KR102048243B1 - Method for Building Reduced Order Model by Combining CAE Simulation and Measurement Data through Coupled-POD - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차수 감축 모델 구축 방법에 관한 것으로, 특히 현장 측정 데이터와 CAE 해석을 결합한 차수 감축 모델 구축 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an order reduction model construction method, and more particularly, to an order reduction model construction method combining field measurement data and CAE analysis.
컴퓨터 이용 공학(Computer Aided Engineering, 이하 'CAE'라 함)을 이용한 3차원 모사는 비행기, 차량, 선박, 반도체, 철강, 발전소 등 다양한 산업 분야에서 설계 및 문제 해결을 위해서 널리 활용되어 왔다.Three-dimensional simulation using computer aided engineering (CAE) has been widely used for design and problem solving in various industries such as airplanes, vehicles, ships, semiconductors, steel, and power plants.
그러나, CAE를 산업 현장 문제에 활용하는 데에는 다음과 같은 한계가 존재한다.However, there are limitations in applying CAE to industrial site problems.
① 숙련된 엔지니어 필요: CAE를 활용하기 위해서는 주어진 문제에 대한 공학적, 물리학적, 수학적 이해와 컴퓨터 지식이 필요하다.① Skilled Engineers Needed: To use CAE, you need engineering, physical, mathematical understanding and computer knowledge of a given problem.
② 과도한 해석 시간: 적용 대상의 형상 및 해석 조건에 따라 케이스 당 수 시간에서 수 주까지의 과도한 계산시간이 소요될 수 있어, 대형 연소로와 같이 변화하는 운전조건에 따른 내부상황을 실시간으로 파악하는 것은 불가능하다.② Excessive analysis time: Depending on the shape and analysis conditions of the application, excessive calculation time from several hours to several weeks per case may be required. Therefore, it is necessary to grasp the internal situation in real time according to changing operating conditions such as a large combustion furnace. impossible.
③ 비용 문제: 대형 계산을 수행해야 할 경우, 대규모의 전산자원을 필요로 하며 그에 따른 소프트웨어 라이센스 비용이 발생한다.3. The cost problem: If you need to perform large calculations, you need a large amount of computational resources, which incurs software license costs.
④ 정확도 문제: CAE 해석에는 기본 보존식들에 필연적으로 여러가지 단순화 가정이 수반되기 때문에 실제 현상과 오차가 발생할 수 있다.4. Accuracy problem: Since CAE interpretation inevitably involves many simplifications in basic preservation equations, actual phenomena and errors can occur.
최근에는, 위와 같은 CAE의 문제점을 극복하기 위해 CAE 해석을 기반으로 한 차수 감축 모델(Reduced Order Model)을 구축하고, 이를 이용하여 실시간 결과를 도출하는 디지털 트윈(Digital Twin, 현실세계의 기계나 장비, 사물 등을 컴퓨터 속 가상세계에 구현한 것) 기술이 대두되고 있다.Recently, in order to overcome the problems of CAE, Digital Twin (Reduced Order Model) based on CAE analysis and using it to generate real-time results, digital twin (real world machine or equipment) Technology in the virtual world of computers.
차수 감축 모델은 CAE에서 사용되는 물리적 수학적 모델들의 해를 직접 구하지 않고 단순화시켜 빠른 시간 내에 수치해석 결과를 얻기 위한 기법으로서, 차수 감축 모델을 이용하게 되면 현장에서 실시간 모니터링 및 대응이 가능하게 된다.The order reduction model is a technique to obtain numerical results in a short time by simplifying and not directly solving physical mathematical models used in CAE. The order reduction model enables real-time monitoring and response in the field.
