• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.8 no.1
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• pp.308-317
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• 2008

The objects real time rendered in the 3D cyber space can interact with each others according to the events which are happened when satisfying some conditions. But to representing the behaviors with these interactions, too many event conditions are considered because each behavior pattern and event must be corresponded in a one-to-one ratio. It leads to problems which increase the system complexity. So, in this paper, we try to physical method based on elasticity force for representing more realistic behaviors of AI fish and apply to the deformable multi-detection sensor, so we suggest the new method which can create the various behavior patterns responding to one evasion event.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.6 no.2
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• pp.151-171
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• 1992

선체응답의 변화를 고찰, 계산 결과를 요약하였다. 이에 대한 계산은 유체 동력학적 해석을 이용하였으며 본 이론의 합리성을 아울러 지적하였다. 선체의 유연성을 증가시킴으로서 추격선두 굽힘 모멘트는 줄지만, 모멘컴 굽힘 모멘트는 일반적으로 증가함이 나타났다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.49 no.2
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• pp.109-115
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• 2012

Slamming phenomenon may occur when a ship navigates a high sea region, where the response of ship can be expected as elastic behaviour and the resultant wave loads may increase. In this paper, numerical analysis of ship motions and wave loads including momentum slamming was performed using the strip theory with regular waves. In order to analyze the effect of slamming force on the global ship motions, time histories of each mode of displacement and forces were simulated by using Newmark-beta time integration scheme. The added mass and damping coefficients calculated by Lewis form method were compared with the results of given references. For verification of numerical results, the motion RAOs of a S175 containership were calculated as an example of application and time histories of respective displacement and vertical bending moment were compared with the results of ITTC workshop benchmark test.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.27 no.1
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• pp.37-43
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• 2014

The extended framework of Hamilton's principle provides a new rigorous weak variational formalism for a broad range of initial boundary value problems in mathematical physics and mechanics in terms of mixed formulation. Based upon such framework, a new variational numerical method of linear elasticity is provided for the classical single-degree-of-freedom dynamical systems. For the undamped system, the algorithm is symplectic with respect to the time step. For the damped system, it is shown to be accurate with good convergence characteristics.

• Journal of Internet Computing and Services
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• v.15 no.1
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• pp.171-178
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• 2014

This paper presents dynamic modelling of a virtual object in augmented reality environments when external forces are applied to the object in real-time fashion. In order to simulate a natural behavior of the object we employ the theory of Newtonian physics to construct motion equation of the object according to the varying external forces applied to the AR object. In dynamic modelling process, the physical interaction is taken placed between the augmented object and the physical object such as a haptic input device and the external forces are transferred to the object. The intrinsic properties of the augmented object are either rigid or elastically deformable (non-rigid) model. In case of the rigid object, the dynamic motion of the object is simulated when the augmented object is collided with by the haptic stick by considering linear momentum or angular momentum. In the case of the non-rigid object, the physics-based simulation approach is adopted since the elastically deformable models respond in a natural way to the external or internal forces and constraints. Depending on the characteristics of force caused by a user through a haptic interface and model's intrinsic properties, the virtual elastic object in AR is deformed naturally. In the simulation, we exploit standard mass-spring damper differential equation so called Newton's second law of motion to model deformable objects. From the experiments, we can successfully visualize the behavior of a virtual objects in AR based on the theorem of physics when the haptic device interact with the rigid or non-rigid virtual object.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.27 no.3
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• pp.173-182
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• 2014

The mixed convolved action principle provides a new rigorous weak variational formalism for a broad range of initial boundary value problems in mathematical physics and mechanics in terms of mixed formulation, convolution, and fractional calculus. In this paper, its potential in the development of numerical methods for transient problems in various dynamical systems when adopting temporally second order approximation is investigated. For this, the classical single-degree-of-freedom linear elastic dynamical systems are primarily considered to investigate computational characteristics of the developed algorithms. For the undamped system, all the developed algorithms are symplectic with respect to the time step. For the damped system, they are shown to be accurate with good convergence characteristics.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.37 no.3
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• pp.99-109
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• 2000

Elastic dynamic responses analysis program for ship hulls considering slamming impact loads due to the voyage in large amplitude waves is developed. Ship hull structures are modeled by a thin-walled beam model in order to consider effects of shear deformation. The momentum slamming theory is used to derive nonlinear hydrodynamic forces considering intersection between wave particles and ship section. For the validation of the developed computer program, motions of a V-shaped simple section model and S-175 standard container model are calculated and analyzed. In each numerical example, time histories of relative displacement, velocity and vertical bending moment of a ship section are derived, considering the effect of slamming impacts in various wave conditions.ures near the free surface as well as the wake of the hydrofoil.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.39 no.3
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• pp.64-74
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• 2002

A special purposed program for ship hull strength analysis considering whipping phenomena is developed. In this program, the non-linear hydrodynamic impact force is considered using the momentum slamming theory and the hull girder is modeled as elastic body on the base of Timoshenko's beam theory. The numerical verifications are conducted in the view points that the effect of slamming impact force, the effect of hydro-elastic formulation, and the effect of various design parameters such as ship speed, wave amplitude, wave length and others. By the application of a real ship design process, the availability of the program is proved. This program has a GUI function for many I/O data process as well as the function to show the 2-D ship motion in the graphic window, and has other available functions for the whipping analysis.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.476-476
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• 2014

