• 제목/요약/키워드: mathematical experiment

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워크 그룹 구성 변화에 따른 GPU 기반 천 시뮬레이션의 성능 분석 (The Performance Analysis of GPU-based Cloth simulation according to the Change of Work Group Configuration)

  • 최영환;홍민;이승현;최유주
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.29-36
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    • 2017
  • 오늘날 3D 다이내믹 시뮬레이션은 많은 산업들과 밀접한 관계를 가지고 있다. 과거에는 자동차 충돌, 건축물 분야에서 주로 사용되었으나 최근에는 영화나 게임 분야에도 물리 시뮬레이션이 중요한 역할을 하고 있다. 일반적으로 3D 물체를 사실적으로 표현하기 위해서는 많은 수학적 연산이 필요하기 때문에 기존의 CPU 기반의 응용 프로그램들은 이러한 많은 연산량을 실시간으로 처리하는데 무리가 있다. 최근 그래픽 하드웨어의 발전과 아키텍쳐의 개선으로 GPU는 기존의 렌더링 연산뿐만 아니라 범용 목적의 연산 기능을 제공하고 있고 이러한 GPU를 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 GPU를 이용한 천 시뮬레이션 수행시 수행 성능을 최적화하기 위하여, GPU 셰이더의 실행 환경 변화에 따른 천 시뮬레이션 알고리즘의 수행 성능의 변화를 분석하였다. GPU를 이용한 천 시뮬레이션은 GLSL 4.3의 Compute shader를 사용하여 스프링 중심 알고리즘과 노드 중심 알고리즘을 PC기반으로 구현하였고, GLSL Compute shader의 다양한 워크 그룹 (Work Group) 크기와 차원 분배에 따른 연산 속도의 변화를 비교 분석하였다. 실험은 5,000 프레임까지 10회 반복 수행하여 FPS(Frame Per Second)의 평균을 구하여 진행하였다. 실행결과, 노드 중심의 알고리즘이 오히려 스프링 중심의 알고리즘 보다 빠른 수행속도를 보여 주었다.

무 잼 재료 혼합비율의 최적화 (Optimization of Ingredient Mixing Ratio for Preparation of Chinese Radish (Raphanus sativus L.) Jam)

  • 박정은;김미정;장명숙
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.235-243
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    • 2009
  • 본 연구는 무의 저장성을 높이고 무를 이용한 가공식품 개발의 일환으로 반응표면분석법(RSM: Response Surface Methodology)을 이용하여 무 잼 제조 시 최적의 재료 혼합 비율을 찾고자 하였다. 잼의 품질에 가장 영향을 미치는 설탕, 펙틴과 구연산 첨가율을 독립변수로 설정하였고, 범위는 예비실험을 거쳐 각각 $45{\sim}70%$, $0.5{\sim}2.0%$, $0.2{\sim}0.5%$로 하였다. 실험 결과를 모델링하여 유의성을 검증한 결과 당도, 명도, 적색도, 황색도, 견고성은 linear 모델이, 관능검사 모든 항목에서는 quadratic 모델이 설정되었다. 모델의 적합성을 분석한 결과 적색도와 관능검사 항목 중 냄새를 제외한 모든 항목에서 probability가 모두 5% 이내에서 유의성을 보이고, 적합결여검증의 결과에서도 적색도와 관능검사 중 냄새를 제외한 모든 항목에서 5% 이내의 유의성을 보여 모델의 적합함이 인정되었다. 반응표면과 trace plot의 결과 설탕과 펙틴 첨가율이 많아질수록 색은 어둡고 노랗게 되었고 견고성은 증가하였다. 관능검사 결과에서도 설탕 첨가율에 의하여 많은 영향을 받았으며, 적정 수준 이상의 설탕, 펙틴과 구연산을 첨가할 경우에는 좋아하지 않음을 알 수 있었다. 무 잼의 최적 재료 혼합비율을 설정한 결과 설탕 53.7%, 펙틴 1.0%, 구연산 0.3%로 설정되었고, 이 조건으로 직접 무 잼을 만들어 물리적 특성을 측정해 본 결과와 예측한 결과와 유사한 값을 보였다. 본 실험의 최적 조건으로 만든 무 잼의 경우 시판하고 있는 잼의 당도와 견고성의 중 간 값 정도의 범위에 포함되어 잼으로서의 상태가 양호한 것을 알 수 있었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 무를 이용한 잼 가공이 가능한 것을 알 수 있었고 무 잼의 최적의 상태를 만들기 위한 조건도 설정되어 이를 이용한 무 잼의 산업화도 가능할 것으로 기대된다.

