적층 복합재료 주름판에 대한 진동특성을 이론적 방법을 이용하여 분석하였다. 고려된 주름 형상은 사다리꼴을 기본으로 삼각형, 사각형 및 요각 사다리꼴형이다. 3차원 주름 구조물을 해석적으로 기계적 거동을 표현하는 것이 매우 어렵기 때문에 본 해석에서는 주름판의 진동특성을 분석하기 위해 등가균질모델을 적용하였다. 이를 위해 단위 주름을 직교이방성재료로 등가시켰으며, 해석에서 등가 신장 강성 및 굽힘 강성이 모두 고려되었다. 이론해석 결과의 타당성을 검증하기 위해 셸요소를 적용한 3차원 유한요소해석을 수행하였으며, 두 방법을 이용해 얻은 고유진동수 및 진동형상을 비교하였다. 주름판의 기하형상에 따른 영향을 분석하기 위해 다양한 수치예가 제시되었다.
2가지 이상의 재료로 구성된 다상(multi-phase) 재료는 상 분포에 따라 재료 특성이 다르기 때문에, 상 분포를 묘사할 수 있는 적절한 방법이 필요하다. 본 연구에서는 확률 분포 함수 two-point correlation function과 lineal-path function을 사용하여 재료 내부의 상 분포 상태를 확률적으로 묘사하였다. 수치 계산 방법으로 계산되는 확률 분포 함수를 3개의 매개 변수를 사용한 곡선 접합(curve fitting)을 이용하여 수식으로 표현하고, 적용성을 살펴보기 위하여 2상 합금 미세구조 가상 시편과 지반 모델 시편을 사용하였다. 이를 통해, 확률 분포 함수는 곡선 접합을 이용하여 지수 형태의 수식으로 표현이 가능하며, 이는 시편의 RVE로서의 활용 가능성을 판단하는데 사용될 수 있음을 확인하였다.
구조물의 파괴 거동은 하중의 재하 속도에 따라 달라지는 특성을 보이는데, 이는 재료의 속도 의존성으로부터 비롯된다고 할 수 있다. 이러한 현상은 공학의 여러 분야에서 관심사였지만, 파괴 메커니즘이 명확히 규명되지 않았기 때문에 수치 해석을 통한 연구에는 그 한계점과 어려움이 상존하였다. 본 연구에서는 파괴 거동의 속도 의존성을 이해하고자, 취성재료를 대상으로 입자동역학을 이용한 수치해석을 수행하였다. 직접 인장 시험 시뮬레이션을 위해 노치가 있는 시편을 모델링하고, 취성재료가 갖는 특성을 표현하기 위해 Lennard-Jones 포텐셜을 사용하였다. 6가지의 다른 하중 속도에 따른 균열의 거칠기, 균열의 후퇴와 멈춤, 분기 현상과 같은 동적 파괴 특성을 관찰하였다. 해석 결과를 통해 하중 속도에 따른 파괴 거동의 변화 원인을 에너지 유입-소모율의 개념을 도입하여 설명하고, 재료의 파괴 메커니즘이 갖는 속도 의존성에 대해 이해할 수 있는 단초를 마련하였다. 또한, 기존 실험과의 비교를 통해 실제적인 현상과의 유사성을 밝힘으로써 입자동역학의 공학적 적용 가능성을 제시하였다.
열전변환기술은 폐열을 전기로 변환하는 제벡효과를 이용한 기술이다. 열전변환효율은 재료의 성능에 따라 결정되며 성능지수 $ZT=S^2{\sigma}T/k$로 표현할 수 있다. 여기서 S는 제벡계수, ${\sigma}$는 전기전도도, k는 열전도도, T는 절대온도이다. GeTe계 열전재료는 $200{\sim}500^{\circ}C$에서 쓰이는 중온용 열전재료이다. 높은 성능지수를 가지기 위해서는 파워펙터($S2{\sigma}$)의 향상과 열전도도의 감소가 필요하다. GeTe계 화합물은 Ge의 공공 때문에 높은 캐리어 농도를 가지게 되고, 이로 인해 낮은 제벡계수 값과 높은 열전도도를 가지게 된다. 따라서 GeTe계 화합물의 성능 향상을 위해서는 캐리어농도 제어가 필수적이다. TEM을 통하여 GeTe를 관찰하면 밝고 어두운 콘트라스트들이 형성되어 있는 헤링본구조를 확인 할 수 있다. 콘트라스트를 보여주는 작은 평행사변형 하나는 헤링본구조의 가장 작은 단위인 도메인이며 이 도메인들이 특정한 방향으로 배열되어 콜로니를 형성하고 콜로니들이 특정한 방향으로 배열되어 헤링본구조를 이룬다. 헤링본의 폭과 길이를 제어 할 수 있다면 GeTe계 화합물의 열전특성 향상에 영향을 미칠 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 GeTe계 화합물내에 도핑원소 첨가를 통한 캐리어 농도제어와 도핑원소 첨가에 따른 헤링본구조의 변화에 관하여 연구하였다.
