• 제목/요약/키워드: design matrix

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An accurate analytical model for the buckling analysis of FG-CNT reinforced composite beams resting on an elastic foundation with arbitrary boundary conditions

  • Aicha Remil;Mohamed-Ouejdi Belarbi;Aicha Bessaim;Mohammed Sid Ahmed Houari;Ahmed Bouamoud;Ahmed Amine Daikh;Abderrahmane Mouffoki;Abdelouahed Tounsi;Amin Hamdi;Mohamed A. Eltaher
    • Computers and Concrete
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    • 제31권3호
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    • pp.267-276
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    • 2023
  • The main purpose of the current research is to develop an efficient two variables trigonometric shear deformation beam theory to investigate the buckling behavior of symmetric and non-symmetric functionally graded carbon nanotubes reinforced composite (FG-CNTRC) beam resting on an elastic foundation with various boundary conditions. The proposed theory obviates the use to shear correction factors as it satisfies the parabolic variation of through-thickness shear stress distribution. The composite beam is made of a polymeric matrix reinforced by aligned and distributed single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) with different patterns of reinforcement. The material properties of the FG-CNTRC beam are estimated by using the rule of mixture. The governing equilibrium equations are solved by using new analytical solutions based on the Galerkin method. The robustness and accuracy of the proposed analytical model are demonstrated by comparing its results with those available by other researchers in the existing literature. Moreover, a comprehensive parametric study is presented and discussed in detail to show the effects of CNTs volume fraction, distribution patterns of CNTs, boundary conditions, length-to-thickness ratio, and spring constant factors on the buckling response of FG-CNTRC beam. Some new referential results are reported for the first time, which will serve as a benchmark for future research.

등입도 투수성 콘크리트 보강 조립토 다짐말뚝의 거동특성 및 침하량 평가기법 (An Estimation Method of Settlement and the Behaviour Characteristics of Granular Compaction Pile Reinforced with Uniformly Graded Permeable Concrete)

  • 김정호;김승욱;김홍택;황정순
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권7호
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    • pp.73-83
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    • 2006
  • 조립토 다짐말뚝의 거동특성은 주로 말뚝의 횡방향 팽창을 억제하는 연약한 원지반의 횡방향 구속응력에 의해 지배된다. 따라서 조립토 다짐말뚝의 지반 보강 능력은 원지반의 비배수 전단강도가 $15{\sim}50kPa$ 정도인 경우에 가장 효과적인 것으로 알려지고 있으며, 보다 연약한 지반에서는 구속압력이 충분하게 발휘되지 않으므로 적용성이 크게 저하된다. 본 연구에서는 연약지반에 대한 조립토 다짐말뚝의 적용성 확대를 위해 등입도 투수성 콘크리트 보강 조립토 다짐말뚝 공법을 제안하였으며, 등입도 투수성 콘크리트와 쇄석 및 연약 점성토로 구성된 복합 공시체의 대형삼축압축시험을 통해 제안된 공법의 효율성을 입증하였다. 또한 본 연구에서는 제안된 공법의 실무 적용성 확보를 위해 침하량 산정기법을 제안하였으며, 제안된 침하량 산정기법의 검증을 위한 목적으로 3차원 유한요소해석을 실시하여 해석결과로 분석된 말뚝의 침하량과 제안식에 의해 산출된 침하량을 상호 비교 분석하였다. 추가적으로 본 연구에서는 다양한 변수분석을 수행하여 설계변수의 영향정도를 평가하였다.

