• 대한교통학회지
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• 제20권2호
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• pp.81-92
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• 2002

차량과 보행자의 충돌시에는 충돌의 원인을 규명하는데 필요한 선회특성이 나타나게 된다. 지금까지의 연구에서는 보행자의 운동형태를 기초 물리학에서 유도된 공식으로 표현하였다. 그 결과 차량과 보행자의 다양한 변수에 대해 충분한 고려를 하지 못하였다. 그러한 한계를 극복하기 위하여 동역학적 시뮬레이션 프로그램인 MADYMO를 이용하여 다양한 조건하에서의 보행자 충돌 형태를 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션에서 차체와 보행자 더미는 강체, 조인트, 스프링으로 모델링하였다. 보행자 시뮬레이션은 차량의 속도별로 수행되었으며 그 결과를 이전의 기초 물리학 공식과 비교하였는데 이전의 공식은 보행자의 상태조건을 제대로 반영하지 못함을 알수 있었다. 따라서, 보행자 충돌시에 차량과의 충돌현상에 대해 명확히 설명해 주는 동역학적 시뮬레이션을 사용하여야 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.507-513
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• 2021

본 연구는 노면 흔적이 발생하지 않은 충돌 사고 사례를 중심으로 양 차량의 최종 정지 위치 및 자세, 차량 파손 부위, 노면 흔적, 차량의 제원, 충돌 각도. 충돌 속도, 제동 여부, 조향 여부 등의 자료를 토대로 교통 사고 분석을 위해 사용하는 차량 충돌 해석 시뮬레이션 프로그램인 PC-CRASH을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 차대 차 사고에서 충격 자세, 제동 여부, 최종 정지 위치, 충격 지점 및 충돌 속도는 사고 재구성을 위한 중요한 요소이다. 특히, 충돌 속도는 가장 중요한 쟁점이다. SM5와 렉서스의 충돌 속도는 각각 131km/h, 74km/h, SM5와 렉서스의 충돌각은 각각 0.91°, -161.07°으로 분석되었다. 사고 원인은 교차로를 통과하는 SM5가 최고 제한 속도를 61km/h 초과하여 렉서스의 좌회전 차로로 진입하였고, 렉서스는 충돌을 회피하기 위한 과정에서 충돌하였다. 시뮬레이션의 충돌 궤적 오차율은 약 1.4%이다. 사고 조사자의 주관적인 경험에서 벗어나 충돌 역학 및 차량 공학 측면과 시뮬레이션을 적극 활용하여 사실에 근접한 원인 규명을 제시하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.324-331
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• 2010

본 논문에서는 무인자동차의 자율주행을 위한 알고리즘을 제시하고 3차원 그래픽 시뮬레이션을 통하여 안정성 기반 자율주행 알고리즘의 성능을 검증하고자 한다. 제안된 자율주행 알고리즘은 주변 인접 차량의 위치, 속도, 가속도, 주행 차로 정보를 바탕으로 자율주행 차량과의 충돌가능성 및 충돌예측시간을 계산하여 최적의 안정 주로를 선택하고 이러한 주행 차로에 대한 주행 궤적을 생성하여 추종토록 함으로써 자율주행이 이루어지도록 한다. 본 논문에서는 제안된 자율주행 알고리즘을 검증하기 위하여 3차원 그래픽 시뮬레이션 환경을 구축하였으며 다차로, 다차량 주행 환경에서 몇 가지 가상 도로 환경을 구축하여 시뮬레이션 하였고 자율주행 차량의주행 궤적을 인접 주행차량의 주행 궤적과 비교 확인함으로써 알고리즘의 타당성을 검증하였다. 시뮬레이션 결과 제시된 안정성 기반 자율주행 알고리즘은 다차로, 다차량 주행 환경에서 주변 차량과 충돌 없이 안정적인주행 성능을 보여주는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.11-19
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• 2015

