The critical fluid velocity of cantilevered cylindrical shells subjected to internal fluid flow is investigated in this study. The fluid-structure interaction is considered in the analysis. The cantilevered cylindrical shell is supported intermediately at an arbitrary axial position. The intermediate support is simulated by two types of artificial springs: translational and rotational spring. It is assumed that the artificial springs are placed continuously and uniformly on the middle surface of an intermediate support along the circumferential direction. The steady flow of fluid is described by the classical potential flow theory. The motion of shell is represented by the first order shear deformation theory (FSDT) to account for rotary inertia and transverse shear strains. The effect of internal fluid can be considered by imposing a relation between the fluid pressure and the radial displacement of the structure at the interface. Numerical examples are presented and compared with existing results.
This paper presents two actuators for levitation using repulsions of permanent magnet and two magnetic levitation tables using the actuators. Here, one actuator for levitation consists of one fixed magnet and one moving magnet, and the other actuator consists of two fixed magnets and one moving magnet. The moving part of the magnetic levitation table contains the moving magnets. repulsive forces caused by the permanent magnets are linearized, and then the equation of motion of the moving part of the table is derived. Using the equation of motion, stability conditions of the moving part are deduced. The stability conditions are analyzed for positional relations of the moving magnets and the minimum number of active control required for stable system. As a result, in the each case of magnetic levitation tables, the requirements for stabilization are expressed by the positional relations and the number of the active controls.
The plastic deformation behavior of formed CICC fur the superconducting Tokamac fusion device was examined and appropriate manufacturing information was provided. A relation between travel of the bending roller and spring back displacement was obtained via virtual manufacturing. The radius of CICC after forming was expressed as a function of the bend-roll travel. The maximum von Mises stress after spring back was also monitored fur the SAGBO prediction. Next, the variation of the CICC cross-sectional area was examined during the first turn and during conduit bending with the largest curvature. Finally, the coil radius was measured and compared with the data generated from the virtual manufacturing. The measured data showed similar pattern as predicted one. Using the mapping function found to match with the real data, the data from the virtual manufacturing may facilitate accurate manufacturing.
천의 변형은 가상 현실이나 게임 제작 분야에서 현실감을 증가시키는 측면에서 필수적인 요소들 중의 하나이다. 반면, 옷을 착용하거나 깃발을 매단 캐릭터가 돌발적이면서 급격한 움직임을 나타낼 때에는, 이에 따른 천의 움직임을 원하는 시간내에 자연스럽게 생성하기가 쉽지 않다. 본 논문에서는 천의 사실적인 변형에 있어 필수 요소인 비선형성을 고려하면서도, 돌발적이고 빈번하게 작용하는 외부 힘에 대하여 안정적이고 빠른 위치 기반의 근사 방법을 제안하고자 한다. 또한, 이에 따른 사실성을 유지하기 위하여 스프링의 비선형적인 성분을 기하학적으로 처리하는 방법을 제안한다. 이 방법은 기하학적 관계에 물리적 속성을 반영하여 해결함으로써 시각적으로 받아들일 수 있는(visibly-plausible) 천의 자연스러운 움직임을 생성할 수 있다. 본 논문의 결과로 자동차의 급격한 움직임에도 안정적이고, 자동차가 달리는 방향이나 노면 등의 외부 환경의 변화에도 사실적인 천의 애니메이션을 생성할 수 있다.
980년대로부터 컴퓨터 그래픽스 분야에서 의상의 자연스러운 움직임을 생성하기 위한 연구가 계속되어 왔다. 유한요소 연속체 모델, 질량-스프링 모델과 같은 물리학적 모델이 등장하고, 수치적 적분법과 정확한 충돌 검사 및 반응처리를 접목하여 그럴듯한 옷감의 움직임을 얻을 수 있게 되었다. 그러나 이들 연구는 대개 표준적 모양 변형을 다루었기에, 두께, 질감, 빳빳한 정도 등 소재의 특성에 따른 차이를 묘사할 수 없었다. 본 논문에서는 의류학을 통해 연구되어온 직물들의 소재특성을 조사분석하고, 시뮬레이션 된 가상 옷감과 실제 옷감의 시각적 유사성 평가를 통한 직물들의 특성 파라미터 추출법을 제안하고 실험하였다. 그 결과 대표적인 옷감 종류에 따라 구별되는 애니메이션 패턴을 생성 할 수 있었다.
콤플라이언스는 인간의 촉감에 관계된 주요한 기계적 성질중의 하나이다. 물체의 콤플라이언스가 효과적으로 제시되는 경우 인간에게 보다 현실적인 물체의 가상촉감을 제공할 수 있을 것이다. 그러므로, 본 연구에서는 마찰을 최소화하기 위하여 자력 부공을 이용한 오직 수직방향으로 콤플라이언스를 재현할 수 있는 콤플라이언스 에뮬레이터 시스템을 구현하였다. 구현된 시스템은 아날로그 LVDT 센서를 위치센서로 활용하며 주어진 콤플라이언스를 재현하기 위하여 중력보완을 포함한 간단한 PD 제어기법을 활용하였다. 시스템에 의해 재현된 콤플라이언스의 범위는 제한됨을 보였는데 이를 보완하기 위하여 다양한 크기의 강성을 가지는 스프링을 시스템에 추가로 부착하는 방법을 활용하였으며 이러한 방법의 적합성을 실험을 통하여 확인하였다.
