• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.23-31
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• 2021

개체단위 M&S의 교전 결과에 대한 정확도를 높이기 위해서는 신뢰성 있는 무기효과지수를 바탕으로 피해 정도가 모의되어야 한다. 무기효과지수는 특정 교전 환경에서 무기체계와 표적에 대한 명중확률(Ph)과 살상확률(Pk)을 지수화한 값으로, 주로 JMEM 데이터나 JMEM 방법론에 따라 생산된 데이터가 활용되고 있다. 그러나 JMEM 방법론은 표적 중심부를 기준으로 원형공산오차를 통과하는 파편이나 탄의 격자 통과량으로 살상확률을 계산하기 때문에 지형, 대기, 장애물 등의 추가적인 환경 요소를 고려하기 위해서는 전문가에 의한 보정이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 다수의 교전 및 환경요소가 반영된 무기효과지수 생산을 위해 공학급 무기체계 모델을 활용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하고, 그 결과 데이터를 바탕으로 메타모델을 생성하였다. 명중확률과 살상확률 메타모델로 로지스틱 회귀모델과 가우시안 프로세스 회귀모델이 각각 생성되었으며, 예시 시나리오에 적용하여 모델 적합도를 관찰하였다. 본 연구에서 제시한 절차를 따르면 개체단위 M&S의 입력자료를 효율적으로 생산할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국국방경영분석학회지
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• 제33권1호
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• pp.59-74
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• 2007

컴퓨터 시뮬레이션 모델은 일반적으로 복잡할 뿐더러 운용 시 많은 시간이 소요된다. 따라서 분석의 편의를 위해 좀 더 간단한 메타모델을 수립할 필요가 있다. 본 논문에서는 워게임 모델 JANUS를 사용하여 전차 전투 상황을 묘사하고 이에 대한 메타모델을 수립하였다. 메타모델을 수립하기 위해, 데이터 수집방법으로는 8가지의 실험계획법을, 모델링 방법으로는 2차 반응표면분석과 인공신경망을 고려하였다. 수립된 메타모델의 상대적 성능은 예측치의 평균제곱오차를 기준으로 비교하였다. 본 논문에서 고려한 전투상황에 대해서는 대체적으로 2차 반응표면 모형이 인공신경망 모형보다 더 높은 정확도를 보였으며, 실험계획법으로는 직교배열이나 최대최소거리 기준을 적용한 라틴 하이퍼큐브 계획법이 우수한 성능을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.308-313
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• 2016

사용자의 요구사항 증대와 기술의 발전으로 인해 현대 시스템은 계속해서 복잡해지고 있어 시스템 설계 오류 및 고장 등으로 인한 시스템 운용 중의 사고도 빈번해지고 있다. 특히 사고로 인한 인적 및 물적 피해가 심각할 수 있는 시스템을 안전중시 시스템이라고 부른다. 이러한 시스템에 대해서는 안전성을 확보하기 위한 특별한 노력이 필요한데 이에 부응하여 본 논문에서는 개발 초기 단계부터 안전성을 반영하면서 시스템 설계를 수행할 수 있는 방법을 연구하였다. 특히 안전 메타모델을 활용해서 기능의 고장 탐지를 수행할 수 있는 시스템 설계 방법을 제시하였다. 구체적으로 국제 안전 표준들을 참고하여 안전 데이터를 추출하고, 시스템 모델링 표준 언어인 SysML을 이용하여 안전 데이터 메타모델을 생성한 후, 시스템 설계에서 안전 데이터 메타모델을 효과적으로 활용하는 모델 기반 안전 시스템 설계 방법을 제시하였고, 이를 기반으로 안전요구사항 생성 및 시뮬레이션 방법에 관하여 논의하였다. 마지막으로 사례연구로서 자동차 시스템 설계에서 SysML 기반 모델링 및 시뮬레이션을 통해 기능 고장의 탐지나 안전 요구사항의 검증이 가능한 것을 보여 주었다. 본 연구에서 안전 데이터에 대한 메타모델의 활용을 통해 안전 데이터 및 정보의 구성 및 관리를 효율적으로 수행할 수 있는 것과, 메타모델 기반 시스템 설계와 시뮬레이션을 활용하여 설계 오류를 줄임으로써 요구사항에 맞는 시스템 설계를 할 수 있음을 제시하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제31권2호
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• pp.113-130
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• 2023

