• Journal of Computational Design and Engineering
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• 제3권4호
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• pp.385-397
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• 2016

Scaffolds are essential in bone tissue engineering, as they provide support to cells and growth factors necessary to regenerate tissue. In addition, they meet the mechanical function of the bone while it regenerates. Currently, the multiple methods for designing and manufacturing scaffolds are based on regular structures from a unit cell that repeats in a given domain. However, these methods do not resemble the actual structure of the trabecular bone which may work against osseous tissue regeneration. To explore the design of porous structures with similar mechanical properties to native bone, a geometric generation scheme from a reaction-diffusion model and its manufacturing via a material jetting system is proposed. This article presents the methodology used, the geometric characteristics and the modulus of elasticity of the scaffolds designed and manufactured. The method proposed shows its potential to generate structures that allow to control the basic scaffold properties for bone tissue engineering such as the width of the channels and porosity. The mechanical properties of our scaffolds are similar to trabecular tissue present in vertebrae and tibia bones. Tests on the manufactured scaffolds show that it is necessary to consider the orientation of the object relative to the printing system because the channel geometry, mechanical properties and roughness are heavily influenced by the position of the surface analyzed with respect to the printing axis. A possible line for future work may be the establishment of a set of guidelines to consider the effects of manufacturing processes in designing stages.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.314-322
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• 2023

한정된 병력을 효율적으로 활용하고 전장에서의 인명 피해를 최소화하기 위해 무인 항공기의 사용이 급격히 증가하고 있다. 무인 항공 시스템의 운용 개념과 환경에 따라 지상 통제 장비의 요구사항이 달라지지만, 여전히 공통적인 요구사항이 존재한다. 그러나 이러한 공통 요구사항을 만족시키기 위한 시스템 구성이 표준화되지 않아, 공통 기능의 재활용이 어려워져 지속적으로 획득 비용이 발생하는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 UCS 아키텍처를 활용하여 한국형 UCS 모델을 개발하였다. 또한 아키텍처에서 명시하지 않은 서비스 개발과 관련된 요소(프레임워크, 통신 미들웨어, 서비스 구조 등)를 설계한 후, 이를 기반으로 개발자들의 업무 효율성을 향상시키는 보일러플레이트를 개발하였다. 본 연구의 결과는 무인 항공 시스템의 지상 통제 장비 개발을 효과적이고 경제적으로 수행할 수 있는 기반이 될 것이다.

• Smart Structures and Systems
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• 제20권1호
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• pp.61-74
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• 2017

One of the most reliable and simplest tools for structural vibration control in civil engineering is Tuned Mass Damper, TMD. Provided that the frequency and damping parameters of these dampers are tuned appropriately, they can reduce the vibrations of the structure through their generated inertia forces, as they vibrate continuously. To achieve the optimal parameters of TMD, many different methods have been provided so far. In old approaches, some formulas have been offered based on simplifying models and their applied loadings while novel procedures need to model structures completely in order to obtain TMD parameters. In this paper, with regard to the nonlinear decision-making of fuzzy systems and their enough ability to cope with different unreliability, a method is proposed. Furthermore, by taking advantage of both old and new methods a fuzzy system is designed to be operational and reduce uncertainties related to models and applied loads. To design fuzzy system, it is required to gain data on structures and optimum parameters of TMDs corresponding to these structures. This information is obtained through modeling MDOF systems with various numbers of stories subjected to far and near field earthquakes. The design of the fuzzy systems is performed by three methods: look-up table, the data space grid-partitioning, and clustering. After that, rule weights of Mamdani fuzzy system using the look-up table are optimized through genetic algorithm and rule weights of Sugeno fuzzy system designed based on grid-partitioning methods and clustering data are optimized through ANFIS (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System). By comparing these methods, it is observed that the fuzzy system technique based on data clustering has an efficient function to predict the optimal parameters of TMDs. In this method, average of errors in estimating frequency and damping ratio is close to zero. Also, standard deviation of frequency errors and damping ratio errors decrease by 78% and 4.1% respectively in comparison with the look-up table method. While, this reductions compared to the grid partitioning method are 2.2% and 1.8% respectively. In this research, TMD parameters are estimated for a 15-degree of freedom structure based on designed fuzzy system and are compared to parameters obtained from the genetic algorithm and empirical relations. The progress up to 1.9% and 2% under far-field earthquakes and 0.4% and 2.2% under near-field earthquakes is obtained in decreasing respectively roof maximum displacement and its RMS ratio through fuzzy system method compared to those obtained by empirical relations.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.75-84
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• 2005

