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        농업시스템응용플랫폼을 이용한 2계 편미분 방정식의 해석

        이성용,김태곤,서교,한이철,이제명,이호재,이정재,Lee, SungYong,Kim, Taegon,Suh, Kyo,Han, Yicheol,Lee, Jemyung,Yi, Hojae,Lee, JeongJae 한국농공학회 2016 한국농공학회논문집 Vol.58 No.1

        The Agricultural Systems Application Platform (ASAP) provides bottom-up modelling and simulation environment for agricultural engineer. The purpose of this study is to expand usability of the ASAP to the second order partial differential equations: elliptic equations, parabolic equations, and hyperbolic equations. The ASAP is a general-purpose simulation tool which express natural phenomenon with capsulized independent components to simplify implementation and maintenance. To use the ASAP in continuous problems, it is necessary to solve partial differential equations. This study shows usage of the ASAP in elliptic problem, parabolic problem, and hyperbolic problem, and solves of static heat problem, heat transfer problem, and wave problem as examples. The example problems are solved with the ASAP and Finite Difference method (FDM) for verification. The ASAP shows identical results to FDM. These applications are useful to simulate the engineering problem including equilibrium, diffusion and wave problem.

      • 농업생산기반시설 통합안전성관리 의사결정구조지원 웹시스템 개발

        이성용 ( Sungyong Lee ),이제명 ( Jemyung Lee ),김태곤 ( Taegon Kim ),은상규 ( Sangkyu Eun ),이정재 ( Jeongjae Lee ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

        저수지, 수로 등과 같은 농업생산기반시설의 안전은 지역주민들의 생명, 건강과 재산에 밀접한 영향을 끼치는 요소로서 삶의 질과 밀접한 연관을 지닌다. 이러한 농업생산기반시설의 안전은 다양한 위해 요인들로부터 영향을 받기 때문에 이들을 파악하고 객관적으로 평가하여 적절한 대응전략을 수립하는 것이 매우 중요하다. 그러나 지역의 시설을 관리해야 하는 주체는 한정된 재정, 시간, 인력 자원을 활용하여 지역 내의 여러 상이한 시설물을 다양한 재해에 대해 관리해야 한다는 어려움을 겪게 된다. 따라서 보수, 복구 등과 같은 사업의 우선순위와 효과를 객관적으로 파악하지 못한 상태에서 결정을 내리게 되는 문제점이 발생한다. 이러한 문제를 개선하기 위해 다양한 시설물의 다양한 재해요인과 그에 따른 예상피해규모를 산정하는 통합적 농업생산기반시설 안전성 관리가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 통합안전성 관리 지표를 개발하고, 이를 이용해 다양한 재해요인에 대해 그 중요도를 분석하고, 다른 시설물간의 예상피해규모를 산정할 수 있도록 농업생산기반시설 통합 안전성 관리 웹 시스템을 개발하는 데에 목표를 두었다. 이 시스템을 통해 농업생산기반시설의 관리주체 및 이해당사자들은 사업의 편익분석의 도구로 활용할 수 있으며, 다양한 대안 분석을 할 수 있도록 하였다. 또한 시스템을 웹 기반으로 개발함으로써, 사업효용 분석 모델이 수정되거나, 추가적으로 기초자료가 구득될 경우, 서버에서 시스템을 수정하고 데이터베이스 관리를 하여 사용자는 추가적인 프로그램 업데이트나 자료구축 과정을 겪지 않는 이점이 존재할 것이다. 시범연구의 특성상, 농업생산기반시설 중 농업용저수지를 대상으로 하였으며, 재해는 수리/수문안전성, 지반/토질안전성, 구조적 안전성으로 한정 지었다. 대상지역은 EMP보고서가 구축된 지역 중, 위의 세가지 안전성 항목에 관한 자료를 구축하기 용이했던 25개 지역을 대상으로 하였다. 시스템은 python 언어를 기반으로 django 웹 프레임워크를 이용하여 개발하였으며, 데이터베이스는 SQLite를 사용하였다.

      • 효율적인 대역폭 활용을 위한 심층 신경망과 이미지 압축의 연관성에 관한 연구

        이성용(Sungyong Lee),이경한(Kyunghan Lee) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.6

        본 논문은 심층 학습 연산과 이미지 압축 기법에 대해 다룬다. 사람의 눈과 심층 신경망의 차이에 대해서 분석하고 사람의 눈에 맞춰 개발된 기존 압축기술과 다르게 심층 신경망의 성능에 초점을 맞춰 개발할 시 얻을 수 있는 이점에 대해 논한다.

