• Title/Summary/Keyword: 회전 제약

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Optimal Design for Weight Reduction of Rotorcraft Shaft System (회전익기의 축계 경량화를 위한 최적설계)

  • Kim, Jaeseung;Moon, Sanggon;Han, Jeongwoo;Lee, Geun-Ho;Kim, Min-Geun
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.35 no.4
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    • pp.243-248
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    • 2022
  • Weight optimization was performed for a rotorcraft shaft system using one-dimensional Euler-Bernoulli beam elements. Torsion, shaft support stiffness such as bearings, flange mass are all considered. To guarantee structural dynamic stability, eigenvalue analysis was performed to avoid critical speed and tooth mesh excitation form the gearbox. The weight optimization was performed by adjusting the thickness and radius while the length of the shaft was fixed, and the optimization process was divided into two stages. In the first, the weight is optimized with the torsional strength constraint. In the second, the difference between the primary mode of shaft and the critical speed is maximized so that the primary mode of the shaft can avoid the critical speed while the constraint on the torsional strength of the shaft is satisfied according to the standard for shaft system stability (AMC P 706-201, 1974). The proposed method was verified by comparing the results of the optimal design using the given one-dimensional beam elements with the stress results of the 3D finite element and the actual manufactured shaft.

Augmented Reality Based Remote 3D Collaborative Design Workspace (증강현실 기반의 원격 3차원 디자인 협업 환경에 관한 연구)

  • SaKong, Kyung;Nam, Tek-Jin
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 2006.02b
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    • pp.221-226
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    • 2006
  • 원격 3차원 디자인 협업 환경이란 원거리에 있는 디자이너들이 3차원 모델을 함께 동시적으로 다루는 협업 환경으로서, 제품 개발 프로세스의 비용과 시간을 단축하는데 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 이에 대한 연구는 아직 미비한 실정이며 기존의 연구들도 2차원 데스크탑 환경에 제한된 문제점이 있다. 따라서 본 연구는 새로운 협업 환경의 제안을 통해 지리적으로 떨어진 디자이너들간의 3D 모델에 관한 원활한 협업을 촉진하는 것을 목표로 한다. 본 연구에서 제안한 증강현실 기반의 원격 3차원 디자인 협업 환경은 3D 모델의 공유를 위한 회전 원반(turntable)과 상대의 위치 및 제스처 정보를 제공하는 가상 그림자(virtual shadows)로 구성된다. 동시적으로 회전하는 회전원반은 물리적인 매개체로서 가상물체와 실제 세계를 자연스럽게 연결하는 동시에 상대의 실재감을 높인다. 가상그림자는 가상물체 주위로 보여지는 사람들의 손과 팔의 움직임을 시각화하여 공유하는 것으로, 상대의 위치뿐 아니라 지시, 제스처 등 행동에 대한 인식이 지속적으로 이루어지게 한다. 프로토타입을 제작하고 사용자 평가 실험을 실시하여 3차원 모델을 검토하는 단계에 그 유용성이 있음을 확인하였다. 데스크탑 환경의 모델링 툴에 익숙한 사용자들은 실제 공간에서 가상물체를 조작할 수 있음에 긍정적인 반응을 보였고 회전원반과 가상그림자의 제공은 태스크 수행의 정확도를 높이며 협업을 촉진하는 결과를 보였다. 본 연구는 환경적 제약으로 원활하게 이루어지지 못했던 3D 모델에 관한 원격 협업에 의사소통의 장을 마련하고 이를 촉진시킨다는 점에서 그 의의가 있다. 본 환경에서 제시한 상대방과 협업대상물에 대한 심리적, 물리적 공유 감을 증대시키는 방법들은 3D 모델에 관한 디자인 협업에서 확장되어 다른 원격 협업을 지원하는 데도 적용될 수 있을 것이다.

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A method of measurement for gait cycle based on motion sensors (모션센서를 기반으로 하는 보행주기 측정 방법)

  • Hyeon, Hun-Beom;Song, Su-Ho;Hong, Ji-Heon;Lee, Hyun
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2016.10a
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    • pp.761-763
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    • 2016
  • 근래 물리치료에서 외관이 아닌 내부의 움직임을 볼 수 있는 장비를 요구하고 있다. 즉, 관절과 같은 눈에 보이지 않는 움직임을 살펴보고자 한다. 지금까지 나온 장비로는 카메라를 이용한 장비로 움직임에 따른 관절의 움직임을 비롯하여 높은 성능으로 정확한 정보를 제공한다. 하지만 장비의 주체가 카메라이기 때문에 많은 제약사항이 따른다. 일정한 공간이 필요하고, 암막상태이며 단순 보행주기를 실험하는 것에도 많은 준비가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 위와 같은 제약을 모두 없애고 센서를 착용하기만 하면 관절의 움직임을 측정할 수 있는 간편한 측정방법을 제공하고자 한다. 그 중 압력센서를 동반하여 보행주기를 정확히 측정하고 관절의 움직임을 볼 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 본 논문에서 제시하는 방법은 모션센서의 회전각을 이용하여 관절의 움직임을 유추하고 그 값을 그래프로 출력하는 방식이다. 또한 연구 실험 결과, 보행주기를 측정하기 위해 압력센서를 이용하여 보행 1주기의 4포인트를 정확히 측정할 수 있고자 한다.

