• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.149-157
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• 2013

본 논문에서는 그리드 기반의 맵에서 자율이동로봇의 경로생성방법 및 가상 탄성력을 이용한 경로최적화 방법을 다룬다. 경로계획의 목적은 로봇이 주어진 환경에서 효율적으로 목표점을 향해 이동할 수 있도록 정보 생성하는 것이다. 그리드 기반의 경로계획기법으로 AStar 알고리즘이 대표적인 방법이며 본 논문에서는 AStar 알고리즘에 의해 작성된 경로를 가상 탄성력 알고리즘을 이용하여 경로를 최적화하는 알고리즘을 제안하고 있으며 그 결과를 비교한다. 가상 탄성력은 생성된 경로를 더 짧고 부드럽게 생성해주는 장점을 가지고 있으며 그리드 기반의 경로를 최적화 하는데 매우 유리하다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.401-407
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• 2012

본 논문에서는 대표적인 이동 로봇의 장애물 회피 방법들의 성능을 분석한다. 이를 위해 장애물 회피 성능 지수로서 목표점까지 이동한 거리, 이동 시간, 장애물과의 거리, 로봇 동작의 평활도(smoothness)를 제시한다. 특히 로봇 동작의 평활도는 로봇 동작 시 조향 방향의 각가속도와 저크(jerk)를 사용하여 로봇의 실질적 이동 효율성을 측정하는 성능 지수이다. 주어진 성능 지수에 의하여 4가지의 주요한 장애물 회피 방법을 비교하였다. 주요한 장애물 회피 방법은 인공 전위계 방법, 탄성력(elastic force) 방법, 가상 거리(virtual distance)에 의한 인공전위계 방법, 그리고 가상 거리에 의한 탄성력 방법이다. 시뮬레이션을 통하여 각 방법의 성능을 비교 분석하여 각각의 장애물 회피 특성을 파악하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권4호
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• pp.295-301
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• 2007

본 연구에서는 조종면이 있는 날개에 유격 비선형을 고려한 공탄성 해석을 수행하였다. 천음속에서 충격파와 같은 공기력 비선형성을 고려하기 위하여 천음속미소교란 방정식을 이용하여 비정상 공기력 해석을 수행하였다. 구조 비선형 모델의 모드 접근법을 적용하기 위하여 가상질량법을 적용하였다. 비선형 공탄성 방정식의 시간 응답을 얻기 위하여 연계 시간 적분법을 적용하였다. 이러한 방법들을 통하여 유격 비선형성과 공기력 비선형성을 동시에 고려할 수 있는 효율적인 공탄성 해석을 수행하였다. 해석모델은 조종면이 있는 3차원 날개를 선택하였다. 아음속 및 천음속 영역에서 구조 비선형을 고려한 공탄성 해석을 통하여, 공기력 비선형성, 초기 조종면 진폭의 영향과 유격크기가 공탄성 특성에 미치는 영향을 살펴보았다.

• 기술사
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• 제20권3호
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• pp.5-14
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• 1987

