• 비파괴검사학회지
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• 제25권3호
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• pp.171-177
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• 2005

Phase-shifting method using Fourier transform (PSM/FT) has been applied to measurement of in-plane displacement of a specimen. Thirty-two interference fringe patterns each of which has different phase of ${\pi}/16$ radian have been gathered from a specimen with in-plane displacement. Low-pass filtering by 2-D Fourier transform is used to suppress spatial noise of the fringe patterns. ${\alpha}-directional$ Fourier transform for PSM/FT is performed by use of the low-pass filtered 32 fringe patterns. Two kinds of specimens are used for experiment. One is a rectangular steel plate and the other one is a rectangular steel plate containing a circular hole at the center. In-plane displacement of each specimen is measured by PSM/FT, and calculated by finite element method (ANSYS) for comparison. The results are quite comparable, so that PSM/FT can be applied to measurement of in-plane displacement.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권8호
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• pp.568-574
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• 2015

The present study was conducted by using stereo pattern recognition method(SPR method) to measure the displacement and vibration of an airplane wing in flight condition. A SPR based measurement system was developed using two visible light stereo cameras. The visible light stereo images were processed to obtain marker points by adaptive threshold method and marker filtering technique. The marker points were used to reconstruct 3D point, displacement, and vibration data. The SPR system was installed on F-16 fighter. The wing displacement and vibration were measured in flight condition. Therefore, this paper presents a possibility that SPR based measurement system using visible light stereo camera can be very useful for measuring displacement and vibration of an airplane in flight condition.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권10호
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• pp.29-36
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• 2015

본 논문에서는 굴착 및 가시설 설치로 인한 기존 지하철 터널 라이닝에 발생되는 균열에 대한 모니터링과 분석을 실시하였다. 균열은 터널의 확폭부 근처에서 발생하였다. 균열 게이지, 내부변위계, 3D레이저 스캐너 같은 여러 계측 장비들은 발생된 균열과 균열이 터널에 미치는 영향에 대해 모니터링 하기 위해 설치되었다. 라이닝의 변형과 균열의 추가적인 확장 상태를 파악하기 위하여 균열 게이지와 내부변위계로 현장 계측을 실시하였다. 전체적인 변상 평가를 위하여 3D 레이저 스캐너를 활용하였다. 스캐너 데이터로부터 터널과 철도의 전체적인 변상 상태를 평가하였다. 지하 공사시 지반의 불연속성으로 인해 균열확장의 정확한 변형을 측정하는 것은 어려운 일이다. 본 논문에서는 터널 라이닝의 변형과 레일에 미치는 영향에 대하여 기존 계측방법과 전체적인 변상 상태에 대하여 분석하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권1호
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• pp.53-71
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• 2016

Unconventional computer vision and image processing techniques offer significant advantages for experimental applications to shaking table testing, as they allow the overcoming of most typical problems of traditional sensors, such as encumbrance, limitations in the number of devices, range restrictions and risk of damage of the instruments in case of specimen failure. In this study, a 3D motion optical system was applied to analyze shake table tests carried out, up to failure, on a natural-scale masonry structure retrofitted with steel reinforced grout (SRG). The system makes use of wireless passive spherical retro-reflecting markers positioned on several points of the specimen, whose spatial displacements are recorded by near-infrared digital cameras. Analyses in the time domain allowed the monitoring of the deformations of the wall and of crack development through a displacement data processing (DDP) procedure implemented ad hoc. Fundamental frequencies and modal shapes were calculated in the frequency domain through an integrated methodology of experimental/operational modal analysis (EMA/OMA) techniques with 3D finite element analysis (FEA). Meaningful information on the structural response (e.g., displacements, damage development, and dynamic properties) were obtained, profitably integrating the results from conventional measurements. Furthermore, the comparison between 3D motion system and traditional instruments (i.e., displacement transducers and accelerometers) permitted a mutual validation of both experimental data and measurement methods.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권3호
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• pp.121-128
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• 2017

