• 제목/요약/키워드: 직선 보 요소

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하중고 효과가 비탄성 I형보의 횡-비틀림 좌굴거동에 미치는 영향 고찰 (A Investigation on Inelastic Lateral-Torsional Buckling Strength of I-Beam with Load Height Effects)

  • 박이슬;유상량;오정재;박종섭
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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    • pp.155-155
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    • 2011
  • 일반적으로 I형 보에 횡하중이 작용하는 경우, 횡 변위와 함께 회전을 동반하는 횡-비틀림 좌굴(Lateral-Torsional Buckling)이 발생하게 된다. 이러한 I형 보의 탄성 및 비탄성 횡-비틀림 좌굴에 대한 해석적 이론적 연구는 이미 많은 연구자들에 의해 수행되었다(Timoshenko 등, 1961; Galambos, 1963; Lindner, 1974; Trahair, 1993). I형 보의 비지지 길이 내 하중이 작용할 때 모멘트 구배계수(Cb)는 하중이 부재 단면에 작용하는 위치에 따라 달라지게 되는데 이를 하중고 효과(Load Height Effects)라고 한다. 탄성 영역 내 비지지길이가 존재하는 I형 보의 하중고 효과를 고려한 모멘트 구배계수 제안식은 Nethercot & Rockey(1971)에 의해 연구된 바 있다. 또한 Helwig 등(1997)은 Nethercot & Rockey(1971)의 제안식을 간략화 하여 탄성 영역 내 비지지길이가 존재하는 I형 보의 하중고 효과를 고려한 모멘트 구배계수식을 제안하였다. 그러나 현재까지 진행 된 하중고 효과에 대한 연구는 탄성 영역 내 비지지 길이가 존재하는 I형 보에 대한 제안식이며 현재까지 비탄성 영역 내 비지지 길이를 갖는 I형 보의 하중고 효과에 대한 연구는 진행된 바 없다. 본 연구는 비탄성 영역 내 비지지 길이가 존재하는 I형 보의 하중고 효과를 고려한 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도에 대한 연구를 수행하였다. 하중조건으로는 집중하중 과 등분포 하중을 적용시켰으며, 비선형 횡-비틀림 좌굴 해석을 위해 잔류응력 및 초기변형을 고려하였다. Pi와 Trahair(1995)이 고려한 단순직선분포를 잔류응력으로 가정하였으며, 국내 I형강 표준 치수 허용치(현대제철, 2006)에 근거하여 부재 길이의 0.1%를 초기 최대 횡 변위로 적용하여 초기제작오차로 고려하였다. 유한요소해석결과를 바탕으로 Nethercot & Rockey(1971)와 Helwig 등(1997)의 연구내용을 바탕으로 범용구조해석 프로그램(ABAQUS, 2007)을 이용하여 비탄성 영역 내 존재하는 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 산정하였다. 유한요소해석결과를 바탕으로 Nethercot & Rockey(1971)및 Helwig 등(1997)의 모멘트구배계수 제안식과 비교 분석 하였고 회기분석프로그램 MINITAB(2006)을 이용하여 비탄성 영역 내 비지지길이가 존재하는 I형보의 하중고 효과를 고려한 모멘트구배계수식을 개발 제안하였다. 본 연구에서 개발된 제안식은 경제적이고 합리적인 휨부재 강도평가에 적극 활용될 수 있으며, 비탄성 영역내 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도 및 휨강도 연구에 널리 활용될 것이다.

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선박 해양구조물 파이프 루프 곡선부의 응력 해석 (Stress Analysis of Curved Portions of Pipe Loops Used in Ships and Offshore Structures)

  • 박치모;배병일
    • 한국해양공학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.52-57
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    • 2011
  • Most ships and offshore structures are equipped with a variety of pipes, which inevitably contain curved portions. While it has been a usual practice to conduct bending stress analyses of these curved pipes using the straight-beam theory, this paper adopts two different types of finite elements, straight-beam elements and two-dimensional shell elements, for finite element analyses of a variety of curved pipes. It then compares the analysis results for two different types of elements to determine correction factors, which can be used to transform the bending displacements and bending stresses obtained by straight-beam elements to those obtainable by two-dimensional shell elements. The paper ends with a practical suggestion on how to efficiently use these correction factors to estimate the combined axial and normal stresses in a curved portion of a pipe.