Hybrid simulation (HS) has attracted community attention in recent years as an efficient and effective experimental technique for structural performance evaluation in size-limited laboratories. Traditional hybrid simulations usually take deterministic properties for their numerical substructures therefore could not account for inherent uncertainties within the engineering structures to provide probabilistic performance assessment. Reliable structural performance evaluation, therefore, calls for stochastic hybrid simulation (SHS) to explicitly account for substructure uncertainties. The experimental design of SHS is explored in this study to account for uncertainties within analytical substructures. Both computational simulation and laboratory experiments are conducted to evaluate the pseudo-random Sobol sequence for the experimental design of SHS. Meta-modeling through polynomial chaos expansion (PCE) is established from a computational simulation of a nonlinear single-degree-of-freedom (SDOF) structure to evaluate the influence of nonlinear behavior and ground motions uncertainties. A series of hybrid simulations are further conducted in the laboratory to validate the findings from computational analysis. It is shown that the Sobol sequence provides a good starting point for the experimental design of stochastic hybrid simulation. However, nonlinear structural behavior involving stiffness and strength degradation could significantly increase the number of hybrid simulations to acquire accurate statistical estimation for the structural response of interests. Compared with the statistical moments calculated directly from hybrid simulations in the laboratory, the meta-model through PCE gives more accurate estimation, therefore, providing a more effective way for uncertainty quantification.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제29권4호
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• pp.95-109
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• 2020

이 논문에서는 자동차 차체 조립라인과 같은 제조시스템을 설계할 때, 설비투자비용과 같은 다양한 비용요소를 고려하여 최적 배치안을 결정하는 문제를 다룬다. 시스템의 성능 평가에 필요한 생산율 재공품 재고 수준을 추정하기 위해서는 시뮬레이션 실험 결과를 기반으로 하는 메타모델 방법론을 사용하였다. 최적화 문제의 목적함수는 목표생산율을 만족시키는 최소비용으로 정하였는데, 비용요소로는 로봇, 버퍼, 운송장비에 대한 투자비용을 고려하였고, 운영비용으로는 재공품 재고비용을 포함시켰다. 최적화 문제를 풀기 위해서는 하모니 탐색방법론을 사용하였다.

• Coupled systems mechanics
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• 제11권1호
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• pp.43-54
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• 2022

In order to analyse the thermal performance of battery systems in electric vehicles complex simulation models with high computational cost are necessary. Using reduced order methods, real-time applicable model can be developed and used for on-board monitoring. In this work a data driven model of the cooling plate as part of the battery system is built and derived from a computational fluid dynamics (CFD) model. The aim of this paper is to create a meta model of the cooling plate that estimates the temperature at the boundary for different heat flow rates, mass flows and inlet temperatures of the cooling fluid. In order to do so, the cooling plate is simulated in a CFD software (ANSYS Fluent ®). A data driven model is built using the design of experiment (DOE) and various approximation methods in Optimus ®. The model can later be combined with a reduced model of the thermal battery system. The assumption and simplification introduced in this paper enable an accurate representation of the cooling plate with a real-time applicable model.

• 한국추진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.40-48
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• 2018

본 논문은 시뮬레이션 기반으로 메타 모델을 이용하여 LEEFI형 착화장치의 설계 신뢰도를 추정하는 방법과 설계 신뢰도를 추정한 결과를 나타내었다. LEEFI형 착화장치에서 비행편 속도는 화약 기폭에 중대한 영향을 미친다. 복잡한 물리적 현상으로 비행편의 속도가 발생하기 때문에 문헌에 공개된 역학적 모델을 이용하여 비행편 속도를 평가하는 데 많은 연산 시간이 필요하다. 또한 높은 신뢰도를 가지는 착화기는 요구되는 신뢰수준이 증가할수록 신뢰도 평가에 연산 비용이 증가한다. 따라서 설계 신뢰도 추정시 연산 효율성을 증가시키기 위하여 시간에 따른 비행편 속도에 대한 메타모델을 구축하였다. 구축한 메타모델을 이용하여 설계 변수의 다양한 분포 및 시그마 수준에 따른 설계 신뢰도를 추정한 결과를 나타내었다. 그리고 제안하는 추정 방법에 대한 연산 효율성과 정확성을 분석하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.35-46
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• 2017

