• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.33 no.3
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• pp.147-156
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• 2006

Physically-based simulation modeling is to simulate the real world by using physical laws such as Newton's second law of motion, while other modelings use only geometric Properties. In this paper, we present a real time simulation of stone skipping by using the physically-based modeling. We also describe interaction of a stone on the surface of water, and focus on calculating the path of the stone and the natural phenomena of water The path is decided by velocity of the stone and drag force from the water The motion is recalculated until the stone is immersing into the water surface. Our simulation provides a natural motion of stone skippings in real time. And the motion of stone skippings are generated by give interactive displays on the PC platforms. The techniques presented can easily be extended to simulate other interactive dynamics systems.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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• v.38 no.4
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• pp.10-21
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• 2001

This paper develops a logical simulation method for by dyversity of situations. Most existing systems, for example, games and infant tutoring systems lead users to virtual environment with unfolding situations, but are not designed to induce the change of the environment itself. In this paper, a logically simulated environment is created by defining situations and single events based on situation hierarchy structure. We elaborate the occurrence of events by classifying the causality. The occurrence or natural phenomena is dictated by physical laws and natural phenomena are expressed as the transition of the event based on event association. Specifically we define the source of the event for natural phenomena and we consider the existence of objects as a primary factor in event occurrence. The advantages of this approach include the reuse of events, that is, different events can be generated in the same flow with fresh conditions. This allows us to implement a more practical and logical environment. A drawback to this method is the difficulty in dividing a situation into events. The proposed method was implemented in the context of the change of season among natural phenomena.

• Polymer Science and Technology
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• v.15 no.3
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• pp.274-285
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• 2004

콜로이드 결정 (Colloid crystal)이란 용액 상에서 부유 하는 작은 입자들의 자기 조립 (self-assembly)에 의해 형성된 주기적인 2차원 혹은 3차원 구조를 말한다. 이러한 결정 구조는 광학 필터나 스위치, 광 밴드 갭 재료, 바이오 센서 등의 과학 기술적인 응용을 비롯하여 액화 물질의 상 변화 등과 같은 물리적 현상을 규명함에 있어서 중요한 모델을 제시한다. 특히 최근에 콜로이드의 자기 조립체는 자연적으로 갖게 되는 주기적인 유전율 변화 때문에 빛의 진행 방향이나 특성을 조절할 수 있는 광자 결정 (Photonic Crystal) 구조 제작의 경쟁력 있는 접근 방법으로 각광 받고 있다. (중략)

• Journal of The Korean Association For Science Education
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• v.41 no.1
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• pp.47-57
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• 2021

This study aims to explore the epistemic goals that pre-service elementary teachers can construct in their biology-related knowledge construction activities, how these goals are constructed, and how the shaping of the knowledge construction activities around the goals was afforded or constrained. The research participants were 26 pre-service teachers, divided into 11 groups of two or three to engage in the activity. Their discussions and products were collected and used as data for this study. The analysis revealed that the teachers constructed three types of epistemic goals: making sense of natural phenomena, proposing the most effective course of action, and proposing solutions to problems based on their causes. Construction of different types of goals depended on the conclusions the pre-service teachers expected to draw based on the explored natural phenomena. It was found that the elicitation of the pre-service teachers' epistemic goals could facilitate their shaping of the knowledge construction activity as an evidence-based justification. The participants planned the construction of mechanistic explanations of natural phenomena with the epistemic goals of 'making sense of natural phenomena' or 'proposing solutions to problems based on their causes.' However, enacting their knowledge construction plans with sophisticated epistemic features was constrained due to the limited resources available. This study can contribute to developing instructional strategies that facilitate learners' epistemic agency and addressing epistemic agency in the development of pre-service teacher education methods.

