애요인들은 감소되는 선순환 구조를 구축하게 될 것으로 판단된다.