하지만, CAE 해석에 수반되는 다양한 단순화 가정 때문에 CAE만을 사용하여 차수 감축 모델을 구축할 경우 그 정확도에 한계가 있을 수 밖에 없으며, 이에 따라 현장 측정 데이터와 CAE 해석을 결합한 차수 감축 모델을 구축하는 방법이 새롭게 시도되고 있다.However, due to the various simplifications that accompany CAE analysis, the accuracy of the reduction model can only be limited when building the CAE model using only CAE. New attempts are being made.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 현장 측정 데이터와 CAE 해석을 결합한 차수 감축 모델을 구축함에 있어 연관-POD를 통하여 제한된 종류의 변수에 대한 현장 측정 데이터만으로도 정확도가 높고 누구나 쉽게 실시간으로 관심 대상이 되는 모든 변수들에 대한 정보를 파악할 수 있도록 한 차수 감축 모델 구축 방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is the accuracy of the field measurement data for a limited type of variable through the association-POD in constructing an order reduction model combining field measurement data and CAE analysis. It is to provide a method for constructing an order reduction model so that anyone with a high level can easily grasp information on all variables of interest in real time.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차수 감축 모델 구축 방법은, 대상 제품 혹은 설비의 운전 조건을 결정짓는 운전 변수 또는 조건을 파라미터로 선정하고, 주어진 파라미터 공간에서 샘플링된 케이스들에 대한 CAE 해석을 수행하는 CAE 해석 단계; 상기 CAE 해석 단계에서 수행된 CAE 해석 결과에 대한 주성분을 추출하는 주성분 분석 단계; 및 상기 주성분 분석 단계에서 추출된 주성분에 현장 측정 데이터를 도입하여 주성분 상수값을 얻는 현장 측정 데이터 결합 단계;를 포함하되, 상기 주성분 분석 단계 및 현장 측정 데이터 결합 단계는 연관-POD를 통하여 관심 대상이 되는 모든 변수들을 동시에 관련지어 주성분 추출 및 주성분 상수값을 얻는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the method for constructing an order reduction model according to the present invention selects an operating variable or condition that determines an operating condition of a target product or a facility as a parameter, and analyzes CAE of cases sampled in a given parameter space. CAE analysis step of performing; A principal component analysis step of extracting a principal component for a CAE analysis result performed in the CAE analysis step; And field measurement data combining step of introducing field measurement data into the principal component extracted in the principal component analysis step to obtain a principal component constant value, wherein the principal component analysis step and the field measurement data combining step are related to the interest through the association-POD. It is characterized by obtaining the principal component extraction and principal component constant values by simultaneously correlating all the variables.
본 발명에서 상기 현장 측정 데이터의 변수 개수는 상기 관심 대상 변수들의 개수보다 작거나 같다.In the present invention, the number of variables of the field measurement data is less than or equal to the number of variables of interest.
또한, 상기 주성분 분석 단계는 서로 다른 변수 간에 데이터값의 절대 크기를 정규화하는 절차를 사전에 수행할 수 있다.In addition, the main component analysis step may perform a procedure for normalizing the absolute size of the data value between different variables in advance.
본 발명에 따른 차수 감축 모델 구축 방법에 의하면, 제한된 종류의 변수에 대한 현장 측정 데이터만으로도 연관된 모든 종류의 변수에 대한 CAE 결과를 정확도와 신뢰도의 저하없이 신속하고 간편하게 얻을 수 있는 차수 감축 모델을 구축할 수 있게 된다.According to the method for constructing an order reduction model according to the present invention, it is possible to construct an order reduction model that can quickly and easily obtain CAE results for all types of variables associated with only field measurement data for limited types of variables without degrading accuracy and reliability. It becomes possible.
도 1은 본 발명에 따른 차수 감축 모델 구축 방법의 수행 단계를 순차적으로 도시한 플로우 챠트이다.
도 2는 미분탄 버너에서 원본 온도 분포의 0.1%에 해당하는 셀 데이터만을 이용하여 갭피-POD 방법으로 온도 분포를 재구성한 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 연관-POD를 위해 온도와 산소 질량분률 데이터가 연결된 주성분들의 조합을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 의해 구축된 차수 감축 모델을 이용하여 미분탄 버너에서의 온도 및 산소 질량분률 분포를 예측한 결과를 보여주는 도면이다.1 is a flow chart sequentially showing the steps of performing a method for constructing an order reduction model according to the present invention.
2 is a view showing an example of reconstructing the temperature distribution by the gapp-POD method using only cell data corresponding to 0.1% of the original temperature distribution in the pulverized coal burner.