서론: 저 전력 소모를 필요로 하는 무선 센서 네트워크 관련 기술의 급격한 발달과 함께 자체 전력 수급을 위한 진동 에너지 수확 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다양한 구조와 소재를 압전 외팔보에 적용하여 제안하고 있다. 그 중에서도 진동 기반의 에너지 수확 소자는 주변 환경에서 쉽게 진동을 얻을 수 있고, 높은 에너지 밀도와 제작 방법이 간단하다는 장점을 가지고 있어 많은 분야에 응용 및 적용 가능하다. 기존 연구에서는 2차원적으로 진동 에너지 수확을 위한 휜 구조의 압전 외팔보를 제안 하였다. 휜 구조를 갖는 압전 외팔보는 각각의 짧은 두 개의 평평한 외팔보가 일렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 하나의 짧고 평평한 외팔보는 진동이 가해지면 접선 방향으로 응력이 생겨 최대 휨 모멘텀을 갖게 된다. 그러므로 휜 구조를 갖는 외팔보는 진동이 인가됨에 따라 길이 방향과 수직 방향으로 진동한다. 하지만, 이 구조는 수평 방향으로 가해지는 진동에 대한 에너지를 수확하기에는 한계점을 가진다. 즉, 3축 방향에서 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확하기는 어렵다. 본 연구에서는 3축 방향에서 에너지를 효율적으로 수확할 수 있도록 헤어-셀 구조의 압전 외팔보 에너지 수확소자를 제안한다. 제안된 소자는 길이 방향과 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 진동하여 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있다. 구성 및 공정: 제안하는 소자는 3축 방향에서 임의의 진동을 수확하기 위해서 길이를 길게 늘이고 길이 방향을 따라 휘어지는 구조의 헤어-셀 구조로 제작하였다. 외팔보의 구조는 외팔보의 폭 대비 길이의 비가 충분히 클 때, 추가적인 자유도를 얻을 수 있다. 그러므로 헤어-셀 구조의 에너지 수확 소자는 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향을 통해서 3차원적으로 임의의 주변 진동 에너지를 수확하여 전기적인 에너지로 생성시킬 수 있다. 제작된 소자는 높은 종횡비를 갖는 무게 추($500{\times}15{\times}22{\mu}m3$)와 길이 방향으로 길게 휜 압전 외팔보($1000{\times}15{\times}1.7{\mu}m3$)로 구성되어있다. 공정 과정은 다음과 같다. 먼저, 실리콘 웨이퍼 위에 탄성층을 형성하기 위해 LPCVD SiNx를 $0.8{\mu}m$와 LTO $0.2{\mu}m$를 증착 후, 각각 $0.03{\mu}m$과 $0.12{\mu}m$의 두께를 갖는 Ti와 Pt을 하부 전극으로 스퍼터링한다. 그리고 Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 박막을 $0.35{\mu}m$ 두께로 졸겔법을 이용하여 증착하고 상부 Pt층을 두께 $0.1{\mu}m$로 순차적으로 스퍼터링하여 형성한다. 상/하부 전극은 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용해 건식 식각으로 패턴을 형성한다. PZT 층과 무게 추 사이의 보호막을 씌우기 위해 $0.2{\mu}m$의 Si3N4 박막이 PECVD 공정법으로 증착되고, RIE로 패턴을 형성된다. Ti/Au ($0.03/0.35{\mu}m$)이 E-beam으로 증착되고 lift-off를 통해서 패턴을 형성함으로써 전극 본딩을 위한 패드를 만든다. 초반에 형성한 실리콘 웨이퍼 위의 SiNx/LTO 층은 RIE로 외팔보 구조를 형성한다. 이후에 진행될 도금 공정을 위해서 희생층으로는 감광액이 사용되고, 씨드층으로는 Ti/Cu ($0.03/0.15{\mu}m$) 박막이 스퍼터링 된다. 도금 형성층을 위해 감광액을 패턴화하고, Ni0.8Fe0.2 ($22{\mu}m$)층으로 도금함으로써 외팔보 끝에 무게 추를 만든다. 마지막으로, 압전 외팔보 소자는 XeF2 식각법을 통해 제작된다. 제작된 소자는 소자의 여러 층 사이의 고유한 응력 차에 의해 휨 변형이 생긴다. 실험 방법 및 측정 결과: 제작된 소자의 성능을 확인하기 위하여 일정한 가속도 50 m/s2로 3축 방향에 따라 입력 주파수를 변화시키면서 출력 전압을 측정하였다. 먼저, 소자의 기본적인 공진 주파수를 얻기 위하여 수직 방향으로 진동을 인가하여 주파수를 변화시켰다. 그 때에 공진 주파수는 116 Hz를 가지며, 최대 출력 전압은 15 mV로 측정되었다. 3축 방향에서 진동 에너지 수확이 가능하다는 것을 확인하기 위하여 제작된 소자를 길이 방향과 수평 방향으로 가진기에 장착한 후, 기본 공진 주파수에서의 출력 전압을 측정하였다. 진동이 길이방향으로 가해졌을 때에는 33 mV, 수평방향으로 진동이 인가되는 경우에는 10 mV의 최대 출력 전압을 갖는다. 제안하는 소자가 수 mV의 적은 전압은 출력해내더라도 소자는 진동이 인가되는 각도에 영향 받지 않고, 3축 방향에서 진동 에너지를 수확하여 전기에너지로 얻을 수 있다. 결론: 제안된 소자는 3축 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있는 에너지 수확 소자를 제안하였다. 외팔보의 구조를 헤어-셀 구조로 길고 휘어지게 제작함으로써 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향에서 출력 전압을 얻을 수 있다. 미소 전력원으로 실용적인 사용을 위해서 무게추가 더 무거워지고, PZT 박막이 더 두꺼워진다면 소자의 성능이 향상되어 높은 출력 전압을 얻을 수 있을 것이라 기대한다.