그리드 컴퓨팅의 도입은 지역적인 제한에 묶여있던 자원을 바탕으로 한 컴퓨팅 모델에서 을 공유 자원을 바탕으로 한 완전한 분산 환경으로의 변화를 의미한다. 어카운팅은 그리드의 보급에 가장 중요한 요소 중 하나로 들 수 있으나, 아직까지도 별로 언급되지도 않을뿐더러, 실제 적용되고 있는 사례도 드물다. 본 논문에서는, 그리드 환경에서의 어카운팅 정보를 수집하기 위한 시스템을 설계 및 구현한다. 각 로컬 시스템에서 수집된 어카운팅 정보는 그리드 사용자 정보가 포함되어 있지 않으므로 그리드 환경에서 사용되기 위해서는 각 어카운팅 정보에 그리드 사용자 정보를 포함시켜야 한다. 본 논문에서는 이러한 정보를 PGAM을 통해 얻도록 함으로써 해결하였다. 구현된 시스템은 OGSA를 기반으로 GGF의 RUS-WG에서 제안한 GSAX 프레임워크를 따른다. 어카운팅 정보의 구조는 GGF의 UR-WG에서 제안한 Usage Record Fields를 따른다. 또한, 그리드 환경에서의 시스템 관리를 위한 어카운팅 정보의 수집 및 모니터링을 위한 툴도 개발하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.8-15
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• 1997

본 논문에서는 하나의 TMS320C31 Digital Signal Processor (DSP)를 사용하여 실시간으로 동작하는 Motion Picture Experts Group-1 (MPEG-1) 오디오 인코더 시스템을 구현하였다. 우선 MPEG-1 Audio Layer-2 및 심리음향모델-1 관련 기본 알고리듬을 C-언어로 구현하여 기본 동작을 확인하였다. 그리고 전체실행 시간을 줄이기 위하여, 이를 다시 Texas Instruments (Tl) 어셈블리어로 작성하였다. 마지막으로, MPEG-1 오디오 인코더 시스템을 위한 실제 DSP 하드웨어 회로 보드를 설계, 제작하였다. Analog-to-Digital Converter (ADC) 제어, 입출력 제어, 그리고 DSP 보드에서 PC로의 비트열 전송과 같은 주변 모듈들은 Very High Speed Hardware Description Language (VHDL)을 사용하여 Field Programmable Gate Array (FPGA)로 구현하였다. 제작된 시스템은 48 KHz로 샘플링 되는 스테레오 오디오 신호를 실시간으로 처리하여 192 kbps 비트율로 부호화된 비트열을 출력시킨다. 다양한 형태의 스테레오 오디오 신호를 통해, 제작된 오디오 인코더 시스템의 실시간 동작과 양질의 오디오 신호가 복원됨을 확인하였다.

• 디자인학연구
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• 제16권3호
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• pp.329-340
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• 2003

본 연구의 목적은 도시경관의 이미지를 개선하기 위한 환경색채의 배색조화 방법을 제공하는 것이다. 연구 대상지역은 익산시 22개 아파트단지이며 이를 분석하였다. 본 연구는 자연색체계에 기초한 하드와 시빅의 배색모델을 준거의 틀로 사용하였다. 그리고 환경색채 지각과 색채미학에서 새롭게 제시된 다양한 이론들을 검토하였으며 환경 색채디자인에 적용될 수 있는 미학적 특성들을 제안하였다. 첫째, 색채조화 원리는 뉘앙스와 톤에 기초한다. 그러므로 뉘앙스와 관계된 명도와 채도의 조절이 배색에 중요하게 작용된다. 둘째, 색채지각에 있어 미적경험은 색채 속성들의 유사성과 차이성의 상호결합에 의한 효과로 정의되었다. 셋째, 색채조화이론은 더욱 통합적인 학제 간 연구를 통해 발전 될 수 있으며 이러한 경험적 자료는 환경색채디자인과 평가를 위한 기초적 정보가 될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제20권4호
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• pp.339-350
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• 2003