온실 스크린의 대류열전달계수 측정 (Measurement of Convective Heat Transfer Coefficients of Horizontal Thermal Screens under Natural Conditions)

  • 라피크아딜;나욱호;라쉬드아드난;김현태;이현우
    • 생물환경조절학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.9-19
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    • 2020
  • 대류열전달은 겨울철 온실 열손실의 중요한 원인이 되며, 일반적으로 복사열에 의한 손실보다 더 크다. 스크린의 대류열전달계수를 자연상태에서 측정한 연구가 수행된 바는 있지만 상하면의 재질이 동일하고 공극이 없는 스크린에 대해서는 적용을 할 수 없는 방법이다. 이러한 재질의 스크린은 한국에서 많이 사용되고 있으나 대류열전달 특성을 파악하는데 많은 어려움이 있는 실정이다. 본 연구에서는 공극이 없는 3가지 종류의 스크린에 대해 대류열전달계수를 구하였으며, 계수를 산정하기 위하여 복사열수지 이론에 근거하여 산정방법을 개발하였다. 실험장치에 스크린을 설치하고 일사량, 장파복사량, 대기온도, 스크린 및 흑색천의 표면온도, 풍속 등을 측정하였다. 스크린의 표면온도와 주변온도의 차이에 따른 대류열전달계수를 산정하였다. 풍속이 거의 없는 상태에서 온도의 차이가 증가함에 따라 계수는 감소하는 것으로 나타났다.

중층 트롤 어구 시스템 운동의 유체역학적 시뮬레이션 (Hydrodynamic Simulation of Midwater Trawl System Behavior)

  • 차봉진;이춘우;이주희;김현영
    • 수산해양기술연구
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    • 제38권2호
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    • pp.164-171
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    • 2002
  • 본 연구에서는 중층 트롤 어구 시스템의 운동을 예측하기 위한 운동방정식을 정의하였고 중층 트롤 어구 시스템의 운동을 유체역학적으로 해석하여 시뮬레이션에 적용하여 계산한 결과를 해상에서 실험한 결과들과 비교하여 시뮬레이션의 정확도를 검증하였다. 해상실험은 1997년 8월 28일부터 1997년 8월 30일까지 동해상(36$^{\circ}$05'N, 130$^{\circ}$25'2E~36$^{\circ}$20'N,130$^{\circ}$47'E)에서 부경대 실습선 가야호를 이용하여 실시하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 중층 트롤 시스템의 운동을 해석하기 위해 사용된 운동 방정식은 m$_{i}$equation omitted/=f$_{i}$으로 기술하였고, 여기서 m과 /equation omitted/는 각각 질점 i의 질량과 가속도이며, f$_{i}$는 질점에 작용하는 힘이다. 2. 각 질점에 작용하는 힘은 내력과 외력으로 구성되며, 내력은 질점 사이에서 작용하는 힘으로 어구 시스템 구성에 사용된 각 종 줄과 그물실의 탄성에 의한 힘이며, 외력은 질점에 작용하는 저항, 부력 그리고 중력 등이다. 3. 시뮬레이션의 결과를 해상실험의 결과와 정량적으로 비교하기 위해 끌줄길이 250m, 예망속력 2m/s에서의 전개판 간격, 전개판 수심 망고 그리고 망폭을 비교하였다. 이 때 전개판 사이의 간격과 망폭은 계산치와 실험치가 거의 일치하며, 전개판의 수심과 망고는 각각 5m와 4m의 오차를 가지고 있었다. 4. 시뮬레이션 도중 끌줄의 길이, 예망속력, 부력 그리고 전개판 면적을 증가시키면서 어구의 형상을 계산한 결과를 앞선 해상 실험들의 결과와 비교하였다. 이 때 끌줄길이를 증가시킨 경우 어구의 예망수심이 깊어졌으며 전개판의 간격이 증가하였다. 예망속력을 증가시킨 경우 어구가 수면으로 부상하였으며 전개판의 간격이 줄어들었다. 부력을 증가시킨 경우에도 어구가 수면으로 부상하였으며 전개판의 간격과 망폭이 줄어들었다. 마지막으로 전개판의 면적을 증가시킨 경우에는 전개판의 전개력이 증가하여 전개판 사이 간격이 커지고 망폭이 증가하였다.

