• 제목/요약/키워드: virtual simulation

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분산형 저류시설-하수관망 네트워크 시스템의 입자군집최적화 기반 모델 예측 제어 (Model Predictive Control for Distributed Storage Facilities and Sewer Network Systems via PSO)

  • 백현욱;류재나;김태형;오재일
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권6호
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    • pp.722-728
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    • 2012
  • 도심지역의 하수관거 시스템은 우수 수용능력 및 하수 월류 발생 등의 시스템의 한계점을 가지고 있어, 강우시 우수 유출수로 인한 침수저감과 더불어 도시비점오염원의 저감에 모두 대응할 수 있는 저류시설의 도입이 주목받고 시작하였다. 최근 환경부에서는 방재적 우수관리와 더불어 합류식 하수관거 월류수, 분류식 우수관거 유출수 처리를 포함하는 다기능 저류시설을 "하수저류시설"이라 통칭하고, 이의 도입을 적극 추진하고 있는 실정이다. 반면 대규모 단일 저류시설 설치의 경우에는 공간 확보의 문제가 발생할 수 있으며, 이에 대안으로는 중 소규모의 분산형 저류시설 설치 및 운영을 들 수 있다. 본 연구에서는 분산형 저류시설-하수관망 네트워크 시스템의 최적 운용을 위한 모델 예측 제어기법을 제안한다. 이를 위해 첫째로 네트워크 시스템의 각 구성 요소의 수리모델을 제시함으로써 보다 정밀한 하수관망 네트워크의 거동을 모사하고자 한다. 둘째로 제안된 모델을 기반으로 현재의 강우 유입량을 고려하여 각 저류조의 수위, 하수관로의 유입/유출량을 예측하여, 입자군집 최적화 알고리즘을 이용한 모델 예측 제어기법을 바탕으로 주어진 제약조건을 만족하며 상황을 바탕으로 제안된 제어기법의 사용여부에 따른 효과를 비교 분석하고, 이의 타당성을 검증하고자 한다.

운영체제 도움 없이 멀티 페이지를 지원하는 저전력 TLB 구조 (Low Power TLB Supporting Multiple Page Sizes without Operation System)

  • 정보성;이정훈
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.1-9
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    • 2013
  • 비록 멀티 페이지 TLB는 성능을 향상시키는데 효과적이지만, 운영체제의 도움을 통한 기존의 방법은 사용자 응용 프로그램에서는 멀티 페이지를 사용할 수 없는 치명적인 단점을 가진다. 이에 본 논문에서는 운영체제의 지원 없이 멀티 페이지를 이용하여 고성능과 저전력을 얻을 수 있는 새로운 멀티 TLB 구조를 제안한다. 제안된 TLB는 작은 페이지를 위한 TLB와 큰 페이지를 위한 TLB로 구성되며, 모두 완전연관 뱅크 구조를 가지고 있다. 작은 페이지를 지원하는 S-TLB(Small TLB)는 큰 페이지를 지원하는 L-TLB(Large TLB)에서 추출된 작은 페이지를 저장하게 되며, L-TLB는 CPU로부터 요청된 작은 페이지를 포함한 큰 가상 페이지 주소를 저장하게 된다. CPU가 요청한 가상주소의 특별한 한 비트와 두 비트를 이용하여 S-TLB와 L_TLB의 각각의 하나의 뱅크만이 접근되며, 동시에 접근되는 엔트리 수 감소에 의해 에너지 소비를 줄일 수 있다. 또한 본 논문에서 효과적인 성능향상을 위해 간단한 1비트 LRU 정책을 제안하였다. 제안된 LRU 정책은 각 TLB 엔트리에 추가적인 1 비트를 사용하여 최근에 참조된 블록을 나타낸다. 이 방법은 간단하게 L-TLB로부터 가장 최근에 참조된 페이지를 선택할 수 있다. 시뮬레이션 결과에 따르면, 제안된 구조는 완전연관 사상 TLB, Dual TLB 그리고 ARM TLB에 비해 76%, 57%, 그리고 6%의 에너지*지연시간을 줄일 수 있었다.

