• 한국습지학회지
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• 제11권1호
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• pp.49-64
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• 2009

홍수나 가뭄 등 극한 사상을 예측하여 재해에 대비하거나 또는 수자원을 효율적으로 관리, 배분하기 위하여 강우-유출 모형이 이용되고 있다. 그러나 많은 수문학자들은 강우-유출 모형이 가질 수밖에 없는 불확실성에 대하여 언급하였다. 실제 유역에 내린 강우는 증발과 증산, 차단, 침투 등 여러 과정을 거쳐 유출로 이어지는데, 모형에서는 이러한 복잡한 물리적 과정을 단순화하여 표현하였으므로 불확실성이 반드시 존재할 수밖에 없는 것이다. 따라서 모형으로부터의 모의 결과를 신뢰할 수 있는지를 정량적으로 판단하는 과정이 이루어져야 한다. 본 논문에서는 현재까지 강우-유출 모형의 불확실성을 평가한 선행 연구 중 Montanari와 Brath(2004)가 제시한 Meta-Gaussian 기법을 이용하여 강우-유출 모형 모의 결과에 대한 불확실성을 검토하였다. 이 기법은 모형 오차의 확률 분포형으로부터 신뢰구간의 상한계와 하한계를 추정하는 방법으로 수문모형의 전역적 불확실성(Global Uncertainty)을 정량화할 수 있다. 본 논문에서는 동일한 강우사상에 대한 물리적 기반의 분포형 모형인 $Vflo^{TM}$ 모형과 개념적 준 분포형 모형인 HEC-HMS 모형으로부터 모의된 유출량을 Meta-Gaussian 기법을 적용하여 불확실성을 분석하였다.

• 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.

• Wind and Structures
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• 제26권3호
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• pp.179-190
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• 2018

Translation of tornadoes is an important feature in replicating the near-ground tornado flow field which has been simulated in previous studies based on Ward-type tornado simulators using relative motion of the ground plane. In this laboratory investigation, effects of translation on the near-ground tornado flow field were studied using the ISU Tornado Simulator that can physically translate over a ground plane. Two translation speeds, 0.15 m/s and 0.50 m/s, that scale up to those corresponding to slowly-moving tornadoes in the field were selected for this study. Compared with the flow field of a stationary tornado, the simulated tornado with translation had an influence on the spatial distribution and magnitude of the horizontal velocities, early reversal of the radial inflow, and expansion of the core radius. Maximum horizontal velocities were observed to occur behind the center of the translating tornado and on the right side of its mean path. An increase in translation speed, resulted in reduction of maximum horizontal velocities at all heights. Comparison of the results with previous studies that used relative motion of the ground plane for simulating translating tornadoes, showed that translation has similar effects on the flow field at smaller radial distances (~2 core radius), but different effects at larger radial distances (~4 core radius). Further, it showed that the effect of translation on velocity profiles is noticeable at and above an elevation of ~0.6 core radius, unlike those in studies based on the relative motion of the ground plane.

• Smart Structures and Systems
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• 제14권6호
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• pp.1105-1129
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• 2014

The unscented Kalman filter (UKF) has been developed for nonlinear model parametric identification, and it assumes that the model parameters are symmetrically distributed about their mean values without any constrains. However, the parameters in many applications are confined within certain ranges to make sense physically. In this paper, a constrained unscented Kalman filter (CUKF) algorithm is proposed to improve accuracy of numerical substructure modeling in hybrid testing. During hybrid testing, the numerical models of numerical substructures which are assumed identical to the physical substructures are updated online with the CUKF approach based on the measurement data from physical substructures. The CUKF method adopts sigma points (i.e., sample points) projecting strategy, with which the positions and weights of sigma points violating constraints are modified. The effectiveness of the proposed hybrid testing method is verified by pure numerical simulation and real-time as well as slower hybrid tests with nonlinear specimens. The results show that the new method has better accuracy compared to conventional hybrid testing with fixed numerical model and hybrid testing based on model updating with UKF.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
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• pp.174-177
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• 2008