사질토 지반에 놓인 지진하중을 받는 말뚝 기초 시스템의 고유 진동수 예측 (Prediction of the Natural Frequency of Pile Foundation System in Sand during Earthquake)

  • 양의규;권선용;최정인;김명모
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.45-54
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    • 2010
  • 말뚝 구조물의 동적 거동을 분석하고 지진파에 대한 공진 안정성을 확보하기 위해서는 고유 진동수를 합리적으로 산정하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 간단한 질량 - 스프링 모델을 이용하여 지진 하중을 받는 말뚝 구조물의 고유 진동수를 간편하면서도 효율적으로 예측할 수 있는 방법을 모색하였다. 고유진동수 산정 결과에 큰 영향을 미치는 지반-말뚝 간 스프링 강성을 지반반력상수와 p-y 곡선 그리고 지반 탄성계수 등을 이용하여 결정하고, 이들을 이용하여 계산한 고유진동수를 1g 진동대 실험에서 계측한 고유진동수와 비교한 결과, 지반반력상수를 이용한 Reese(1974) 방법과 동적 p-y 중추 곡선을 이용한 Yang(2009)의 방법을 이용하여 스프링 강성을 산정하는 것이 가장 우수한 결과를 나타내었는데, 건조토에 위치한 말뚝구조물에서는 5% 이내의 오차를 보였으며, 포화토에 위치한 말뚝 구조물의 경우에는 진동 중에 과잉간극수압의 발생여부에 따라 5%에서 40% 사이의 오차를 나타내었다.

비납계 (Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3 압전 나노소재를 이용한 복합체 필름 기반의 플렉서블 에너지 하베스터 개발 (Development of Composite-film-based Flexible Energy Harvester using Lead-free BCTZ Piezoelectric Nanomaterials)

  • 김광현;박현준;배빛나;장학수;김철민;이동훈;박귀일
    • 한국분말재료학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.16-22
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    • 2024
  • Composite-based piezoelectric devices are extensively studied to develop sustainable power supply and self-powered devices owing to their excellent mechanical durability and output performance. In this study, we design a lead-free piezoelectric nanocomposite utilizing (Ba0.85 Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3 (BCTZ) nanomaterials for realizing highly flexible energy harvesters. To improve the output performance of the devices, we incorporate porous BCTZ nanowires (NWs) into the nanoparticle (NP)-based piezoelectric nanocomposite. BCTZ NPs and NWs are synthesized through the solid-state reaction and sol-gel-based electrospinning, respectively; subsequently, they are dispersed inside a polyimide matrix. The output performance of the energy harvesters is measured using an optimized measurement system during repetitive mechanical deformation by varying the composition of the NPs and NWs. A nanocomposite-based energy harvester with 4:1 weight ratio generates the maximum open-circuit voltage and short-circuit current of 0.83 V and 0.28 ㎂, respectively. In this study, self-powered devices are constructed with enhanced output performance by using piezoelectric energy harvesting for application in flexible and wearable devices.

큰 병변에 대한 다단계 감마나이프 방사선수술의 전략 (Strategy of Multistage Gamma Knife Radiosurgery for Large Lesions)