본 논문은 실제 블랙박스 영상을 통해 추적한 차량의 실제 경로 또는 사용자가 UI를 통해 그린 차량의 이동 경로를 이용하여 사실적인 3차원 차량 충돌 장면을 물리 시뮬레이션을 통해 생성하는 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션에 사용될 차량의 3차원 경로의 획득, 물리 기반 시뮬레이터 상에서 사용자가 원하는 경로대로 3차원 차량 모델을 적은 오차로 제어하는 경로 추적 알고리즘, 그리고 남아있는 오차를 보다 더 줄여주는 경로 최적화 알고리즘을 조합하여 사용자의 의도에 맞는 정확한 경로에서의 차량 충돌 장면을 재현하도록 도와준다. 또한 차량 충돌로 인한 차체의 변형을 차량 모델 골격의 세분화를 통하여 실시간으로 시뮬레이션 하여 실제 교통사고 시의 차량의 충돌 장면이 최대한 가상공간에서 사실적으로 재현되도록 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.113-120
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• 2023

본 논문에서는 LS-DYNA를 활용한 원자력발전소 설치 로드블록 차량 시뮬레이션 방법을 소개한다. 차량 강습 위협이 원자력 발전소의 설계기준위협으로 포함된 이후로 차량 강습을 대비하기 위한 차량 방벽(Anti-ram barrier)의 성능 평가 소요가 커지고 있다. 차량 방벽은 일반적으로 충돌 실험을 통하여 성능을 인증 받는다. 하지만 국내에서는 차량 방벽에 대한 성능 시험 시설이 마련되어 있지 않아, 시뮬레이션을 통한 차량 방벽 성능 검증이 필요하다. LS-DYNA는 충돌 시뮬레이션에 특화되어 있으며, NCAC를 비롯한 여러 기관에서 충돌 시험과의 타당성 검증을 완료한 수치 모델을 배포하고 있다. 본 논문에서는 로드블록의 가장 핵심적인 차량 차단막 모듈의 FE 모델을 구축하여 충돌 시뮬레이션을 수행하였다. 계산된 결과는 NCHRP 179의 차량 안전 시설 충돌 시뮬레이션 검증 기준을 준용하여 검증하였다. 그 결과 모래시계 에너지(hourglass energy)가 총 에너지의 5%를 넘지 않고 내부 에너지의 10%를 넘지 않는 것을 확인하였으며, added mass가 1% 미만으로 기준인 10%를 넘지 않는 것을 확인하였다. 향후 FE 모델을 활용하여 물리적 방벽의 성능을 평가하여 데이터 베이스를 구축할 예정이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권9호
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• pp.885-892
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• 2015

본 연구에서는 서울메트로 2 호선 상왕십리역에서 발생한 전동열차 충돌사고에 대하여 사고재현 시뮬레이션을 수행하고 사고 발생 시 피해를 최소화할 수 있는 개선방안을 제시한다. 사고재현을 위해 상용 충돌해석 소프트웨어인 LS-DYNA를 사용하여 1 차원 및 3 차원 시뮬레이션을 수행하였다. 1 차원 시뮬레이션을 통해 각 차량 연결기의 하중, 변위, 충격흡수 에너지 및 차량의 가속도를 분석하여 사고 시 충돌안전도를 평가하였으며, 3 차원 시뮬레이션을 통해 차량의 변형 및 타고오름 현상을 분석하였다. 또한 사고 전동차의 충돌안전도 향상을 위한 개선방안들을 제시하고, 그 중 선두차량에 고용량 완충장치를 적용하는 방안에 대하여 1 차원 시뮬레이션을 통해 충돌안전도의 개선 여부를 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.514-521
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• 2021

수식적 해법을 이용하여 교차로 교통사고 충돌 속도를 산정을 위해서는 충돌 전 차량 진입각 및 충돌 후 차량 이탈각 추정은 비교적 쉽지만, 충돌 후 차량의 감속을 분석하기는 매우 어렵다. 충돌 지점부터 최종 위치까지 이동하는 과정에서 노면 흔적이 발생하지 않으면, 충돌 후 차량의 감속을 분석하기 어렵다. 차량의 주행 특성에 따른 관성력과 충돌 부위 및 충돌 속도에 따른 편심력 등의 작용으로 충돌 후 차량 운동 궤적은 불규칙한 곡선 궤적을 보인다. 그러므로, 정확한 충돌 속도 분석을 위해서는 충돌 후 적정한 이탈각을 설정하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 컴퓨터 시뮬레이션(PC-Crash)을 이용한 모의 충돌 실험 자료에 근거하여 충돌 후 적정한 차량 이탈각과 충돌 속도와의 상관관계를 분석하여 회귀 분석 모형을 제안하고, 교차로 충돌사고에 차량 이탈각만을 적용한 충돌 속도 산출 방법을 제시하였다. 본 연구의 회귀 분석 모형에서 결정 계수는 0.864이므로 제시한 회귀 분석 모형이 매우 적합하다는 것을 알 수 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.413-416
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• 2010

