• 제목/요약/키워드: 기하학적 격자

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기하학적 보존을 만족하는 최소제곱법을 활용한 무격자 구조해석 기법 개발 (Development of Meshless Method Using Least-Squares Method with Geometric Conservation Law for Structural Dynamic Analysis)

  • 이상우;허진영;김규홍
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제36권1호
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    • pp.67-74
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    • 2023
  • A meshless technique using the geometric conservation least-squares method (GC-LSM) was devised to discretize the governing equation of linear elasticity. Although the finite-element method is widely used for structural analysis, a meshless method was developed because of its advantages in a moving grid system. This work is the preliminary phase for developing a fully meshless-based fluid-structure interaction solver. In this study, Cauchy's momentum equation was discretized in strong form using GC-LSM for the structural domain, and the Newmark beta method was used for time integration. The solver was validated in 1D, 2D, and 3D benchmarking problems. Static and dynamic results were obtained. The results are more accurate than those of analytic solutions.

물-기체 2상 유동 해석을 위한 Semi-Implicit 방법의 대류항에 대한 이차정확도 확장 (IMPLEMENTATION OF A SECOND-ORDER INTERPOLATION SCHEME FOR THE CONVECTIVE TERMS OF A SEMI-IMPLICIT TWO-PHASE FLOW ANALYSIS SOLVER)

  • 조형규;이희동;박익규;정재준
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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    • pp.290-297
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    • 2009
  • 가압 경수로의 주요 기기에서 발생할 수 있는 과도 2상 유동(Two-phase flow) 현상에 대한 해석을 수행하기 위해 원자로 기기 열수력 해석 코드를 개발 중에 있다. 개발 중인 기기 열수력 해석 코드는 지배 방정식으로 Two-phase, three-field model을 사용하고 있으며, 복잡한 기하학적 형상의 원자로 기기를 모사하기 위해 비정렬 격자계(Unstructured grid)를 활용하고 있다. 수치해석 기법으로는, 원자로 계통 해석코드 RELAP5가 사용 중이며 대부분의 원자로 내 2상 유동 조건에서 안정적이며 정확하다고 알려진 Semi-implicit 방법을 적용하였다. 그러나 기존의 Semi-implicit 방법은 1차원, 엇갈림격자(Staggered grid)에 대해 개발되었기 때문에, 이를 다차원, 비정렬, 비엇갈림 격자(Non-staggered grid)에 적용하기 위해 기존의 Semi-implicit 방법을 수정하였다. 본 논문에서는 Semi-implicit 방법의 대류항을 이차정확도를 갖도록 확장하였으며, 이차정확도에 의한 수치확산의 감소를 평가하기 위해 수행된 수치시험의 결과를 기술하였다. 이차정확도 및 일차정확도로 계산된 값을 해석해 또는 격자 수렴성 시험을 통해 평가해 본 결과, 이차정확도 계산시 수치 확산의 감소 확인하였다.

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상대 밀도에 따른 금속 적층 제조 격자 구조체의 기계적 특성 (Mechanical Properties of Metallic Additive Manufactured Lattice Structures according to Relative Density)

  • 박광민;김정길;노영숙
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권6호
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    • pp.19-26
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    • 2021
  • 격자 구조체는 강도 및 강성, 초경량 및 에너지 흡수 능력 등의 우수성을 가지고 있어서 전방위 산업에서 주목을 받고 있으나, 다양한 장점에도 불구하고 복잡한 형상에 따른 제조 공정의 어려움으로, 현재까지 광범위한 상용화 및 사용은 제한되고 있다. 한편 적층 제조는 전통적인 제조 방법으로는 불가능한 복잡한 기하학적 형상 제조가 가능한 기술로써, 격자 구조체 제조를 위한 최적 기술로 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 3차원 좌표 방법으로 단위 셀을 형성하고, 단위셀의 바운더리 박스 크기 및 스트럿 반경에 따른 상대 밀도의 관계식을 도출하였다. 본 연구에서는 Simple Cubic(SC), Body-Centered Cubic(BCC) 및 Face-Centered Cubic(FCC)을 모델링 소프트웨어를 사용하여 상대 밀도 맞춤형 구조체를 설계하였다. 본 연구에서 제안한 상대 밀도 산출식 정확도는 SC, BCC 및 FCC에서 98.3 %, 98.6 % 및 96.2%의 신뢰성을 확보하였다. 격자 구조체를 대상으로 시뮬레이션 수행 결과, 동일한 셀 배열 조건에서는 상대 밀도가 커짐에 따라 항복 하중이 커지고, 동일 배열 조건에서는 SC, BCC, FCC 순으로 압축 항복 하중이 작아지는 결과가 나타났다. 최종적으로 20 mm × 20 mm × 20 mm 크기의 구조체는 SC 단위 셀을 3×3×3 배열로 구성하는 것이 압축 하중에 대한 구조적 최적화가 가능한 것으로 나타났다.

