• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.5 no.1
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• pp.27-33
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• 1999

In this paper, we propose an efficient technique for the animation of flexible thin objects. Mass-spring model was employed to represent the flexible objects. Till now, many techniques have used the mass-spring model to generate plausible animation of soft objects. A straight-forward approach to the animation with mass-spring model is explicit Euler method, but the explicit Euler method has serious disadvantage that it suffers from 'instability problem'. The implicit integration method is a possible solution to overcome the instability problem. However, the most critical flaw of the implicit method is that it involves a large linear system. This paper presents a fast animation technique for mass-spring model with approximated implicit method. The proposed technique stably updates the state of n mass-points in O(n) time when the number of total springs are O(n). We also consider the interaction of the flexible object and air in order to generate plausible results.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.11 no.9
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• pp.1-8
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• 2011

A fuzzy inference technique for real-time textile animation without integration at textile model based Mass-Spring model is introduced. Until now many techniques have used the Mass-Spring model to describe elastically deformable objects like textile. A textile object is able to represent as a deformable surface composed of spring and masses, the movement of textile surface which is analysed through the numerical integration by the fundamental law of dynamics such as Hooke's law. However, the integration methods have 'instability problems' if the explicit Euler's method is applied or 'large amounts of calculation' if the implicit Euler's method is applied. A simple and fast animation technique for Mass-Spring model of a textile with fuzzy inference is proposed. The stabilized simulation result is obtained the state of each mass-point in real-time for the n of mass-points by a relatively simple calculation.

• Annual Conference of KIPS
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• 2001.10a
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• pp.631-634
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• 2001

가상 현실이나 게임 제작 분야에서는 움지임에 따른 변형을 실시간으로 처리하는 것이 요구되고 있다. 변형 처리를 위한 일반적인 모델은 질량-스프링(mass-spring) 방법을 이용한 것으로, 그 구현이 쉽고 처리 속도가 빨라 대화형 시스템(interactive system)에서 실시간 처리를 위한 모델로 주목되고 있다. 반면에, 이 모델은 외부의 제어에 대하여 super-elastic한 문제를 내포하여 그 적용이 제한되어 있다. 본 논문에서는 스프링 모델의 근본적인 문제인 super-elastic 문제를 극복하기 위한 근사 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 하이브리드 접근 방식으로, 이산 점 사이의 내부 힘들을 선처리(pre-processing)하여 elastic한 성분을 나누어 처리한다. 선처리 과정에서는 변형 물체의 물리적 속성에 따라 늘어나는(elongation) 성분과 굽어지는(bending) 성분을 따로 처리함으로써, 극심히 늘어나는(super-elongation) 문제를 극소화할 수 있다. 본 논문의 결과로는 빈번한 제어에 대응되는 움직임을 빠르게 생성할 수 있음을 보이며, 안정적이면서 그럴 듯한 움직임을 생성할 수 있음을 보인다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.7 no.1
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• pp.108-115
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• 1995

An efficient model for the dynamic analysis of caisson breakwaters under impulsive wave loadings is presented. The caisson structure is. regarded as a rigid body, and the rubble mound foundation is idealized as virtual added masses, springs, and dampers using the elastic half-space theory. The frequency-dependent hydrodynamic added mass and damping coefficients are considered by using the time memory functions and added mass at infinite frequency. To simulate the permanent sliding phenomenon of the caisson, the horizontal spring is modeled as a nonlinear spring with plastic behaviors. Comparisons with experimental results show that the present model gives fairly good results. Sensitivity analysis is performed for the relevant parameters affecting the dynamic responses of a caisson breakwater. Numerical experiments are also carried out to investigate the applicability to the prediction of permanent sliding distance and critical weight of the caisson.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.4
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• pp.1813-1818
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• 2014

This paper presents the stability analysis of the haptic system including a human impedance using the Routh-Hurwitz criterion. The reflective force is computed from a virtual spring model and is transferred to a human operator using the first-order-hold method. The stability boundary conditions are induced and the relation among a virtual spring ($K_w$), the mass ($M_h$), the damping ($B_h$) and the stiffness ($K_h$) of a human impedance is analyzed. Hence the stability boundary of the virtual spring ($K_w$) is proposed as $K_w{\leq}54413{\sqrt{(M_h+M_d)(B_h+B_d)}}-0.486K_h$ when the sampling time is 1 ms. The average relative error is about 0.5% when the mathematical analysis results are compared with the results of the stability boundary model.

