• 제목/요약/키워드: computational efficiency

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전달매트릭스법 및 유한요소-전달매트릭스 결합방법에 의한 구조계의 동특성 감도해석 (Sensitivity Analysis of Dynamic Characteristics of Structural Systems by the Transfer Matrix Method and the Combined Finite Element-Transfer Matrix Method)

  • 조대승;김극천
    • 대한조선학회논문집
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    • 제29권1호
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    • pp.143-157
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    • 1992
  • 공진회피설계, 진동응답 크기 및 진동부가응력의 허용치 설계관점에서의 최적설계를 위해 사전에 지정된 동특성을 갖는 구조물을 설계하기 위해서는 초기설계된 구조물의 설계변경이 요구된다. 이와 같은 경우에 초기설계에 대한 해석과 동시에 기준계(base system) 설계변수 변경에 따른 동특성 및 응답변화량을 계산하는 감도해석방법을 적용하면 효율적인 설계변경이 가능하다. 이산화 모델링에 의한 구조계의 동특성 해석에 있어서 전달 매트릭스법(TMM) 및 유한요소-전달매트릭스 결합방법(FETMM)으로 해석가능한 구조계에 대해서는 이 방법들을 적용하는 것이 유한요소법보다 매우 효율적임은 잘 인식되고 있다. 그러나, 동특성 감도해석에 대한 기존의 연구들은 대부분이 유한요소법의 사용을 전제로 하고 있고, TMM 및 FETMM에 의한 동특성 감도해석 연구사례는 찾아보기 어렵다. 본 논문에서는 TMM 및 FETMM에 의한 구조계의 동특성 감도해석방법을 제시하고, 중간구속조건을 갖는 양단 탄성지지보-기둥과 부가계를 갖는 보강판을 예로 해서 수치 실험적 검증을 수행하였다. 이로부터 본 논문에서 제시한 강도해석방법의 타당성과 효율성은 물론 최적 동특성 구조물을 추구하는 재설계 과정에 감도해석 결과를 이용하는 방법이 매우 효율적으로 적용될 수 있음이 확인되었다.

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Surface-Displayed IL-10 by Recombinant Lactobacillus plantarum Reduces Th1 Responses of RAW264.7 Cells Stimulated with Poly(I:C) or LPS

  • Cai, Ruopeng;Jiang, Yanlong;Yang, Wei;Yang, Wentao;Shi, Shaohua;Shi, Chunwei;Hu, Jingtao;Gu, Wei;Ye, Liping;Zhou, Fangyu;Gong, Qinglong;Han, Wenyu;Yang, Guilian;Wang, Chunfeng
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제26권2호
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    • pp.421-431
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    • 2016
  • Recently, poly-γ-glutamic acid synthetase A (pgsA) has been applied to display exogenous proteins on the surface of Lactobacillus casei or Lactococcus lactis, which results in a surface-displayed component of bacteria. However, the ability of carrying genes encoded by plasmids and the expression efficiency of recombinant bacteria can be somewhat affected by the longer gene length of pgsA (1,143 bp); therefore, a truncated gene, pgsA, was generated based on the characteristics of pgsA by computational analysis. Using murine IL-10 as an exogenous gene, recombinant Lactobacillus plantarum was constructed and the capacity of the surface-displayed protein and functional differences between exogenous proteins expressed by these strains were evaluated. Surface expression of IL-10 on both recombinant bacteria with anchorins and the higher expression levels in L. plantarum-pgsA'-IL-10 were confirmed by western blot assay. Most importantly, up-regulation of IL-1β, IL-6, TNF-α, IFN-γ, and the nuclear transcription factor NF-κB p65 in RAW264.7 cells after stimulation with Poly(I:C) or LPS was exacerbated after co-culture with L. plantarum-pgsA. By contrast, IL-10 expressed by these recombinant strains could reduce these factors, and the expression of these factors was associated with recombinant strains that expressed anchorin (especially in L. plantarum-pgsA'-IL-10) and was significantly lower compared with the anchorin-free strains. These findings indicated that exogenous proteins could be successfully displayed on the surface of L. plantarum by pgsA or pgsA', and the expression of recombinant bacteria with pgsA' was superior compared with bacteria with pgsA.