무인 차량의 자율 주행을 위한 2차원 레이저 거리 센서와 카메라를 이용한 입방형 격자 기반의 3차원 지형형상 복원 (3D Terrain Reconstruction Using 2D Laser Range Finder and Camera Based on Cubic Grid for UGV Navigation)

  • 정지훈;안광호;강정원;김우현;정명진
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제45권6호
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    • pp.26-34
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    • 2008
  • 차량의 접근 가능한 구역에 대한 판단과 경로 계획은 무인 차량의 자율 주행에 있어서 필수적이다 차량의 접근 가능한 구역과 경로계획을 위한 정보는 3차원 지형형상을 분석하여 얻을 수 있다. 이 논문에서는 카메라의 색 정보와 2차원 레이저 거리센서(2D LRF)를 융합하여 모바일 로봇의 휠 인코더를 통해 복원한 3차원 지형형상과, GPS/IMU 정보와 2차원 레이저 거리 센서로 복원한 3차원 지형형상을 적은 데이터로 표현하는 방법을 제시하였다. 카메라의 색 정보와 2차원 레이저 거리센서의 융합을 위해 카메라의 좌표계와 LRF의 좌표계 사이의 기하학적인 관계를 격자무의 평면을 이용하여 구하였다. 카메라와 2차원 레이저 거리센서의 융합을 통한 3차원 지형형상 복원은 모바일 로봇을 이용하여 실내에서 실험하였고, GPS/IMU 정보와 2차원 레이저 거리센서를 통한 3차원 지형형상 복원은 차량을 이용하여 실외에서 실험하였다. 이런 시스템에서 복원한 3차원 지형형상은 점군 기반으로 되어있고, 이는 매우 많은 양의 정보를 필요로 한다. 정보의 양을 줄이기 위해 점군 기반을 대신하여 입방형 격자 기반의 지형형상으로 복원하였다.

광섬유 격자센서를 이용한 철도 판형교의 증속 실험 (Monitoring of a Steel Plate Girder Railroad Bridge with Fiber Bragg Grating Sensors)

  • 정원석;강동훈;최은수;김현민
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제17권6호통권79호
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    • pp.681-688
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    • 2005
  • 본 연구는 광섬유 브래그 격자 (fiber Bragg grating, FBG) 센서를 이용하여 보강이 실시된 철도판형교의 수직처짐을 산정하고 이를 통해 교량의 정적 및 동적 거동을 모니터링 하는데 목적이 있다. 7개의 센서로 다중화(multiplexing)된 FBG 센서 2쌍을 지간 12.9 m인 철도 판형교의 상부와 하부 플랜지의 표면에 부착하였다. 이렇게 수평 배치된 FBG 센서로부터 직접 곡률을 측정하고 기하학적인 처짐-곡률관계와 회귀분석을 통해 교량의 처짐을 유추하였다. FBG 센서의 정확도를 검증하기 위해 교량의 중앙 지점에 기존의 전기식 변형률 센서와 처짐계를 설치하였다. 교량의 거동을 측정하기 위해 열차 재하실험과 증속실험을 실시하였다. 증속실험은 열차의 속도를 10 km/h 에서 90 km/h까지 10 km/h 씩 증가시키며 교량의 동적 거동을 분석하였다. 측정 변형률을 비교한 결과 FBG 센서와 전기식 센서가 최대오차 7%이내의 우수한 상관관계를 보였으며, 본 연구에서 제안된 실험법으로 유추된 최대처짐을 처짐계를 이용한 결과와 비교하였을 때 5% 이내의 오차를 보였다. 따라서 철도판형교의 안전성 평가를 위한 처짐 모니터링 시 FBG 센서의 적용성이 우수하다고 판단된다.

