• 한국수자원학회논문집
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• 제52권5호
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• pp.361-372
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• 2019

본 연구의 목적은 운동량방정식에서 이송가속도항을 제외한 지배방정식을 이용하여 정형 사각 격자 기반의 2차원 지표면 침수해석 모형을 개발하는 것이다. 공간적 이산화는 유한체적법을 이용하였으며, 시간적 이산화는 음해법을 적용하였다. 모형의 실행시간을 단축하기 위해서 CPU를 이용한 병렬계산 기법을 적용하였다. 개발된 모형의 검증을 위해서 해석해와 비교하고, 가상 도메인에서 수치실험을 통해 모형의 거동을 평가하였다. 또한 국내의 장호원 지역과 모로코의 Sebou 강 지역에 대해서 각기 다른 공간해상도로 침수해석을 수행하고, 그 결과를 CAESER-LISFLOOD (CLF) 모형을 이용한 해석 결과와 비교하였다. 모형의 검증 결과 해석해와 잘 일치된 모의 결과를 나타내었고, 가상 도메인에서의 흐름 해석도 타당한 것으로 평가되었다. 장호원 지역과 Sebou 강 지역에 대한 본 연구와 CLF 모형의 침수모의 결과는 침수심과 침수범위에서 서로 유사하게 나타났으며, 장호원 지역의 경우 홍수위험지도의 침수범위와도 유사한 값을 보였다. 본 연구와 CLF 모형의 모의결과에서 상이한 부분에 대해서는 각각의 모의결과를 비교 평가하였다. 연구결과 본 연구에서 제시된 모형은 홍수터에서의 침수 양상을 잘 모의할 수 있는 것으로 평가되었다. 그러나 본 연구에서 제시된 모형을 이용하여 침수해석을 할 경우에는 도메인 구성 방법과 지배방정식 및 해석 방법에 의한 모형의 특징과 한계점을 충분히 고려해야 할 것이다.

• Composites Research
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• 제26권6호
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• pp.363-372
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• 2013

RTM (Resin Transfer Molding) 공정을 수치해석하기 위해 Level set 방법과 결합된 확장 유한 요소 법을 적용하였다. 유동 전면 부에서 비연속적인 구배를 가지는 압력을 계산하기 위해 확장 유한 요소 법을 이용하여 계산의 정밀성을 높였다. 확장 유한 요소 법에 이용되는 확장 형상 함수는 Level set 값을 이용하여 정의하였다. 이 확장 형상 함수는 요소를 통과하는 수지 유동 전면부의 위치를 반영할 수 있다. 게다가 Level set 법이 금형 충전 동안 수지 유동 전면부의 위치를 계산할 때 적용되었다. 수지 유동 전면부의 위치를 계산하는 미분방정식은 내연적 특성 Galerkin 유한 요소 법을 적용하여 풀었다. 선형 시스템 계산에서는 IPSAP의 다중 프론트 솔버를 이용한다. 본 연구에서 계산한 해석 값은 이론 값과 비교하여 검증하였다. 계산 효율을 높이기 위해 확장 유한 요소 법과 Level set 방법의 국소화 기법이 제안되었다. 이 기법은 계산 영역을 수지 유동 전면 부 근처의 영역으로 축소한다. 그러므로 전체 계산 양은 최소화될 수 있었다. 이 기법의 계산 효율은 채널 유동 모델을 이용하여 평가된다. 본 연구의 해석 능력을 보여주기 위해 몇 가지 적용 예제를 계산하였다. 첫 번째 예제를 이용해서 복잡하게 흘러가는 수지 전면부의 갈라짐과 합쳐지는 현상 해석하였다. 그리고 금형 내부의 Race-tracking 효과와 기공 생성 현상을 확인하기 위해 복잡한 모양의 구조물을 시뮬레이션 하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.98-104
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• 2011

탐사 지구물리학에서 수치 모사는 지하매질에서의 탄성파 전파 현상을 이해하는데 중요한 통찰력을 제공한다. 탄성파 모사는 음향파 근사에 의한 수치 모사보다 계산시간이 많이 소요되지만 전단응력 성분을 포함하여 보다 현실적인 파동의 모사를 가능하게 한다. 그러므로 탄성파 모사는 탄성체의 반응을 탐사하는데 적합하다고 할 수 있다. 계산 시간이 길다는 단점을 극복하기 위해 본 논문에서는 그래픽 프로세서(GPU)를 이용하여 탄성파 수치 모사 시간을 단축하고자 하였다. GPU는 많은 수의 프로세서와 광대역 메모리를 갖고 있기 때문에 병렬화된 계산 아카텍쳐에서 사용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서 사용한 GPU 하드웨어는 NVIDIA Tesla C1060으로 240개의 프로세서로 구성되어 있으며 102 GB/s의 메모리 대역폭을 갖고 있다. NVIDIA에서 개발된 병렬계산 아카텍쳐인 CUDA를 사용할 수 있음에도 불구하고 계산효율을 상당히 향상시키기 위해서는 GPU 장치의 여러 가지 다양한 메모리의 사용과 계산 순서를 최적화해야만 한다. 본 연구에서는 GPU 시스템에서 시간영역 유한차분법을 이용하여 2차원과 3차원 탄성과 전파를 수치 모사하였다. 파동전파 모사에 가장 널리 사용되는 유한차분법 중의 하나인 엇갈린 격자기법을 채택하였다. 엇갈린 격자법은 지구물리학 분야에서 수치 모델링을 위해 사용하기에 충분한 정확도를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서 제안한 모델링기법은 자료 접근 시간을 단축하기 위해 GPU 장치를 메모리 사용을 최적화하여 가능한 더 빠른 메모리를 사용한다. 이점이 GPU를 이용한 계산의 핵심 요소이다. 하나의 GPU 장치를 사용하고 메모리 사용을 최적화함으로써 단일 CPU를 이용할 경우보다 2차원 모사에서는 14배 이상, 3차원에서는 6배 이상 계산시간을 단축할 수 있었다. 세 개의 GPU를 사용한 경우에는 3차원 모사에서 계산효율을 10배 향상시킬 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.493-500
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• 2019

