• Title/Summary/Keyword: 3차원 운동분석

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Analysis of the effect of turbulence on the motion of inertial particle using 3D simultaneous PIV,PTV (3차원 동시 PIV, PTV를 활용한 난류가 관성 입자의 거동에 미치는 영향 분석)

  • Park, Hyoungchul;Hwang, Jin Hwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.281-281
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    • 2022
  • 바닥에서 생성되는 난류는 순간적으로 강한 모멘텀을 바닥에 전달함과 동시에 바닥에 있는 입자를 움직이게 한다. 경계층 내 난류 운동에 대한 분석은 다양한 유사 이송 문제를 이해하기 위해 필수적이며 이에 따라 많은 선행 연구들은 실험실 실험을 통해 해당 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 선행 연구에서 사용하지 못했던 진보된 실험 방법을 활용하여 바닥 경계층 내의 난류 운동에 대해 확인하고 해당 운동에 의해 관성 입자의 움직임이 어떻게 발생하는지에 대하여 물리적으로 설명하고자 한다. 다양한 흐름 조건에서 3가지의 입경 크기를 가지는 모래 입자를 가지고 실험을 수행하였으며, 실험 조건별 고해상도 유속장 및 관성 입자의 움직임은 3차원 입자 영상 유속계 (Particle Image Velocimetry; 이하 PIV)와 입자 추적 유속계 (Particle Tracking Velocimetry; 이하 PTV)를 동시에 적용하여 파악하였다. 취득된 3차원 유속장과 입자 궤적을 기반으로 실험 조건별 흐름 및 입자 거동 특성에 대해 분석하였으며, 관성 입자의 움직임을 발생시키는 3차원 난류 운동은 측정된 유속장에서 산정한 Q-criterion 값을 기반으로 도식화하였다. 측정값 내에는 난류 운동에 대한 정보와 더불어 잡음이 포함되어 있으므로 이를 제거하고자 적합 직교 분해 (Proper Orthogonal Decomposition; 이하 POD) 방법을 적용하였다. 그리고 POD로 추출한 유속장을 통해 바닥면 부근에 존재하는 헤어핀 와류 운동 혹은 와류 묶음과 같은 난류 고유 구조를 파악하였다. 해당 와류 운동들의 3차원 난류 특성을 확인하고자 비등방성 불변 지도(anisotropy invariant map)를 활용하였으며 경계층 내부에서 난류의 형태가 흐름 방향으로 늘어진 럭비공 형태임을 확인하였다. 마지막으로, 입자의 움직임을 발생시키는 난류 이벤트를 결정하고자 사방구 분석 (Quadrant analysis) 기법을 적용하였으며 흐름 조건별로 입자를 움직이게 하는 난류 이벤트는 달라짐을 확인하였다.

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A Study on the Microcoputer Aided Measuring Device for the Motion Analysis of 3-D Linkages (마이크로 컴퓨터를 이용한 3차원 연쇄기구 운동의 자동측정 및 운동해석 장치에 관한 연구)

  • 김호룡;홍지수
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.10 no.4
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    • pp.577-584
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    • 1986
  • 본 연구에서는 측정자가 시간과 노력을 소비하면서 3차원 연쇄기구의 공간운 동을 유추적으로 측정한 현재까지의 실험측정을 지양하고, 국내에서 구입 가능하고 염 가인 Apple II와 같은 같은 마이크로 컴퓨터 또는 마이크로프로세서를 이용, 3차원 연 쇄기구의 공간운동을 신속하고 정확하게 측정분석하는 자동 실험장치를 설계 제작한 다음, 이 장치를 일반 3차원 연쇄기구 모델에 적용 측정된 결과를 기호방정식을 이용 한 일반 연쇄기구 운동식의 이론 결과와 비교 검토하였다.

In-Cylinder Air Flow Measurements and Turbulent Kinetic Energy Analyses (실린더 내 공기유동 측정 및 난류운동에너지 해석)

  • Yoo, S.C.
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.5-11
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    • 2007
  • 본 연구는 SI기관 실린더 내의 유동장 변이 과정을 3차원 LDV 측정 기술을 사용하여 흡입과 압축과정 동안 정량적으로 분석하였다. 실험은 헤드에 각각 2개의 흡입밸브와 배기밸브를 갖는 기관이 모터링되는 공회전 상태에서 실시하였다. 지난 30년 동안 텀블과 스월은 실린더 내의 평균 유동 정량화에, 난류운동에너지는 난류 측정에 많이 사용되어 왔다. 그러나 텀블은 solid body 회전 유동을 비교하는데 적절하며, 서로 다른 유동 패턴 비교에는 부적절 하다는 것이 보고되고 있는 실정이다. 3차원 LDV시스템의 우수한 공간 분석 능력은 순간적인 유동장구조와 더불어 상대적으로 미세한 유동장의 구조 까지도 측정이 가능 하도록 하였다. 따라서 측정한 결과로부터 유동장의 난류운동에너지 등가면을 계산할 수 있었다. 본 실험 결과는 실린더 내의 난류 유동장 특성을 난류운동 에너지 등가면 정보를 이용하여 세심하게 관찰할 수 있음을 제시하고 있다.