방향성 특징을 가지는 특징 점에 의한 차량 검출 (Vehicle Detection using Feature Points with Directional Features)

  • 최동혁;김병수
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제42권2호
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    • pp.11-18
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    • 2005
  • 본 논문은 CCD 카메라를 통해 입력받은 영상에서 차량을 검출하는 방법을 제안한다. 차량을 검출하기 위해서 먼저 영상을 독립적인 방향과 레벨을 가지는 스티어블 피라미드로 변환한다. 특징 벡터는 스티어블 피라미드로 변환된 서브밴드들을 연관되는 같은 위치의 픽셀들을 체인으로 연결하여 방향성 피라미드 특징을 가지는 다차원 벡터들로 구성한다. 차량의 검출은 특징 점의 특징 벡터들을 차량 검출에 사용하였다. 특징 점은 기하학적 위치 정보와 국부적인 방향 정보를 가지는데 실험을 위해서 격자 구조 모양으로 일정한 간격을 갖는 격자 점, 사람의 수작업을 통해서 만든 코너 점, 그리고 격자 내의 코너 점을 대상으로 했다. 차량 검출을 위해 미리 저장된 모델 영상의 특징 점들의 특징벡터들과 후보 영상으로부터 추출된 특징 벡터들의 정합을 통해 각 특징 점의 거리를 비교했다. 차량 검출을 위해 특징 점을 이용함으로써 후보 영상 전체를 비교하지 않고 특징 점의 위치에 대해서만 특징 벡터를 비교하기 때문에 비교 시간과 정확도를 높일 수 있었다. 또한 주변 밝기조건 및 그림자의 영향에 의해 차량 검출이 민감한 문제를 해결할 수 있었다. 도로에서 획득한 주간 영상(10,567)과 저녁 영상(624)을 대상으로 실험하였고, 검출율은 주간의 경우 $92.0\%$와 야간의 경우 $87.3\%$를 얻을 수 있었다.

수치모형을 이용한 과부하 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서의 손실계수 산정 (An Estimation of Head Loss Coefficients at Surcharged Manhole with 90 Degree Bend Using Numerical Model)

  • 김정수;임가희;한정석;윤세의
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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    • pp.165-165
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    • 2011
  • 현재 계획 또는 설계 단계에서 수행되고 있는 관거 시설의 수리계산에는 연결관 내에서의 마찰손실만을 감안하여 수행하고 있으며, 맨홀에서의 에너지 손실은 고려되지 않는 실정이다. 그러나 연결관 내부와 맨홀의 내부는 여러 가지 수리학적 조건이 다르므로 에너지 손실이 발생하게 된다(최원석과 송호면, 2002). 더욱이 직선으로 연결된 중간맨홀보다 유입관과 유출관이 $90^{\circ}$의 각도로 접합된 합류맨홀은 연결 구조상 유수교란에 의한 에너지 손실이 커질 것으로 예상됨에도 불구하고 현재 실무에서 우수 배수시설의 설계 시 직선 연결맨홀과 $90^{\circ}$ 접합맨홀의 손실을 구별하지 않고 사용하고 있는 실정이다. 그러므로 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서 우수관거 시스템의 우수 배제 능력을 증가시켜 도심지의 침수를 방지하기 위한 관거시설의 적정 설계 기준이 필요하며, 합리적인 설계 기준을 제시하기 위하여 $90^{\circ}$ 접합맨홀 내에서의 수두 손실을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 수리모형 실험의 물질적 및 시간적 한계를 극복하기 위하여 일반적으로 3차원 유체거동의 특성분석에 많이 사용되는 Fluent 6.3 모형을 이용하여 과부하 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서의 흐름특성을 수치모의 하였으며, 맨홀 내 손실수두의 변화를 계산하여 손실계수를 산정하였다. 맨홀 및 접합 관거의 기하 모형의 격자망은 수치해석의 안정성 확보를 위하여 그림 1과 같이 6면체 격자로 구성하였다. 또한 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서 급격한 와류에 의해 발생하는 에너지 손실을 저감하기 위하여 $90^{\circ}$ 접합맨홀의 내부 형상 및 접합 조건을 변화시켜 손실계수를 산정하였다. 수치모형의 적용 결과 맨홀 내에서의 유속변화, 수심변화 및 압력변화에 대해서는 수리모형 실험 결과와 유사한 경향을 나타내고 있으며, 수치모형에 의하여 산정된 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서 에서의 손실계수 값과 수리모형에 의하여 산정된 손실계수 값이 거의 유사하게 나타났다.