국가우주개발 중장기 계획의 일환으로 "통신방송위성(CBS: Communications and Broadcasting Satellite) 탑재체 개발 사업"이 한국전자통신연구원을 중심으로 국내산업체와 공동으로 추진되었다. 통신탑재체는 Ku대역 및 Ka대역 통신중계기와 안테나로 구성되며, 2000년 5월부터 2003년 4월까지 3년 동안 기술검증모델 탑재체가 개발되었다. 본 사업에서 통신방송위성을 위한 위성버스체는 개발되지 않으므로 위성을 이루는 통신탑재체와 버스체의 구성이 완벽하지 않았다. 이러한 문제를 해결하기 위해 위성버스체를 대신할 소프트웨어 위성시뮬레이터의 개발이 요구되었다. 개발에 적용된 위성버스체는 무궁화위성 버스체를 그 대상 모델로 가정하였다. 독립적으로 존재하는 하드웨어 통신탑재체와 소프트웨어 위성시뮬레이터의 연동은 통신탑재체의 기능 시험 및 검증을 목적으로 개발된 전기적 지상시험장치(EGSE: Electrical Ground Support Equipment)의 전력, 원격명령 및 원격측정 시스템(PCTS: Power, Command and Telemetry System)을 통해 이루어지도록 설계되었다. 이러한 시스템 개발을 통해 하드웨어 통신탑재체와 실시간으로 연동되는 Hardware-in-the-loop(HITL) 통신방송위성 시뮬레이터(CBSSIM: CBS Simulator)를 구현하였다. CBSSIM의 위성버스체 모델은 모멘텀 바이어스 삼축 안정화 방식의 정지궤도 위성이고, CBSSIM은 PCTS와 TCP/IP로 연결되고, 통신탑재체는 DC하니스 및 MIL-STD-1553B로 PCTS와 연결된다. CBSSIM은 실시간 처리부을 통해 통신탑재체와 위성버스체 모델로 원격명령을 전송하며, 통신중계기로부터 실제 원격측정 자료와 위성버스체 모델로부터 생성된 원격측정 자료를 수집한다. CBSSIM은 다양한 그래픽 사용자 인터페이스(GUI: Graphic User Interface)를 통해 위성의 상태를 감시할 수 있으며, 통신위성의 발사 전후 및 궤도 운용시의 상태를 모사할 수 있다. 본 논문에서는 객체지향 기법에 의해 위성버스체를 모사한 CBSSIM과 통신탑재체 및 통신탑재체와 CBSSIM을 연동시키는 PCTS를 포함한 HITL시뮬레이터의 설계 및 구현 내용에 관해 기술한다.에 관해 기술한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권10호
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• pp.3989-4006
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• 2020

The intelligent agriculture monitoring is based on the perception and analysis of environmental data, which enables the monitoring of the production environment and the control of environmental regulation equipment. As the scale of the application continues to expand, a large amount of data will be generated from the perception layer and uploaded to the cloud service, which will bring challenges of insufficient bandwidth and processing capacity. A fog-based offline and real-time hybrid data analysis architecture was proposed in this paper, which combines offline and real-time analysis to enable real-time data processing on resource-constrained IoT devices. Furthermore, we propose a data process-ing algorithm based on the incremental principal component analysis, which can achieve data dimensionality reduction and update of principal components. We also introduce the concept of Squared Prediction Error (SPE) value and realize the abnormal detection of data through the combination of SPE value and data fusion algorithm. To ensure the accuracy and effectiveness of the algorithm, we design a regular-SPE hybrid model update strategy, which enables the principal component to be updated on demand when data anomalies are found. In addition, this strategy can significantly reduce resource consumption growth due to the data analysis architectures. Practical datasets-based simulations have confirmed that the proposed algorithm can perform data fusion and exception processing in real-time on resource-constrained devices; Our model update strategy can reduce the overall system resource consumption while ensuring the accuracy of the algorithm.

• Journal of Power Electronics
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• 제9권3호
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• pp.343-353
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• 2009

In this paper, a nonlinear controller is proposed for Doubly-Fed Induction Machine (DFIM) drives. The nonlinear controller is designed based on an adaptive backstepping control technique, using a fifth order model of an induction machine in the synchronous d & q axis rotating reference frame, whose d axis coincides with the space voltage vector of the main AC supply, and using the rotor current and stator flux components as state variables. The nonlinear controller can perfectly track the torque reference signal measured in the stator terminals under the condition of unity power factor regulation, in spite of the stator and rotor resistance variations. In order to make the drive system capable of operating in the motoring and generating modes below and above the synchronous speed, two level Space-Vector PWM (SV-PWM) back-to-back voltage source inverters are employed in the rotor circuit. It is confirmed through computer simulation results that the proposed control approach is effective and valid.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권5호
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• pp.471-482
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• 2012

To assess the risk of nuclear power plant operation and to determine the risk impact of digital systems, there is a need to quantitatively assess the reliability of the digital systems in a justifiable manner. The Probabilistic Risk Analysis (PRA) is a tool which can reveal shortcomings of the NPP design in general and PRA analysts have not had sufficient guiding principles in modelling particular digital components malfunctions. Currently digital I&C systems are mostly analyzed simply and conventionally in PRA, based on failure mode and effects analysis and fault tree modelling. More dynamic approaches are still in the trial stage and can be difficult to apply in full scale PRA-models. As basic events CPU failures, application software failures and common cause failures (CCF) between identical components are modelled.The primary goal is to model dependencies. However, it is not clear which failure modes or system parts CCF:s should be postulated for. A clear distinction can be made between the treatment of protection and control systems. There is a general consensus that protection systems shall be included in PRA, while control systems can be treated in a limited manner. OECD/NEA CSNI Working Group on Risk Assessment (WGRisk) has set up a task group, called DIGREL, to develop taxonomy of failure modes of digital components for the purposes of PRA. The taxonomy is aimed to be the basis of future modelling and quantification efforts. It will also help to define a structure for data collection and to review PRA studies.