      • MFS기법과 ESO법을 이용한 평면구조물 위상최적화설계

        이성용 ( Sungyong Lee ),김태곤 ( Taegon Kim ),이정재 ( Jeongjae Lee ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

        구조물 위상최적화는 설계 영역에 가해지는 하중을 최소한의 재료로 견딜 수 있도록 구조물의 형상을 결정하는 것이다. 이로써 구조물의 사하중과 재료의 양을 최소화할 수 있다. 현재까지 구조물 위상최적화는 유한요소법을 이용한 구조해석과 구조해석 결과를 바탕으로 적은 응력을 받는 부분을 제거해 나가는 진화적 구조 최적화 기법(ESO: Evolutionary Structural Optimization)을 결합하는 것이 일반적이었다. 그러나 유한요소법은 구조물의 형상이 단계적으로 변함에 따라 격자망을 다시 생성해야하는 어려움이 있다. 이에 비해 MFS는 내부 영역의 이산화 없이 경계의 이산화만으로 수치해석을 할 수 있는 방법이며, 절점의 값만을 계산 할 수 있는 유한요소법과 달리 한번 수치해석을 수행한 이후에는 내부의 어떤 점의 값도 구할 수 있는 방법이다. 따라서 본 연구에서는 경계의 이산화만으로 수치해석을 할 수 있는 MFS(Method of Fundamental Solutions)와 진화적 구조 최적화 기법을 결합한 평면 구조물 위상최적화 방법을 개발하고자 하였다. 그 결과, 진화적 구조최적화 기법의 매 단계에서 발생하는 구조물 형상의 변화를 격자 생성 없이 반영할 수 있었다. 본 연구에서 제안한 방법의 검증을 위하여 기존의 평면 구조물 위상최적화 문제에 적용하고 그 결과를 비교하였다.

      • 재귀호출을 이용한 반응형 비균일 유한차분해석

        이성용 ( Sungyong Lee ),김태곤 ( Taegon Kim ),이정재 ( Jeongjae Lee ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

        전통적인 유한차분법은 격자의 크기가 일정해야 한다는 한계로 인해, 경계의 형상조건이 복잡한 경우에 적용이 어렵고, 특정영역만을 자세하게 계산하고 싶은 경우에도 문제영역 전체의 격자를 조밀하게 설정해야한다는 비효율적 특성이 있었다. 이러한 단점으로 인해 유한요소법에 비해 그 활용영역이 좁아 발전이 더뎠다. 이러한 유한차분법의 단점을 극복하기 위해 많은 연구자들에 의해 비균일 격자 유한차분법에 대한 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 유한차분법의 개별 요소를 독립적으로 설계함으로써 재귀호출을 이용해 격자의 크기를 비균질하게 배치할 수 있고, transient 한 문제의 경우 시간 간격도 불규칙적으로 설정할 수 있도록 하였다. 이를 통해 한번 계산이 끝난 이후에라도 관심영역 혹은 관심 기간에 대해서는 격자의 크기와 시간간격을 조정하고, 이전의 계산 결과를 이용하여 재계산 할 수 있도록 하는데 목표를 두었다. 이와 더불어 유한차분법은 양함수법으로 계산할 경우, 유한요소법과 달리 전체강성행렬을 만들지 않아도 된다는 이점이 있어, 계산하는 절점이 많은 대형문제나 계산 완료 후 중간부터 재계산을 하는 경우에 이점을 가질 수 있다. 양함수법은 한번에 한 요소씩 개별적으로 반복계산하는 형태를 띄기 때문에 메모리를 절약할 수 있다. 본 연구에서 제안하는 비균일 유한차분해석의 적용 예로 장기간의 해양환경에 노출된 콘크리트의 염분확산문제에 적용하였다. 이와 같은 염해확산문제의 경우 관심영역은 경계요소들에 인접한 문제영역으로 이 부분에 대한 정밀한 계산이 요구되는 것에 비해, 내부영역은 상대적으로 자세한 계산이 필요하지 않음에도 불구하고 전통적 유한차분법의 계산원리에 의해 계산해야했다. 이러한 부분에 대해서 계산량을 단축할 수 있다. 또한 염해확산문제의 경우, 표면복구 공사 시점을 예측해야할 때, 시간 텀을 길게 두고 개략적인 계산 후에 예상된 공사 필요 시점을 전후해서 시간 텀을 조밀하게 설정한 후 정확한 계산을 하는 방식으로 계산비용과 시간을 절약할 수 있을 것이다.