In this paper we present a new real-time visual servoing unit for laparoscopic surgery This unit can automatically control laparoscope manipulator through visual tracking of laparoscopic surgical tool. For the tracking, we present two-stage adaptive CONDENSATION(conditional density propagation) algorithm to extract the accurate position of the surgical tool tip from a surgical image sequence in real-time. This algorithm can be adaptable to abrupt change of laparoscope illumination. For the control, we present virtual damper system to control a laparoscope manipulator safely and stably. This system causes the laparoscope to move under constraint of the virtual dampers which are linked to the four sides of image. The visual servoing unit operates the manipulator in real-time with locating the surgical tool in the center of image. The experimental results show that the proposed visual tracking algorithm is highly robust and the controlled manipulator can present stable view with safe.
급속한 비대면 환경과 모바일 우선 전략에 따라 해마다 많은 정형/비정형 데이터의 폭발적인 증가와 생성은 모든 분야에서 빅데이터를 활용한 새로운 의사 결정과 서비스를 요구하고 있다. 그러나 매년 급속히 증가하는 빅데이터를 활용하여 실무 환경에서 적용 가능한 표준 플랫폼으로 빅데이터를 수집하여 적재한 후, 정재한 빅데이터를 관계형 데이터베이스에 저장하고 처리하는 하둡 에코시스템 활용의 참조 사례들은 거의 없었다. 따라서 본 연구에서는 스프링 프레임워크 환경에서 3대의 가상 머신 서버를 통하여 하둡 2.0을 기반으로 쇼셜 네트워크 서비스에서 키워드로 검색한 비정형 데이터를 수집한 후, 수집된 비정형 데이터를 하둡 분산 파일 시스템과 HBase에 적재하고, 적재된 비정형 데이터를 기반으로 형태소 분석기를 이용하여 정형화된 빅데이터를 관계형 데이터베이스에 저장할 수 있게 설계하고 구현하였다. 향후에는 데이터 심화 분석을 위한 하이브나 머하웃을 이용하여 머신 러닝을 이용한 클러스터링과 분류 및 분석 작업 연구가 지속되어야 할 것이다.
본 논문에서는 실시간으로 가상현실의 증강객체에 외부의 힘이 작용할 때 증강된 가상 객체의 동적 모델링 방법을 제시하였다. 가상객체의 자연스러운 움직임을 시뮬레이션 하기 위하여 AR 객체에 적용되는 외부의 힘의 변화에 대하여 Newton의 운동법칙을 적용하여 객체의 움직임을 설명하는 식을 생성하였다. 동적 모델링 과정에서 증강된 객체와 햅틱 장비간의 실질적 상호작용이 발생하며 이때 외부의 힘이 가상객체에 전달된다. 증강된 객체의 고유특성은 강체 혹은 탄성체의 성질을 갖는 모델이다. 강체의 동적 모델링에서는 선형 모멘텀과 각속도 모멘텀을 모두 고려하여 증강된 객체와 햅틱 스틱이 충돌할 때 수행하였다. 비강체의 동적 모델링에 있어서는 탄성체의 변형 모델은 내외의 힘과 제한요소에 자연적으로 반응하기 때문에 물리기반 시뮬레이션 방법을 적용하였다. 증강된 탄성체는 햅틱 인터페이스를 통해 사용자에 의하여 발생하는 힘의 특성과 모델의 고유 특성에 따라 자연스럽게 변형된다. 변형 물체의 모델링을 위하여 Newton의 제 2 운동법칙이라 불리는 질량-스프링 연결 시스템을 적용하였다. 실험을 통하여 증강된 강체와 비강체의 성질을 지닌 가상 객체에 햅틱 장비에 의한 햅틱 상호작용이 발생 할 때 객체의 변환을 자연스럽게 가시화 할 수 있었다.
농업의 탄소 중립 및 기후변화 대응을 위해 그동안 내연기관 중심으로 발전해 왔던 농업기계도 온실가스의 배출이 없는 전동 기반의 기술로 전환이 필요하다. 이 연구에서는 농업용 전동 UTV의 진동과 충격을 저감시키고, 차량의 주행안정성과 조종성능을 향상하기 위하여 전동 UTV 서스펜션 설계를 위한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션은 차체의 공차 하중과 화물을 적재한 하중 상태로 나누어 수행되었다. UTV의 서스펜션 스프링의 가동 범위는 조건 B가 공차상태에서 가동범위 30% 이내의 수준을 나타내고, 적재 중량을 만재한 상태의 UTV 서스펜션 변위는 264mm→121mm로 작아지고, 댐핑속도는 260mm/s→300mm/s로 가동범위 60% 이내의 수준에 있음을 알 수 있었다. 다목적 농작업용을 위한 전동 UTV의 서스펜션은 주행과 지형 적응뿐 아니라 경운과 같은 견인작업에서 농작업 능력을 유지하기 위해 매우 중요한 요인이다. 이 연구의 결과는 전동 UTV를 다양한 농작업에 이용할 수 있도록 적절한 댐핑 범위를 갖는 스프링 파라메터를 결정하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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