• 한국기계가공학회지
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• 제17권6호
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• pp.170-176
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• 2018

Recently, weapon system requires personal protection products due to the explosion of rapid-fire explosion, which is considered to be multi threat in modernization, complication and war against terrorism. However, the conventional Korean military bullet protection helmets are not suitable for wearing convenience and combatant interoperability in terms of ergonomic. In this paper, we propose a suitable 3D Scanning method for the head, and compare the measured 3D dimension with the existing 2D measurement value to identity the reliability. Reverse engineered soldier head using the quick surface method was realized with a perfect free-form surface and satisfactory tolerance range (${\pm}0.2mm$). Through the comparison of 3D and 2D measured head dimensions, the absolute error value was 0.73 mm on average and relative error was 0.35 %, confirming the high accuracy of the 3D scan modeling. Also, quick surface method using 3D scanner is suggested a fast and accurate skill for ergonomics in obtaining the head modeling needed for military's personal bullet protection helmet design.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1139-1145
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• 2014

인체 골격의 모델생성과 형상변동을 파악하는 것은 생체역학의 응용분야에서 중요한 부분을 차지한다. 본 논문에서는 3 차원 대퇴골 모델의 데이터베이스로부터 대퇴골의 형상변동을 통계적으로 분석하고, 추출된 주요 파라미터를 사용하여 대퇴골의 형상을 직관적으로 모델링 할 수 있는 방법을 제안한다. 이를 위해서 먼저 통계적 기법 중에 하나인 주성분 분석(PCA)을 이용하여 대퇴골의 형상변동을 파악하였다. 주성분 분석을 수행하기 위해서는 3 차원 대퇴골 모델 간에 토폴로지(Topology)의 일치가 필요하다. 따라서 대퇴골의 형상에 해부학적 기준점(Landmark)을 정의하여 템플릿 모델이 대상 대퇴골 모델로 변형되기 위한 방향을 결정한 후 곡면 피팅(Surface fitting)을 수행하였다. 다음으로 주성분 분석을 통해 도출된 주성분과 대퇴골의 형상을 대표할 수 있는 해부학적 파라미터와의 상관관계를 정의하였다. 마지막으로 해부학적 파라미터로 대퇴골 모델의 생성 및 형상변동을 가시화 할 수 있는 프로그램을 개발하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.55-60
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• 2011

본 논문에서는 NURBS의 기저함수를 이용하는 등기하 해석을 선형 탄성 문제에 적용하였다. 등기하 해석의 목적은 기하학적 모델링 (CAD)와 수치적 해석 (CAE)를 통합하는 것인데, 이는 계산 망으로써 NURBS에 의한 기하학적 모델링 결과를 직접 이용해서 이룰 수 있다. NURBS 곡면은 조정점과 노트 벡터들을 이용하여 정확한 기하학적 형상을 표현할 수 있으며, 또한 요소의 정밀화 과정이 상대적으로 용이하다는 장점이 있다. 본 연구를 통해 개발된 컴퓨터 코드의 정당성을 보이기 위해 비교적 단순한 형태의 두 가지 구조모델에 적용하였다 ; 1) 균일 내압을 받는 실린더, 2) 균일 인장력이 작용하는 중앙에 구멍이 있는 정사각형 판. 이 두 모델은 정해가 있는 경우로서 절점을 추가하는 h-정밀화와 기저함수의 차수를 증가하는 p-정밀화에 의한 등기하 해석법을 적용한 근사해의 수렴성을 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.494-500
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• 2020