래스터 지도상에서 3차원 인접 그래프를 이용한 문자 그룹핑 (Character Grouping using 3-D Neighborhood Graph on Raster Map)

  • 강용빈;옥세영;조환규
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제26권2호
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    • pp.273-283
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    • 1999
  • 래스터 지도에서 직선 또는 곡선과 중첩되어 있는 경우의 문자는 추출하기가 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 고립되어 있는 문자뿐만 아니라 문자이외의 요소와 중첩되어 있는 문자도 효과적으로 추출할수 있는 분할 정복(divide and conquer) 개념에 기반한 문자 추출방법을 제시한다. 이를 위해 먼저 이미지의 연결 요소로부터 볼록다각형(convex hull)을 생성한다. 그리고 이 다각형이 충분한게 문자영역만을 포함할때가지 볼록 다각형을 이등분하면서 가장 긴 선분(투사 선분)을 기준으로 두 영역으로 분할한다. 다음으로 문자를 추출하기 위해서 이 선분을 기준으로 연결 요소상의 픽셀의 밀집도를 계산하는 알고리즘(프로파일링)을 적용한다. 또한 지도상에서 추출된 개별적인 문자들을 의미있는 단어들로 묶기(grouping)한 새로운 알고리즘을 소개한다. 특히 지도상에 나타나는 문자의 종류는 매우 다양하고 또한 이 문자들이 놓여있는 방향 역시 일정하지 않기 때문에 이러한 단어를 찾는 kd법은 쉽지 않다. 이를 위해 본 논문에서는 3차원 인접 그래프(3-D neighborhood graph)G를 소개한다. 이 그래프 G에서 각 노드는 하나의 분리된 문자를 나타내며 자신의 크기와 위치에 따라서 3차원 공간상에서 위치하게된다. 따라서, 크기가 큰 (작은)문자들은 보다 큰 (작은) z값을 가지고 되며 이 그래프 G에서 서로 인접한 노드들을 연결함으로써 지도상에 존재하는 서로 다른 종류의 문자 스트링을 추출할수 있다. 실험결과는 서로 다른 지도 이미지에 대해서 약 95% 이상의 단어 추출율을 보여준다.

Hough 변환과 2차 곡선 근사화에 기반한 효율적인 차선 인식 알고리즘 (An Efficient Lane Detection Algorithm Based on Hough Transform and Quadratic Curve Fitting)

  • 권화중;이준호
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제6권12호
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    • pp.3710-3717
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    • 1999
  • 무인 자율 주행 시스템의 개발에는 전방의 장애물 검출 및 거리 계산이 필수적이다. 전방 장애물 검출시 입력 영상에는 검출하고자 하는 도로면 상의 물체뿐만 아니라 도로 주변에 가로수, 표지판 둥 관심 외적인 요소들이 함께 존재한다. 이러한 관심 외적인 요소들을 제거하기 위해 탐색 영역을 차선의 안쪽으로 제안시켜 계산 시간을 단축하고 관심의 대상이 되는 물체만 검출하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 관심의 대상이 되는 전방 장애물 검출을 위하여, 탐색영역을 제한하는 간단하고 효율적인 차선 검출 알고리즘을 제시한다. 제안된 알고리즘은 Hough 변환을 이용하여 차선으로 추측된 영역에 수평탐색 영역과 2차 곡선의 근사화를 이용하여 정확하게 직선 차선 및 곡률을 지닌 차선을 검출하게 된다. 실험 결과로부터 제안한 알고리즘이 직선의 차선 뿐만 아니라 곡률을 지닌 차선 검출을 효과적으로 수행할 수 있는 실시간 시스템에 적합하다는 것을 보여준다.

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하상변동 수치모의를 위한 유한요소법 알고리즘 개발 (Development of FEM Algorithm for Modeling Bed Elevation Change)