회전형 반고정망 활성슬럿지 공법의 수학적 해석에 관한 연구 2. 슬럿지 생산량 및 축적과정과 유출수의 수질에 대하여 (STUDIES ON THE MATHEMATICAL KINETICS FOR THE REMOVABLE MOVING SCREEN MEDIA-ACTIVATED SLUDGE PROCESS)

  • 한웅전;한영호
    • 한국수산과학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.175-179
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    • 1979
  • 대체로 활성슬럿지 공법에서 가장 큰 문제점은 처리후의 미생물의 분리, 슬럿지 반송, 잉여슬럿지의 소화이다. 반면에 생물학적 고정막을 이용한 RBC, 실수여과상, 고정층활성 슬럿지 공법들은 이와같은 문제가 해소된다. 최근 침전시설 및 농축조를 설치할 필요가 없느 반고정망 활성슬럿지 공법이 개발되었다. 이 공법은 최종 처분할 슬럿지량도 감소되며, 유출수의 수질도 양호하고 최대축척용량으로 유출수의 수질은 추정할 수 있으나, 반응조가 동적인 수리학적 양상의 결여 되어있었다. 따라서 본 연구에서는 반응조가 좀더 동적 수리학적 양상이 되도록 설계하여 운전하였으며 그 운전결과는 다음과 같다. REMSMAS 공법은 침전시설 및 농축시설없이도 양호한 유출수를 얻을 수 있었으며 슬럿지 부착능력도 RESMAS 공법이나 FAST 공법 보다 크게 나타났으며 최대축척용량에 도달되는 한계운전기일은 대략 유기물부하량에 비례하였다.

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방정식 오차함수와 응답 오차함수를 사용한 구조 안전성 평가 (Structural Safety Assessment Using Equation Error Function and Response Error Function)

  • 박우진
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권10호
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    • pp.2819-2830
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    • 2009
  • 하중을 받는 구조 부재는 사용기간 동안 다양한 형태의 손상을 입는다. 실험을 통해 구조물의 안정성을 평가하기 위해서는 많은 노력과 비용이 들고, 경우에 따라서는 측정 불가능한 부분도 있으므로 이들 측정 자료의 빈약함과 오차는 반드시 고려되어야 할 사항이다. 본 논문에서는 정적자료와 동적자료를 사용하는 System Identification 기법에 의한 파라미터 추정과 손상 검색 알고리즘을 소개한다. 정적 자료와 동적 자료에 적합한 형태의 측정 오차를 고려하여 System Identification 기법의 방정식 오차함수와 응답 오차함수를 이용함으로써 트러스 구조물의 강성도와 손상을 추정하였고, 측정 자료가 빈약하고 오차가 포함되어 있는 손상된 구조물을 판단하기 위한 기준을 제시하기 위하여 몬테카를로 반복 시행에 근거한 측정치 섭동법을 수행하였다. 방정식 오차함수와 응답 오차함수에 다양한 형태의 오차를 첨가하여 시뮬레이션 환경에 맞는 오차의 형태를 추정한 결과 정적이나 동적 자료 모두 응답 오차함수에 의한 추정 결과가 방정식 오차함수를 이용한 것보다 월등함을 확인할 수 있었고, 응답 오차함수에 절대오차를 고려한 경우가 정확도면에서 가장 좋은 결과를 가져왔다. 부재의 형태에 따른 추정 오차를 비교한 결과 트러스의 복재가 현재에 비해 상대적으로 큰 편차가 발생하여 현재에 비하여 추정값의 정확성이 저하되었고, 주어진 하중 및 측정 조건에 민감하게 반응하지 못하는 부재는 손상 추정에서 손상의 유무를 결정하기가 쉽지 않다는 것을 알 수 있었다.