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Kinematic Difference between the Lower Limb Joints and the Lower Extremities Given Elderly Women's Walking through the Lower-limb Resistance Exercises (하지 저항운동을 통한 여성고령자 보행 시 하지관절 및 분절의 운동학적 차이)

  • Seo, Se-Mi
    • The Journal of the Korea Contents Association
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    • v.9 no.12
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    • pp.364-375
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    • 2009
  • The purpose of this study is to offer basic data for the fall prevention by analyzing the kinematic difference between the lower limb joints and the lower extremities in elderly people's walking given the lower-limb resistance exercises. For this, three-dimensional image analysis was carried out by selecting 7 elderly women from over 70s to under 80 years old. To obtain the three-dimensional location coordinates in the lower limb joints and the lower extremities, it shot with 100Hz/s by using MCU(Qualisys, Sweden) camera. The shot image gained raw data on the location coordinates by using QTM(Qualisys, Sweden). As a result of calculating three-dimensional angle by using program of Matlab 6.5, the following conclusions were obtained. Flexion and extension in the thigh and the lower-leg extremities were indicated to be big in motion of flexion after exercising at E5. Foot segment indicated statistical difference while showing eversion at E4. Knee joints showed flexion at E4 after exercising. Ankle joints showed statistical difference while indicating motion in inversion at E3 and in eversion at E4(p<.05).

The Effects of Modified Constraint-Induced Movement Therapy on Hand Functions of Children With Hemiplegic Cerebral Palsy (수정된 강제유도 운동치료가 편마비를 가진 뇌성마비 아동의 상지 기능에 미치는 영향)

  • Bang, Hyun-Soo;Jang, Sang-Hun
    • The Journal of Korean society of community based occupational therapy
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    • v.7 no.1
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    • pp.25-35
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    • 2017
  • Objective : The aims of this study was to investigate the effects of modified constraint induced movement therapy(CIMT) on upper extremities function of children with hemiplegic cerebral palsy. Methods : The participants of this study are 4 children with hemiplegic cerebral palsy aged between 8 to 11 years old. During the modified CIMT period, the unaffected hand of the subjects was restrained by a hand splint for 8 weeks, five days per week, five hours a day. And the affected upper extremity was strongly trained by performing functional tasks, which were individually structured use of the affected arm. Measurements used to assess hand function are Jebsen Hand Function Test, and 3D Motion Analysis. The Jebsen Hand Function Test was performed repeatedly every two weeks. The 3D Motion Analysis was performed before and after the 8 weeks of modified constraint induced movement therapy. Results : After the modified CIMT, there was a significant improvement in completed time for the 6 tasks of Jebsen Hand Function Test(p<.05). 3D Motion Analysis was that the finger tapping and the hand tapping has been significantly decreased (p<.05), and the pronation-supination movement has been significantly increased as well(p<.05). Conclusion : In the results of this study, it is evidenced that modified CIMT is effective treatment for upper extremities function of children with hemiplegic cerebral palsy. For future research, it is recommended to examine various periods and protocol of modified CIMT including impact of long periods application.

소형계류시설 및 부유체 운동해석을 위한 계측시스템 개발

  • Park, Gyeong-Cheol;Yang, Hye-Jeong;Seong, Yu-Chang
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2012.06a
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    • pp.183-185
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    • 2012
  • 선박의 다양화와 부두의 제한성으로 인하여 수심이 얕은 수역이나 협소한 부두에 접안 시 소형계류시설 및 부유체를 이용하여 해상 공간을 활용하고 있다. 이를 통하여 다양한 장소에서 접안이 가능하며 나아가 상당한 비용절감 효과를 가질 수 있다. 그러나 소형계류 및 부유체를 활용한 선박의 접안 시 파랑에 의해 부유체와 선박간 충격이 발생할 수 있고 이러한 충격이 대형사고로 발생할 수 있는 위험이 상존함에 따라 계류재 및 부유체의 파랑에 의한 움직임 예측과 분석이 필요하다. 본 연구에서는 계류재 및 부유체 운동해석을 위한 3차원 운동 정보와 가속도를 측정함으 써 거동 특성에 대한 기초 자료를 제공하는 계측시스템을 개발하였고, 이 시스템의 구성 및 원리 등에 대하여 소개하고자 한다.