쿼드트리 격자기반 모형의 홍수범람해석 적용성 평가 (Applicability Evaluation of Flood Inundation Analysis using Quadtree Grid-based Model)

  • 이대업;안현욱;이기하;정관수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제46권6호
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    • pp.655-666
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    • 2013
  • 최근 이상기후로 인해 홍수 등 자연재해의 강도 및 빈도가 증가하고 있다. 2002년 태풍 루사, 2003년 태풍 매미 등 집중호우에 따른 대규모 홍수로 인해 인명 및 재산피해의 급격한 증가가 나타났으며, 이는 불규칙한 기상변화에 대한 기존의 방재대책과 홍수예측시스템의 한계를 보여주고 있다. 이러한 이상 홍수에 효율적으로 대응하기 위해서는 홍수범람 양상을 정확하게 모의할 수 있는 범람모형을 통해 효과적인 대응방안 마련하는 것이 중요하지만 기존의 홍수범람해석모형은 해석시간의 과다소요 및 해석결과의 정확성 등의 문제가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 2002년 8월 집중호우로 인해 붕괴된 낙동강 유역의 백산제를 대상으로 쿼드트리격자를 사용하는 Gerris모형을 이용하여 홍수범람해석을 수행하였으며, 기존의 홍수범람모형 중 비구조격자를 사용하는 FLUMEN모형 및 실제 범람지역과의 비교를 통해 쿼드트리 격자기반 홍수범람모형의 적용성 및 효율성을 판단하였다.

수면거품과 웨이브거품의 미세한 상호작용을 이용한 대규모 유체 시뮬레이션 (Massive Fluid Simulation Using a Responsive Interaction Between Surface and Wave Foams)

  • 김종현
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.29-39
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    • 2017
  • 본 논문에서는 효율적이고 사실적으로 수면거품과 웨이브거품을 표현할 수 있는 통합된 프레임워크를 제안한다. 이 프레임워크는 거품입자가 생성되어야 하는 곳을 결정할 때 발생하는 계산 복잡도를 줄이기 위해 3차원 공간의 물 입자들을 2차원 스크린 공간으로 투영하도록 설계되었다. 거품효과는 빠르고 복잡한 물의 흐름에서 생성되기 때문에, 가속도와 곡률 값을 분석하여 복잡한 유체의 흐름 패턴을 갖는 영역을 2차원에서 찾고 이를 3차공간으로 변환한다. 변환된 3차원 영역에서 거품입자가 방출되고, 각 거품입자는 속도가 따라 분류되며, 그 종류에 따라 다르게 이류됨으로써 웨이브거품의 본질적인 특징을 잘 포착해 낸다. 우리는 거품입자들을 두 가지 유형인 수면 거품과 웨이브거품으로 분류하여 결과적으로 거품의 사실감을 향상시킨다. 웨이브거품은 급류와 같은 부분에서 날카로운 웨이브패턴이 표현되는 특징이 있고, 수면거품은 느린 유속에서 뿌연 거품형태로 표현되는 특징이 있다. 이러한 특징을 표현하기 위해 거품입자의 속도와 위치를 올바르게 가이드해주는 기법을 제안한다. 또한 스크린공간의 밀도를 이용한 커널함수를 제안한다. 이 함수를 이용하여 거품입자의 속도와 위치를 올바르게 조정하여 불필요한 거품입자들을 효율적으로 제거하며, 결과적으로, 거품효과의 시각적인 손실없이 전반적인 메모리 효율성을 향상시켰다. 우리는 신빙성있는 실험결과를 보여주며 제안된 접근법은고품질의 결과를 제공하는 동시에 사용하기 쉽다는 장점이 있다.

대형 컨테이너 운반선의 그린쉽 설계에 관한 연구 (A Study on the Green Ship Design for Ultra Large Container Ship)