본 연구에서는 복합소재 교량용 방호울타리를 개발하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 강재 교량용 방호울타리와 복합소재 교량용 방호울타리의 성능을 비교하였다. 구조적 강도 성능 측면에서 복합소재 교량용 방호울타리의 경우 교량용 방호울타리의 변형이 31.7%로 감소하여 강재 교량용 방호울타리 보다 강도 성능이 우수하였다. 탑승자 보호 성능 측면에서, 복합소재 교량용 방호울타리는 THIV 47.1%, PHD 49.0%로 감소하여 강재 교량용 방호울타리 보다 탑승자 보호성능이 우수하였다. 충돌 후 차량의 거동 측면에서, 복합소재 교량용 방호울타리는 이탈속도가 증가하고 이탈각도가 감소하여 강재 교량용 방호울타리 보다 충돌 후 차량의 거동이 우수하였다. 교량용 방호울타리의 비산 측면에서, 강재 및 복합소재 교량용 방호울타리는 비산이 발생하지 않았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권4D호
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• pp.539-546
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• 2011

자동차의 충돌해석은 다양한 형태로 구성되며, 충돌 중 차량에 작용되는 속도변화는 차량 간의 충돌정도나 차량 내에 탑승한 승객의 안전도를 평가하는 매우 중요한 요소로 활용된다. 이로 인해 충돌해석 시뮬레이션 프로그램을 활용한 속도변화의 결과치를 해석하는 방법들이 필요하게 된다. 그러나 다양한 충돌해석 시뮬레이션이 보급됨으로 인해 각 프로그램에 대한 신뢰성 평가가 요구되고 있다. 본 연구에서는 전혀 다른 물리적 접근방식을 채택하는 충돌해석 프로그램인 EDSMAC과 PC-CRASH프로그램을 활용하여 초기 입력조건 중 차량의 무게, 무게중심, 구름저항, 강성계수, 제동력 등 여러 충돌인자들을 일정한 범위 내에서 값을 변화시키면서 1차원 정면 및 2차원 측면직각충돌 실험을 수행하였다. 그리고 충돌인자들이 출력결과 값인 충돌 중 속도변화에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 본 연구 결과, 두 시뮬레이션 프로그램 모두 차량의 무게, 무게중심, 제동력에 대해 동일한 속도변화의 패턴을 보였다. 차량의 강성계수는 EDSMAC에만 반응하였으며, 구름저항계수는 속도변화에 별다른 영향을 미치지 못하였다. 그러나 속도변화의 값에 대해서는 다소 상대적인 차이를 나타내었는데, 이는 각 시뮬레이션 프로그램에 고정된 물성치 값이 그대로 적용됨으로 인한 반응의 결과로 해석된다. 따라서 시뮬레이션 프로그램의 고정 값을 고려한 속도분석으로 교통사고 충돌해석에 대한 신뢰성을 향상시켜야 할 것이다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.197-202
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• 2010

차선을 벗어난 승용차가 기초에 강결된 표지판 지주에 충돌할 경우 차량이 받는 충격과 변형은 탑승자의 안전을 위협하게 되므로 분리지주를 쓰는 것이 일반적이다. 국도에서 $1200mm{\times}1200mm$의 단일노선표지에 사용되는 직경 101.6mm, 두께 4.0mm의 강관지주가 기초에 강결되었을 때와 Clip형 분리장치를 갖는 경우에 대한 820kg-50kg-정면 충돌 시 차량과 지주의 거동을 LS-DYNA 시뮬레이션을 통하여 비교 분석하였다. 분리식 지주 충돌 시뮬레이션 결과는 동일한 조건의 충돌실험 결과와 비교하여 신뢰도를 높였다. 강결된 원형지주에 대한 충돌 시뮬레이션 결과 탑승자 안전지수(THIV, PHD)와 차량의 변위가 탑승자의 안전을 위협하는 수준으로 나타났으나 Clip형 분리장치를 갖는 지주에 대한 충돌 시뮬레이션 결과 충돌 시 지주의 분리로 감속도가 현저히 줄어들어 안전한 것으로 확인되었다.