A Comparison Study of New Hanbok Brand Skirt Pattern for Developing of Customizing System

  • Cha, Su-Joung;An, Myung-Sook;Heo, Seung-Yeun;Ra, Joung-Hei;Jeon, Woong-Ryul
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제25권6호
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    • pp.183-191
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    • 2020
  • 본 연구에서는 커스터마이징 시스템 개발을 위한 신한복 치마 패턴 개발의 기초자료를 얻기 위해 신한복 브랜드의 치마 패턴을 비교 분석하고자 하였다. 신한복 6개 브랜드의 패턴을 분석하여 가상착의를 시킨 후 외관평가와 의복압 및 공극량을 평가하였다. 시판 신한복 브랜드 A, B, C, D, E, F의 허리치마 패턴을 분석한 결과, 같은 디자인의 free 사이즈 치마임에도 불구하고 각기 다른 치수로 제작되는 것으로 나타났다. 허리치마의 패턴은 기존의 한복과 같이 평면적인 패턴으로 구성되었다. 외관평가 결과 앞면, 옆면, 뒷면 모든 평가항목에서 6개 브랜드의 패턴 간에 유의미한 차이가 있는 것으로 평가되었다. 외관평가 모든 항목에서 B 브랜드의 허리치마가 우수한 것으로 평가되었다. 의복압을 알아보기 위해 색분포도와 공극량을 살펴본 결과, 허리에 둘러서 착용하는 허리치마의 특성상 대부분의 부위에서 공극량이 큰 것으로 나타나 의복압이 낮은 것으로 평가되었다. 본 연구에서는 신한복 활성화에 따른 치수 및 패턴 규격화를 위한 기초자료를 제안하며, B브랜드 패턴을 기본으로 한 통일된 패턴개발이 이루어져야 할 것으로 생각된다.

외력을 고려한 선박의 자율운항을 위한 경로추종 제어 (Path-following Control for Autonomous Navigation of Marine Vessels Considering Disturbances)

  • 이상도
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.557-565
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    • 2021
  • 경로추종 제어는 대양에서 선박의 자율운항을 위한 가장 기본적인 연구 중에 하나로 여겨진다. 본 연구는 선수미방향, 횡방향 및 회두방향으로 외력이 작용하는 경로추종 제어를 다룬다. 가상의 선박에서 발생하는 항로를 자선이 추종하는 문제를 해결하기 위해서 유도 원리와 백스테핑 기법을 활용하였다. 경로추종 제어에서 가장 중요한 기술 중에 하나는 오차 동역학에 관한 것으로서, 이 개념은 선박의 자동 충돌 회피 및 자동 접안 제어 등과 같은 연구 영역에서도 활용이 가능하다. 유도 원리와 오차 변수의 알고리즘은 수치 시뮬레이션을 통해 증명하였다. 그 결과, 회두각의 오차를 제외한 대부분의 오차 변수는 제어기를 통하여 제로 값으로 수렴하였다. 기존에 근거리 통항선박의 간섭력을 고려한 안전통항거리의 값보다 두 선박 간의 경로추종 제어의 트래킹 오차의 값이 더 작은 점이 가장 흥미로운 결과 중에 하나로 여겨진다. 또한 프로펠러, 핀이나 러더와 같은 엑츄에이터의 손상을 줄이기 위해서는 수렴의 성능과 선박의 안전을 절충하여 적합한 제어 파라미터를 결정할 필요가 있다.

그라파이트 혼입량에 따른 에너지 저장 콘크리트의 미세구조 및 열전도도 분석 (Analysis of Microstructure and Thermal Conductivity of Concrete Thermal Energy Storage based on Amount of Graphite Mixture)

  • 김세윤;김성조;서지우;한동석
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제34권5호
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    • pp.293-300
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    • 2021
  • 본 논문은 에너지를 실시간으로 저장할 수 있는 저장장치 중 열에너지 저장 콘크리트를 대상으로 재료의 미세구조와 물성(열전도도)의 상관관계를 분석하는 연구를 수행하였다. 에너지 저장 콘크리트의 열전도 성능을 증가시키기 위해 혼화재인 그라파이트(graphite)를 사용하였다. 그라파이트가 시멘트 질량의 10%와 15%를 치환한 시편과 일반 콘크리트(OPC) 시편을 제작하여 그라파이트의 혼입에 따른 미세구조 변화 및 열전도도의 영향을 마이크로 스케일에서 분석하였다. 마이크로-CT를 활용하여 OPC와 그라파이트를 사용한 콘크리트의 공극률을 비교하였으며, 확률함수를 사용하여 미세구조 특성을 정량화하였다. 미세구조 특성 차이가 열전도도에 미치는 영향을 확인하기 위해 3차원 가상 시편을 제작하여 열해석을 수행하였으며, 이를 열평판법을 사용하여 측정한 열전도도 실험 결과와 비교하였다. 열해석 수행 시 그라파이트 재료가 지닌 열전도도 성능을 반영하기 위하여 해석 결과와 실험 결과를 기반으로 고체상의 열전도도를 역해석을 통해 계산하였으며, 그라파이트가 시편의 열전도도에 미치는 영향에 대해 분석하였다.