• Korean Architects
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• s.560
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• pp.82-87
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• 2015

지난 회에서는 형태와 형태이면에 있는 구현의 논리를 모두 다룰 수밖에 없는 파라메트릭 툴의 성격에 대하여 간략하게 이야기 해보았고 이를 반증할수 있는 곡면상의 패널링의 예를 살펴 보았습니다. 삼차원 곡면으로 인해 발생하는 패널들의 시각적 왜곡 및 구축상의 어려움을 해결하고자 왜곡이 발생하는 물리적인 이유를 이해하고 이를 미적분의 개념을 빌어 해결해 보았습니다. 오늘 살펴볼 예도 이와 비슷한 미적분의 개념을 빌리게 되지만 문제의 해결을 위함이 아닌 자연 현상을 시뮬레이션 하고 시뮬레이션의 결과로 얻어진 데이터를 설계에 반영하기 위함이라는데에 차이가 있다고 할 수 있겠습니다. 오늘 살펴볼 내용은 Harvard GSD에서 대학원 설계 수업의 일환으로 제가 진행하였던 파라메트릭 디자인 워크샵의 결과물이며 추후에 이를 실무에 이용하게 됩니다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.39-39
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• 2011

하천에서 수공구조물을 설계시 구조물의 규모, 형식, 운영방식, 안정성 등을 검토하기 위하여 일반적으로 수리모형실험과 수치모형실험을 이용한다. 수리모형실험은 자연현상의 왜곡을 최소화하여 검토결과를 얻을 수 있다는 장점이 있지만, 많은 시간과 비용, 인력 및 공간이 필요하기 때문에 단기간에 다양한 검토가 필요한 경우에는 많은 제약이 따른다. 반면에 수치모형실험은 제한적인 조건에서 검토목적 및 용도에 따라 다양한 수치모의기법을 활용하여 상대적으로 낮은 비용과 신속하고 다양한 검토가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나 수치모형실험은 어디까지나 자연현상에 대한 수학적, 물리적 기법을 활용한 분석이기 때문에 결과에 대한 신뢰성 확보가 매우 중요하다. 최근에는 컴퓨터의 계산능력 향상과 유체의 복잡한 동수역학적 거동 해석 기법의 다양화, 그리고 많은 적용성 검토 연구결과로 인한 신뢰성 향상 등으로 인해 수치모형실험에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구는 현재 금강에 건설 중인 금강보에 대하여 다차원 수치모형인 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)를 이용하여 하천 구조물 및 물리적 환경변화에 대한 정밀수리분석을 실시하기 위한 사전절차로, EFDC 모형을 하천수리해석에 적용할 경우 모형에 포함되어 있는 다양한 변수설정 및 제약조건들에 대하여 적용한계를 검토하고자 한다. 검토방법은 금강보가 건설되기 이전의 하천지형 상황에서 EFDC 모형과 HEC-RAS 모형을 이용한 수리분석을 수행하고, 수리거동 결과 들을 상호 비교 분석 한다. 수치모의 대상구간은 금강보 건설구간을 포함하여 약 20km 구간이고, 대상구간에 대하여 3차원 정밀지형자료를 구축하였으며, 과거 호우사상에 대한 구간 내 관측 수위 및 모형별 계산수위결과를 비교 검토하였다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.22 no.3
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• pp.53-61
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• 2016

In this paper, we propose an algorithm for generating lightning paths, which are more realistic than those of random tree based algorithm and faster than a physically based simulation algorithm. Our approach utilizes physically based Dielectric Breakdown Method (DBM) and approximates the electric potential field dramatically to generate the lightning path. We also show a guide path method for the lightning to avoid obstacles in a complex scene. Finally, our method renders fast and realistic lightning by considering physical characteristics for the thickness and brightness of the lightning stream. Our result of the lightning path shares similarity to natural phenomenon by having about 1.56 fractal dimensions, and we can generate the lightning path faster than a previous physically based algorithm. On the other hand, our method is difficult to apply on the real-time games yet, but our approach can be improved by performing the path generation algorithm with GPU in future.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.231-231
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• 2023