디자인 대안들을 검토하는 설계 초기단계에서 복잡한 건축물 형상을 시각적으로 구현하기 위해서는 여러 모델링 기법이 요구된다. 형태를 정의해주는 기하학적 속성들을 포함한 형상정보를 서로 다른 디지털 플랫폼 사이에서 프로세스의 연속성을 유지한 채 변환하는 과정에는 상당한 기술적 제약이 존재하고 있다. 이에, 본 연구는 디자인 도구로서 3D 모델링 소프트웨어(McNeel Rhino 3D)와 BIM 시스템(Autodesk Revit Architecture)사이에서 데이터 변환을 위한 호환체계를 제시하고자 한다. 이를 위해, 중간 형식의 파일을 불러들이는 기존의 방식이 아니라, 곡면형상에 내재된 수학적 함수관계를 정의한 NUBS 속성을 지원해주는 파일 포맷(3DM)을 링크시키는 인터페이싱 방법론에 기반한다. 즉, 시각적 프로그래밍 도구인 다이나모(Autodesk Dynamo for Revit)를 이용하여 형상정보를 매스 패밀리와 연동시켜주는 알고리즘을 구현함으로써, 여러 계획안들의 형상으로부터 면적정보의 자동적인 산출이 가능하게 되어 초기 설계단계에서의 규모 검토에 적용 가능하다. 알고리즘 기반의 데이터 호환을 구현한 본 연구 성과는 정형과 비정형 형상의 오피스 건축물을 대상으로 실무에서 요구되는 작업환경 설정을 템플릿 형식의 가이드라인으로 제공하는 동시에, 설계 지원 도구로서 그 활용성이 기대된다.

• 게임&엔터테인먼트 논문지
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• 제2권1호
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• pp.64-70
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• 2006

캐드(CAD) 시스템은 우리가 사용하는 대부분의 산업 제품을 제작하는데 필수적으로 사용되고 있는 중요한 기술로 알려져 있다. 이러한 캐드 기술은 최근 컴퓨터 그래픽스 기술의 발달과 더불어 3차원 캐드 시스템으로 영역을 확장해 나가고 있다. 특히 신발 제조와 같은 특수한 영역의 CAD 시스템들도 3차원 캐드로 발전해 나가고 있다. 신발 설계를 위한 3차원 캐드 시스템은 가죽이나 천 같은 2차원의 부품들을 붙여서 3차원의 제품을 생산하는 작업의 특성상 2차원 데이터와 3차원 데이터 간의 호환성을 제공해야 한다. 또한 실제 작업 현장에서 일하는 많은 신발 캐드 디자이너들은 2차원 CAD환경에 더 익숙하며 작업 효율도 높다. 그러므로 3차원 신발 모델링과 2차원 모델링 사이의 변환은 3차원 캐드시스템에서 무엇보다 중요하다. 본 논문에서는 신발과 같은 3차원 모델의 격자 데이터를 2차원 데이터로 변환하기 위한 평면화(flattening) 방법을 제안한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.223-232
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• 2003

본 연구에서는 DSC를 이용한 구성방정식을 이용하여 토목섬유 사이의 접촉전단 응력과 변위와의 관계를 모델링하였다. DSC 모델은 두 개의 기준 상태, 즉 상대적으로 손상되지 않은 RI 상태와 완전히 파괴된 FA 상태와 한가지의 교란 함수로 구성된다. 본 모델은 통합된 모델로서, RI 상태를 탄성-완전 소성 모델, 계층적 단일 항복곡면 (HiSS) 모델 등 다양한 모델을 이용하여 모사할 수 있다. 한편 본 모델은 탄성과 소성 변위를 동시에 고려할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 4가지의 대형 직접전단 시험으로부터 측정된 자료와 측정자료로부터 도출된 모델 변수를 이용하여 재해석한 결과를 서로 비교하여, 둘 사이의 비교 결과가 상당히 일치함을 발견하였으며, 특히 표면이 매끄러운 지오멤브레인의 접촉면에서는 매우 상관관계를 보였다. 비록 표면이 거친 지오멤브레인이 포함된 접촉면에서는 예측 최대 전단강도가 실험결과와 약간의 차이를 보이기는 하였지만, 전체적으로 본 모델이 최대 전단응력이 나타나는 변위점과 대변형에서의 전단강도를 상당히 정확히 예측하였으며, 이를 통해 본 모델이 변형율 연화 현상을 보이는 접촉면 전단거동의 모델링에 유용함을 확인하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권10호
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• pp.265-270
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• 2018