• Journal of Korea Multimedia Society
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• v.14 no.10
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• pp.1262-1274
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• 2011

A fast and stable deformation model is essential for realistic simulation of image morphing. In order to stabilize deformation, we used two internal thin plate mass-spring systems that compute the displacements of the x- and y-components of all nodes on the mesh. The deformation results are globally smoother and more stable due to the direction limitation of thin plate mass-spring systems. One-to-one deformation is one of the important issues in image morphing. We focus on fast removing overlaps in the process of deformation. To rapidly remove overlaps, the external forces are set automatically on four or eight neighboring nodes. The speed of removing overlaps is faster when external forces are set on four or eight neighbouring nodes than when on two neighbouring nodes.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.8 no.4
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• pp.335-342
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• 1984

본 연구에서는 무부하상태의 기관회전에 따른 차체진동특성을 해석하기 위한 모델로서 차체질량계를-선형적 특성을 갖는 스프링 및 함쇠기(shock absorber)로 연결 된-기관계와 현가질량계로 분리하고 국내상샌의 승용차를 대상으로 하여 10자유속계의 동력학적 모델을 구성한다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2009.04a
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• pp.117-118
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• 2009

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1992.10a
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• pp.25-30
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• 1992

최근 전자계산기를 이용한 진동해석 방법이 눈부시게 발달하여, 일반 구조물 이나 기계 구조물 등의 동특성을 설계 단계에서 정도 높게 예측하는 것이 가능하게 되었다. 그러나 종래의 구조해석은 주어진 시스템의 동특성을 위한 것으로 얻어진 동특성으로부터 질량, 관성제원 및 스프링상수값 등의 설계상 수값을 규명하는 연구는 미미한 실정이다. 이것에 대한 해결방법으로 크게 해석적인 방법과 실험적인 방법으로의 접근이 있어 왔다. 해석적인 방법으로 유한요소해석에서 얻은 모드좌표를 물리좌표로 변환하는 방법으로 Guyan의 정축소와 같은 절점축소를 행하는 방법이 고찰되었다. 실험적인 방법으로 가 진실험에서 얻은 전달함수나 모드파라미터로부터 [M], [K] 행렬을 결정하는 연구가 있었지만 어떤것도 질량, 스프링상수 등의 설계상수를 완전히 규명하 지는 못하였다. 또한, 설계 단계에서 필요한 질량, 관성제원 또는 스프링상수 등의 최적한 값이나, 원하는 시스템특성을 얻을 수 있는 설계상수의 적정한 폭을 구하는 연구는 설계자의 경험과 반복된 시행착오에 의존하는 실정이다. 감도해석은 이러한 문제점을 개선하는 수단으로 설계변수에 대한 동특성의 변화율을 구하는 것이다. 감도해석을 수행하는 것은 어느 설계변수를 수정하 는 것이 주어진 동특성에 부합되는 지를 알려주고, 어느 것을 수정하는 것이 원하는 방향의 동특성변화에 가장 효과적인지를 알려주는 것이다. 따라서 감 도해석을 이용하여 설계의 최적화 프로그램을 만들수 있고, 이것은 설계자가 요구하는 동특성을 목적함수로 하여 주어진 구조물을 최적화하는 설계상수 값을 얻을 수 있게 한다. 본 논문에서는 강체모델의 동특성으로부터 모델의 설계 상수를 규명하고, 동특성의 개선을 위하여 설계변수의 변경량을 물리좌 표계에서 얻는것을 목적으로 한다. 강체 마운트계의 관성제원 및 마운트강성 의 규명을 위하여 임으로 주어진 설계상수를 모델데이타로 하여 관성제원과 스프링 강성을 구하였다. 관성제원의 규명은 주어진 모델의 관성값을 모르는 것으로 하여 임의의 초기 관성값으로 감도해석에 의해 주어진 계의 관성값 을 물리 좌표계에서 규명하였다. 마운트 강성의 규명도 관성제원의 규명과 같은 방법으로 임의의 강성값으로 감도해석을 하여 강성값을 규명하였다. 또 한 감도해석에 의한 동특성 변경은 특정한 고유진동 수의 변경이 필요할 때, 고유진동수의 이동을 위한 관성제원의 변경 및 마운트 강성변경값을 예측할 수 있다. 본 연구수행의 기본적인 흐름도는 Fig.1.1과 같다. 위와 같은 작업 으로 엔진 마운트와 같은 강체 모델의 시스템 규명을 행하는 경우에 유한요 소해석 및 가진 실험으로 얻은 고유진동수의 정보 또는 원하는 고유진동수 의 특성을 기본으로 실제 설계에서 사용이 가능하도록 물리 좌표계에서 관 성 제원 및 스프링상수를 구할 수 있을 것이다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.5 no.4
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• pp.27-38
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• 2001

A mechanical lumped parameter model is proposed for the dynamic modeling of a semi-infinite reservoir. A semi-analytic transmitting boundary is derived for a semi-infinite 2-D reservoir of constant depth. The characteristics of the solution are examined in both frequency and time domains. Mass, damping and spring coefficients of the mechanical model are obtained to preserve the major features of the solution such as eigenfrequencies and the shapes of Bessel functions that appear as kernels in the convolution integrals. The lumped parameter model in its final form consists of two masses, a spring and two dampers for each eigenfrequency. Application examples demonstrated that the new lumped parameter model could be used for the time domain analysis of dam-reservoir systems.