본 연구에서는 강원도 맹방해변을 대상으로 Delft3D 지형변화모듈 내의 표사이동 관련 매개변수(f_BED, f_BEDW, f_SUSW)가 지형변화 모의 결과에 미치는 영향을 검토하였다. 맹방해변 해역에서 2018년도에 관측한 1년 간의 파랑자료를 외력으로 적용하고, 동년도 1월과 10월에 관측한 수심자료는 각각 초기 지형자료와 년간 지형변화 자료로 사용하였다. 모델의 지형변화 모의성능은 계산영역 내의 임의의 한 단면을 연안역과 외해역 구간으로 구분하고, 각 영역에 대해 Brier Skill Score 지표에 근거하여 평가하였다. 그 결과 f_BED 변수가 지형변화 모의 결과에 미치는 영향은 미약하다는 것을 알 수 있었다. f_BEDW와 f_SUSW 변수는 그 값이 0.5 이하일 때는 연안역에 대해 좋은 모의 성능을 보이고, 반대의 경우에는 외해역에 대해 좋은 성능을 보이는 것으로 나타났다. 실험조건 중 연안역에 대해 가장 좋은 성능을 보인 변수 조합은 f_BED = 1.0, f_BEDW = 1.0, f_SUSW = 0.1이고, 외해역에 대해서는 f_BED = 1.0, f_BEDW = 1.0, f_SUSW = 0.5이었다. 그러나, 이 조합은 맹방해변 2018년도 자료에 근거하여 산출된 값이므로, 타해역에 적용할 때는 주의가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.184-184
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• 2012

Recently, InGaN/GaN multi-quantum well grown on GaN pyramid structures have attracted much attention due to their hybrid characteristics of quantum well, quantum wire, and quantum dot. This gives us broad band emission which will be useful for phosphor-free white light emitting diode. On the other hand, by using quantum dot emission on top of the pyramid, site selective single photon source could be realized. However, these structures still have several limitations for the single photon source. For instance, the quantum efficiency of quantum dot emission should be improved further. As detection systems have limited numerical aperture, collection efficiency is also important issue. It has been known that micro-cavities can be utilized to modify the radiative decay rate and to control the radiation pattern of quantum dot. Researchers have also been interested in nano-cavities using localized surface plasmon. Although the plasmonic cavities have small quality factor due to high loss of metal, it could have small mode volume because plasmonic wavelength is much smaller than the wavelength in the dielectric cavities. In this work, we used localized surface plasmon to improve efficiency of InGaN qunatum dot as a single photon emitter. We could easily get the localized surface plasmon mode after deposit the metal thin film because lnGaN/GaN multi quantum well has the pyramidal geometry. With numerical simulation (i.e., Finite Difference Time Domain method), we observed highly enhanced decay rate and modified radiation pattern. To confirm these localized surface plasmon effect experimentally, we deposited metal thin films on InGaN/GaN pyramid structures using e-beam deposition. Then, photoluminescence and time-resolved photoluminescence were carried out to measure the improvement of radiative decay rate (Purcell factor). By carrying out cathodoluminescence (CL) experiments, spatial-resolved CL images could also be obtained. As we mentioned before, collection efficiency is also important issue to make an efficient single photon emitter. To confirm the radiation pattern of quantum dot, Fourier optics system was used to capture the angular property of emission. We believe that highly focused localized surface plasmon around site-selective InGaN quantum dot could be a feasible single photon emitter.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1991년도 추계학술발표회 논문집 지반공학에서의 컴퓨터 활용 COMPUTER UTILIZATION IN GEOTECHNICAL ENGINEERING
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• pp.108-122
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• 1991