FIG. 3 shows a combination of principal components linked to temperature and oxygen mass fraction data for associative-POD.
4 is a view showing the results of predicting the temperature and oxygen mass fraction distribution in the pulverized coal burner using the order reduction model constructed by the present invention.
아래에서는 본 발명에 따른 차수 감축 모델 구축 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a method for constructing a degree reduction model according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 1은 본 발명에 따른 차수 감축 모델 구축 방법의 수행 단계를 순차적으로 도시한 플로우 챠트이다.1 is a flow chart sequentially showing the steps of performing a method for constructing an order reduction model according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 차수 감축 모델 구축 방법은 CAE 해석 단계(S100), 주성분 분석 단계(S200) 및 현장 측정 데이터 결합 단계(S300)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the method for constructing an order reduction model according to the present invention includes a CAE analysis step S100, a principal component analysis step S200, and a field measurement data combining step S300.
본 발명의 각 단계는 컴퓨터 상에서 본 발명이 구현되어 있는 프로그램에 의해 수행될 수 있으며, 현장 측정 데이터는 현장에 구비되는 각종 센서에 의해 실시간으로 얻을 수 있다.Each step of the present invention may be performed by a program in which the present invention is implemented on a computer, and field measurement data may be obtained in real time by various sensors provided in the field.
CAE 해석 단계(S100)는 대상 제품 혹은 설비의 운전 조건을 결정짓는 운전 변수 또는 조건을 파라미터로 선정하고, 주어진 파라미터 공간에서 샘플링된 케이스들에 대한 CAE 해석을 수행하는 단계이다.The CAE analysis step S100 is a step of selecting an operating variable or condition that determines an operating condition of a target product or a facility as a parameter, and performing CAE analysis on cases sampled in a given parameter space.
여기서, 파라미터는 대상 설비의 내부 상태를 결정짓는 운전 변수 또는 조건으로서, 예를 들어 버너의 경우 연료 분사량, 공기 유량, 공기 온도, 선회비 등이 될 수 있다.Here, the parameter is an operating variable or condition that determines the internal state of the target equipment, and may be, for example, a fuel injection amount, an air flow rate, an air temperature, a turn ratio, and the like in the case of a burner.
또한, 샘플링은 차수 감축 모델을 구축하기 위하여 필요한 적절한 수의 케이스들에 대한 파라미터의 조합을 미리 결정하는 절차로서, 랜덤 샘플링(Random Sampling)이나 라틴 하이퍼 큐브 샘플링(Latin Hyper Cube Sampling, 이하 'LHS'라 함) 등의 방법이 사용될 수 있다. LHS는 각 파라미터를 같은 확률을 가진 범위로 나눈 후 특정 상관관계에 따라 각 범위 내에서 변수를 표본화 하는 방법으로서, 완전 무작위 추출보다 평균값을 잘 재현하는 것으로 알려져 있다.In addition, sampling is a procedure for pre-determining a combination of parameters for an appropriate number of cases needed to build an order reduction model, such as random sampling or Latin hyper cube sampling (LHS). May be used. LHS divides each parameter into ranges with equal probability and then samples the variables within each range according to a specific correlation. It is known that LHS reproduces the mean value better than full random sampling.
주성분 분석 단계(S200)는 상기 CAE 해석 단계(S100)에서 수행된 CAE 해석 결과에 대한 주성분을 추출하기 위해 주성분 분석(Principal Component Analysis)을 수행하는 단계이다.Principal component analysis step (S200) is a step of performing a principal component analysis (Principal Component Analysis) to extract the principal component for the CAE analysis result performed in the CAE analysis step (S100).
