• 제목/요약/키워드: 3차원운동

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수치기법을 이용한 Sloshing 문제의 해석 (Analysis of Sloshing Problem by Numerical Method)

  • 김용환;박용진
    • 대한조선학회논문집
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    • 제29권3호
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    • pp.33-44
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    • 1992
  • 2차원 및 3차원 sloshing 문제의 해석을 위해 수치기법들을 적용하여 보았다. 2차원 탱크 내의 유동을 source 분포법과 유한차분법을 이용해 해석하였고 실험과 선형해의 결과와 비교하였다. 이 방법들의 계산결과에는 큰 차이를 발견하지 못하였고, 다만 유한차분법을 이용하는 경우 탱크 내의 내부재에 대한 고려가 용이하나 계산시간이 많이 소요되었고 source 분포법을 이용하여 해석하는 경우에는 3차원으로의 확장이 용이하나 내부재의 고려와 대진폭 운동에 대해서는 적용하기 힘들 것으로 판단된다. 3차원 문제는 source 분포법을 이용하여 해석하였고 계산모델은 사각형 및 구형탱크이다. 그러나, 이러한 sloshing 해석기법을 보다 실용적으로 사용하기 위해서는 유체의 충격력에 대한 많은 연구가 있어야 할 것으로 사료된다.

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Design of Personalized Exercise Data Collection System based on Edge Computing

  • Jung, Hyon-Chel;Choi, Duk-Kyu;Park, Myeong-Chul
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제26권5호
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    • pp.61-68
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    • 2021
  • 본 논문에서는 운동 재활 서비스에 제공할 수 있는 엣지 컴퓨팅 기반의 운동 데이터 수집 디바이스를 제안한다. 기존 클라우드 컴퓨팅 방식에서는 사용자가 급증하는 경우 데이터 센터의 처리량이 증가하여 많은 지연 현상을 발생하는 문제점을 가진다. 본 논문에서는 엣지 컴퓨팅을 이용하여 사용자측에서 3차원 카메라를 통한 영상 정보를 기반으로 포즈 에스티메이션을 적용한 신체 관절의 키포인트 위치를 측정하고 추정하여 서버에 전송하는 디바이스를 설계하고 구현하였다. 본 연구의 결과를 통하여 클라우드 시스템에 부하없이 원활한 정보 수집 환경을 구축할 수 있으며 운동 재활을 원하는 다양한 사용자를 대상으로 IoT 및 엣지 컴퓨팅 기술을 통한 개인 맞춤형 재활운동 코칭 시스템에 활용될 수 있을 것이다.

혼성방파제의 케이슨에 작용하는 파압과 선단 주변에서 파랑특성에 관한 3차원수치시뮬레이션 (3D-Numerical Simulation of Wave Pressure Acting on Caisson and Wave Characteristics near Tip of Composite Breakwater)

  • 최군호;전재형;이광호;김도삼
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제32권3호
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    • pp.180-201
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    • 2020
  • 유한길이의 혼성방파제 선단에서 발생되는 회절파의 영향으로 방파제 길이를 따라 중복파고가 변동하고, 이로 인하여 케이슨에 작용하는 파압이 공간적으로 변동하며, 또한 케이슨의 활동거리가 상이한 사행피해가 발생한다는 것은 잘 알려져 있다. 제체에 작용파력의 공간적인 변동은 2차원적인 실험이나 수치해석으로서는 접근될 수 없는 문제이다. 본 연구는 olaFlow 모델을 적용하여 고천단의 사석마운드 상에 놓인 케이슨의 선단 주변에서 회절파의 발생과 배후역으로의 영향 및 제체에 작용하는 충격쇄파압을 포함한 파압의 공간적인 변동 등을 2차원 및 3차원수치기법으로 접근한다. 또한, 수치해석에서는 혼성방파제 주변에서 평균파고, 평균수평유속 및 평균난류운동에너지의 변동특성을 면밀히 분석·검토한다. 이로부터 동일한 입사파랑에 대해 케이슨에 작용하는 파압분포가 방파제의 길이에 따라 크게 변동하며, 2차원수치해석에서는 발생되지 않았든 충격쇄파압이 3차원수치해석에서는 발생되는 경우가 나타나고, 충격쇄파압의 발생 시 경우에 따라 기존의 설계조건보다 매우 큰 파압이 정수면 근방의 케이슨 전면 벽체에 작용되는 등의 중요한 결과를 확인할 수 있었다.

