여객선 승객 탈출 시뮬레이션 개요

하솔,Ha, Sol 한국전산구조공학회 2014 전산구조공학 Vol.27 No.4

수중운동체 교전 시뮬레이션을 위한 이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 모델 구조 기반의 전투 공간 모델 개발

하솔,구남국,이규열,노명일,Ha, Sol,Ku, Namkug,Lee, Kyu-Yeul,Roh, Myung-Il 한국시뮬레이션학회 2013 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.22 No.2

본 논문에서는 전장 환경 요소 및 플랫폼 모델 간 상호 교환 정보를 통합하여 관리하는 전투 공간 모델(Battle Space Model)을 제안한다. 전투 공간 모델은 전장의 지형 정보와 환경 요소를 저장하는 Geographic Information System(GIS) Model, 플랫폼 모델 간 상호 교환 정보에 전장 환경 요소의 영향을 고려하는 Propagator Model, 플랫폼 모델 간 상호 교환 정보를 저장하는 Logger Model, 그리고 플랫폼 모델 간의 상호 작용(encounter) 시점을 예측하고 상호 작용 시점까지 시간을 건너뛰는 Spatial Encounter Predictor(SEP) Model로 구성된다. 또한 이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 모델 구조로 구성되어 있는 플랫폼 모델과 추가 작업 없이 직접 연결하기 위해, 전투 공간 모델 또한 이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 모델 구조로 구성하였다. 본 연구에서는 전투 공간 모델을 적용하여 수중운동체 교전 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 통해 플랫폼 모델 각자가 반영하던 전장 환경 요소를 전투 공간 모델이 일괄적으로 반영함으로써 플랫폼 모델 개발을 단순화 할 수 있었다. 또한 각 플랫폼 모델은 다른 플랫폼 모델과의 정보 교환을 고려하지 않고 전투 공간 모델과의 정보 교환만을 고려하면 되므로, 플랫폼 모델을 중립적으로 구성할 수 있었다. This paper presents the battle space model, which is capable of propagating various types of emissions from platforms in underwater warfare simulation, predicting interesting encounters between pairs of platforms, and managing environmental information. The battle space model has four components: the logger, spatial encounter predictor (SEP), propagator, and geographic information system (GIS) models. The logger model stores brief data on all the platforms in the simulation, and the GIS model stores and updates environmental factors such as temperature and current speed. The SEP model infers an encounter among the platforms in the simulation, and progresses the simulation to the time when this encounter will happen. The propagator model receives various emissions from platforms and propagates these to other "within-range" platforms by considering the propagation losses and delays. The battle space model is based on the discrete event system specification (DEVS) and the discrete time system specification (DTSS) formalisms. To verify the battle space model, simple underwater warfare between a battleship and a submarine was simulated. The simulation results with the model were the same as the simulation results without the model.

이산 사건/이산 시간 혼합형 시뮬레이션 모델 구조를 사용한 유도 어뢰의 탐지 효과도 분석

하솔,차주환,이규열,Ha, Sol,Cha, Ju-Hwan,Lee, Kyu-Yeul 한국시뮬레이션학회 2010 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.19 No.2

Since a homing torpedo system consists of various subsystems, organic interactions of which dictate the performance of the torpedo system, it is necessary to estimate the effects of individual subsystems in order to obtain an optimized design of the overall system. This paper attempts to gain some insight into the detection mechanism of a torpedo run, and analyze the relative importance of various parameters of a torpedo system. A database for the analysis was generated using a simulation model based on the combined discrete event and discrete time architecture. Multiple search schemes, including the snake-search method, were applied to the torpedo model, and some parameters of the torpedo were found to be stochastic. We then analyzed the effectiveness of torpedo’s detection capability according to the torpedo speed, the target speed, and the maximum detection range.

