운동감 및 다감각 가상현실 효과 시스템의 구조와 응용

유병현,한순흥,Yoo, Byoung-Hyun,Han, Soon-Hung 한국시뮬레이션학회 2005 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.14 No.3

Virtual reality (VR) simulators have been extended to transfer knowledge and education, and demands for exhibition systems for science education and cultural experiences has also increased. Existing VR simulators, which are based on the dynamics equations of motion, cannot easily be adapted to changes in simulation contents. In order to effectively transfer knowledge and maintain interests through educational applications, an experiential system that has multi-sensory effects as well as motion effects is required. In this study, we designed and implemented a motion generation that is tailored to experiential exhibition systems and multi-sensory VR effects. Both the sense of motion which is generated from the movement of the viewpoint of the visual image, and motion effects which are constructed in advance, are applied to motion simulation. Motion effects which occur during interaction between the user and the exhibition system can be easily added. Various sensory cues that are appropriate to the exhibition system are also considered.

격자형 기후변화 시나리오 자료를 활용한 한반도의 증발산량 전자 기후도 생산 및 분석

유병현,이규종,이변우,김광수,Yoo, Byoung Hyun,Lee, Kyu Jong,Lee, Byun Woo,Kim, Kwang Soo 한국농림기상학회 2017 한국농림기상학회지 Vol.19 No.2

농경지에서의 증발산량 예측은 농업 분야에서의 기후변화 영향 평가 및 적응 계획 수립에 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 격자형 국가 표준 기후변화 시나리오 자료를 이용해 잠재 증발산량 (PET)과 가뭄지수 (DI) 전자 기후도의 생산 및 분석을 수행하였다. 특히, 격자형 기상 자료의 처리를 지원하는 도구인 readGrADSWrapper를 기반으로 격자형 기후변화 시나리오 자료를 통계 분석 도구인 R에서 활용하는 기술에 중점을 두었다. FAO-56 공식을 R 스크립트에 구현하여 현재와 미래 조건에서 벼 재배기간 동안의 PET를 계산하였다. 또한, 이를 활용하여 벼 재배에 따른 증발산량 ($PET_{rice}$)과 DI 자료를 생산하고 시공간적 분석을 수행하기 위한 R 스크립트를 구현하였다. 한반도에서 PET의 시공간적 변화 양상은 현재와 미래 조건에서 지역에 따라 차이를 보였다. 전반적으로 한반도에서는 PET와 $PET_{rice}$가 21세기 후반으로 갈수록 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 예측 결과들은 지역과 시기에 따라 증발산량 증가에 대응하기 위한 수자원 관리가 필요하다는 것을 암시하였다. 예를 들어, 현재 조건에서 습윤 지역으로 분류되던 충청남도 지역이 21세기 중반 이후에는 아습윤 지역으로 바뀔 것으로 전망되었다. 이러한 결과들은 PET와 DI 등 수자원과 관련된 변수 값들의 시공간적인 계산과 분석을 통해 미래 기후조건에서 작물 생산성을 증진시키기 위한 적응 대책 수립을 지원할 수 있을 것이다. 또한, readGrADSWrapper와 같은 격자형 기상 자료의 처리도구의 활용을 통해 보다 다양한 응용기후 변수에 대한 전자기후도 생산 및 분석을 원활히 수행할 수 있을 것이다. Spatio-temporal projection of evapotranspiration over croplands would be useful for assessment of climate change impact and development of adaptation strategies in agriculture. Potential evapotranspiration (PET) and dryness index (DI) during rice growing seasons were calculated using climate change scenario data provided by the National Institute of Meteorological Research (NIMR). A data processing tool for gridded climate data files, readGrADSWrapper, was used to calculate PET and DI during the current (1986-2005) and future (2006-2100) periods. Scripts were written to implement the formulas of PET and DI in R, which is an open source statistical data analysis tool. Evapotranspiration in rice fields ($PET_{Rice}$) was also determined using R scripts. The Spatio-temporal patterns of PET differed by regions in Korean Peninsula under current and future climate conditions. Overall, PET and $PET_{Rice}$ tended to increase throughout the $21^{st}$ century. Those results suggested that region-specific water resource managements would be needed to minimize the risk of water loss in the regions where considerable increases in PET would occur under the future climate conditions. For example, a number of provinces classified as a humid region were projected to become a sub-humid region in the future. The Spatio-temporal assessment of water resources based on PET and DI would help the development of climate change adaptation strategies for rice production in the 21st century. In addition, the studies on climate change impact would be facilitated using specialized data tools, e.g., readGrADSWrapper, for geospatial analysis of climate data.