      • 등가트러스모델을 이용한 구조최적화

        이성용 ( Sungyong Lee ),김태곤 ( Taegon Kim ),이형진 ( Hyungjin Lee ),이정재 ( Jeongjae Lee ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

        본 연구에서는 등가트러스모델을 이용하여 구조최적화에 적용하는 방법에 대해 고찰하였다. 등가트러스 모델은 대상 구조물을 연속체로 가정하고 해석하는 기존의 방법과 달리, 구조물을 격자 트러스 요소로 구성된 이산체로 치환한 뒤, 트러스 구조해석을 통해 격자 단위로 응력 등의 결과를 얻는 방법이다. 등가트러스 모델은 이처럼 모델링 과정에서 구조물을 이산체로 변환하기 때문에, 구조최적화의 과정에서 상대적으로 덜 중요한 부분들을 제거해 나가는 과정에서 특별한 전처리 과정을 거치지 않고 곧바로 적용할 수 있는 특징이 있다. 본 연구에서는 등가트러스모델로 각각의 격자들의 응력을 구하여, 이를 von Mises응력으로 변환한 뒤, 상대적으로 다른 격자들에 비해 적은 응력을 받고 있는 격자들을 제거해나가는 것을 반복하는 방법으로 구조최적화를 수행한다. 이러한 방법으로 등가트러스모델을 이용하여 구조최적화를 수행하고, 기존의 연구결과와 비교할 것이다.

      • 연속체의 구조신뢰성 해석 개선을 위한 트러스모델 적용

        이성용 ( Lee Sungyong ),이정재 ( Lee Jeong-jae ) 한국농공학회 2008 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2008 No.-

        Existing structural analysis on continuous body has difficulty in finding weak points and destructive directions, and considering coupling of the body. In order to improve these problems, this study focused on transformation of continuous body into truss model. If the continuous body can be transformed into truss model, it would simplify the complexity of coupling and it would enable to find weakest points and destructive directions also. As a foundation study on transformation of continuous body into truss model, this study purports to find relation between volume and deflection of transformed truss model. As a result, transformed truss models have a tendency to show similar deflection and stresses when its volumes are 200% of the continuous body.

      • 무요소법을 이용한 탄소성 변형에서의 구조물 위상최적화

        이성용 ( Sungyong Lee ),이정재 ( Jeong-jae Lee ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

        구조물의 대형화와 내진설계 필요성으로 인해 구조의 탄소성 해석에 대한 요구가 높아지고 있다. 탄소성 해석은 구조 해석 과정에서 보편적으로 탄성영역만을 다루던 것에서 더 나아가 소성거동 구간까지 해석하는 방법으로서 변형경로 및 응력의 경로를 해석할 수 있다. 그러나 대부분의 구조물 최적화 문제는 구조물의 형상변화는 무시하고, 탄성해석을 통해 응력을 구한 뒤 상대적으로 적은 응력을 부담하는 부분을 점진적으로 제거해 나가는 반복적인 방법을 택하고 있다. 이는 대다수의 구조 최적화 문제들이 요소망에 의존한 계산을 하는 유한요소법을 채택하고 있어 대상 구조물의 변형으로 인한 형상변화를 고려하기 어렵기 때문이다. 더욱이 유한요소법은 최적화 과정에서 구조물 내부가 점차 제거될 때마다 요소망을 다시 구성해야하는 문제가 있다. 이러한 문제점에 대한 대안으로 제안된 무요소법은 요소망 없이 절점의 좌표값 만으로 계산하기 때문에 요소망을 재생성 해야 하는 기존 유한요소법의 단점을 극복할 수 있다. 무요소법은 구조물의 변형으로 인한 형상변화를 용이하게 반영할 수 있으므로, 응력 경로와 변형 경로를 모두 고려하고자 하는 탄소성 해석에 유리한 측면이 있다. 또한 유한요소법을 이용할 때는 구조 최적화 과정에서 불필요한 부분을 제거할 때마다 요소망을 다시 구성해야 했던 것과 달리, 무요소법에서는 요소망을 사용하지 않고 절점을 원하는 부분에 추가하거나 삭제하면 되므로 최적화 과정에서도 더 적합한 방법일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 무요소법을 이용하여 탄소성 변형이 발생할 때의 보를 위상최적화 하였으며, 이를 동일한 구조체를 대상으로 한 유한요소법의 결과와 비교하여 장단점을 비교하였다.

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