  • 허병익
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.801-809
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    • 2019
  • 큰 병변에 대한 기존 감마나이프 방사선수술은 종종 체적 또는 선량 분할 단계들로 수행된다. 체적 분할의 경우, 병변은 처방된 선량 하에서 하루 또는 이틀, 3 ~ 6개월로 분할된 다중 세션에서 조사되는 하위 체적들로 분할되곤 한다. 치료의 전체 과정 동안, 이전 단계의 치료 정보는 세션 사이의 좌표 변환을 통해 새로 장착된 정위 프레임 상의 후속 세션에 반영될 필요가 있다. 그러나 동일한 정위 공간을 제외하고 기존 감마나이프 시스템으로는 이전 선량 분포를 구현하는 것은 실제로 어렵다. 최신 감마나이프 플랫폼을 사용하여 다단계 치료를 수행할 수 있기 때문에 치료 영역이 확장되고 있다. 이 연구의 목적은 정위적 공간에 기초한 영상 정합과 새로운 감마나이프 플랫폼을 사용하여 각 단계에서 처방 선량 결정과 같은 다단계 감마나이프 방사선수술 전략을 소개하는 것이다. 일반적으로 영상 정합에서 수술적으로 내장된 기준점 또는 내부 해부학적 랜드마크들이 변환 관계를 결정하는데 사용된다. 저자는 내부 해부학적 랜드마크들을 사용하는 예로서 4개 또는 6개의 해부학적 랜드마크를 사용하는 다중 세션 간의 좌표 변환 정확도를 비교하였다. 측정된 좌표들과 계산된 좌표들 사이의 불일치를 최소화하기 위해서 PseudoInverse 또는 Singular Value Decomposition을 사용하여 두 정위 공간 사이의 변환 행렬이 결정되었다. 변환 정확도를 평가하기 위해 측정된 좌표와 변환된 좌표들 사이의 차이, 즉 ${\Delta}r$이 10개의 랜드마크들을 사용하여 계산되었다. 10개의 랜드마크들 중 4개 또는 6개의 점들을 사용하여 좌표 변환을 결정하고 나머지는 접근 방법을 평가하는데 사용되었다. 두 가지 접근 방법에서 각각의 ${\Delta}r$ 값은 0.6 ~ 2.4 mm, 0.17 ~ 0.57 mm 범위이었다. 게다가 병변 분할의 경우 한 번에 전체 병변의 치료와 동일한 효과를 제공하는 처방 선량을 결정하는 방법이 제안되었다. 동일한 정위 공간에서의 다단계 치료 전략은 전체 병변에 대한 치료를 먼저 디자인하는 것이며, 전체 치료 디자인 샷들은 각 단계 치료의 샷들로 나누어 각 단계별 샷들을 구성하고 각 단계에서 적절한 처방 선량을 결정한다. 결론적으로 저자는 다단계 치료 전략으로서 처방 선량 결정의 정확성을 확인하였고, 다중 세션 간의 좌표 변환을 결정하기 위해 적은 랜드마크들을 사용하는 것보다 가능한 많은 내부 랜드마크들을 사용하는 것이 더 나은 결과를 산출함을 보았다. 향후 제안된 다단계 치료 전략은 여러 감마나이프 센터들의 틀 없는 분할 치료에 크게 기여할 것이라 사료된다.

딥러닝 예측 결과 정보를 적용하는 복합 미생물 배양기를 위한 딥러닝 구조 개발 (Development of deep learning structure for complex microbial incubator applying deep learning prediction result information)

  • 김홍직;이원복;이승호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제27권1호
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    • pp.116-121
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    • 2023
  • 본 논문에서는 딥러닝 예측 결과 정보를 적용하는 복합 미생물 배양기를 위한 딥러닝 구조를 개발한다. 제안하는 복합 미생물 배양기는 수집한 복합 미생물 데이터에 대해 복합 미생물 데이터 전처리, 복합 미생물 데이터 구조 변환, 딥러닝 네트워크 설계, 설계한 딥러닝 네트워크 학습, 시제품에 적용되는 GUI 개발 등으로 구성된다. 복합 미생물 데이터 전처리에서는 미생물 배양에 필요한 당밀, 영양제, 식물엑기스, 소금 등의 양에 대해 원-핫 인코딩을 실시하며, 배양된 결과로 측정된 pH 농도와 미생물의 셀 수에 대해 최대-최소 정규화 방법을 사용하여 데이터를 전처리한다. 복합 미생물 데이터 구조 변환에서는 전처리된 데이터를 물 온도와 미생물의 셀 수를 연결하여 그래프 구조로 변환 후, 인접 행렬과 속성 정보로 나타내어 딥러닝 네트워크의 입력 데이터로 사용한다. 딥러닝 네트워크 설계에서는 그래프 구조에 특화된 그래프 합성곱 네트워크를 설계하여 복합 미생물 데이터를 학습시킨다. 설계한 딥러닝 네트워크는 Cosine 손실함수를 사용하여 학습 시에 발생하는 오차를 최소화하는 방향으로 학습을 진행한다. 시제품에 적용되는 GUI 개발은 사용자가 선택하는 물 온도에 따라 목표하는 pH 농도(3.8 이하) 복합 미생물의 셀 수(108 이상)를 배양시키기 적합한 순으로 나타낸다. 제안된 미생물 배양기의 성능을 평가하기 위하여 공인시험기관에서 실험한 결과는, pH 농도의 경우 평균 3.7로, 복합 미생물의 셀 수는 1.7 × 108으로 측정되었다. 따라서, 본 논문에서 제안한 딥러닝 예측 결과 정보를 적용하는 복합 미생물 배양기를 위한 딥러닝 구조의 효용성이 입증되었다.