노구치가 생각한 공간은 19세기와는 달리 고대 의식의 환경과 관련된 개념을 조각하고 이 개념을 조각적 공간에 포함시켰으며 또한 기술과 새로운 재료를 일상생활의 조각적 미학에 도입했다. 미술계뿐만 아니라 정원 조각, 무대 디자인 등에서도 공간에 대한 인식을 깨우쳐 주었다. 정원과 놀이터는 공간, 그 독특함을 보여주며, 그의 예술적 특성과 작품에 대한 연구의 결과로써 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 노구치의 작업은 동양의 미학을 서양의 모더니즘 양식에 결합함으로써 동 서양 예술의 합류점을 이루었으며, 예술의 사회적인 기능과 실용적인 미학 그리고 기능이 통합된 합리적 형태를 조형적 특성으로 하고있으며, 조각에 대한 그의 접근법은 공간이 최고라는 이해에 기반을 두고 있다는 것이다. 위의 연구 결과를 통해 알 수 있듯이 노구치의 공간적 조각은 상징적 표현과 재료에 대한 민감함, 예술가의 끊임없는 공간의 창출에 대한 노력으로 탄생된 것이며, 노구치에 대한 연구는 공간개념의 발전에도 도움이 될 뿐만 아니라 조형예술가에게도 기여할 수 있으리라 기대한다.
텍스트 시각화는 시각적 표현의 재료가 되는 텍스트 자체에 대한 이해에서 시작한다. 임의의 텍스트 데이터를 시각화하기 위해서는 해당 텍스트의 특성에 대한 충분한 이해가 선행되어야하며, 이렇게 도출된 텍스트가 갖는 고유한 특성에 따라 시각화의 목적과 표현적 접근 방법이 결정될 수 있다. 본 연구에서는 동일한 텍스트가 갖는 다양한 특성에 따라 도출된 대표적인 시각화 사례를 분석함으로써 텍스트 시각화에 대한 접근 방식에 대한 이론적 토대를 구축하고자 하였다. 이를 위해 동일 시각화의 대상 텍스트로서 전 세계적으로 가장 널리 알려져 있고, 그 디지털 데이터를 획득하기 용이하며 따라서 텍스트 시각화 사례가 다양하게 존재하는 '성경' 텍스트를 선정하여 사례 분석을 진행하였다. 사례 분석을 위한 기준으로서 텍스트가 갖는 고유한 특성-내용적, 구조적 특성 및 인용정보-를 도출하고, 각 기준에 부합하는 텍스트 시각화 사례들을 2-3가지 이상 선정하여 분석에 대한 타당성을 높였다. 분석결과 성경 텍스트가 갖는 독특한 특성에 따라 시각화의 목표와 표현적 접근법이 결정됨을 파악할 수 있었다. 본 연구를 토대로 향후 더욱 다양한 관점의 사례 분석을 통하여 텍스트 시각화를 위한 재료 선택 및 접근 방법에 대한 이론적 방법론 구축이 가능할 것으로 기대한다.