Preparation of Soil Input Files to a Crop Model Using the Korean Soil Information System

유병현,김광수,Yoo, Byoung Hyun,Kim, Kwang Soo Korean Society of Agricultural and Forest Meteorol 2017 한국농림기상학회지 Vol.19 No.3

토양 변수는 작물 모형을 통한 기후변화 시나리오 조건에서의 작황 예측에 있어 중요한 환경적 요소이다. 토양 환경 정보 시스템 (Korean Soil Information System; KSIS)에서는 390 개의 토양통에 대한 자세한 정보를 제공하고 있다. 그러나, 이러한 토양 정보는 HTML (Hyper Text Markup Language) 문서 형식으로 제공되고 있어 작물 모형용 토양입력 자료로 변환하는 데에 어려움이 있다. 이에 따라 KSIS의 토양정보를 기반으로 작물모델의 토양 입력자료를 생산하는 도구인 Korean Soil Information System Processing Tool (KSISPT) 를 개발하였다. 이 도구는 객체 지향 프로그래밍 언어인 JAVA로 작성되었으며 여러 개의 모듈로 구성되었다. 이 모듈들을 통해 각각 KSIS 웹 페이지 문서 분석, 토양 자료 저장, 추가 변수 생성, 토양 입력자료 출력 등의 기능이 구현되었다. 각 토양통의 특성을 고려한 총 940여개의 토양 입력 자료가 생성되었다. 이 토양 자료를 KSIS에서 제공하는 30m 해상도의 토양통 공간적 분포 지도와 함께 활용된다면, 미래 기후 조건에서 작물 생산성의 시공간적 분석이 용이해지고 이를 기반으로 기후 변화 적응 대책수립에 도움을 줄 수 있을 것이다. Soil parameters are required inputs to crop models, which estimate crop yield under a given environment condition. The Korean Soil Information System (KSIS), which provides detailed soil profile record of 390 soil series in the HTML (HyperText Markup Language) format, would be useful to prepare soil input files. Korean Soil Information System Processing Tool (KSISPT) was developed to aid generation of soil input data based on the KSIS database. Java was used to implement the tool that consists of a set of modules for parsing the HTML document of the KSIS, storing data required for preparing soil input file, calculating additional soil parameter, and writing soil input file to a local disk. Using the automated soil data preparation tool, about 940 soil input data were created for the DSSAT model and the ORYZA 2000 model, respectively. In combination with soil series distribution map at 30m resolution, spatial analysis of crop yield could be projected under climate change, which would help the development of adaptation strategies.

스크립트 언어를 사용한 DSSAT 모델 기반 격자형 작물 생육 모의 시스템 개발

유병현 ( Byoung Hyun Yoo ),김광수 ( Kwang Soo Kim ),반호영 ( Ho-young Ban ) 한국농림기상학회 2018 한국농림기상학회지 Vol.20 No.3

The gridded simulation of crop growth, which would be useful for shareholders and policy makers, often requires specialized computation tasks for preparation of weather input data and operation of a given crop model. Here we developed an automated system to allow for crop growth simulation over a region using the DSSAT (Decision Support System for Agrotechnology Transfer) model. The system consists of modules implemented using R and shell script languages. One of the modules has a functionality to create weather input files in a plain text format for each cell. Another module written in R script was developed for GIS data processing and parallel computing. The other module that launches the crop model automatically was implemented using the shell script language. As a case study, the automated system was used to determine the maximum soybean yield for a given set of management options in Illinois state in the US. The AgMERRA dataset, which is reanalysis data for agricultural models, was used to prepare weather input files during 1981 - 2005. It took 7.38 hours to create 1,859 weather input files for one year of soybean growth simulation in Illinois using a single CPU core. In contrast, the processing time decreased considerably, e.g., 35 minutes, when 16 CPU cores were used. The automated system created a map of the maturity group and the planting date that resulted in the maximum yield in a raster data format. Our results indicated that the automated system for the DSSAT model would help spatial assessments of crop yield at a regional scale.