  • 김민규;박동우
    • 해양환경안전학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.558-570
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    • 2015
  • 18,000 TEU 급 대형 컨테이너 운반선의 그린쉽 설계에 관한 연구로 기본설계와 에너지 효율 향상 관점에서 선형 최적화 과정을 4단계로 나누어 체계적으로 연구를 수행하였다. 첫째, 환경적 측면 및 법규 등을 고려하여 대형 컨테이너 운반선의 경제성 평가를 수행하였다. 둘째, 기본설계 및 성능 관점에서 단축선형과 쌍축선형의 특징을 조사하였다. 셋째, 설계 흘수 및 속도에서 저항과 추진 성능을 향상시키기 위한 단축 및 쌍축선의 선형 최적화를 CFD와 모형시험을 통해 수행하였으며 최적 선형의 성능 향상을 확인하였다. 마지막으로 실제 운항조건을 고려한 추정된 운항 흘수와 속도에서 CFD를 통해 최적화된 최종 선형을 제시하였다. 본 연구를 통해서 대형 컨테이너 운반선의 그린쉽 설계를 위해 고려해야 할 사항을 살펴보았고 그에 따른 선형 최적화를 수행하였으며 설계 흘수와 실제 운항조건 및 연료 소모량을 고려한 총 에너지 효율식을 이용하여 최적화된 단축 및 상축 선형의 에너지 효율 개선을 확인하였다.

GDI 고압펌프의 유동특성에 관한 연구 (A Study of the Fluidic Characteristics of High-Pressure Fuel Pumps for GDI Engines)

  • 이상진;노유정;류하오;이재천;신용남;박용덕;강명권
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권5호
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    • pp.455-461
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    • 2015
  • 고압연료펌프는 GDI 엔진의 핵심 구성요소로써, 엔진출력 및 연료 효율을 향상시키기 위해서는 고압연료펌프의 유동특성을 연구하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 유압해석툴인 AMEsim을 이용하여 고압연료펌프의 통합 모델을 생성하여 유동해석을 수행하였다. 하지만, AMEsim은 시스템 해석을 위한 1차원 모델이므로 복잡한 유동현상이 발생하는 부근에서의 해석 결과는 정확하지 않은 단점이 있으므로 본 연구에서는 전산해석프로그램인 Fluent를 이용하여 난류유동이 발생하는 체크밸브의 흡입부와 토출부에서 유량과 알짜힘을 계산하였다. 다양한 압력조건과 밸브 간극변화에 따른 CFD 해석 결과는 AMEsim모델에 대한 룩업테이블로 사용되어 AMEsim의 결과를 보완함으로써 고압연료펌프에 대한 성능 분석결과의 정확성을 향상시키는 결과를 얻을 수 있었다.

유한요소법에 의한 MT 법의 2차원 해석 (Two-Dimensional Magnetotelluric Interpretation by Finite-Element Method)

  • 김희준;최지향;한누리;이성곤;송윤호
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제11권2호
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    • pp.85-92
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    • 2008
  • 자기지전류(MT)법은 지열조사에 효과적인 기술로 널리 적용되고 있다. 지열 지역의 복잡한 구조를 효율적으로 밝히기 위해서 보통 2차원 해석이 사용된다. 2차원 유한요소법(FEM)은 MT 해석을 위해 자주 사용되지만 소위 보조장의 계산 정밀도에는 주위를 기울어야 한다. Rodi (1976)는 보조장의 계산 정밀도를 향상시키는 방법을 제안하고 MOM 법이라 명명하였다. 그러나 이 방법은 유한요소 전체방정식의 대각 요소에 0을 추가하기 때문에 이를 풀 때 pivoting이 필요해 계산 효율이 떨어진다. 원래 MOM 법은 주로 역산 해석을 위해 고안된 것으로서 전기장과 자기장의 편미분을 동시에 구할 때 유용하다. 만일 모델링만이 필요하면 MOM 법을 경유하여 계수행렬을 수정하지 않아도 보조장을 FEM 해에서부터 직접 유도할 수 있다. 또한 MOM 법의 계산효율도 전체방정식 계수행렬의 행을 적절히 교환하면 크게 향상될 수 있다.

멀티프라이머리 디스플레이를 위한 3D-LUT 색 신호 분리 방법 (Color decomposition method for multi-primary display using 3D-LUT in linearized LAB space)