A Study on the Problem and Improvement of VR Content Using Motion Platform and VR HMD (모션플랫폼과 VR HMD를 사용하는 VR콘텐츠의 제작환경에 따른 문제점과 개선 방안)

  • Kwon, Ho-Jong;Sung, Jung-Hwan
    • Journal of Korea Game Society
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    • v.19 no.3
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    • pp.15-24
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    • 2019
  • Many limitations arise when using washout algorithms to calibrate input values in VR content-making environments using VR HMD and motion platforms. Thus, in this study, we designed a new fabrication method using a control object that turns acceleration into a rotational motion. A total of 30 people were tested to see if the improved method was better than the existing one. The results showed significant differences that the improved method is better for realism, immersion and ride comfort.

Directional Variation of Apparent Elastic Constants and Associated Constraints on Elastic Constants in Transversely Isotropic Rocks (횡등방성 암석에서 겉보기 탄성정수의 방향성 변화와 탄성정수 제약조건)

  • Youn-Kyou Lee
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.33 no.3
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    • pp.150-168
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    • 2023
  • The anisotropic behavior of rocks is primarily attributed to the directional arrangement of rock-forming minerals and the distribution characteristics of microcracks. Notably, sedimentary and metamorphic rocks often exhibit distinct transverse isotropy in terms of their strength and deformation characteristics. Consequently, it is crucial to gain accurate insights into the deformation and failure characteristics of transversely isotropic rocks during rock mechanics design processes. The deformation of such rocks is described by five independent elastic constants, which are determined through laboratory testing. In this study, the characteristics of the directional variation of apparent elastic constants in transversely isotropic rocks were investigated using experimental data reported in the literature. To achieve this, the constitutive equation proposed by Mehrabadi & Cowin was introduced to calculate the apparent elastic constants more efficiently and systematically in a rotated Cartesian coordinate system. Four transversely isotropic rock types from the literature were selected, and the influence of changes in the orientation of the weak plane on the variations of the apparent elastic modulus, apparent shear modulus, and apparent Poisson's ratio was analyzed. Based on the investigation, a new constraint on the elastic constants has been proposed. If the proposed constraint is satisfied, the directional variation of the apparent elastic constants in transversely isotropic rocks aligns with intuitive predictions of their tendencies.

Rotor Performance Optimization of the Canard Rotor Wing Aircraft (Canard Rotor Wing 항공기의 로터 성능 최적화 연구)

  • Jeon, Kwon-Su;Lee, Jae-Woo;Byun, Yung-Hwan;Yu, Yung H.
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.36 no.2
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    • pp.105-114
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    • 2008
  • In this study, the sizing and performance analysis program is developed for the canard rotor wing(CRW) aircraft which operates in dual modes (fixed wing mode and rotary wing mode). The developed program is verified for both fixed wing and rotary wing modes using the existing aircraft data and the design optimization formulation is made to perform the reconnaissance mission. For the canard rotor wing aircraft optimization , multi-objective function is constructed to consider both the fixed wing mode and rotary wing mode the weighting factor. For six design cases with different weighting factors and different design constraints, the optimization is performed and improved rotor design results are derived.

Development and Application of the Learning Application of the Rotating Object (회전체 학습 어플리케이션 개발 및 활용)

  • Chang, Chiwoong;Kim, Kapsu
    • Journal of Digital Convergence
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    • v.12 no.6
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    • pp.549-557
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    • 2014
  • The learning application of the rotating object utilizing smart devices, it is possible by using the touch functionality and 3D graphics to enhance the realism and operational feeling, and to overcome the limitations of learning content existing. In this study, I designed a "rotation class" based on the learning contents of elementary and middle mathematics education and developed the learning application which driven by smart Android-based device by using Andoroid API class and the OpenGL ES Because this application is driven by the smart devices, learners easily can make the rotated objects and observe them. It can be utilized in various for elementary and middle education.