클라우드 컴퓨팅 플랫폼을 이용한 효율적인 정보시스템 용량 산정 방법에 관한 연구 (Efficient Information System Sizing Selection Using Cloud Computing Platform)

  • 성백민;이민규;손효정;김종배
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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    • pp.79-81
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    • 2014
  • 최근 IT기술이 발전하면서 다양한 정보시스템이 구축되고 있다. 하지만 정보시스템을 구축할 때 H/W가 적정한 규모인지 판단하기 어려워 SI업체 및 전문가에 상당히 의존하는 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 정보화진흥원 등에서는 시스템 유형 별 로 H/W 용량 산정식을 개발하여 기준으로 삼고자 하였으나, 공급업체 전문가그룹의 토의에 의한 용량 산정식을 제시한 것과 비교적 오래되었다는 문제가 있어 지금의 실정에서는 더 이상 적용하기 힘들다는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 투자되는 예산 대비 최적의 성능을 보장할 수 있는 적정용량 산정 기법을 제안한다. 이를 위해 클라우드 가상 환경에서의 시뮬레이션을 통해 다양한 경우의 비용 대비 성능 측정치를 수집하여 회귀분석함으로써 적정 용량을 추정할 수 있는 산식을 도출하였다. 본 연구를 통해 H/W 용량 산정 시 객관적으로 수치화된 자료를 바탕으로 정보시스템을 구축할 수 있기 때문에 과대 과소 책정되는 비용을 절감할 수 있으며, SI업체나 전문가에 의존하지 않는 환경에서 정보시스템 구축이 가능하다.

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가동물체형 구조물 해석을 위한 Simplified Immersed Boundary법의 개발 (Development of Simplified Immersed Boundary Method for Analysis of Movable Structures)

  • 이광호;김도삼
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.93-100
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    • 2021
  • 고정된 격자시스템에서 임의형상의 불투과 경계를 갖는 물체와 유체와 연성해석이 가능한 IB(Immersed Boundary)법이 개발 된 이후로 다양한 CFD 모델에서 IB법의 활용이 증가하고 있다. 기존의 IB법의 대부분은 구조물의 경계면에서 산정되는 유체력으로부터 수치적으로 경계조건을 만족시키는 directing-forcing법이나 구조물 내부에 가상셀을 위치시켜 보간을 통해 경계조건을 만족시키는 ghost-cell법들로 알고리즘이 복잡하다. 본 연구에서는 고정된 격자시스템에서 가동물체형 구조물 해석이 가능함과 더불어 3차원으로의 확장도 용이한 SIB(Simplified Immersed Boundary)법을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 SIB법은 각 상(phase)의 밀도함수가 국소질량의 중심과 함께 이동하는 것으로 가정한 단일유체모델(one-field model for immiscible two-phase fluid)을 기초로 하였다. 또한 이동하는 고체상태의 구조물을 취급하기 위해 고체의 밀도함수를 이용한 체적가중평균법을 적용하고, 수치확산을 방지하기 위해 이류계산에는 CIP법을 적용하였다. 제안된 SIB법의 해석성능을 검토하기 위해 자유수면으로 낙하하는 물체에 대한 수치모의를 수행하였다. 수치해석결과는 자유수면으로 낙하하는 물체를 양호하게 재현하였다.

Active VM Consolidation for Cloud Data Centers under Energy Saving Approach

  • Saxena, Shailesh;Khan, Mohammad Zubair;Singh, Ravendra;Noorwali, Abdulfattah
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제21권11호
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    • pp.345-353
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    • 2021
  • Cloud computing represent a new era of computing that's forms through the combination of service-oriented architecture (SOA), Internet and grid computing with virtualization technology. Virtualization is a concept through which every cloud is enable to provide on-demand services to the users. Most IT service provider adopt cloud based services for their users to meet the high demand of computation, as it is most flexible, reliable and scalable technology. Energy based performance tradeoff become the main challenge in cloud computing, as its acceptance and popularity increases day by day. Cloud data centers required a huge amount of power supply to the virtualization of servers for maintain on- demand high computing. High power demand increase the energy cost of service providers as well as it also harm the environment through the emission of CO2. An optimization of cloud computing based on energy-performance tradeoff is required to obtain the balance between energy saving and QoS (quality of services) policies of cloud. A study about power usage of resources in cloud data centers based on workload assign to them, says that an idle server consume near about 50% of its peak utilization power [1]. Therefore, more number of underutilized servers in any cloud data center is responsible to reduce the energy performance tradeoff. To handle this issue, a lots of research proposed as energy efficient algorithms for minimize the consumption of energy and also maintain the SLA (service level agreement) at a satisfactory level. VM (virtual machine) consolidation is one such technique that ensured about the balance of energy based SLA. In the scope of this paper, we explore reinforcement with fuzzy logic (RFL) for VM consolidation to achieve energy based SLA. In this proposed RFL based active VM consolidation, the primary objective is to manage physical server (PS) nodes in order to avoid over-utilized and under-utilized, and to optimize the placement of VMs. A dynamic threshold (based on RFL) is proposed for over-utilized PS detection. For over-utilized PS, a VM selection policy based on fuzzy logic is proposed, which selects VM for migration to maintain the balance of SLA. Additionally, it incorporate VM placement policy through categorization of non-overutilized servers as- balanced, under-utilized and critical. CloudSim toolkit is used to simulate the proposed work on real-world work load traces of CoMon Project define by PlanetLab. Simulation results shows that the proposed policies is most energy efficient compared to others in terms of reduction in both electricity usage and SLA violation.