게임 환경에서 객체 행동의 사실감을 유지하기 위한 물리 엔진 부분 중 가장 활용도가 높은 요소인 강체 역학을 사용자와의 실시간 인터랙션이라는 요구에 맞추어 효과적이면서 정확하게 수행하는 것은 매우 중요하면서 어려운 일이다. 이를 위하여 본 논문에서는 연속적 충돌검사 기법을 이용한 제약 조건 기반의 강체 역학 시뮬레이션을 구현하였다. 본 논문에서 구현된 시스템은 크게 충돌 검출 부분과 충돌 처리 부분으로 구성된다. 특히 충돌검출을 위해 연속적 충돌검사를 이용하여 충돌 검출 실패를 없앴으며, 정확한 처음 충돌 시간과 충돌 피쳐를 이용하여 기존의 방법에 비해 보다 정확하며, 충돌 피쳐의 수도 효과적으로 줄일 수 있었다. 또한 제약 조건 기반의 시뮬레이션 기법에 따라 충돌처리 부분은 충격력에 대한 선형 상보성 문제로 다루어 계산하여, 충돌에 의한 강체의 올바른 역학반응을 생성하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2002년도 학술발표회 논문집(I)
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• pp.3-16
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• 2002

This article describes some of the recent and on-going research developments of the author at Colorado State University. Advances in the field of sedimentation and river mechanics include basic research and computer modeling on several topics. Only a few selected topics are considered here: (1) analytical determination of velocity profiles, shear stress and sediment concentration profiles in smooth open channels; (2) experiments on bedload particle velocity in smooth and rough channels; (3) field measurements of sediment transport by size fractions in curved flumes. In terms of computer modeling, significant advances have been achieved in: (1) flashflood simulation with raster-based GIOS and radar precipitation data; and (2) physically-based computer modeling of sediment transport at the watershed scale with CASC2D-SED. Field applications, measurements and analysis of hydraulic geometry and sediment transport has been applied to: (1) gravel-bed transport measurements in a cobble-bed stream at Little Granite Creek, Wyoming; (2) sand and gravel transport by size fraction in the sharp meander bends of Fall River, Colorado; (3) changes in sand dune geometry and resistance to flow during major floods of the Rhine River in the Netherlands; (4) changes in hydraulic geometry of the Rio Grande downstream of Cochiti Dam, New Mexico; and (5) analysis of the influence of water temperature and the Coriolis force on flow velocity and sediment transport of the Lower Mississippi River in Louisiana. Recent developments also include two textbooks on "Erosion and Sedimentation" and "River Mechanics" by the author and state-of-the-art papers in the ASCE Journal of Hydraulic Engineering.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제1권1호
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• pp.33-51
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• 2008

This paper investigates the modelling of coupled soil-structure interaction problems by domain decomposition techniques. It is assumed that the soil-structure system is physically partitioned into soil and structure subdomains, which are independently modelled. Coupling of the separately modelled partitioned subdomains is undertaken with various algorithms based on the sequential iterative Dirichlet-Neumann sub-structuring method, which ensures compatibility and equilibrium at the interface boundaries of the subdomains. A number of mathematical and computational characteristics of the coupling algorithms, including the convergence conditions and choice of algorithmic parameters leading to enhanced convergence of the iterative method, are discussed. Based on the presented coupling algorithms a simulation environment, utilizing discipline-oriented solvers for nonlinear structural and geotechnical analysis, is developed which is used here to demonstrate the performance characteristics and benefits of various algorithms. Finally, the developed tool is used in a case study involving nonlinear soil-structure interaction analysis between a plane frame and soil subjected to ground excavation. This study highlights the relative performance of the various considered coupling algorithms in modelling real soil-structure interaction problems, in which nonlinearity arises in both the structure and the soil, and leads to important conclusions regarding their adequacy for such problems as well as the prospects for further enhancements.