신기술 사용 과정에 관한 비교 사례 연구: 기술 전유 과정의 근거이론적 접근 (A Comparative Case Study on the Adaptation Process of Advanced Information Technology: A Grounded Theory Approach for the Appropriation Process)

  • 최희재;이준기
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제19권3호
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    • pp.99-124
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    • 2009
  • Many firms in Korea have adopted and used advanced information technology in an effort to boost efficiency. The process of adapting to the new technology, at the same time, can vary from one firm to another. As such, this research focuses on several relevant factors, especially the roles of social interaction as a key variable that influences the technology adaptation process and the outcomes. Thus far, how a firm goes through the adaptation process to the new technology has not been yet fully explored. Previous studies on changes undergone by a firm or an organization due to information technology have been pursued from various theoretical points of views, evolved from technological and institutional views to an integrated social technology views. The technology adaptation process has been understood to be something that evolves over time and has been regarded as cycles between misalignments and alignments, gradually approaching the stable aligned state. The adaptation process of the new technology was defined as "appropriation" process according to Poole and DeSanctis (1994). They suggested that this process is not automatically determined by the technology design itself. Rather, people actively select how technology structures should be used; accordingly, adoption practices vary. But concepts of the appropriation process in these studies are not accurate while suggested propositions are not clear enough to apply in practice. Furthermore, these studies do not substantially suggest which factors are changed during the appropriation process and what should be done to bring about effective outcomes. Therefore, research objectives of this study lie in finding causes for the difference in ways in which advanced information technology has been used and adopted among organizations. The study also aims to explore how a firm's interaction with social as well as technological factors affects differently in resulting organizational changes. Detail objectives of this study are as follows. First, this paper primarily focuses on the appropriation process of advanced information technology in the long run, and we look into reasons for the diverse types of the usage. Second, this study is to categorize each phases in the appropriation process and make clear what changes occur and how they are evolved during each phase. Third, this study is to suggest the guidelines to determine which strategies are needed in an individual, group and organizational level. For this, a substantially grounded theory that can be applied to organizational practice has been developed from a longitudinal comparative case study. For these objectives, the technology appropriation process was explored based on Structuration Theory by Giddens (1984), Orlikoski and Robey (1991) and Adaptive Structuration Theory by Poole and DeSanctis (1994), which are examples of social technology views on organizational change by technology. Data have been obtained from interviews, observations of medical treatment task, and questionnaires administered to group members who use the technology. Data coding was executed in three steps following the grounded theory approach. First of all, concepts and categories were developed from interviews and observation data in open coding. Next, in axial coding, we related categories to subcategorize along the lines of their properties and dimensions through the paradigm model. Finally, the grounded theory about the appropriation process was developed through the conditional/consequential matrix in selective coding. In this study eight hypotheses about the adaptation process have been clearly articulated. Also, we found that the appropriation process involves through three phases, namely, "direct appropriation," "cooperate with related structures," and "interpret and make judgments." The higher phases of appropriation move, the more users represent various types of instrumental use and attitude. Moreover, the previous structures like "knowledge and experience," "belief that other members know and accept the use of technology," "horizontal communication," and "embodiment of opinion collection process" are evolved to higher degrees in their dimensions of property. Furthermore, users continuously create new spirits and structures, while removing some of the previous ones at the same time. Thus, from longitudinal view, faithful and unfaithful appropriation methods appear recursively, but gradually faithful appropriation takes over the other. In other words, the concept of spirits and structures has been changed in the adaptation process over time for the purpose of alignment between the task and other structures. These findings call for a revised or extended model of structural adaptation in IS (Information Systems) literature now that the vague adaptation process in previous studies has been clarified through the in-depth qualitative study, identifying each phrase with accuracy. In addition, based on these results some guidelines can be set up to help determine which strategies are needed in an individual, group, and organizational level for the purpose of effective technology appropriation. In practice, managers can focus on the changes of spirits and elevation of the structural dimension to achieve effective technology use.