여기서, 주성분 분석은 상기 CAE 해석 단계(S100)에서 샘플링으로 추출한 파라미터에 대한 CAE 해석을 수행함으로써 얻어진 데이터의 공통 분모를 찾아내는 분석법으로, 최대 공약수를 구하는 것과 비슷한 개념이다. 즉, 최대공약수를 찾으면 그 값에 적절한 상수를 곱하여 원래의 숫자를 얻을 수 있듯이, 각 주성분에 대응하는 상수를 곱하여 모두 더하면 원본 데이터를 재현할 수 있게 된다.Here, the principal component analysis is an analysis method for finding a common denominator of data obtained by performing CAE analysis on a parameter extracted by sampling in the CAE analysis step (S100), and has a concept similar to finding a maximum common divisor. In other words, if you find the greatest common divisor, you can multiply the value by an appropriate constant to get the original number. By multiplying the constant corresponding to each principal component and adding them together, you can reproduce the original data.
본 발명에서 주성분 분석은, 바람직하게 적합 직교 분해(Proper Orthogonal Decomposition, 이하 'POD'라 함) 방법에 기초하여 수행된다.Principal component analysis in the present invention is preferably performed based on a suitable Orthogonal Decomposition (hereinafter referred to as 'POD') method.
POD는 임의의 샘플 케이스에 대한 CAE 해석 데이터()를 아래와 같이 주성분()들의 조합으로 나타낸다.The POD is the CAE interpretation data (for any sample case) ) The main component ( ) As a combination.
여기서, 는 샘플의 수이며, 주성분 벡터 는 모든 샘플들의 CAE 해석 결과를 합쳐놓은 스냅샷 행렬(Snapshot Matrix) 의 특이값 분해(Singular Value Decomposition)를 통해 얻을 수 있다.here, Is the number of samples and the principal component vector Is a snapshot matrix of the CAE analysis results of all the samples. This can be obtained through Singular Value Decomposition.
스냅샷 행렬 에 대한 특이값 분해는 아래 식과 같이 정의될 수 있다.Snapshot matrix The singular value decomposition for can be defined as
여기서, 는 를 고유값(Eigenvalue) 분해해서 얻어진 직교행렬, 는 를 고유값 분해해서 얻어진 직교행렬, 는 와 를 고유값 분해해서 나오는 고유값들의 제곱근을 대각원소로 하는 대각행렬을 각각 나타내며, 이때 POD 주성분 은 아래와 같이 선택될 수 있다.here, Is An orthogonal matrix obtained by decomposing eigenvalues, Is An orthogonal matrix obtained by eigenvalue decomposition, Is Wow Represents a diagonal matrix whose diagonal root is the square root of the eigenvalues resulting from the eigenvalue decomposition. May be selected as follows.
여기서, 는 행렬 의 번째 열이다.here, Is a matrix of Second column.
이를 이용하여 임의의 CAE 해석 데이터 는 다음과 같이 나타낼 수 있다.Use this to generate arbitrary CAE interpretation data Can be expressed as:
여기서, 적절히 작은 에러()를 갖도록 샘플수()보다 작은 개의 주성분을 추출하여 저장하게 된다.Where an appropriately small error ( Samples to have) )lesser Dog's main components are extracted and stored.
다음으로, 현장 측정 데이터 결합 단계(S300)는 상기 주성분 분석 단계(S200)에서 추출된 주성분에 현장 측정 데이터를 도입하여 주성분 상수값()을 얻는 단계이다.Next, the field measurement data combining step (S300) is to introduce the field measurement data to the principal component extracted in the principal component analysis step (S200) to the principal component constant value ( ) Step.
이때, 현장 측정 데이터는 CAE 해석 데이터에 비해 극히 일부에 해당하므로, 갭피-POD(Gappy-POD)를 수행하여 주성분 상수값을 얻을 수 있다. 갭피-POD는 얼굴 인식 분야에서 처음 도입된 개념으로(Emerson and Sirovich, "Karhunen-Loeve procedure for gappy data" 1996), 일부 유실된 데이터 또는 측정값만을 이용하여 원본 데이터를 유추하는 기법이다. 예를 들어, 실제 실험을 통하여 벽 근처에서 온도 측정 데이터가 주어진 경우, 온도 측정 위치에서의 측정 데이터와 예측값이 일치하도록 주성분 상수값을 구할 수 있다. 즉, 특정 위치에서의 온도 측정 데이터를 라고 하고, CAE 해석에 의한 온도 분포 결과를 이용하여 구축한 주성분을 라고 하면,In this case, since the field measurement data corresponds to only a part of the CAE analysis data, the principal component constant value may be obtained by performing a gap-POD (Gappy-POD). Gappy-POD is a concept first introduced in the field of face recognition (Emerson and Sirovich, "Karhunen-Loeve procedure for gappy data" 1996), and is a technique for inferring original data using only some missing data or measurements. For example, given the temperature measurement data near the wall through actual experiments, the principal component constant value can be obtained so that the measured data at the temperature measurement position and the predicted value coincide. That is, temperature measurement data at a specific position The principal component constructed using the temperature distribution result by CAE analysis Speaking of
를 최소로 하는 을 구하게 되면 원본 데이터 혹은 측정 데이터를 반영한 분포를 유추할 수 있게 된다.To minimize If we obtain, we can infer distribution reflecting original data or measured data.