온도조건에 따른 3D 프린팅 모르타르의 기초적 특성

유병현(Byung-Hyun Yoo),이동규(Dong-gyu Lee),박종필(Jong-Pil Park),황병일(Byoung-Il Hwang) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.9

3D 프린팅 모르타르는 온도에 따라 굳지 않은 모르타르의 레올로지 특성 및 경화 모르타르의 강도발현 특성이 변화되기 때문에 현장 온도를 고려하여 3D 프린팅 모르타르를 제조해야 작업성 및 압축강도 등을 확보할 수 있다. 기온이 낮은 동절기에는 모르타르의 경화속도가 늦어져 초기강도가 저하되는 문제가 발생되어 모르타르의 초기강도 확보를 위한 모르타르 배합을 조정하거나 초기강도 증진용 화학 혼화제를 적용하여 이를 개선해야 할 것이고, 기온이 높은 하절기에는 모르타르 수화반응 촉진에 기인해 모르타르 제조 후 시간이 경과함에 따라 모르타르 유동성 저하가 빠르게 진행되기 때문에 압송성 및 작업성이 저하되어 3D 프린팅 모르타르의 품질 문제가 발생할 수 있으므로 이를 대비해야 한다. 본 연구에서는 20 ℃ 환경을 기준으로 10 ℃ 저온 및 30 ℃ 고온에서의 3D 프린팅 모르타르의 기초적 특성을 평가하였는데, 저온환경에서 3D 프린팅 모르타르는 초기강도가 크게 저하되어 20 ℃ 환경의 약 17 % 수준의 압축강도를 나타내었다. 이에 초기강도 증진용 첨가제를 적용하여 초기강도 발현특성을 확인한 결과 초기강도 증진용 첨가제를 분체량 대비 2 % 사용 시 20 ℃ 환경과 비슷한 수준의 초기강도를 확보할 수 있었다. 한편, 30 ℃ 고온환경에서는 3D 프린팅 모르타르의 유동성 저하가 20 ℃ 환경보다 2배정도 빠르게 진행되었고, 고유지형 감수제의 사용으로 30 ℃ 환경에서 기존의 20 ℃ 환경 대비 동등 이상의 유지성능을 확보할 수 있었다. The rheological properties of a fresh mortar and the strength characteristics of a hardened mortar in 3D printing change a lot with the temperature. In a low-temperature environment, the hardening speed of the mortar is slowed, lowering the early strength. In an environment of high temperature, the hydration reaction of the mortar is accelerated, reducing the workability. In this study, the characteristics of a 3D printing mortar manufactured at both low and high temperatures were evaluated concerning a 20°C environment. The early strength of the mortar in the low-temperature environment was found to be about 17% of that of the 20°C environments. Accordingly, when 2% of the additive was used to improve the early strength, it equated to that of a 20℃ environment. On the other hand, in the high-temperature environment of 30℃, the slump loss of mortar progressed twice as fast as that of the 20℃ environments. Accordingly, while using a high-retention type water reducing agent, it was possible to achieve in a 30℃environment a maintenance performance that is similar to that of the 20℃ environment.

결합재 구성 비율에 따른 자기충전 콘크리트의 기초적 특성

황병일(Hwang, Byoung Il),유병현(Yoo, Byung Hyun),이동규(Lee, Dong Gyu),한형섭(Han, Hyung Sub) 한국콘크리트학회 2020 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.32 No.2

저비용 고성능 광촉매를 활용한 콘크리트 수성 이형박리제의 개발

박종필(Jong-Pil Park),황병일(Byoung-Il Hwang),유병현(Byung-Hyun Yoo),이동규(Dong-gyu Lee) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.11