U.S. Forest Service Research : Its Administration and Management

  • Krugman, Stanley L.
    • 한국산림과학회지
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    • 제76권3호
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    • pp.243-248
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    • 1987
  • The U.S. Forest Service administers the world's largest forestry research organization. From its modest beginning in 1876, some 30 years before the United States national forest system was established, the research branch has devoted its effort to meet current and future information needs of the forestry community of the United States, not just for the U.S. Forest Service. The research branch is one of three major administrative units of the U.S. Forest Service. The others being the National Forest System and State and Private Forestry. Currently the National Forest System comprises 155 national forests, 19 national grasslands, and 18 utilization projects located in 44 states. Puerto Rico, and the Virgin Islands. The National Forest System manages these areas for a large array of uses and benefits including timber, water, forage, wildlife, recreation, minerals, and wilderness. It is through the State and Private Forestry branch that the U.S. Forest Service cooperates and coordinates forestry activities and programs with state and local governments, forest industries, and private landowners. These activities include financial and technical assistance in disease, insect, and fire protection ; plan forestry programs ; improve harvesting and marketing practices ; and transfer forestry research results to user groups. Forestry research is carried out through eight regional Forest Experiment Stations and the Forest Product Laboratory. Studies are maintained at 70 administrative sites, and at 115 experimental forest and grasslands. All of the current sciences that composed modern forestry are included in the research program. These range from forest biology (i. e. silviculture, ecology, physiology, and genetics) to the physical, mathematical, engineering, managerial, and social sciences. The levels of research range from application, developmental, and basic research. Research planning and priority identification is an ongoing process with elements of the research program changing to meet short-term critical information needs(i. e. protection research) to long-term opportunities(i. e. biotechnology). Research planning and priority setting is done in cooperation with National Forest Systems, forest industries, universities, and individual groups such as environmental, wilderness, or wildlife organizations. There is an ongoing review process of research administration, organization, and science content to maintain quality of research. In the U.S. Forest Service the research responsibility is not completed until the new information is being applied by the various user group : I. e. technology transfer program. Research planning and development in the U.S. Forest Service is a dynamic activity. Porgrams for the year 2000 and beyond are now in the planning stage.

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곡물(穀物)의 함수율(含水率) 변화(變化)에 따른 송풍저항(送風抵抗)에 관(關)한 연구(硏究) (Resistance to Airflow of Grain as Affected by Grain Moisture Content)

  • 김만수;김성래
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제11권2호
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    • pp.55-65
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    • 1986
  • The resistance to the passage of airflow through various agricultural products is an important consideration in the design of an aeration or drying system. The amount of resistance to airflow varied widely from one kind of grain to another, and depended upon airflow rate, surface texture and shape of the particles, the size and configuration of voids, and foreign and fine material in the grain bed. The airflow rate was the major factor considered on this kind of study in the early stages. But these days, the studies on the resistance to airflow of grain affected by grain moisture content and foreign and fine material have been widely carried out. However the foreign an fine material in the grain bed could not be a major factor on the study in Korea because there were only a few grain process procedure after harvesting it. The objectives of this study were to investigate the effect of moisture content and airflow rate on airflow resistance to grain, and to develop a model to predict the static pressure drop across the grain bed as a function of moisture content and airflow rate. The rough rice varieties, Akibare, Milyang 15 (Japonica types), Samkwang, Backyang (Indica types)and covered barley variety, Olbori, which were harvested in 1985 were used in the experiment after cleaning them. Resistances to airflow of grain were investigated at four levels of moisture content (13-25%, wb.) for ten different airflow rates($0.01-0.15m^3/sm^2$). The results of this study are summarized as follows; 1. Theaverage bulk densities were $585.3kg/m^3$ for rough rice and $691.6kg/m^3$ for barley at the loose fill, and were $648.8kg/m^3$ for rough rice and $758.2kg/m^3$ for barley at the packed fill. The pressure drops at the packed fill beds were approximately 1.4 to 1.8 times higher than those at the loose fill beds. 2. The pressure drops across grain beds deceased with the increase of moisture content and increased with airflow rate. The decreasing rates of pressure drop across grain beds according to the moisture contents at the lower airflow rates were higher than those at the higher airflow rates, and the increasing rates of pressure drop according to the airflow rates at the lower moisture contents were higher those at higher moisture contents. 3. The pressure drop across barley bed were much higher than rough rice beds and the pressure drops across Japonica type rough rice beds were a little higher than Indica type. 4. The mathematical models to predict the pressure drop across grain beds as a function of moisture content and airflow rate were developed from these experiments.