도 2는 미분탄 버너에서 원본 온도 분포의 0.1%에 해당하는 셀 데이터만을 이용하여 갭피-POD 방법으로 온도 분포를 재구성한 예를 보여준다.Figure 2 shows an example of reconstructing the temperature distribution by the gapp-POD method using only the cell data corresponding to 0.1% of the original temperature distribution in the pulverized coal burner.
한편, 본 발명에서는 상기 주성분 분석 단계(S200) 및 현장 측정 데이터 결합 단계(S300)를 수행함에 있어, 관심 대상이 되는 모든 변수들을 동시에 관련지어 주성분 분석 및 갭피-POD 절차를 수행하는 것을 주요 특징으로 한다.Meanwhile, in the present invention, in performing the principal component analysis step (S200) and the field measurement data combining step (S300), the principal component analysis and the gapp-POD procedure are performed in association with all variables of interest at the same time. do.
종래의 갭피-POD방법에서 주성분 분석은 온도 분포, 산소 농도 분포 등 각각의 결과 값에 대한 주성분 분석을 따로 수행하게 되므로, 예를 들어 온도 측정 데이터를 이용하면 온도 데이터만을 유추할 수 있어 다양한 종류의 배출가스 농도 분포, 압력 등에 대한 정보를 얻을 수 없다.In the conventional gapp-POD method, the principal component analysis is performed separately for the principal component analysis for each result value such as the temperature distribution and the oxygen concentration distribution. For example, using the temperature measurement data, only the temperature data can be inferred. Information on the exhaust gas concentration distribution, pressure, etc. is not available.
본 발명은 이러한 한계를 극복하기 위해 연관-POD(Coupled-POD)라는 주성분 분석을 확장시키는 방법을 도입하였다. 연관-POD에서는 주성분 분석시 관심이 되는 변수들에 대한 결과값을 하나의 데이터로 합친 후, 이 합쳐진 데이터에 대한 주성분 분석을 수행하게 된다. 예를 들어, 온도 데이터와 일산화탄소 데이터, 산소 농도 데이터를 하나로 합쳐 주성분 분석을 수행한 후, 온도 측정 데이터만을 이용하여 갭피-POD 절차를 거치게 되면, 온도 분포 뿐만이 아니라 일산화탄소, 산소 농도 등의 분포 또한 얻을 수 있게 된다. 나아가, 측정 데이터가 온도 뿐만이 아니라 일산화탄소 데이터도 포함할 경우, 이 두개의 변수에 대한 데이터를 모두 이용하여 갭피-POD 절차를 진행하게 되면 좀더 정확한 결과값을 유추할 수 있게 된다.To overcome this limitation, the present invention introduces a method that extends principal component analysis called Coupled-POD (POD). In the association-POD, the result values of the variables of interest in the principal component analysis are combined into one data, and then principal component analysis is performed on the combined data. For example, after performing principal component analysis by combining temperature data, carbon monoxide data, and oxygen concentration data into one, and then performing gap gap-POD procedures using only temperature measurement data, not only temperature distribution but also carbon monoxide and oxygen concentration distributions are obtained. It becomes possible. Furthermore, if the measured data includes carbon monoxide data as well as temperature, the gapp-POD procedure can be used to infer more accurate results using the data for both variables.