• 자동차안전학회지
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• 제9권1호
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• pp.19-24
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• 2017

This paper present a performance evaluation scenarios to assess the safety performance of autonomous emergency braking (AEB) system for cyclist collision. To guarantee the safety performance of AEB for cyclist, AEB system should be tested in various scenarios which can be occurred in real driving condition. For this, real-traffic car-to-cyclist collision data are analyzed to classify the real traffic collision scenarios. Using this information, typical car-to-cyclist collision scenarios are selected. Also, in order to develop the detail features of these collision scenarios, several accident cases related with these scenarios are explained. Based on these information, test scenarios which can describe the car-to-cyclist collisions occurred in Korea are proposed. For practicality and feasibility of the test scenarios, proposed scenarios should be designed to assess the safety performance of AEB system effectively. For this, some test scenarios are combined or removed based on the consideration about the effectiveness of each scenario to the assessment of the performance of AEB system. To confirm that the proposed test scenarios are realistic and physically meaningful, simulation is conducted using simple AEB system in proposed test scenarios.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.659-663
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• 2010

In recent, flood inundation damages by hydraulic structure failures have increased drastically and thus a variety of countermeasures were needed to minimize such damages. A real-time flood inundation prediction technique is essential to protect and mitigate flood inundation damages. In the context of real time flood inundation modeling, this study aims to develop a grid based two-dimensional numerical method for flood inundation modeling using globally-available DEM data: SRTM with $90m{\times}90m$ spatial resolution. The newly-developed model guarantees computational efficiency in terms of geometric data processing by direct application of DEM for flood inundation modeling and also have good compatibility with various types of raster data when compared to a commercial model such as FLUMEN. The model, which employed the leap-frog algorithm to solve shallow water and continuity equations, can simulate inundating flow from channel to lowland and also returning flow from lowland to channel by comparing water levels between channel and lowland in real time. We applied the model to simulate the BaekSan levee break in the Nam river during a flood period from August 10 to 13, 2002. The simulation results had good agreements with the field-surveyed data in terms of inundated area and also showed physically-acceptable velocity vector maps with respect to inundating and returning flows.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권10호
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• pp.641-653
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• 2023

기후변화와 도시화의 영향으로 인해 자연재해의 발생빈도와 규모가 증가하고 있다. 특히 도시 침수는 발생 시간이 짧고 막대한 인명 및 경제적 손실을 초래할 수 있기 때문에 신속하고 정확도 높은 예측 정보 생산이 중요하다. 하지만, 기존 물리과정 및 인공지능 기반 기법은 고해상도 침수 해석을 위해 많은 전산 자원이나 데이터가 요구되는 한계가 있다. 본 연구에서는 딥러닝 기반 초해상화(Super-Resolution) 기법을 통한 고해상도 도시 침수 해석 방법을 제안하고 적용성을 평가한다. 제안된 방법은 고해상도 물리 모형의 결과로 훈련된 초해상화 딥러닝 모형을 이용하여 저해상도 침수 해석 이미지를 고해상도로 변환한다. 미국 포틀랜드 도심지의 두 가지 침수 사례에 대해 적용, 4 m 공간해상도 물리 모의 결과를 1 m 급 고해상도 침수 해석 정보로 초해상화 하였으며, 초해상화 이미지와 고해상도 원본 간 높은 구조적 유사성이 확인되었다. 성능 지표로 평가한 결과, 전체 검증 대상 이미지에 대한 평균 PSNR 22.77 dB, SSIM 0.77로 우수하여, 초해상화 기법의 도시 침수 해석 적용성이 검증되었다. 제안된 방법은 적은 양의 침수 시나리오만으로도 효율적인 딥러닝 모형 훈련이 가능하고, 물리 모형의 정보를 최대한 활용할 수 있기 때문에, 고해상도 도시 침수 정보 생산에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.