DEVS 형식론 기반의 Dynamic Reliability Block Diagram과 GPU 가속 기술을 이용한 신뢰도 분석 방법

하솔,구남국,노명일,Ha, Sol,Ku, Namkug,Roh, Myung-Il 한국시뮬레이션학회 2013 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.22 No.4

전통적으로 신뢰도 분석에 사용되는 Fault Tree Analysis의 경우 관련 분야의 전문가가 필요하고 작성자의 판단에 따라 신뢰도 분석 결과가 달라진다. 반면, Reliability Block Diagram의 경우 시스템 구성도나 Process Flow Diagram (PFD), Piping and Instrument Diagram (P&ID)을 기반으로 하기에 작성에 필요한 비용과 시간이 절감되는 장점이 있다. 본 논문에서는 Dynamic Reliability Block Diagram과 이산 사건 시뮬레이션에 널리 사용되는 DEVS 형식론을 이용하는 신뢰도 분석 방법을 제안한다. 또한 시스템 모델링 방법론 중 하나인 System Entity Structure/Model Base의 개념을 도입함으로써 다양한 설계 대안에 대한 신뢰도 분석 모델을 자동으로 생성할 수 있도록 하였다. 그리고 Reliability Block Diagram을 이용한 신뢰도 분석 시 오래 소요되는 계산 시간을 단축시키기 위해 GPU 가속 기술을 신뢰도 분석 시뮬레이션에 접목하였다. This paper adopts the system configuration to assess the reliability instead of making a fault tree (FT), which is a traditional method to analyze reliability of a certain system; this is the reliability block diagram (RBD) method. The RBD method is a graphical presentation of a system diagram connecting the subsystems of components according to their functions or reliability relationships. The equipment model for the reliability simulation is modeled based on the discrete event system specification (DEVS) formalism. In order to make various alternatives of target system, this paper also adopts the system entity structure (SES), an ontological framework that hierarchically represents the elements of a system and their relationships. To enhance the calculation time of reliability analysis, GPU-based accelerations are adopted to the reliability simulation.

보행 방향 포텐셜 함수 기반의 탈출 경로 결정 알고리즘을 이용한 여객선 승객 탈출 시뮬레이션

하솔(Sol Ha),조윤옥(Yoon-Ok Cho),구남국(Namkug Ku),박광필(Kwangphil Park),이규열(Kyu-Yeul Lee),노명일(Myung-Il Roh) 대한조선학회 2013 大韓造船學會 論文集 Vol.50 No.5

DEVS 환경에서 LNG FPSO 액화 공정의 위험도 해석

하솔(Sol Ha),구남국(Namkug Ku),이규열(Kyu-Yeul Lee) (사)한국CDE학회 2013 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.1

The liquefaction process system is regarded as primary among all topside systems in LNG FPSO. This liquefaction process system is composed of many types of equipment. LNG equipment on offshore plants has quite different demands on the equipment compared to traditional onshore LNG plants, so the risk analysis of this process system needs to be performed. This study investigates how DEVS formalism for discrete event simulation can be used to risk analysis of the liquefaction cycle for LNG FPSO. The risk analysis method based on DEVS formalism could be better model for reflecting the system configuration than the conventional risk analysis methods, such as fault tree analysis and event tree analysis.

조선 생산 공정 시뮬레이션을 위한 동역학 시뮬레이터용 시나리오 입력기 개발

하솔(Sol Ha),구남국(Namkug Ku),노명일(Myung-Il Roh),김기수(Ki-Su Kim) (사)한국CDE학회 2013 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.8

본 논문에서는 조선 생산 공정 시뮬레이션에서 사용되는 일련의 생산 공정 시나리오를 입력하기 위한 시나리오 입력기를 제안한다. 제안한 시나리오 입력기는 시나리오를 구성하는 최소 행동 단위인 Actor 모델과 Actor 모델을 주어진 시나리오에 따라 실행하는 시나리오 실행기(Scenario Executor)로 구성된다. Actor 모델은 동역학 시뮬레이터를 구성하는 다물체계 동역학 커널의 주요 요소를 분석하고 조선 생산 공정을 일련의 시나리오로 표현하기 위한 최소의 행동단위를 명세화 하여 이를 이산 사건 시스템 형식론을 기반으로 구성하였다. 시나리오 실행기는 주어진 생산 공정에 따라 Actor 모델의 실행 조건을 명세화한 Action List 를 이용하여 각각의 Actor 모델을 실행하는 기능을 담당한다. 이를 이용하여 조선 공정의 대표적인 예인 블록의 리프팅 및 탑재 시뮬레이션 시나리오를 구성하여 제안하는 방법의 효용성을 검증하였다.