  • 김태범;최성욱;민경덕
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.588-593
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    • 2006
  • 자연하천은 일반적으로 만곡수로나 사행수로 형태를 보이고 있으며, 직선수로에서와 달리 원심력에 기인한 이차류 영향을 받게 된다. 이차류에 의해서 수면에서는 만곡부 바깥쪽으로, 하상에서는 만곡부 안쪽으로의 흐름특성을 보이게 된다. 만곡부 안쪽으로 가해지는 하상 전단응력에 기인하여 하상에서의 입자가 만곡부 안쪽으로 이송되며, 결과적으로 만곡부 안쪽에는 점사주가, 바깥쪽에는 소(pool)가 생성된다. 또한 지형경사의 생성으로 입자에 가해지는 중력효과도 변화된다. 따라서 이와 같은 자연하천의 흐름과 하상변동을 수치모의 하기 위해서는 만곡부 이차류 특성을 고려한 모형이 필요하다. 본 연구에서는 수심 적분된 흐름방정식과 하상토 보존방정식 (Exner equation)을 이용한 하상변동을 위한 비연계 수치모형을 위해서 하상토 보존방정식의 유한요소 알고리즘을 개발하였다. 하상토 보존방정식은 흐름 특성에 따른 평형 유사량의 공간변화율을 이용하여 일정 기간 동안의 하상 변화량을 계산한다. 이 때 이차류에 의한 하상 전단응력의 편각 및 지형경사 변화에 따른 실제 입자의 이송방향을 보정하여 평형 유사량이 계산된다. 이러한 보정식을 적용시키기 위해서는 유속성분의 공간변화량 및 지형경사의 공간성분이 필요하다. 유한요소법은 연속성 변수를 이산화시켜 근사해를 구하는 수치기법의 일종이기 때문에, 요소망이 불규칙적으로 구성되었을 경우 임의의 절점에서 연속성을 지닌 변수의 공간변화율을 계산하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 평형 유사량 계산 시에 절점이 아닌 요소 내부에서 평형 유사량을 계산하는, 하상토 보존방정식의 새로운 유한요소 알고리즘을 개발하고, 새로운 알고리즘을 적용시킨 수치모형의 검증을 행하였다. 경계조건 알고리즘의 검증으로 위해서 Soni 등 (1980)이 행한 상류 유입 유사량에 따른 하상변동을 수치 모의하고 실험치와 비교하였으며, Sutmuller와 Glerum (1980)이 수행한 만곡수로에서의 하상변동을 모의하고 실험과 비교하였다. 새로운 알고리즘을 적용시킨 하상토 보존방정식의 유한요소 수치모형의 결과는 매우 안정적이며, 실험과 매우 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 본 수치모델은 현재 균일한 입자의 하상토만을 고려하므로, 입자분급이나 하상 장갑화 현상 등은 무시한다.

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지진하중하에서의 수평곡선I형교의 거동특성 (Behavior of Horizontally Curved I-Girder Bridges under Seismic Loading)

  • 윤기용;성익현;최진유;강영종
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.793-802
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    • 2002
  • 수평곡선 I형교에 동적해석을 수행하기 위하여 박판곡선보 이론에 근거 뒴자유도를 포함한 절점당 7자유도를 갖는 곡선보요소와 7자유도 직선보요소를 사용하여 동적해석프로그램 EQCVB를 작성하였다. 이 프로그램에서는 자유진동해석을 위하여 Gupta의 방법을 사용하였고, 지진하중이 작용할 때 동적해석을 수행하기 위하여 Wilson-${\theta}$방법을 사용하였으며, 범용구조해석 프로그램인 ABAQUS를 사용한 해석 결과와 비교하여 프로그램의 효율성과 타당성을 입증하였다. 지진하중 작용시 수평곡선 I형교의 동적 거동 특성을 파악하기 위하여 다양한 예제에 대한 해석을 수행하였다.

건물 모델과 디지털 영상간의 자동정합 방법 (Automatic Co-registration of Existing Building Models and Digital Image)

  • 정재욱;손건호
    • 한국측량학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.125-132
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    • 2010
  • 최근 다양한 센서의 개발에 따라 동일한 지역에 대한 다양한 데이터들의 취득이 가능하게 되었다. 이러한 다차원 데이터를 이용하여 도시모델, 변화 탐지 등과 같은 다양한 활용분야에 적용하기 위해서 각 데이터들 간의 정합과정이 필수적이다. 본 연구에서는 기 구축된 건물모델을 참조모델로 사용하여 디지털 영상을 자동으로 정합하는 방법을 제시하였다. 두 데이터의 정합을 위해 기 구축 건물모델에서 최적정합건물을 추출 하였으며, 이를 영상에서 추출된 직선정합요소와 비교하여 최적정합건물과 상응하는 점 좌표 쌍을 추출하였다. 또한 추출된 점 좌표 쌍을 이용하여 영상데이터의 외부표정요소를 재계산함으로써 두 데이터간의 정합을 수행하였다. 실험결과는 제안된 방법이 두 데이터의 정합을 효율적으로 수행하는 것을 보여준다.