류마티스 관절염 실험용쥐의 활액에서 단백분해효소의 활성 및 항산화에 대한 녹용약침의 효과 (Effect of Cervi Pantotrichum Cornu Herbal acupuncture on protease activities, antioxidant in Rheumatoid arthritis rats)

  • 박상동;김민정;이아람;장준혁;김경호
    • Journal of Acupuncture Research
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    • 제19권2호
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    • pp.51-64
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    • 2002
  • 류마티스 관절염의 쥐의 활액에서 단백분해효소, 산화제와 유리기에 대한 녹용약침의 비특이적 면역억제효과를 연구하였다. 일련의 실험표본으로서 여러가지 세포질, 리소좀, 기질 백분해효소의 제 활성을 RA대조군과 녹용약침군의 활액에서 카르보닐기 유도로 생성되는 유리기-유발 단백질손상과 항산화를 비교하였다. 전반적으로 단백분해효소활성이 정상군과 비교하여 RA대조군에서 유의성 있게 증가하였다. 세포질 단백분해효소들은 정상군과 RA군의 차이에서는 유의성이 없었다. 녹용약침처리($100{\mu}g/kg$)결과 세포질, 리소좀, 기질 단백분해효소생성을 억제하였으며, RA군과 녹용약침군 또는 정산군 사이에 활액 또는 세포질 항산화에서 유의성 있는 차이가 없음에도 불구하고, RA군 활액의 단백질손상을 유발하는 유리기는 녹용약침군과 정산군에 비교하여 약 2배 정도 높았다. 이상의 결과에서 단백분해효소와 유리기는 RA유발시 단백질손상을 유도하는 물질로 밝혀졌으며, 따라서 단백분해효소 저해와 유리기소거능을 갖는 치료법개발이 새로운 RA예방치료법으로 제시되었다. 나아가서 여러가지 기질특이성을 갖는 활액내 단백분해효소류(cysteine, serine, metallo proteinases와 peptidases)에 대한 효과적인 저해제개발이 필요한 것으로 보인다. 따라서 본 녹용약침은 이와 같은 새로운 개념의 2가지(유리기제거, 단백분해활성) 관절염치료 요소를 충족하는 약리활성을 포함하는 훌륭한 제제로 평가된다.

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몽골 테렐지 관광지 관광자원 매력에 관한 몽·한 관광객 만족도 비교 분석 (A Comparison of the Overall Satisfaction of the Tourist Attractions at the Terelj Tourist Area in Mongolia by Mongolian and Korean Travelers)

  • 김동찬;��브잠츠 나슨자르갈
    • 한국조경학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.96-106
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    • 2013
  • 본 연구는 몽골 및 한국 관광객들을 대상으로 테렐지 관광지의 매력요인을 살펴봄으로써, 관광객들이 선호하는 관광지 활성화를 위한 방안을 도출하고자 하였다. 분석방법으로 SPSS 20.0 통계프로그램과 IPA 기법을 활용하였으며, 본 연구결과와 시사점은 다음과 같다. 첫째, 관광객들이 지각하는 매력속성에 대한 중요도와 만족도에 대한 기술분석을 하였는데 몽골(중요도 4.145, 만족도 3.292)과 한국(중요도 3.96, 만족도 3.231) 관광객 모두 관광지 방문 전의 기대보다는 그 만족도가 낮은 것으로 평가되었다. 둘째, 매력속성에 대해 몽골과 한국 관광객 차이분석 결과, 중요도는 문화자원, 음식, 프로그램의 다양함, 축제이벤트, 주차시설 등 5개 항목, 만족도는 자연경관, 음식, 프로그램의 다양함 등 3개의 항목에서만 차이가 있었다. 셋째, 관광지 매력속성의 강 약점을 파악하기 위해 IPA 분석을 실시하였다. 결과는 제II사분면인 높은 중요도에 비해 낮은 만족도를 나타내는 항목으로 몽골인은 교통편, 청결위생, 프로그램의 다양함, 주차시설 등을, 한국인은 관광지 안전성, 숙박시설, 교통의 편의성, 청결 위생 등을 테렐지 관광지 주요 약점으로 지각하고 있었다. 마지막으로 몽골과 한국 관광객들의 테렐지 관광지에 대한 만족도 및 행동의도를 분석하였으며, 몽골 관광객들 경우, 지역자원성과 편의환경성은 전체 만족도에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 한국 관광객들의 경우, 지역자원성은 관광지 선택 결정에 큰 영향을 주는 것으로 사료되었다. 본 연구의 결과에 의하면 테렐지 관광지는 자연경관의 가치를 보존하고 관리하면서, 자연활용형 상품 개발, 교통의 편리성, 숙박시설 편리, 청결 위생 등을 개선한다면 다른 지역과 차별화된 매력 있는 관광지로서, 관광객들의 욕구를 만족시킬 수 있다고 판단되었다.