본 연구에서는 차체의 Air Breather 형상에 따른 유동 해석을 통해 진행되었다. 유동이 차체에 미치는 저항력이 연구됨에 따라 전력 감소를 줄일 수 있다고 발표되고 있다. Air Breather 내부의 압력을 평가할 때 차체 내부의 유속을 높일 수 있도록 효율에 대한 연구가 되어 있다. 총 5가지 모델에 있어서는, 형상에 따라 공기 저항과 압력이 다르게 일어나며 측류 공기의 압력이 변하는 것이 보인다. 본 연구 결과는 ANSYS 해석 프로그램을 이용하여 해석 하였으며, CATIA V5 모델링 프로그램을 사용하여 연구 모델을 모델링하였다. Air Breather 형상의 곡면이 많아지면 공기 유동 속도가 균일하게 분포하는 것을 고찰하였다. Air Breather의 공기 저항 및 유량에 대한 영향을 고려하여 에어 브리더 설계하는 것이 가장 효율적인 설계방법으로 사료된다. 또한 차량의 에어브리더 형상 설계를 통하여 제품 설계 시 디자인과의 융합을 통하여 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.142-149
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• 1996

선체 외관을 이루는 판부재 중에서 일차곡만을 가진 부품은 피라미드 형의 롤러 굽힘장치를 이용하여 제작한다. 일차곡 부재를 생산하기 위한 공정에서 가장 중요한 작업 변수는 중앙 롤러의 수직변위값이다. 본 연구에서는 이러한 굽힘 현상을 보의 탄소성 굽힘현상으로 모델링하여 해석해를 구하였으며, 엄밀한 역학적 이해를 위하여 유한요소해석법을 이용하여 굽힘현상을 해석하였다. 해석을 통하여 일정한 굽힘 곡률을 얻기 위한 중앙 롤러의 수직변위 값을 계산하였으며, 유한요소해석법은 보 요소와 평면변형율 요소를 이용하여 모델링하고 각각의 경우에 대한 해석을 수행하였으며 이 결과를 해석해와 비교하였다. 계산을 통하여 판에 가해야 할 굽힘곡률과 중앙롤러의 수직변위 사이의 관계를 도출하였으며 일차곡가공의 중요한 작업변수인 중앙롤러의 수직변위와 잔류곡률상의 관계를 수치 데이터로써 정식화 하였다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.89-95
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• 2006

컴퓨터그래픽스에서 다루어지는 3차원 물체들에 대한 곡률과 같은 기하학적 특성들은 메쉬의 모양을 해석함에 있어 매우 중요한 역할을 한다. 부드러운 곡면에서 정의되는 곡률은 메쉬와 같은 이산적 형태에서는 수학적으로 정의할 수 없다. 그러므로 이러한 이산곡률을 어떻게 정의하느냐에 따라 기하학적 연산들의 결과는 많은 영향을 받는다. 본 논문에서는 기존의 곡률 계산법에서 사용하고 있는 단면곡률 계산법의 오류를 지적하고 이에 대한 해결책으로 베이지어 곡선을 이용한 포물선-기반 이산 곡률 계산법을 제시한다. 제안된 방법을 통하면 보다 뾰족한 형태의 정점과 완만한 형태의 정점을 구분할 수 있어서 메쉬 간략화와 같은 기하학적 연산에 쉽게 적용가능하다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권11호
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• pp.1862-1870
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• 1997

A fast and precise technique to measure 3-dimensional coordinates of an object is proposed. It is essential to take the 3-dimensional measurements of the object in design and inspection. Using this developed system a surface model of a complex shape can be constructed. 3-dimensional world coordinates are projected onto a camera plane by the perspective transformation, which plays an important role in this measurement system. According to the shape of the object two measuring methods are proposed. One is rotation of an object and the other is translation of measuring unit. Measuring speed depending on image processing time is obtained as 200 points per second. Measurement resolution i sexperimented by two parameters among others; the angle between the laser beam plane and the camera, and the distance between the camera and the object. As a result of these experiments, it was found that measurement resolution ranges from 0.3mm to 1.0mm. This constructed surface model could be used in manufacturing tools such as rapid prototyping machine.