Galerkin 유한요소법에 의한 항내 정온도 모형 (A Harbour Oscillation Model by Galerkin Finite Element Method)

  • 서승남;연영진
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.439-451
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    • 1994
  • Galerkin 유한요소법을 사용한 항 정온도 수치모형을 제시하고 Chen(1986)이 유도한 마찰을 포함한 완경사 파랑식을 지배방정식으로 사용하였다. 그러나 기존의 흡수 경계조건은 잘못된 것임을 보이고 올바른 경계조건 및 평면 입사파에 의한 외력항을 유도하였다. 직선항만에 대한 계산결과를 수리실험 결과 및 기존 결과와 비교하기 위해 도시하였다. 이 경우에 대한 마찰계수의 값(f)과 반사계수의 값(K$_{r}$)을 검토한 후 계수들의 조합 $K_{r}$ =0.94, f=0에서 수치결과가 실험 결과에 잘 부합되는 것으로 나타났다.

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리듬적 청각자극이 편마비환자들의 보행에 미치는 영향 (The Effects of Rhythmic Auditory Stimulation (RAS) on Hemiplegia Patient' Gait)

  • 김태연
    • 인간행동과 음악연구
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    • 제5권1호
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    • pp.1-17
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    • 2008
  • 본 연구는 신경학적 음악치료의 한 방법인 RAS가 편마비 환자의 회전과 직선보행 시 보행요소에 어떠한 영향을 미치는지를 살펴보고자 하였다. 연구는 음악치료소거와 개입의 차이를 4주간 비교하는 반복측정 설계로 디자인되었고 측정 보행요소에 대해 21가지로 세부 항목화 하였다. 연구의 대상은 보행훈련이 필요한 4명을 물리치료사에게 의뢰받았으며, 사용된 음악은 행진곡, 가곡을 중심으로 연구자가 선택하였다. 각 세션은 워밍업, RAS보행훈련, 마무리로 구성되었다. RAS보행훈련에서 사용된 음악들은 음악치료처치 전 측정한 각 환자의 본래 보행속도에 맞추어진 빠르기로 제공되었다. 속도는 점차적으로 빠르게 제공하였으며 각 세션이 50분간 진행되었다. 연구결과 음악치료 소거구간(A)보다 음악치료처치구간(B)에서 보행능력이 증가됨을 관찰할 수 있었고, 다른 치료가 음악치료와 병행될 때 환자들의 보행능력 향상에 더욱 긍정적인 영향을 준다는 선행연구를 지지하는 결과를 보였다. 또한 본 연구는 RAS음악치료처치가 직선보행 시 뿐만 아니라 회전보행 시 보행능력 향상에 도움을 준다는 것을 보여준다는 의의를 가진다.

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고속도로 선형조건별 교통사고 위험도 평가모형 개발 (호남고속도로를 중심으로) (Traffic Accident Prediction Model by Freeway Geometric Types)

  • 강정규;이성관
    • 대한교통학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.163-175
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    • 2002
  • 교통사고의 원인은 도로, 차량들의 물리적 요인과 인적요인으로 분류하고 있다. 이중 차량과 관련해서는 수많은 신기술들이 개발되었고 또 개발 중에 있으며 인적요인에 관해서는 최근 국내에서도 중요한 연구들이 수행 중에 있으나 그 결과를 실용화하는데는 더 많은 시간이 필요할 것으로 보인다. 도로요인에 관한 그 동안의 연구가 국도 등에 집중되었기 때문에 오히려 도로의 위계상 최상위 위치에 있는 고속도로를 중심으로 한 연구가 미진한 것처럼 비쳐지는 것도 부정할 수 없는 사실이다. 미국은 도로 안전도 증진을 목표로 IHSDM(Interactive Highway Safety Design Module)이라는 통합설계모듈의 개발을 추진 중에 있으며, 국내에서도 기초적인 연구가 시작되었다. 이러한 평가모듈의 개발에 필수적인 것이 도로설계대안별로 교통안전도를 계량적으로 평가하는 모형의 개발이다. 본 연구에서는 먼저 교통사고의 원인이 되는 도로요인 중 특히 도로선형과 교통사고와의 관계를 밝혀내기 위해 도로선형의 변화(선형개량, 도로확장)가 비교적 적었던 호남고속도로를 대상으로 고속도로의 선형요소와 교통사고와의 미시적인 관계를 규명하였다. 이를 위해 대상도로를 직선부, 곡선부. 완화곡선부 등으로 1차 구분하였으며 이들 구간의 선형요소와 지난 5개년('96년∼'00년) 간의 교통사고 자료를 데이터베이스화하여 모형산정에 이용하였다. 또한 도로선형 요소 중 특히 교통사고와 관계가 큰 것으로 분석된 몇몇 요소들을 이용해 고속도로 선형조건별 안전도평가모형을 구축하였다.