유한요소해석을 이용한 마이크로 액추에이터의 설계 (Design of Micro Actuator Using Finite Element Analysis)

  • 이양창;이준성
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 2부
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    • pp.634-637
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    • 2010
  • 본 논문은 미세구조의 마이크로 액추에이터의 구동해석을 위한 결과로써 3차원 유한요소해석(Finite Element Analysis, FEA)을 이용하여 수행하였다. 마이크로머신과 같은 미소구조물을 해석하는 경우, 컴퓨터의 메인 프로세스에 비해 프리프로세서(pre-processor)의 비중이 높아지고 있어 그 효율화가 가장 중요하다. 수작업에 의존해야 했던 지난날의 요소분할법 기술은 최근에 들어 여러 연구자들에 의해 개발되고 있다. 특히, 복합현상을 다루는 정전 액추에이터에 직접적인 적용에 다소 어려움이 있는데 3차원적인 수치 및 실험평가는 실용적인 문제에서 비추어 볼 때 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 센서로서의 역할을 하는 마이크로 정전 액추에이터의 기본설계를 위한 토대를 구축하고자 3차원적인 FEA 시뮬레이션을 수행하여 미세 회전운동을 분석하였다. 그 결과 설계된 모델에서 먼저 자중해석과 Mode 해석에서 기준치를 모두 만족하였다. 또한 설계된 액추에이터의 형상에 따른 회전자의 변형해석을 수행하여 시작토오크와 탄성한계까지의 위치제어에 필요한 회전각을 구하였으며, 정전장 해석을 통하여 시작토오크는 전압 $V^2$에 비례함을 알 수 있었다.

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3차원 섬유분포를 고려한 섬유보강 시멘트 모르타르의 전단흐름에 따른 섬유방향성 변화 (Variation of Fiber Orientation with Shear Flow of Fiber-Reinforced Cement Mortar considering 3-D Fiber Distribution)

  • 강수태;김진근
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.648-651
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    • 2011
  • 본 논문에서는 3차원 섬유분포를 가정하여 고유동 섬유보강 시멘트 모르타르의 유동에 따른 섬유방향성변화를 해석적으로 파악해 보았다. 유동흐름은 평면상의 2차원 완전발달 전단흐름을 고려하였다. 유동에 따른 섬유의 회전운동은 섬유간의 상호 간섭효과를 무시한 Jeffery의 기본식에 근거하였다. 굳지 않은 섬유혼입 모르타르의 유동에 따른 섬유방향성 분포 변화를 흐름선과 동일 유동거리 상의 단면에 대해 파악하였다. 그 결과, 단면 내 위치에 따라서 섬유방향성 분포 변화가 크게 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 유동거리에 따른 단면상의 섬유방향성 분포는 초기 유동거리에서 분포 형상에 큰 변화가 발생하였고, 유동에 따라 섬유가 유동방향과 나란하게 놓이는 경향이 커지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 섬유방향성 변화의 예측은 섬유보강 시멘트 복합체의 인장특성에 예측하는데 유용하게 사용될 것이다.

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전신진동운동이 드랍랜딩점프 동작에 미치는 영향 (Effect of Whole Body Vibration Training in Drop Landing Jump)

  • 홍수연;장영관;김진현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.423-429
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    • 2018
  • 연구목적 본 연구의 목적은 전신진동운동(whole body vibration exercise)이 드랍랜딩점프(drop landing jump) 동작에 미치는 영향을 규명하는 것으로 진동운동그룹(n=5, VEG, Vibration Exercise Group)과 단순운동그룹(n=5, OEG, Only Exercise Group)을 4주 동안 트레이닝 시킨 후 운동 전과 운동 4주 후 변화를 비교 분석하였다. 실험방법 3차원 영상 데이터는 10개의 적외선카메라(Vicon, UK)를 샘플링 율, 100 Hz.를 사용하여 획득하였으며, 하지 관절의 파워는 2대의 지면반력기(AMTI, USA)를 샘플링 율 1000Hz.로 데이터를 획득 하였다. 연구결과 첫째, 무게중심의 변동성은 하강국면에서 가장 크게 나타나 점프 후 착지 시 상해위험성이 큰 것으로 나타났다. 둘째, 진동운동그룹은 훈련기간에 관계없이 단순운동그룹보다 점프높이가 증가하였다. 셋째, 운동그룹간의 관절파워가 4주 훈련 후 엉덩관절 P1(굴곡)과 무릎관절 P2(신전)에서 통계적으로 유의한 차이를 보였으나, 훈련기간에 따른 하지의 관절파워는 모든 국면과 운동그룹에 관계없이 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 결론 훈련기간에 관계없이 진동과 운동을 병행한 진동운동그룹이 운동만을 수행한 단순운동그룹보다 점프높이에 증가를 가져왔으나 점프높이와 하지의 관절 파워와의 일관성 규명할 수 없었다.