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Development of Videooculograph for Vestibular Function Test (전정 기능 평가를 위한 영상 안구 운동 측정 시스템의 개발)

  • 김수찬;남기창;이원선;김덕원
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.40 no.3
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    • pp.189-198
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    • 2003
  • Videooculography (VOG) is one of the eye-movement measurement methods used for objective evaluation of vestibule -ocular reflex. A key feature of VOG is to estimate accurately the center of pupil and ocular torsion with being less influenced by the upper eyelid droop, eyelashes, corneal reflection, and eye blinks. Especially, it Is important to find the accurate center of the pupil in 3-D VOG because the inaccurate pupil center causes significant errors on measuring torsional eye movement. A new algorithm was proposed to find the center of pupil which is a little influenced by factors mentioned above. In this study, real time three-dimensional VOG which can measure horizontal, vortical, torsional eye movements, and the diameter of pupil was implemented using the proposed method.

A Study on the Optimal Design of a R-S-S-R Three Dimensional Mechanism (3次元 R-S-S-R 機構의 最適設計 에 관한 硏究)

  • 김호룡;김경률
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.9 no.4
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    • pp.528-538
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    • 1985
  • A R-S-S-R three dimensional mechanism is designed for crank-rocker type through the optimization technique. The nonlinear kinematic equation of the mechanism is formulated by adopting the concept of structural error and precision points. Taking this equation as an objective function, the required mechanism is optimally synthesized by the Fletcher-Davidon-Powell's method of optimization techniques. The structural errors due to the various positions of precision points are compared, and the results from the use of two penalty functions suggested respectively by Fiacco-McCormick and by Powell are also compared on their effectiveness. The mobility of the optimally designed mechanism is checked for the possibility of its motion, and when a mechanism is optimally designed, it is strongly suggested that the mobility must be checked on the designed mechanism.

Dynamics Responses of Railway Bridges for Track Irregularities (궤도의 불규칙성을 고려한 철도교량의 동적응답분석)

  • 박흥석;이용선;이상호;김상효
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.3
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    • pp.253-262
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    • 1998
  • 본 연구에서는 경부고속철도의 주요 교량형식인 PSC 박스교량을 3차원 뼈대요소를 사용하여 모형화하였으며, 궤도불규칙성의 형상은 지수 스펙트럴 밀도함수를 사용하여 생성시켰다. 경부고속철도차량(K-TGV)중 동력차는 17자유도의 3차원 주행열차로 모형화하였고, 이러한 교량, 궤도불규칙성 및 차량 모형을 이용하여 교량과 차량의 상호작용을 해석할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 동적해석을 위한 교량과 차량의 운동방정식은 Lagrange 방정식을 사용하여 유도하였으며, 운동방정식의 수치해석에는 Newmark-β법을 사용하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 동력차의 주행에 의한 교량의 시간이력곡선을 구하였으며, 궤도불규칙성의 영향을 분석하였다. 또한 도상의 유무에 따른 교량동적거동의 특성과 함께 열하중의 편심의 영향도 분석하였다.

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Analysis of Elementary Students Modeling Using the Globe on the Cause of Seasonal Change (초등학생의 계절 변화 원인에 관한 지구본 활용 모델링 분석)

  • Suk, Yun Su;Yoon, Hye-Gyoung
    • Journal of Korean Elementary Science Education
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    • v.41 no.4
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    • pp.673-689
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    • 2022
  • To understand seasonal changes it is necessary to understand the relationship between celestial bodies in a three-dimensional space, and to this end, modeling activities in which students directly construct, use, evaluate, and modify three-dimensional models are important. In this study, the process of elementary school students using globes and light bulbs to model Earth's motion in a three-dimensional space as a cause of seasonal changes was analyzed. Seventeen sixth graders participated in the modeling process. After exploring phenomena and concepts related to seasonal change, students constructed models using globes and bulbs and used them to explain seasonal changes. Video data recording students' modeling process, students' activity sheets, and transcripts of post-interview were used as research data, and data triangulation was conducted. The modeling level analysis framework was also developed based on previous studies. In particular, the framework was developed in detail in this study in consideration of the concept of Earth's motion as well as understanding model and implementing modeling. In the final analysis framework, the 3D modeling level was classified from level 1 to level 3, and student performance that may appear at each level was specified. As a result of the study, there were two main levels of modeling using globes for elementary school students to explain seasonal changes. The rotation and tilt of the axis of rotation and revolution of the earth were considered but the level at which empirical evidence was not used (level 2), the level at which empirical evidence was used to explain seasonal chages (level 3). However, even when students use empirical evidence, it did not lead to the construction of a scientific model. In this study, the cause was explored in relation to the characteristics of the tool used for modeling.