토양침식은 지표의 토양이 바람이나 물에 의해 분리되어 이송되는 자연현상이다. 우리나라에서는 주로 물에 의한 토양침식이 발생하며 특히 단기간 집중적으로 내리는 강우에 의해 토양침식이 일어난다. 토양의 침식현상은 농경지 유실, 하공구조물에서의 퇴적토 발생, 수질 오염등 다양한 문제를 일으키며 기후변화로 인한 집중강우의 빈도 및 강도 증가는 토양침식에 의한 피해를 증가 시키고 있다. 이러한 문제를 파악하기 위해 경험적 방법에 의해 개발된 범용토양유실공식인 USLE 모형이 널리 사용되고 있으나 연간 토양침식량을 산정하기 위해 개발된 USLE모형은 강우기간이 짧고 강우강도가 높은 집중호우와 같은 단기 강우사상을 모의할 수 없고 모든 지역을 표현하는 데 한계가 있다. 이에 따라 단기 강우사상을 고려할 수 있는 물리기반 침식모형인 SSEM모형을 활용하였다. SSEM모형은 운동파 방정식의 수치해석과 물리적 기반 접근방식을 통해 토양침식과정을 계산하여 집중호우로 인해 발생하는 토양침식을 보다 정확하게 추정할 수 있다. 이러한 모형의 적용성을 확인하기 위해 우리나라의 의암댐유역 선정하였으며, 지형 및 강우 그리고 댐자료 등 기초자료 수집과 수집된 데이터는 연구 대상에 대한 토양침식량 산정 및 매개변수 추정과 보정하는 데 사용되었다. 이 결과 다른 토지이용에 비해 농경지와 나지에서 많은 침식이 일어나며 도심지에서의 퇴적이 발생하였다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.10 no.3
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• pp.40-51
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• 2004

최근 활발하게 진행되고 있는 물리 기반 유체 애니메이션에 관한 연구 결과 다양한 형태의 유체 시뮬레이션 데이터가 빈번히 생성되고 있다. 이러한 데이터를 사용하여 고급 애니메이션을 제작하기 위해서는 사실적인 유체 렌더링 기법의 적용이 필수적이다. 본 논문에서는 자연 현상 중에서 컴퓨터 애니메이션 제작에 있어 매우 유용하게 사용할 수 있는 폭발이나 화염과 같은 부류의 유체에 대하여 렌더링의 사실성을 향상 시킬 수 있는 기법을 제안한다. 본 기법은 물리 기반 시뮬레이션을 통하여 산출되는 유체의 여러 물리적 성질에 대하여 포톤 매핑 기법을 적용함으로써, 연기 데이터에 대하여 유체 광원이나 섬광 등과 같은 특수 효과를 구현하는 데에 유용하게 사용될 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.129-129
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• 2023

연안 환경은 기후 및 도시개발과 같은 자연·인공적 요인에 따라 끊임없이 변화한다. 근래에는 연안 도시 인구증가, 기후변화 등의 영향으로 인해 그 변화가 가속화되고 있으며, 특히 연안 침식 및 이에 따른 해안선 변화에 대한 심각성이 대두되고 있다. 연안 침식은 해류와 해안 유사의 마찰로 발생하는 유사이송 현상으로 야기되며, 해안 환경을 변화를 초래하며 인간사회에 경제적인 피해를 주기도 한다. 연안침식이 사회적인 문제로 부상했음에도 여전히 이에 대한 대중적 문제의식은 부족한 실정이다. 이는 대중매체를 통한 시각적인 노출이 가능한 다른 재해에 비해 재해의 물리적 과정에 대한 시각적인 관측이 어렵다는 배경이 있다고 판단된다. 더불어, 재해의 간접체험이 가능한 플랫폼이 부족하다는 점도 원인으로 여겨진다. 기술이 발달함에 따라 시뮬레이션을 통한 재해의 간접체험이 가능한 플랫폼이 개발되어왔으며, 이는 직접 경험하기 어려운 재해에 대해 위험성 인지 및 경각심 고취에 활용되어왔다. 본 연구에서는 수치해석 플랫폼인 Celeris Advent(Tavakkol and Lynett, 2017)를 기반으로 실시간 유사이송 해석이 가능한 인터랙티브 수치모형을 개발하여 문제를 개선하고자 하였다. GUI(Graphical User Interface)를 통해 조작이 가능한 Celeris Advent는 수치해석 결과를 실시간으로 가시화하며, 이에 대한 사용자 상호작용이 가능하다. 이를 기반으로 유사의 흐름에 대해 모의가 가능하도록 모형을 구성하여 실시간 사용자 입력 및 유사이송 물리현상 관측이 가능하도록 모형을 개발하였다. 수치모형 지배방정식은 2차원 천수방정식과 유사이송방정식을 양방향 결합하여 구성하였다. 개발된 모형의 정확성 평가를 위해 1차원 및 2차원 수리실험 데이터를 활용하여 수치실험을 수행하였으며, 전반적인 결과는 실험데이터와 잘 일치하였다.