이때, 서로 다른 변수의 데이터 간에 데이터값의 절대 크기가 상이한 경우에는 상대적으로 작은 크기를 갖는 변수의 데이터 정보가 유실될 수 있으므로, 정확도를 유지하기 위하여 서로 다른 종류의 변수 간에 데이터값의 절대 크기를 정규화(Normalization)하는 절차를 사전에 수행하는 것이 바람직하다.In this case, when the absolute value of the data value is different between the data of different variables, data information of a variable having a relatively small size may be lost. Therefore, in order to maintain accuracy, the absolute size of the data value between different types of variables may be reduced. It is desirable to perform the procedure of normalization in advance.
이러한 정규화 절차는 서로 다른 변수들을 해당 변수의 기준값으로 나누어 줌으로써 수행될 수 있으며, 예를 들어 온도와 산소 데이터 값을 그대로 합쳐 연관-POD를 수행할 경우, 온도 데이터의 값이 산소 데이터의 값보다 크기 때문에 산소 데이터에 대한 정보가 유실될 수도 있으므로, 온도 데이터와 산소 데이터가 비슷한 크기를 갖도록 각 값의 최대값으로 나누어 합치는 등의 절차를 사전에 수행할 수 있다.This normalization procedure can be performed by dividing the different variables by the reference value of the variable. For example, when performing the association-POD by combining the temperature and oxygen data values as they are, the value of the temperature data is larger than the value of the oxygen data. Therefore, since the information about the oxygen data may be lost, a procedure such as dividing and combining the maximum value of each value so that the temperature data and the oxygen data have a similar size may be performed in advance.
(적용예)(Application example)
본 발명의 적용 예시로서 정상상태의 미분탄 연소 해석에 대한 차수 감축 모델을 구축하였다.As an example of application of the present invention, an order reduction model for steady-state pulverized coal combustion analysis was constructed.
대상은 실험실 규모의 미분탄 버너로서 두 개의 파라미터, 즉 산소(또는 공기) 유량과 선회비를 가지며, 주어진 파라미터 운전 범위에 대해 LHS를 통해 10개의 샘플 케이스를 정하였다.Subject was a laboratory scale pulverized coal burner with two parameters, oxygen (or air) flow rate and turn ratio, and 10 sample cases were determined via LHS for a given parameter operating range.
CAE 해석 툴로서 OpenFOAM을 사용하였으며, OpenFOAM에서 기본적으로 제공되는 정상상태의 미분탄연소 해석을 위해 특화된 simpleCoalCombustionFoam 솔버를 이용하였다.OpenFOAM was used as a CAE analysis tool, and a simpleCoalCombustionFoam solver specialized for the steady-state pulverized coal combustion analysis provided by OpenFOAM was used.
CAE 해석을 통해 각 샘플 케이스에 있어 버너 내부의 온도, 유속, 각종 화학종 농도 등 모든 분포에 대한 정보를 얻은 후, 이들 온도, 유속, 화학종 등 3차원 분포에 대하여 주성분 분석을 수행하였다.Through CAE analysis, information on all distributions such as temperature, flow rate, and various species concentrations in the burner was obtained in each sample case, and then principal component analysis was performed on these three-dimensional distributions such as temperature, flow rate, and species.
본 적용예에서는 실시간 온도 측정 데이터만으로 온도와 산소 질량분률에 대한 분포를 모두 얻을 수 있도록, 산소의 질량분률 분포를 온도와 관련지어 주성분을 추출하였다.In this application example, the main components were extracted by correlating the mass fraction distribution of oxygen with the temperature so that the distribution of both the temperature and the oxygen mass fraction could be obtained using only real-time temperature measurement data.
이를 위해, 온도 데이터 에 산소 질량분률 값을 연결해서 구성한 새로운 벡터 를 이용하였으며, 이 벡터에 대하여 주성분 분석을 수행하여 온도와 산소 질량분률 데이터가 연결된 주성분 을 구하였다. 도 3은 연관-POD를 위해 온도와 산소 질량분률 데이터가 연결된 주성분들의 조합을 보여준다.To this end, temperature data Oxygen mass fraction New vector constructed of concatenated values Principal component analysis is performed on this vector and the principal component is connected to temperature and oxygen mass fraction data. Was obtained. 3 shows a combination of principal components linked to temperature and oxygen mass fraction data for associative-POD.