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실험 개에서 Rb-82 심근 Dynamic PET 영상을 이용한 국소 심근 혈류 예측의 기본 모델 연구 (A Study on the Estimation of Regional Myocardial Blood Flow in Experimental Canine Model with Coronary Thrombosis using Rb-82 Dynamic Myocardial Positron Emission Tomography)

  • 곽철은;이동수;강건욱;황은경;정재민;장기현;정준기;이명철;서정돈;고창순
    • 대한핵의학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.48-53
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    • 1995
  • Rb-82 dynamic PET과 이중적분법에 의한 국소 심근 혈류측정 연구를 시행하고자 실험 개를 이용한 심근 혈전증 모델에서 좌심실 입력함수에 의한 정상 및 관류결손 심근에서의 혈류를 측정하였다. 이중적분법이 선형회귀모델에 의한 혈류측정방법에 비하여 실현이 간단하고 심근내 혈류가 선형적인 가정을 배제할 수 있어 더욱 정확한 방법이 될 수 있음을 확인하였다.

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공공데이터를 활용한 초등학생 돌봄시설의 최적입지 선정 (Optimal Location Modeling for Elementary Student's Care facility using Public Data)

  • 이지원;김지영;유기윤;양성철
    • 지적과 국토정보
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    • 제49권2호
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    • pp.109-122
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    • 2019
  • 맞벌이 가구의 증가로 육아에 대한 사회적 관심이 커지고 있다. 특히 자녀의 초등학교 입학은 상대적으로 이른 하교시간 때문에 돌봄의 공백이 생겨 출산과 더불어 여성의 경력단절에 주된 원인으로 꼽힌다. 본 연구는 이러한 정책적 기조에 부합하여 초등학생 대상 돌봄시설의 최적 입지선정 방안을 제안하였다. 돌봄시설의 후보로 기존 아이돌봄시설을 대상으로 하였으며, 최적입지 선정 시 수리적 최적화뿐만 아니라 입지적 특성을 고려하는 이중구조의 평가방법을 사용하였다. 실험은 서울시 송파구를 대상으로 진행하였으며, 총 258개의 후보시설 중 36개의 최적입지를 선정하였다. 먼저 공공데이터를 활용하여 돌봄시설의 특성에 맞는 평가기준을 세운 후 입지점수를 매겨 이에 해당하는 1차 후보시설을 선별하였으며, 이때 다양한 공공데이터를 하나로 통합하기 위하여 격자리샘플링 방법을 사용하였다. 다음으로 선별된 시설을 대상으로 공간 최적화 모델인 p-median 방법을 활용하여 최종 돌봄시설을 선정하였다. 이렇게 선정된 결과는 총 거리를 고려한 위치적 최적해 일뿐 아니라 돌봄시설의 특성을 고려한 다양한 입지적 기준을 만족하는 값이다. 본 연구에서 제안한 방법을 통해 공공데이터 융합 및 활용도를 높일 수 있고, 공공시설 최적입지 선정 시 정책 의사결정에 도움을 줄 것으로 기대한다.