다중채널 Lidar를 이용한 수직갱도 조사용 3차원 형상화 장비 구현 (Fabrication of Three-Dimensional Scanning System for Inspection of Mineshaft Using Multichannel Lidar)

  • 김수로;최종성;윤호근;김상욱
    • 터널과지하공간
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    • 제32권6호
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    • pp.451-463
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    • 2022
  • 수직갱도에서 붕괴사고가 일어났을 때, 붕괴현장의 위험도를 신속하게 평가하는 것은 매우 중요하다. 사고현장에서 추가적인 붕괴 위험 때문에 인력을 투입한 직접적인 조사는 불가능하다. 수백 미터 심도를 갖는 수직갱도에서는 무선 신호의 한계와 와류 때문에 고속 라이다 센서를 장착한 드론을 이용한 조사가 불가능하다. 기존 연구에서는 견인방식을 이용한 단일채널 Lidar 센서를 3차원 형상화 장비가 구현되어 적용되었다. 관성(IMU)센서 데이터를 바탕으로 탐사시 발생하는 회전 운동과 진자운동에 대한 보정이 이루어졌고, 인접 측정데이터 간의 유사성 검토를 통해 정밀 보정을 수행하였으나 탐사 깊이가 깊어질수록 오차가 누적되는 현상이 발견되었다(Kim et al.(2020)). 본 논문에서는 다중채널 Lidar 센서를 적용하여 견인장치에 의해 상승이동하면서 연속적인 단면데이터가 수집되었다. 다중채널 Lidar의 방사 특성 때문에 발생하는 데이터 중첩성을 이용하여 동일 심도의 측정데이터 간의 유사성을 통해 회전운동을 정밀 보정하기 위한 기법이 적용되었다. 180 m 심도의 수직갱도에서 구현된 탐사장비를 이용하여 0~165 m 구간이 조사하여 수직갱도의 형상이 3차원 그래픽으로 재구성되었다.

8주간의 슬링을 이용한 요부안정화 운동이 천장관절 증후군 남성의 근체형 및 주관적 통증정도에 미치는 효과 (The Effect of Sling Lumbar Stabilization Exercise to Muscle Body Type and Subjective Pain Degree of Men Who Have Sacroiliac Joint Syndrome)

  • 백순기
    • 디지털융복합연구
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    • 제12권12호
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    • pp.651-658
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    • 2014
  • 본 연구는 천장관절 증후군으로 진단받은 중년남성 17명을 대상으로 슬링을 이용한 요부 안정화 운동이 근체형 및 주관적 통증에 영향을 주는지를 규명하여 슬링을 이용한 요부안정화 운동의 효과성을 증명하는데 있다. 본 연구의 대상자는 C시에 소재한 S정형외과에서 X-Ray 등의 검사를 통하여 천장관절 증후군으로 진단 받은 6개월 이상의 병력이 있는 만성 요통환자를 대상으로 슬링을 이용한 요부안정화 운동을 8주간 주 3회씩 1회 30분 통 24회 실시한 후 3차원 Moire 근체형검사기를 사용하여 근체형의 변화와 변형된 VAS통증 자각도를 이용하여 주관적 통증정도의 전 후 변화를 다음과 같은 결과를 얻었다. 근체형의 변화는 운동전과 운동 후 통계적으로 유의하게 향상됐고 주관적 통증정도 역시 통계적으로 유의한 감소를 나타내었다. 따라서 슬링을 이용한 요부안정화 운동은 천장관절 증후군 환자의 근체형 및 통증개선에 긍정적인 영향을 주는 것으로 판명되었다.