RC 구조물은 서로 다른 재료적 특성을 지닌 콘크리트와 철근의 복합구조이고, 특히 콘크리트는 복잡한 소성거동을 나타내는 재료이다. 따라서 RC 구조물의 소성해석을 위해서는 콘크리트와 철근 각각의 재료특성과 소성거동을 묘사할 수 있는 세밀한 모델링 기법이 필요하지만, 이때 발생하는 모델링의 어려움, 모델링 규모, 계산용량 및 수렴성 등의 문제점으로 인하여 소성해석 수행에 많은 시간과 노력이 소요되거나 해석자체가 불가능하게 된다. 따라서 본 논문에서는 간편한 RC 구조물의 소성해석을 위해 RC 부재와 동일한 소성거동을 나타내는 균질·등방 재료로의 물성치환 방법을 제시하였다. 물성치환 원리는 RC 부재의 소성거동 특성, 즉 항복모멘트, 항복곡률 및 극한모멘트, 극한곡률로 표현되는 bi-linear 형태의 모멘트-곡률 관계를 이용하여, 이와 동일한 모멘트-곡률 관계(bi-linear 형태의 응력 변형률 관계)를 갖는 균질·등방 재료를 생성하였다. 또한 실제 RC 부재 해석모델과 치환된 균질·등방 재료를 이용한 해석모델에 대한 소성해석 결과를 비교·분석하여 본 연구의 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 3D 게임이나 가상현실, 인터렉티브 아트 등의 실시간 환경의 컨텐츠 제작에 활용가능한 수묵담채화풍의 렌더링 기법을 제안한다. 제안된 기법은 기존의 3차원 수묵화 렌더링 연구에서는 다루지 않았던, 색채표현법과 그 합성법을 중심으로 연구되었다. 색채표현법의 경우, 일반적으로 삼색을 단계적으로 겹쳐서 표현하는 수묵담채화의 특성에 따라, 실제 그림을 그릴 때에 적용되는 삼색의 혼합방법과 순서가 자동으로 적용될 수 있는 삼색기반 구조를 통해 농담과 질감효과를 표현했으며, 또한 이러한 삼색레이어의 합성을 위해서는 안료의 광학적 성질을 반영하여 실제 회화매체에 가까운 색상을 재현할 수 있는 Kubelka-Munk(KM)모델을 적용한다. 기존의 KM모델은 비사실적 렌더링 연구 분야에서 수채화, 유화 등 서양화를 대상으로 한 색채 합성에 적용되어 왔기 때문에 기존의 연구에서 제시한 방법만으로는 삼색레이어가 겹쳐질 때 나타나는 수묵담채화의 특징과 천연 재료를 사용하는 동양 안료의 색상을 정확히 반영할 수 없었다. 따라서 본 논문에서는 실제 수묵담채화에 이용되는 전통안료의 색상 분석을 통해 KM모델에 적용할 파라미터들을 추출하고, 앞에서 설계한 삼색 기반 구조에 따라 색상을 합성하는 방법을 제시한다.
본 연구의 목적은 동시대 건축의 여러 형식의 건축물들 중에서도 형태적, 재료적, 구조적 실험의 장이 되고 있는 건축형식인 파빌리온 건축 중 한 가지 주제 아래 북미, 남미, 유럽, 아시아의 5개 다른 국가에서 시행되고 있는 "젊은 건축가 프로그램" 파빌리온 건축을 연구대상으로 하여 다양한 문화적 환경적 토양에서 다른 방식으로 표현되고 있는 지역성을 고찰하는 데 있다. 근대건축 이후 현대건축에 이르기까지 폭넓은 주제로 분석 및 연구되어지고 있는 지역성 분석 기준의 척도를 설정하기 위해 지역성 표현유형의 개념과 분류에 대한 선행 연구 분석을 통해 상징적, 구축적, 맥락적, 감촉적, 환경적, 이상 5가지 표현방식의 키워드를 도출하였으며 이 5가지 분석의 틀을 이용하여 각기 다른 나라에서 2010년 이후 현재까지 완공된 "젊은 건축가 프로그램" 파빌리온 건축에 있어서 특징적으로 나타나는 표현 양상을 입체적으로 분석하였다. 결론적으로 하나의 프로그램 안에서 같은 주제로 계획되고 지어지고 있는 파빌리온이라는 좁은 범위의 건축형식을 통해서도 각기 다른 나라의 문화가 표현되어 지는 특징적인 지역성의 표현방식을 비교 분석하였다.
차수용 박층 멤브레인은 폴리머로 구성된 재료로 기존 방수포(sheet membrane)와 비교했을 때, 시공에 있어서 뿜어 붙이는 방식을 사용하기 때문에 타설이 용이하고 상대적으로 높은 부착성능을 보이는 재료이다. 하지만, 차수용 박층 멤브레인은 최근에 개발된 재료로 그 성능이나 구조물과의 거동 양상은 충분히 보고되지 못한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 차수용 박층 멤브레인이 삽입된 복합 숏크리트 재료에 대해 전단시험을 수행한 기존 연구 결과를 이용하여 차수용 박층 멤브레인의 전단거동을 수치해석적으로 접근하여 접촉면 특성을 파악하고자 하였다. 연구를 통해 숏크리트 사이에 시공된 멤브레인에 의해 숏크리트의 전단거동과는 다른 거동을 보여 일반적으로 사용되는 전단강도 방식으로 거동을 표현하는데에는 한계가 있었다. 이에 따라 수치해석 방법을 사용하여 직접 전단시험을 모사하였고 차수용 박층 멤브레인의 전단거동을 가장 효과적으로 표현할 수 있는 방안을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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