Visual Information Tactile Transformation Display to Expand the Enjoyment of Art and Culture for the Blind (시각장애인 예술 문화 향유 확장을 위한 시각 정보 촉각 변환 디스플레이)

  • Sang-Don Lee;Ju-Hyeon Lee;Jae-Hyeong Hwang;Hyeon-Jung Hwang;Jae-Hun Lee
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2023.11a
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    • pp.996-997
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    • 2023
  • 시각 장애인들의 시각 정보에 대한 낮은 접근성은 문화, 예술 활동에 큰 제약을 가져다 주고 있다. 실제로 시각 장애인 중 약 절반 이상이 문화, 여가생활에 만족하지 못한다고 답하였고 전시회, 미술품 감상 또는 관람 활동은 약 5%만이[1] 참여하고 있는 것으로 나타났다. 이러한 한계를 극복하기 위해 시각이라는 감각의 한계를 뛰어넘어 시각 미디어를 즐길 수 있게 하는 서비스를 제작하였고, 이는 크게 웹서비스인 web view editor와 물리적인 촉각 디스플레이로 구성된다. 시각 미디어인 이미지는 8×8로 나눠 각 영역을 OpenCV 라이브러리와 K-means clustering 알고리즘을 이용하여 9 level로 분류시키고, 구분된 level에 맞게 cell의 높낮이 차이를 두기 위하여 Arduino를 통한 회전-선형 변환기를 제작했다. Arduino의 PWM 기능을 이용해 모터의 속도와 방향을 제어하며, 각 모터의 드라이버는 Arduino와 연결되어 있어 모터의 회전을 제어하게 했다. 결과적으로 본 연구에서는 cell의 높낮이 차이를 9 level로 구분하여 시각 정보를 촉각으로 수용할 수 있는 장치를 제작하였고, 이 장치를 통해 기존의 시각 장애인들이 문화 생활을 쉽게 향유하고 이를 바탕으로 창의성과 상상력을 증대시켜 더욱 밀접하게 사회와 연결되고 소통 할 수 있는 기회의 초석이 되기를 기대하는 바이다.

Miniaturized Ground-Detection Sensor using a Geomagnetic Sensor for an Air-burst Munition Fuze (공중폭발탄용 신관에 적용 가능한 초소형 지자기 지면감지 센서)

  • LEE, HanJin
    • Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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    • v.54 no.5
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    • pp.97-105
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    • 2017
  • An air-burst munition is limited in space, so there is a limit on the size of the fuze and the amount of ammunition. In order to increase a firepower to a target with limited ammunition, it is necessary to concentrate the firepower on the ground instead of the omnidirectional explosion after flying to the target. This paper explores the design and verification of a ground-detection sensor that detects the direction of the ground and determines the flight-distance of an air-burst munition using a single axis geomagnetic sensor. Prior to the design of the ground detection sensor, a geomagnetic sensor model mounted on the spinning air-burst munition is analyzed and a ground-detection algorithm by simplifying this model is designed. A high speed rotating device to simulate a rotation environment is designed and a geomagnetic sensor and a remote-recording system are fabricated to obtain geomagnetic data. The ground detection algorithm is verified by post-processing the acquired geomagnetic data. Taking miniaturization and low-power into consideration, the ground detection sensor is implemented with analog devices and the processor. The output signal of the ground detection sensor rotating at an arbitrary rotation speed of 200 Hz is connected to the LED (Light Emitting Diode) in the high speed rotating device and the ground detection sensor is verified using a high-speed camera.

3-Level Response Surface Design by Using Expanded Spherical Experimental Region (확장된 구형설계를 이용한 반응표면설계)

  • Kim, Ha-Yan;Lee, Woo-Sun
    • The Korean Journal of Applied Statistics
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    • v.25 no.1
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    • pp.215-223
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    • 2012
  • Response surface methodology(RSM) is a very useful statistical techniques for improving and optimizing the product process. By this reason, RSM has been utilized extensively in the industrial world, particularly in the circumstances where several product variables potentially influence some quality characteristic of the product. In order to estimate the optimal condition of product variables, an experiment is being conducted defining appropriate experimental region. However, this experimental region can vary with the experimental circumstances and choice of a researcher. Response surface designs can be classified, according to the shape of the experimental region, into spherical and cuboidal. In the spherical case, the design is either rotatable or very near-rotatable. The central composite design(CCD)s widely used in RSM is an example of 5-level and spherical design. The cuboidal CCDs(CCDs with ${\alpha}=1$) is appropriate when an experimental region is cuboidal but this design dose not satisfy the rotatability as it is not spherical. Practically, a 3-level spherical design is often required in the industrial world where various level of experiments are not available. Box-Behnken design(BBD)s are a most popular 3-level spherical designs for fitting second-order response surfaces and satisfy the rotatability but the experimental region does not vary with the number of variables. The new experimental design with expanded experimental region can be considered if the predicting response at the extremes are interested. This paper proposes a new 3-level spherical RSM which are constructed to expand the experimental region together with number of product variables.