라만증폭기의 효율적인 성능분석을 위한 라만방정식의 적분형 전개와 수치해석 알고리즘 (Closed Integral Form Expansion for the Highly Efficient Analysis of Fiber Raman Amplifier)

  • 최락권;박재형;김필한;박종한;박남규
    • 한국광학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.182-190
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    • 2005
  • 본 논문은 효율적으로 라만 증폭기의 이득을 예측하고 잡음 특성을 분석하기 위해서 라만 증폭기 상관된 상미분방정식 (Ordinary Differential Equation: ODE)을 유효거리(Effective Length) 기반의 상관된 적분형(closed integral form)방정식 및 매트릭스로 전개하고 이 전개를 활용한 라만 증폭기 모델링 및 수치해석 알고리즘을 기술한다. 광섬유 라만 증폭기는 유연하고 넓은 이득 대역폭 및 낮은 잡음 등의 장점 때문에 최근 광통신 시스템에서 핵심기술로 각광받고 있으며, 특히 멀티채널 펌핑구조에서 성능예측을 위해 많은 라만 증폭기 모델링 방법들이 연구되어 왔다. 그러나 기존의 많은 연구들은 라만 증폭기 상관된 상미분방정식의 해를 "fiber propagation axis"를 기반으로 구해왔기 때문에 광섬유 길이에 의존적이고 복잡한 계산으로 상당히 많은 시간이 필요했으며, 실제 전송 시스템에서의 활용이 어려웠다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 논문에서는 기존의 상관된 상미분방정식을 접근이 용이한 "유효거리" 기반의 적분형 방정식으로 전개하고 매트릭스 및 벡터 형태로 알고리즘을 공식화하여 빠른 라만 이득 계산과 "iteration axis"를 이용한 해의 도출을 통해 새로운 라만 증폭기 모델링 방법과 수치해석 알고리즘을 제시하였다. 제안한 수치해석 알고리즘을 전방, 후방 및 양방향 펌핑구조의 라만 증폭기가 도입된 시스템에 적용하는 컴퓨터 모의실험을 수행한 결과 기존의 "Average power method와 비교하여 라만 이득과 광선로 내의 펌프 및 신호 광의 진행정도를 18배 이상의 정밀도에서 0.03 dB 이내의 매우 작은 오차범위 및 100배 이상 단축된 짧은 시간으로 정확히 예측하였다. 또한, 수치해석 알고리즘을 통해서 얻은 신호 광 파워의 분포를 바탕으로 Amplified Spontaneous Emission(ASE), 후방 ASE의 레일레이 산란 및 신호의 이중 레일레이 산란과 같은 라만 증폭기 잡음 요소들을 분석하였다. 새롭게 제안한 수치해석 알고리즘은 실제 광통신 시스템에 적용되어 신속하고 효율적으로 라만 증폭기 성능을 예측하고 분석할 수 있을 것으로 기대된다.