BESS를 활용한 전력계통 주파수 안정도 향상 (Frequency Stability Enhancement of Power System using BESS)

  • 유성수;곽은섭;문채주
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.595-606
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    • 2022
  • 한국은 단위기 발전기 용량 1.4 GW, 20 GW를 초과하는 몇 개 지역의 대단위 발전단지, 대단위 발전단지에서 발전력을 인출하는 2~3개의 초고압 송전선로, 비수권에서 수도권으로 발전력을 수송하는 6개의 초고압 송전선로 구성 등 대용량 발전, 대규모 송전시스템 등 전통적인 전력계통 시스템의 특징을 가지고 있다. 이런 전력계통 특성으로 신재생에너지 진입 단계는 낮으나 주파수 안정도 문제 등으로 일부 발전기 출력 감발을 시행하고 있으며 향후 신재생에너지 확대 정책으로 전력계통 안정도 유지 문제가 가장 중요한 현안으로 떠오를 전망이다. 태양광, 풍력발전 같은 비관성 인버터 기반 신재생에너지 급증시 독립계통에서 전력계통 안정도를 향상시키는 수단은 Natural 관성 자원인 동기조상기와 가상 관성 자원인 BESS를 계통에 설치하는 것이다. 본 연구에서는 신재생에너지가 계통안정도에 미치는 영향을 분석하고 최저주파수를 유지하기 위한 BESS 효과를 계통 모의를 통하여 분석하였다. 발전제약 용량에 따른 BESS 효과는 최대 122.81%에 도달하는 것을 확인하였다.

차량용 미세먼지 센서용 소형 축류팬의 유동과 소음 성능 개선 (Improvement in flow and noise performances of small axial-flow fan for automotive fine dust sensor)

  • 송영욱;유서윤;정철웅;이인혁
    • 한국음향학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.7-15
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    • 2023
  • 최근 차량 내 공기 질에 대한 관심이 증가함에 따라 공기 질 측정을 위한 미세먼지 감지 센서의 사용이 보편화되고 있다. 차량 내 에어컨 시스템에 설치되는 미세먼지 감지 센서 내에는 센서에 직접적으로 먼지가 가라앉지 않도록 하기 위한 축류팬이 삽입되어 있다. 센서 작동 시 축류팬의 회전으로 인한 유동 소음은 미세먼지 감지 센서의 주요 소음원으로 작용한다. 차량의 전동화가 급격화가 진행되면서 이러한 유동소음은 미세먼지센서의 제품 경쟁력의 하나로 인식되고 있다. 본 연구에서는 이러한 미세먼지센서용 소형 축류팬의 유동 성능을 개선하여 동일 유량에서 소음을 점감하였다. 먼저 대상 소형 축류팬의 공기역학적 성능을 분석하기 위해 약 2000만 개의 격자로 구성된 가상 팬 성능시험기를 구축하였다. 또한, 유량의 정확한 예측 뿐만 아니라 유동소음의 직접 계산을 위하여 압축성 대와류모사법을 사용하여 유동장을 모사하였다. 수치방법의 유효성은 예측결과와 실험 결과와의 비교를 통하여 확인하였다. 유효성이 검증된 수치 기법을 이용하여 피치각이 유동 성능에 미치는 영향을 분석하였고, 유량을 최대화할 수 있는 피치각을 도출하였다. 최적 피치각을 적용한 축류팬을 사용했을 때 유량은 8.1 % 증가하고 동일 유량에서 소음이 0.8 dBA 감소함을 확인하였다.