다음으로, 이와 같이 구해진 주성분 을 이용하여 실시간 온도 측정 데이터가 결합된 연관-POD 절차를 수행하였고, 최종적으로 실시간 현장 온도 데이터를 반영한 온도 및 산소 질량분률 분포를 얻을 수 있는 차수 감축 모델을 구축하였다. 도 4는 본 적용예에 따라 구축된 차수 감축 모델을 이용하여 미분탄 버너에서의 온도 및 산소 질량분률 분포를 예측한 결과를 보여준다.Next, the principal component thus obtained The correlation-POD procedure, which combines real-time temperature measurement data, was performed and finally, an order reduction model was developed to obtain temperature and oxygen mass fraction distribution reflecting real-time field temperature data. Figure 4 shows the results of predicting the temperature and oxygen mass fraction distribution in the pulverized coal burner using the order reduction model built in accordance with the present application.
본 적용예에서와 같이, 연관-POD을 통하게 되면 주성분 를 구축할 때 온도뿐만이 아니라 산소 질량분률을 연결한 벡터 를 이용함으로써, 온도 측정 데이터만을 이용하여 산소 질량분률도 동시에 실시간 현장 측정 데이터를 반영한 분포를 얻을 수 있게 된다.As in this application, through association-POD, the principal component Is a vector of oxygen mass fractions as well as temperature By using, it is possible to obtain a distribution reflecting the real time field measurement data at the same time as the oxygen mass fraction using only the temperature measurement data.
본 명세서와 첨부된 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 쉽게 설명하기 위한 목적으로 사용된 것일 뿐, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Embodiments disclosed in the specification and the accompanying drawings are used only for the purpose of easily describing the technical spirit of the present invention and are not used to limit the scope of the present invention described in the claims. Accordingly, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.
S100: CAE 해석 단계
S200: 주성분 분석 단계
S300: 현장 측정 데이터 결합 단계S100: CAE Analysis Steps
S200: Principal Component Analysis Step
S300: Combined Site Measurement Data
Claims (3)
상기 CAE 해석 단계에서 수행된 CAE 해석 결과에 대한 주성분을 추출하는 주성분 분석 단계; 및
상기 주성분 분석 단계에서 추출된 주성분에 현장 측정 데이터를 도입하여 주성분 상수값을 얻는 현장 측정 데이터 결합 단계;를 포함하되,
상기 주성분 분석 단계 및 현장 측정 데이터 결합 단계는 연관-POD를 통하여 관심 대상이 되는 모든 변수들을 동시에 관련지어 주성분 추출 및 주성분 상수값을 얻는 것을 특징으로 하는 차수 감축 모델 구축 방법.A CAE analysis step of selecting an operating variable or condition for determining an operating condition of a target product or a facility as a parameter and performing CAE analysis on cases sampled in a given parameter space;
A principal component analysis step of extracting a principal component for a CAE analysis result performed in the CAE analysis step; And
A field measurement data combining step of introducing field measurement data into the principal component extracted in the principal component analysis step to obtain a principal component constant value;
The principal component analysis step and the field measurement data combining step are associated with all the variables of interest through the association-POD at the same time to obtain a principal component extraction and a principal component constant value, characterized in that the method.
상기 현장 측정 데이터의 변수 개수는 상기 관심 대상 변수들의 개수보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 차수 감축 모델 구축 방법.The method according to claim 1,
And the number of variables of the field measurement data is less than or equal to the number of variables of interest.
상기 주성분 분석 단계는 서로 다른 변수 간에 데이터값의 절대 크기를 정규화하는 절차를 사전에 수행하는 것을 특징으로 하는 차수 감축 모델 구축 방법.The method according to claim 1,
The principal component analyzing step of the step reduction model building method characterized in that for performing a procedure for normalizing the absolute size of the data value between different variables in advance.
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