연속체의 해석에 있어서, 특별한 경우를 제외하고는, 구조물의 개략적인 거동을 파악해야 될 경우가 종종 있다. 이러한 요구에 부응하기 위해서 강체요소법(Rigid Element Method)이라 불리우는 새로운 해석법이 개발되었다. 강체요소법은 원래 평정연구실에서 벽식프리캐스트 철근콘크리트 구조물의 탄소성해석을 하기 위해서 개발된 해석법에 착안하여, 내수벽과 같은 연속체에 적용함으로서 시작된 수치해석법이다. 그 후 저자들은 도통쉘, 구형쉘 혹은 이들이 조합된 쉘구조물에 적용할 수 있도록 개발 확장하였다. 강체요소법의 기본개념은 연속체의 분해된 각 요소를 강체(rigid body)라고 가정하고, 각 요소들은 요소의 강성으로 치환된 가상스프링으로 서로 연결되어 있다고 가정하여, 이 가상스프링의 거동을 평가함으로서 전체구조물의 거동을 파악하는 해석법이다. 이때 요소의 주변에 취해진 스프링은 해석을 단순화하기 위해서 축력, 면내전단력 및 면외전단력만을 전달한다고 가정하고, 요소의 강체변위(자유도)는 요소내의 임의의 한 점에서 취하며, 이 점에서의 강체변위(rigid displacements)는 요소의 주변에 취해진 스프링을 통하여 다른 요소로 전달된다. 상기와 같은 강체요소법의 개념을 연속체의 탄성 및 탄소성해석에 적용하면, 해석적 개념이 단순할 뿐만 아니라 구조물 전체의 자유도수를 대폭 줄여 컴퓨터 계산시간을 절약할 수 있는 잇점이 있고, 거시적인 모델(macroscopic modeling)과 미시적인 모델 (microscopic modeling)의 중간적인 성격을 가지기 때문에 구조물의 파괴상황에 대해서도 그 개략을 파악할 수 있다. 본 논문에서는 강체요소법을 보다 일반화된 해석법으로 개발, 확장하기 위해서 종전에 단층스프링시스템(single-layer spring system)으로 해석이 어려웠던 문제점들을 보완한 복층프링시스템(double-layer spring system)을 사용함으로서 휨, 비틀림의 효과를 파악할 수 있는 이론적 개념을 적용한 새로운 구요소, 원통요소 및 평면요소를 개발하고, 이러한 강체요소들의 적합매트릭스의 유도 및 해석저긴 방법을 정식화하였다. 또 휨, 비틀림 및 전단력의 효과를 고려한 사각형원통요소 및 능형원 통요소를 이용하여 원통쉘의 탄성 및 탄소성해석할 수 있는 프로그램을 개발하고, 이 프로그램으로 캔틸레버로된 연속형철근콘크리트 원통쉘의 탄성 및 탄소성해석에 적용하여 구조물의 거동에 관한 수치해석의 결과, 즉 내력의 분포, 균열의 진전, 파괴의 상황 및 변형의 상태 등을 파악해 보았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2A호
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• pp.81-92
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• 2010

강프레임 부재의 설계에서 탄성 시스템좌굴해석은 프레임의 실제 거동을 예측하기 어려운 반면, 비탄성 시스템좌굴해석은 압축부재의 세장비에 따른 비탄성 거동이 고려됨으로써 보다 현실적인 부재의 좌굴거동을 예측할 수 있다. 그러나 시스템좌굴해석 수행후 오일러좌굴식을 이용한 방법은 압축력이 비교적 작게 발생하는 부재에서 과도한 유효좌굴길이를 산정한다는 문제점을 내포하고 있다. 본 연구에서는 강프레임 구조의 모든 부재의 탄성 및 비탄성 유효좌굴길이계수를 산정할 수 있는 새로운 해석방법을 제안하였다. 제안된 방법은 가상축력계수 개념을 기반으로 비탄성 강도감소계수를 도입하고 반복고유치해석을 수행하여 각 부재의 유효좌굴길이계수를 산정한다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위하여 예제 강프레임 구조물을 제안된 방법에 의거한 유효좌굴길이와 기존 방법에 의거한 결과를 비교하였다. 검증 결과, 제안된 방법은 강프레임의 모든 부재의 탄성 및 비탄성 유효좌굴길이계수를 합리적으로 산정할 수 있었다. 부가적으로 재료의 비탄성 거동이 부재의 유효좌굴길이에 미치는 영향도 논의되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권1호
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• pp.13-24
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• 2017

사장교의 부재별 임계좌굴하중 산정에는 일반적으로 시스템 좌굴해석이 사용된다. 그러나 기존의 시스템 좌굴해석은 압축력이 미소한 부재에 대하여 과도하게 긴 유효좌굴길이를 산정하는 문제점을 내포하고 있다. 본 연구에서는 가상축력을 이용하여 강사장교 부재의 유효좌굴길이를 합리적으로 결정할 수 있는 좌굴해석 방법을 제안하였다. 또한, 수정된 유효접선탄성계수를 이용한 개선된 비탄성 좌굴해석방법을 제시하였다. 제안방법을 예제 사장교 모델에 적용하여 해석결과를 기존의 좌굴해석 방법과 비교 검증하였다. 검증결과, 제안된 방법은 강사장교 거더와 주탑의 유효좌굴길이를 합리적으로 예측할 수 있었다. 그리고 거더와 주탑에 일반강재 대신 HSB800 강재를 적용하였을 경우, 가상축력을 고려하지 않은 제안된 비탄성 좌굴해석에서는 유효좌굴길이가 축력이 작은 부분에서 약간 감소하였으나, 가상축력을 적용한 제안된 비탄성 좌굴해석에서는 유효좌굴길이의 변화가 거의 나타나지 않았다.