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이트리움 실리사이드 박막의 (100)Si 기판상에서의 방향성 성장과 미세조직의 특성 (Epitaxial growth and microstructural characterization of $YSi_2$ films on (100)Si substrate)

  • Lee, Young-Ki
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.59-69
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    • 1997
  • 이트리움 실리사이드($YSi_2$)는 $400^{\circ}C$ 이상의 진공열처리 중 고상반응에 의하여 (100)Si 기판상에서 $YSi_2$의 (1100)면이 방향성 성장을 하였으며, $YSi_2$ 박막과 (100)Si 기판과의 방위관계는 [0001]$YSi_2$//[011i]Si과 [0001]$YSi_2$//[011]Si이었다. 그러나 방위관계에서도 알 수 있는 바와 같이 $YSi_2$는 [1100]$YSi_2$의 domain이 상호간에 $90^{\circ}$의 방위각을 이루며 성장하는 이른바 double-domain 구조를 나타내었다. 이는(1100)$YSi_2$면과 Si기판과의 계면에서 커다란 격자 불일치의 이방성 때문이라 생각되며, 각각의 domain은 (2201) 비대칭 반사면의 $\omega$-mode rocking curve 측정 결과, 거의 동등한 체적율과 결정성을 나타내었다. 본 연구에서는 이러한 double-domain의 형성기구를 (1100)$YSi_2$면과 (100)Si기판과의 계면에서 정합 모델에 근거한 기하학적 matching 관계로 설명하였다.

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수동 및 반자동 영상획득을 통한 3차원 공간복원의 비교 (A Comparison of 3D Reconstruction through the Passive and Pseudo-Active Acquisition of Images)

  • 전미정;김두범;채영호
    • 방송공학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.3-10
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    • 2016
  • 본 논문은 실내공간의 다시점 정지 영상을 서로 다른 방식으로 획득하고, 이 데이터로부터 해당 3차원 공간에 대한 기하학적인 형상정보를 담은 두 종류의 복원 결과를 비교분석 한다. 공간 내 한 평면 복원을 목표로, 첫 번째 데이터 군 확보에는 정규격자경로를 따라 정지 영상을 얻는 수동형 영상 획득 방식을 활용하였다. 두 번째 데이터 군 확보에는 한 평면의 제한된 각도 내 3차원 정보를 얻는 레이저 스캐너의 스캐닝 방식을 정지 영상 획득 방식에 응용하였다. SIFT알고리즘을 이용해 획득된 정지 영상 데이터 간의 특징점을 검출하였고 이를 기반으로 3차원 포인트 클라우드 데이터를 생성하였다. 복원된 3차원 공간정보는 생성된 포인트 클라우드의 이미지와 개수 및 평균 밀집도, 수행 시간을 통해 표현했으며 보다 정확한 실내공간의 3차원 복원에는 카메라로 획득하는 정지 영상 데이터만이 아닌 추가적인 센서를 사용한 데이터의 확보가 필요하다는 점을 확인하였다.

3-N-(2,2디에토오키시에칠) -2벤즈 이미다즈오리논의 결정 및 분자구조 (THE CRYSTAL AND MOLECULAR STRUCTURE OF 3-N-(2,2-DIETHOXY-ETHYL)-2-BENZIMIDAZOLINONE)

  • 안중태;이숙자
    • 한국결정학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.7-12
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    • 1991
  • C13H18N2O3(Mr=250.29)는 단사정계의 P211a의 공간군을 갖고 있으며 a=8.765(4), b=17.679 (3), c=9.238(4)A, p=105.6(3)A, z=4, V= 1378.53A3, A(Mo Ka)=0.71069A, 1:0. 81cm-1, F(000)=536, T=298 이며 1.0 σ(I)보다 큰 강도를 가진 1783개의 회절반점에 대하여 최종 R값은 0.080이다. 직접법에 의하여 구조를 풀었으며 C-H 결합길이와 메칠기는 길이를 고정시켜 이 상적인 기하학적 구조에 맞추어 계단식 대각최소자 승법에 의하여 정밀화하였다 두 에토오키시기중의 하나는 다른 기에 비해 100°나 더 기울어져있다. 결정격자내에 한개의 N-H‥‥0(2.798A) 수소결합이 있어 두 분자를 연결하면서 b-축에 따라 쌓여져 있다.

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