하부 기관개구창 재건을 위한 대흉근 피판의 이용

  • 김진환;노영수;안회영
    • 대한기관식도과학회:학술대회논문집
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    • 대한기관식도과학회 2003년도 제3차 추계학술대회
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    • pp.109-109
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    • 2003
  • 성문 하방으로 진행된 후두암이나 하인두암, 기관의 침범이 있는 갑상선암 혹은 기공주변 재발암 등의 경우에 적절한 절제연을 얻기 위하여 상부기관륜 일부의 절제가 불가피하며 이때 만들어지는 영구 기관개구창은 일반적인 기관개구창에 비하여 하부에 위치하게 되며 보다 하부로의 기관 절제가 필요한 경우 기관과 주위 피부와의 봉합이 힘들고 경우에 따라서는 종격동 기관개구창을 만들어야 할 경우도 있다. 그리고 기관주위의 림프절이나 상부종격동 림프절 청소술을 병행한 경우나 후두전절제술 후 인두피부누공에 의한 창상감염이 생긴 경우, 기관주위 조직의 제거 후에 노출된 중요혈관의 보호와 광범위하게 제거된 결손부위를 덮기 위해 재건이 필요하게 된다. 대흉근피판은 혈관경이 일정하고 혈액 공급이 풍부하여 감염이 있거나 재건 후 감염을 방지하는데 사용될 수 있으며 피판 경의 길이가 대부분의 두경부 부위에 도달할수 있을 정도로 길고 근육의 부피가 충분하여 결손부위가 넓은 경우에 유용한 장점이 있다. 특히 종격동 림프절 청소술 후에나 하부 기관공의 재건을 위하여서는 한 수술시야에서 시행할 수 있는 인접한 부위 근피판 이라는 장점이 있고 필요시에는 이중도서(double-island) 형태로 접어서 이중피판으로 사용할 수도 있으며 피부이식과 병용하면 경부 피부의 재건도 동시에 시행할 수 있다. 저자들은 광범위한 기관륜의 제거 후 영구 기관개구창이 경부 하방이나 흥부 상부에 위치하게 되어 안쪽으로 말려들어가는 기관개구창 주변부위와 기관주위 결손 부위의 재건, 그리고 무명 동맥 등의 중요 구조물의 보호를 위해 사용된 대흉근 피판의 여러 작도법(design)과 응용, 결과를 종합하여 하부 기관개구창 재건에 있어 대흉근피판의 유용성을 살펴보고자 하였다. 한다. 본 연구의 결과를 이용하여 향후 전개될 홈 네트워크 서비스 및 관련시장의 발전 방향을 전망해 보고 이에 따른 기업이나 정부차원의 대응전략을 파악하고자 한다.육구에서는 큰 변화를 나타내고 있지 않았다(p<0.05). 운동과 비운동시킨 참돔의 지질 함량의 변화는 운동시킨 참돔은 운동으로 인한 에너지 소비로 인하여 함량이 유의적으로 감소했으며(r=-0.35), 비운동사육구에서는 절식으로 인하여 지질함량이 감소하였다(r=-0.38). 파괴강도와 가장 밀접한 영향을 가지는 콜라겐은 운동과 비운동 모두 사육기간동안 큰 변화는 보이지 않았다. 초기의 파괴강도값은 1.45±0.02kg(운동사육구), 1.36±0.18kg(비운동사육구)이였으며 사육기간동안 운동사육구는 파괴강도값이 증가한 반면, 비운동수조에서는 참돔의 파괴강도는 사육기간동안 큰 유의차가 없었다. 각 성분간의 상관도를 살펴보면, 수분함량과 파괴강도는 상관성을 가졌으며, 지질함량과 파괴강도도 같은 경향은 나타내었다. 운동기간동안의 파괴강도와 콜라겐 사이에는 상관성의 거의 없었다. 이는 운동기간에 따른 파괴강도의 증가가 콜라겐의 함량의 증가보다는 지질함량의 감소와 수분함량의 증가와 같은 성분과의 상관성이 크다고 판단된다. 다음으로는, 운동횟수에 의한 영향으로써 운동시간을 1일 6시간으로 설정하여, 운동횟수를 결정하기 위하여 오전, 오후에 각 3시간씩 운동시키는 방법과 오전부터 6시간동안 운동시키는 두 방법을 이용하여 품질을 비교하였다. 각 조건에 따라 운동시킨 참돔의 수분함량을 나타낸 것으로, 2회(오전 3시간, 오후 3시간)에 나누어서 운동시키기 위한 육의 수분함량은 73.37±2.02%를 나타냈으며, 1회(6시간 운동)운동시키기 위한 육은 71.74±1.66%을 나타내

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물리기반 해석을 통한 물수제비 운동 시뮬레이션 (Motion of Stone Skipping Simulation by Physically-based Analysis)

  • 도주영;라은철;김은주;유관우
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제33권3호
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    • pp.147-156
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    • 2006
  • 물리기반 시뮬레이션 모델링 기법은 기하학적 속성만을 사용하여 모델링한 다른 시뮬레이션과는 달리 뉴턴의 제2법칙과 같은 물리 법칙을 사용하여 현실세계를 시뮬레이션 한다. 본 논문에서는 현실 세계에서 일어나는 물수제비 현상의 물리적 운동 원리를 수식기반 해석을 통해 실세계와 같은 물리기반 시뮬레이션 시스템을 제안한다. 또한 본 논문에서는 물의 표면과 돌멩이의 상호작용을 표현하는데 있어서 물의 자연스러운 움직임 현상과 함께 돌멩이의 궤적을 계산하는데 중점을 두었다. 궤적은 돌멩이의 속도와 물의 항력에 의해 결정되고, 이러한 운동은 돌멩이가 물 표면에서 가라앉을 때까지 반복 계산된다. 본 논문에서 제안하는 자연스러운 물수제비 운동은 운동역학적 방법을 사용하여 실시간에 사실적으로 표현된다. 그리고 이러한 물수제비 운동을 PC 환경에서 대화형으로 재현하여 유사한 운동을 하는 3차원 모델들에도 적용할 수 있다.