최근 미세먼지와 배기가스의 증가로 실내외 공기질을 악화시켜 대기정화 목적으로 광촉매를 활용한 연구가 진행되고 있다. 현재 일부 국가에서는 도로포장재, 도로측벽, 차음벽등에 광촉매를 포함하는 재료를 사용함으로써 대기정화 및 오염방지에 상당한 효과를 거두고 있다. 하지만 미세한 입경을 갖는 광촉매의 경우 분산이 원활하지 않으면, 일관성 있는 질소산화물(NO) 제거 특성발현에 대한 결과물을 얻기가 어려운 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 폐수슬러지에서 제조된 저비용 고성능 광촉매(GST)의 혼합 및 분산방안을 검토하고, NO 제거 성능을 최종 평가하여 저비용 광촉매를 활용한 수성 콘크리트 이형박리제를 개발하고자 한다. 광촉매 적용을 위한 분산방안을 검토하기 위해 분산된 시료를 4주간 옥외폭로하여 분리유무를 통한 안정성 평가한 결과, 분산형 증점제 사용량 20 %에서 층분리 없이 장기안정성이 우수하였다. NO 제거율 특성 결과 GST는 Plain 대비 200 % 이상의 광촉매 효과를 나타내었다. GST의 성능을 증가시키기 위해서는 나노사이즈의 광촉매의 분산성 향상 및 사용량 증가가 필요할 것으로 사료된다. 또한, GST를 노출콘크리트, 교량 및 터널등에 사용하게되면 광촉매의 효율을 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다. Air quality is deteriorating due to the increase in fine dust and exhaust gas. To solve this problem, research using photocatalysts is being conducted for atmospheric purification. Currently, some countries are having a significant effect on air purification and pollution prevention by using materials that contain photocatalysts for road pavement, road side walls, and sound insulation walls. However, photocatalysts have very small particle sizes and are not easily dispersed, making it difficult to obtain a consistent nitrogen oxide (NO) removal rate. Therefore, this study investigated the mixing and dispersion plan of low-cost, high-performance photocatalyst (GST) prepared in wastewater sludge. It also evaluated the NO removal performance to develop an aqueous concrete release agent including the low-cost photocatalyst. The long-term stability was excellent without layer separation when the amount of dispersion thickener used was 20%. As a result of the NO removal rate characteristic, GST showed a photocatalytic effect of more than 200% compared to plain. In order to increase the performance of the GST release agent, it is necessary to improve the dispersibility of the GST in the release agent and increase the amount of the nano-sized photocatalyst. In addition, it is expected that the NO removal efficiency will be increased if the GST release agent is used for road structures and exposed concrete.

점성 저감용 화학혼화제를 적용한 고강도 콘크리트의 레올로지 특성

이동규(Lee, Dong Gyu),황병일(Whang, Byoung Il),유병현(Yoo, Byung Hyun),한형섭(Han, Hyung Sub) 한국콘크리트학회 2020 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.32 No.2

3D 공간정보와 비디오 융합에 의한 X3D기반 웹 가시화

손홍규(Sohn Hong Gyoo),김성삼(Kim Seong Sam),유병현(Yoo Byoung Hyun),김상민(Kim Sang Min) 대한공간정보학회 2009 대한공간정보학회지 Vol.17 No.4

전세계적으로 다양한 관측 센서 및 자료처리 기술개발을 통하여 현실 세계에 대한 3차원 공간정보 구축에 관한 관심이 높아지고 있으며, 사생활 침해 논란에도 불구하고 도시지역 곳곳에 설치된 CCTV가 교통관리나 범죄 예방 및 재난 모니터링을 위한 핵심 관측장비로서 활용되고 있다. 도시지역의 안전 확보와 각종 재난 예방을 위해 기구축된 3차원 공간정보에 CCTV 영상이나 비디오 자료를 연계시켜 유사시 발생한 상황을 실시간적으로 인터렉티브하게 파악하고 모니터링할 수 있는 감시 시스템의 필요성이 제기되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 웹 가시화의 국제표준인 X3D를 기반으로 3차원 공간정보와 비디오 융합을 통하여 인터넷 상에서 실시간으로 인터렉티브하게 가시화할 수 있는 프로토타입 시스템을 개발하여 그 활용가능성을 제시하고자 하였다. Global interests for construction of 3 dimensional spatial information has risen due to development of measurement sensors and data processing technologies. In spite of criticism for the violation of personal privacy, CCTV cameras equipped in outdoor public space of urban area are used as a fundamental sensor for traffic management, crime prevention or hazard monitoring. For safety guarantee in urban environment and disaster prevention, a surveillance system integrating pre-constructed 3 dimensional spatial information with CCTV data or video sequence is needed for monitoring and observing emergent situation interactively in real time. In this study, we proposed applicability of the prototype system for web visualization based on X3D, an international standard of real time web visualization, by integrating 3 dimensional spatial information with video sequence.

자전거 가상현실 시뮬레이터

이경노(Kyungno Lee),이두용(Doo Yong Lee),권동수(Dong-Soo Kwon),양기훈(Gi-Hun Yang),박영진(Youngjin Park),이찬주(Chanjoo Lee),이종원(Chong-Won Lee),신재철(Jae-Cheol Shin),한순홍(Soon-Hung Han),유병현(Byoung-Hyun Yoo) 한국정보과학회 2001 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2001 No.2