기지/창 계획정비와 불시 결함발생에 따른 항공기 불가동 최소화를 위해 장착엔진에 추가로 보유하는 엔진이 예비엔진으로 항공기의 적정 가용도 달성을 통한 군사력 유지에 핵심적인 중요성을 지닌다. 본 연구의 목적은 다양한 군용항공기의 유형을 고려한 예비엔진/모듈의 최적 소요를 산출하는 방법을 제시하는 것이다. 먼저, 이 분야의 대표적 접근법인 METRIC과 메타모형에 대하여 각각의 개념, 특징 및 제한사항을 고찰하고 본 연구에서의 접근 방향을 제시하였다. 다음으로, 다양한 군용항공기에 대한 검토를 수행하고 이들을 총 5가지 유형으로 분류하였다. 유형별 계획, 비계획 정비에 대한 상세 분석을 기반으로 관련된 변수와 파라메터들을 도출하였다. 본 문제의 복잡성으로 인해 수식을 이용한 최적해의 도출이 불가능하며, 기지/야전/창 등의 정비로직을 분석한 후 ARENA 기반의 시뮬레이션과 OptQuest를 이용하여 최적소요를 산출하였다. 개발된 시뮬레이션 모델이 일련의 사례들을 통하여 최적해를 효율적으로 도출할 수 있음을 보였다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제19권1호
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• pp.62-68
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• 2022

Considering the characteristics of industrial machines that lack vehicle-induced wind, forced convection by a cooling fan is mostly required. Therefore, numerical analysis of an engine room is usually performed to examine the cooling performance in the room. However, most engine rooms consist of a number of parts and components at specific positions, leading to high costs for numerical modeling and simulation. In this paper, a new methodology for three-dimensional computer-assisted design simplification was proposed, especially for the pile of components and parts at the engine room outlet. A porous media model and regression analysis were used to derive a meta-model for imitating the flow rate reduction at the outlet by the pile. The results showed that the fitted model was reasonable considering the coefficient of determination. The final numerical model of the engine room was then used to simulate the velocity distribution by changing the mass flow rate at the outlet. The results showed that both velocity distributions were significantly changed in each case and the meta-model was valid in imitating the flow rate reduction by some piles of components and parts.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.59-69
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• 2006

새로운 개발 패러다임으로 컴포넌트 기반 소프트웨어 개발이 소개되었다. 이 접근방식은 재사용 가능하면서 독립적인 단위의 컴포넌트들을 기반으로 소프트웨어를 개발하기 때문에 기존의 소프트웨어 개발 방식과는 차이가 있다. 따라서, 컴포넌트 기반 개발(CBD)은 크게 두 단계인 컴포넌트 개발 프로세스와 컴포넌트 조립 프로세스 즉, 어플리케이션 개발 프로세스로 구분된다. 컴포넌트 개발 프로세스는 컴포넌트가 품질 좋은 소프트웨어를 위한 열쇠이기 때문에 컴포넌트 기반 소프트웨어 개발에서 핵심적인 부분이라고 할 수 있다. 현재 이와 관련하여 학계 및 산업체에서 많은 방법론이나 도구들이 소개되고 있다. 그러나, 이러한 방법론이나 도구들은 실제 컴포넌트 개발 프로젝트에 손쉽게 적용할 수 있을 정도의 체계적이면서 유연한 모델링 기법들을 제시하고 있지 못하고 있다. 또한 현존 기법들은 컴포넌트 모델링에 있어서 독단적인 기법을 갖고 있거나 혹은 경험적 지침 정도만을 제공하고 있는 수준이다. 그 결과 많은 컴포넌트 개발자들이 컴포넌트 모델을 어떻게 개발해야 할지, 언제 어떠한 다이어그램을 개발해야 할지 등에 대한 어려움을 직면하고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 메타 모델 기반의 접근법을 제시하고자 한다. 특히 계층과 개발 단계에 따른 메타 모델들을 제시하고자 한다. 이로써 개발자들은 적절한 시기에 적합한 모델들을 개발할 수 있게 된다.