  • 강동우;조양호;김윤태;최원희;하영호
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제42권6호
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    • pp.9-18
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    • 2005
  • 본 논문에서는 멀티 프라이머리 디스플레이(multi-primary display; MPD)에서 색 재현을 위해 선형 LAB 색공간에서 3차원 took-up-table(3D-LUT)을 이용한 색신호 분리방법을 제안한다. 제안한 방법은 인간 지각의 3가지 속성을 반영하는 선형 LAB 색공간에서 작성된 MPD 색역의 경계를 적은 용량의 메모리를 가지는 3D-LUT로 작성한다. 이때 색역 경계점의 자극치와 MPD의 색신호의 선형관계를 이용하여 3D-LUT에는 휘도 및 색상에 대한 채도와 색신호 조합이 저장된다. 작성된 3D-LUT에 기반하여 입력 자극치에 대응하는 MPD 색신호를 주변 색역 경계점의 색신호 변화를 고려하여 색역 경계점과 입력의 채도비로 보간한다. 그 결과, MPD 색신호가 연속적 계조를 가지도록 하였다. 또한 선형 LAB 색공간에서 색역 경계 LUT를 사용하여 연산의 복잡도를 감소시키고 MPD의 부드러운 색신호 변화를 유도하였다.

GIS 벡터맵의 콘텐츠 기반 선택적 암호화 기술 (Contents Based Partial Encryption of GIS Vector Map)

  • 장봉주;이석환;문광석;권기룡
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제48권5호
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    • pp.88-98
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    • 2011
  • 최근 대용량의 지리정보시스템(geographic information system, GIS) DB 보안 중요성이 부각됨에 따라 GIS 네트워크 보안 및 데이터 암호화 기법에 대해 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 이와 같은 기법들은 GIS 벡터맵 데이터에 대한 원천적인 불법 복제 및 유통에 취약하다. 본 논문에서는 GIS 벡터맵 데이터의 불법 복제 방지 및 권한제어를 위하여 GIS 벡터맵 압축영역 상에서 레이어 단위의 선택적 암호화 기법을 제안한다. 제안한 기법에서는 벡터공간 상에서 벡터맵 압축 과정에서 생성되는 최소부호단위(minimum coding attribute, MCA)의 중점좌표와 방향 파라미터들에 대한 선택적 암호화를 각각 수행한다. 첫 번째 선택적 암호화에서는 MCA 레코드의 중점좌표 위치를 임의치환 함으로써 위치 암호화를 수행한다. 두 번째 선택적 암호화에서는 각 레코드 내의 좌표값들에 대한 방향 정보를 암호화함으로써 지형의 형태를 변화시키는 방향성 암호화를 수행한다. 실험 결과로부터 제안한 벡터맵 데이터 암호화 기법이 낮은 계산복잡도와 대용량 벡터맵 데이터를 효과적으로 암호화 할 수 있음을 확인하였으며, 또한 제안 기법이 AES, DES 등의 일반적인 데이터 암호화 기법을 사용하는 콘텐츠 암호화 기술들에서 발생되는 압축효율의 저하를 최소화할 수 있음을 확인하였다.

조간대 처리기법을 포함한 3차원 Semi-Implicit 수역학모델 개발 (Development of a Three-Dimensional, Semi-Implicit Hydrodynamic Model with Wetting-and-Drying Scheme)

  • 이경선;박경;오정환
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.70-80
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    • 2000
  • Princeton Ocean Model(POM)에서 지배방정식을 반음해법으로 차분화하여 mode splitting을 제거하고 조간대 처리기법을 도입한 3차원 semi-implicit 모델을 수립하였다 운동방정식의 순압경도력항과 수직방향 와동점 성향, 그리고 수심적분된 연속방정식의 속도발산항을 음해법으로 처리하여 빠르게 움직이는 표면중력파가 야기하는 수치안정조건을 제거하여 더 큰 time step을 사용할 수 있는 semi-implicit 모델을 수립하였다 수립한 3차원 semi-implicit 모델의 유효성과 계산휴율을 확인하기 위하여 이상적인 3차원 수로에 적용한 결과 semi-implicit 모델이 POM과 같은 결과를 주었으나 POM보다 약 4,.4배 정도 빠르게 수행되어 향상된 계산효율을 보여주었다. mode splitting 기법을 사용하는 POM의 유속 결과는 조간대에서 발생한 noise가주 수로에까지 전파되어 불안정 한 결과를 준 반면에 semi-implicit 모델결과는 더 큰 time step을 사용함에도 불구하고 조간대와 주 수로 모두에서 noiserk 없는 안정된 결과를 주었다 3차원 semi-implicit 모델의 현장 적용성을 확인하기 위하여 경기만에 적용한 결과 semi-implicit 모델이 모델 영역 전반에 걸쳐 관측된 조석 및 조류의 크기 및 전파양상을 잘 재현하였다.

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