DEVS 환경에서 LNG FPSO 액화 공정의 신뢰도 해석

하솔(Sol Ha),구남국(Namkug Ku),노명일(Myung-Il Roh) (사)한국CDE학회 2013 한국CDE학회 논문집 Vol.18 No.2

The liquefaction process system is regarded as primary among all topside systems in LNG FPSO. This liquefaction process system is composed of many types of equipment. LNG equipment on offshore plants has quite different demands on the equipment compared to traditional onshore LNG plants, so the reliability analysis of this process system needs to be performed. This study investigates how DEVS formalism for discrete event simulation can be used to reliability analysis of the liquefaction cycle for LNG FPSO. The reliability analysis method based on DEVS formalism could be better model for reflecting the system configuration than the conventional reliability analysis methods, such as fault tree analysis and event tree analysis.

해상에서의 원유 확산 과정 예측을 위한 격자 기반 이산 사건 및 이산 시간 시뮬레이션

하솔(Sol Ha),차주환(Ju-Hwan Cha),박광필(Kwang-Phil Park),조윤옥(Yoon-Ok Cho),이준채(Jun-Chae Lee),이규열(Kyu-Yeul Lee) (사)한국CDE학회 2011 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2011 No.1

본 논문에서는 해상 환경에서 원유 유출 시 원유의 확산 과정을 빠르게 시뮬레이션 할 수 있는 oil spreading 시뮬레이션 모델을 제안하였다. 해상 환경을 규칙적인 격자 형태의 cell 로 표현하고, 각 cell 은 cell 내에 포함된 원유의 양, 수온, 해류와 바람의 방향과 같은 정보를 포함한다. 각 cell은 “깨끗함(clean)”과 “오염됨(polluted)”의 2 가지 상태가 정의되어 있으며, cell 내의 원유는 정의된 규칙에 따라 이웃 cell 로 확산된다. 격자 형태의 Cell 은 3 개의 원유 확산 규칙을 가지고 있다. 첫째, cell 내에 포함된 원유는 상대적으로 적은 원유를 가진 이웃 cell 로 이동한다. 둘째, cell 내에 포함된 원유는 일정 시간마다 cell 의 수온에 비례하는 양만큼 증발한다. 셋째, 해류의 방향과 속도, 바람의 방향과 속도에 영향을 받는다. 이러한 cell 의 규칙과 cell 에 포함되는 정보를 기반으로 하나의 cell 에 대한 oil spreading 시뮬레이션 모델을 이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 모델 구조를 이용하여 정의하였다. 그리고 300(m) X 300(m) 크기의 해상 공간에서 10,000kL 의 원유가 유출되었을 때를 가정하여 바람과 해수의 방향을 변경하면서 원유 유출 시뮬레이션을 수행하여 정의한 oil spreading 시뮬레이션 모델의 기능을 확인하였다.

GPU 가속 기술을 이용한 격자 볼츠만법 기반 원유 확산 과정 시뮬레이션

하솔(Sol Ha),구남국(Namkug Ku),이규열(Kyu-Yeul Lee) (사)한국CDE학회 2012 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.2

본 논문에서는 해상 환경에서 원유 유출 시 원유의 이동과 확산 과정을 예측하기 위해 이류-확산방정식(advection-diffusion equation)에 기반한 lattice Boltzmann 모델을 제안하였다. 제안한 모델은 해상 표면을 2 차원 평면으로 가정하고 정사각형의 규칙적인 격자로 분할하였으며, 격자 상에 위치한 각 node는 인접한 8 개의 node로 향하는 입자를 가질 수 있다. 유출된 원유는 lattice Boltzmann method의 원리에 따라 충돌(collision)과 이동(propagation)을 반복하면서 주변 지역으로 확산된다. Lattice Boltzmann method는 각 node에서 발생하는 입자 상의 국소적인 상호 작용을 동일한 규칙으로 정의하고, 매 단위 시간마다 전체 node들의 상태를 한꺼번에 계산하므로 병렬 처리에 적합하다. 따라서 제안한 모델에 GPU를 이용한 병렬 처리 기법을 적용하여 시뮬레이션 속도를 향상시켰다. 제안한 모델의 기능을 확인하기 위해 300(m) × 300(m) 크기의 해상 공간에서 10,000kL의 원유가 유출되었을 때를 가정하여 원유 확산 시뮬레이션을 수행하였으며, 병렬 처리 기법을 적용하여 계산 시간이 1/6로 단축됨을 확인하였다.