• 감성과학
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• 제5권1호
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• pp.1-7
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• 2002

본 논문에서는 가상환경하에서 사용자가 느끼는 물체의 무게감에 관해 연구하며, 3D mouse에 스프링의 탄성력을 이용한 근력입력장치를 새롭게 디자인한다. 근력입력장치는 몰입형 가상환경에서 사용자들의 악력을 이용하여 힘이나 무게를 느낄 수 있도록 고안된 장비이다. 본 논문에서는 물체의 부피와 무게감에 관한 실험, 물체의 재질과 무게감에 관한 실험, 근력입력장치의 악력과 무게감에 관한 실험 등 세 가지 실험을 수행하여 비교·분석한다. 실험결과의 통계적 분석 및 사용자 설문지 분석을 통해서 얻은 결론은 몰입형 가상환경하에서 부피와 재질은 사용자들에게 현실감 있는 무게감을 느끼는 데 중요한 역할을 하지 못하지만, 근력입력장치의 악력을 사용할 경우 현실감을 증대시키며 무게감을 느끼는 데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서 제안한 근력입력장치는 무게감을 제공하는 데 효과적이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권6A호
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• pp.411-418
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• 2012

이 연구에서는 수치해석 실험을 통하여, 원주방향 관통균열을 갖는 원통형 쉘의 패치보강 전후의 거동에 대한 평가와 다양한 변수에 따른 패치보강 효과를 분석하였다. 해석 모델의 신뢰성을 높이기 위해, h-법 및 p-법에 기초한 모델링, 두 가지 방법이 동시에 고려되었다. 또한 선형탄성파괴역학 개념에 기초하여 에너지 방출률을 산정하기 위해, 등가영역적분법 및 가상균열확장법이 고려되었다. 해석 예제로서, 먼저 연구에서 수행된 h-법 및 p-법 유한요소 모델을 검증하기 위해, 패치 보강전의 인장력을 받는 관통 균열이 있는 쉘 구조물이 해석되었으며, 해석 결과값들과 여러 참고문헌 값들이 비교되었다. 그리고 패치 보강된 원통형 쉘 시스템에서의 접착제 두께, 접착제 전단탄성계수, 패치 두께, 패치 재료, 균열 길이 등의 여러 설계 변수에 대한 민감도 해석이 수행되었다.

• 전산구조공학
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• 제6권4호
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• pp.57-66
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• 1993

적분형 르장드르 다항식과 가상균열확장법을 사용한 p-version균열모델이 선형 탄성파괴력학에서 응력확대계수를 산정할 수 있도록 제안되었다. 이 모델의 큰 장점은 소수의 요소를 사용하기 때문에 입력재료를 최소화 할 수 있고 균열선단 부근에서 높은 정확도와 빠른 수검율을 얻을 수 있다는 것이다. 이 연구를 통해 얻어진 두 가지 결론은 다음과 같다. 첫째, 변형에너지의 정해인 극한치가 수검구간에 있는 연속된 3개의 p-version 유한요소 결과로 부터 확정 할 수 있다는 것이다. 둘째, 인장력을 받는 균열판 해석에서 p-version의 수검율은 균등 또는 유사균등 요소분할에 근거를 둔 h-version모델에 비해 거의 2배 가량 빠름을 알 수 있다.

• 전산구조공학
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• 제11권1호
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• pp.191-204
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• 1998

전단변형 효과를 무시하는 경우에 보존력을 받는 박벽공간뼈대구조의 자유진동 및 안정성해석을 위한 일반이론을 유도한다. 이를 위하여 비대칭 박벽단면의 임의점을 통과하는 부재축과 이와 직각을 이루는 두 개의 좌표축을 도입하여 직각좌표계를 정의하고, 이 좌표축을 기준으로 semitangential 회전의 2차항을 고려하는 변위장을 도입하여 연속체에 대한 가상일의 원리로 부터 운동에너지, 탄성변형에너지, 그리고 초기응력에 의한 포텐셜에너지를 유도한다. 이를 이용하여 선형분포하중을 받는 박벽공간뼈대구조의 자유진동 및 안정성해석을 위한 운동방정식을 제시한다. 3차 Hermitian 다항식을 변위파라미터의 형상함수로 사용하여 박벽공간뼈대부재의 질량, 탄성강성 및 기하학적 강성행렬을 산정할 뿐만 아니라, 임의의 위치에 작용하는 분포하중에 대한 하중보정강성행렬(load-correction stiffness matrix)을 제시한다. 본 이론 및 방법의 타당성을 검증하기 위하여 수치해석을 수행하고 문헌의 결과와 비교하여 정당성을 입증한다.