주어진 터널 斷面 및 地盤條件을 對象으로 1次元 有限要素 프로그램인 MrSoil을 利用하여 數値解析을 遂行하고 그 結果를 本稿에 收錄하였다. 解析 모델은 過去의 터널 計測 結果等에 根據하여 터널 掘進 影 이 充分히 적은 地域까지로 擴張 設定하여 境界條件에 의한 解析結果에의 影響을 最小化하도록 하였으며, 3次元的인 터널 擧動을 適切히 Simulation 하기 위하여 施工順序를 導入하여 段階別로 解析을 遂行하였다. 解析結果 터널 天井部는 最大 約 35mm의 沈下가 豫想되며, 地表面 沈下는 13mm 以內로서 地上 構造物의 構造的인 被害는 없을 것으로 判斷된다. 支保工인 Shotcrete와 Rockbolt의 最大應力 및 軸力도 各各 84 Kg/cm2 및 9론 以內로서 許容値 以內이고, 掘面 周邊의 塑性領域은 Rockbolt 길이 以內로 制限되고 있으므로 天井部에 Forepoling을 設置한다면, 터널 安全에는 影響을 미치지 않을 것으로 判斷되므로 本 터널은 合理的이며 適切히 設計된 것으로 評價된다.

• 한국안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.49-56
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• 2013

The statistics of recent accidents in warehouses show that a heavy toll of lives were produced by various accidents, e.g. collision, overturn, fall, slip, exposure to harmful substances or environments, etc. Of significant concern amongst them is the collision, especially the collision between forklift and storage rack structure. Accordingly, this study focuses on behavioral characteristics of rack structure subjected to dynamic impact loading of a forklift. For this purpose, time-domain response analysis has been performed on a standard 2-bay six-story rack structure consisting of columns, beams and bracing members with perforated open section. In order to investigate the most critical scenario, the impact loads are applied in both down-aisle and cross-aisle directions, and the impact locations are also varied along the shelves of the palettes. In order to deal with storage distributions, three types of rack structures are further taken into account: original empty rack structure with no storage, half-loaded rack structure and fully-loaded rack structure. The numerical simulation results demonstrate that the dynamic characteristics of the rack structure are significantly dependent on the distribution of the storage goods and its natural period varies from 0.24sec to 1.06sec, approximately 4.4 times. Further, the parametric studies show that the forklift impact is most critical to the safety of the rack structure when it collides either at the base or at the top of the rack structure.

• 한국전자파학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.384-394
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• 1996

펄스가 갖는 주파수 범위, 정확도 및 마이크로스트립 선로의 기하구조 등을 고려한 가장 믿을만한 기존의 모텔 을 이용하여 마이크로스트립 선로상의 가우시안 및 구형 펄스신호의 전파특성을 해석하였다. 펄스신호의 시간영역의 응답을 보기위하여 비교적 정확성을 잦고 시율레이션하기에 편리한 수치적분볍음 이용하였으며, 마이크로 스트립 선로의 비유전율$\varepsilon_r$, 기판두께 h, 스트립폭W 그리고 신호펄스의 펄스폭 $\tau$ 등이 분산에 미치는영 향을 분석하였다. 그 결파 비유전율과 w/h 비가 작을수록 펄스선호의 분산에 유리하며, 작은 대역폭을 갖는 펄스신호가 분산이 적 게 얼어난다. 본 논문의 결과는 MIC 및 MMIC 회로의 설계시 마이크로스 트립 선로의 비유전율, 기판두께, 스트립폭 그리고 신호 펄스의 펄스폭 등의 trade-off 결정에 적합하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.204-212
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• 2015

광대역 스텝 주파수 레이다(650 MHz~4.5 GHz)에서 신호의 고조파가 시스템의 대역에 포함될 때 어떠한 영향을 주는지 분석하였다. 수식과 시뮬레이션을 통해 분석한 결과, 2차 고조파가 존재하면 실제 거리보다 두 배의 거리에 물체가 있는 것처럼 나타났다. VCO로부터 출력된 신호는 DC와 신호 사이에 다른 신호가 존재하지 않기 때문에 저역 통과 필터를 이용하여 2차 고조파를 효과적으로 제거할 수 있다. 본 논문에서는 두 개의 스위치와 4개의 저역 통과 필터를 이용하여 650 MHz에서 4.5 GHz에 달하는 광대역 신호의 고조파를 제거할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권2호
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• pp.187-196
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• 2013

화력발전용 관류보일러 화로벽관에서의 밀도파 불안정 예측을 목적으로 수치모델을 개발하였다. 시간 도메인에서 1 차원 유한체적법을 적용하여 관내 비정상상태의 유동장을 계산하였으며, 화로벽관의 평행관 연결을 모사하기 위해 헤더의 모델도 포함하였다. 평행관들 가운데 하나의 관에 열 섭동을 부가 후 관 입출구 유량의 변동을 관찰함으로써 밀도파 불안정을 찾았다. 개발된 모델은 문헌의 실험결과와 검증을 거쳐 700MW 보일러 화로벽관에 적용하였다. 그 결과 Takitani 의 실험결과에서는 평행으로 연결된 우회 유량이 줄어들수록 불안정 경계 열량이 상승하는 경향이 있었던 반면, 보일러 화로벽관의 경우에는 평행관 모델링에 크게 영향을 받지 않음을 확인하였다.