국내에서 시간영역 전자탐사(time-domain/transient electromagnetic, TEM) 자료의 해석은 1차원 알고리듬에 주로 의존하고 있는 실정이기 때문에 정밀한 해석을 위하여 3차원 모델링 및 역산 해석 프로그램의 개발이 필요한 상황이다. 이 연구에서는 엇갈린 격자를 이용한 시간영역 유한차분(staggered-grid finite-difference time-domain, FDTD)법에 기초하여 3차원 TEM 반응 모델링 알고리듬을 개발하였다. 시간영역 전자탐사의 모델링을 위해 맥스웰 방정식을 현시적 중앙점 FDTD법을 이용하여 이산화하였으며 수치 안정성을 높이기 위해 가상 변위전류항을 도입하였다. 일반적으로 많이 활용되는 소형 코일 송신원을 수치적으로 구현하여 균질 반무한 공간에서의 해석해와 비교 검증하고 3차원 이상체에 대한 반응을 분석하였다. 이 연구에서 개발된 모델링 프로그램은 향후 TEM 전자탐사 자료의 정밀 해석에 기초가 될 것으로 기대한다.

• 보존과학회지
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• 제25권2호
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• pp.115-130
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• 2009

이 연구에서는 공주 마곡사오층석탑을 대상으로 3차원 스캐닝 시스템을 적용하여 디지털 복원 및 구조안정성평가를 수행하였다. 이를 위해 16방향에서 측정한 레이저 스캐닝 데이터를 7단계의 데이터처리 프로그램 과정에 활용하여 석탑의 디지털복원을 완성했다. 디지털복원 결과, 전반적으로 층별 부재의 높이와 폭은 방위에 따라 약간의 차이가 있었고, 각 층별 옥개석의 폭은 매우 큰 차이를 나타냈다. 탑신의 층별 폭은 1층에서 5층으로 갈수록 줄어들지만 체감비율은 일정하지 않았다. 구조해석을 위한 3차원 영상분석 결과, 1층 탑신이 남동쪽으로 기울어진 것을 제외하고는 2층 탑신부터 상륜부까지 모두 북서쪽으로 변위가 발생하였다. 이와 같은 3차원 영상분석이 석조문화재에 지속적으로 사용되기 위해서는 측정방법의 정량화가 필요하며, 훼손도 정량평가와 같은 다양한 분야에도 적용되어야 할 것이다.

• 한국생산제조학회지
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• 제23권5호
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• pp.428-434
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• 2014

Measurement of the absolute displacement of the moving machinery components in three-dimensions (3D) is of critical functional importance. This paper describes the system that measures motion associated with six degrees-of-freedom in 3D. Wire-sensors are used to estimate the positions of an object in a 3D Cartesian coordinate system, based on the values of their initial position and the measured values. For inducing the transfer function, which represents the motion of an object, the number of the minimum measurement points is determined. Also, the experimental measuring device is configured to visualize the behavior of a rectangular object in real-time. The software for measuring the six types of motions is directly programmed using a commercial software.

• 지구물리
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• 제9권1호
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• pp.47-62
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• 2006

국내 지형의 약 70%는 산악지역이며, 도로, 철도 및 터널 등에는 무수한 암반 불연속면이 존재한다. 이러한 암반 불연속면의 조사, 안정성 분석 및 합리적인 안정화 대책공법 등의 시스템 구축이 시급한 실정이다. 기존의 암반 불연속면 조사방법은 인력, 시간 및 현장 접근성 등의 여러 한계점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보안하기 위한 방법으로현재 정밀한 3차원 공간정보군(群)을 얻을 수 있는 지상 레이저 스캐닝 시스템을 활용한 방법을 제안하였다. 지상 레이저스캐닝 시스템을 이용한 방법은 측정시간이 짧고, 대절토사면 및 접근이 불가능한 지역에서도 측량이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 암반사면의 안정성 분석, 댐체 및 터널내부의 변위특성을 지상 레이저 스캐닝 시스템을 이용하여 3차원 공간정보(좌표)를 갖는 측점운(測點雲: point-cloud)을 측정함으로써 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었다. 암반사면의 경우, 실제 암반사면의 3D 모델링 결과로부터 불연속면의 방향성 추출, 파괴형태 분석, 절리면의 거칠기 정량화 및 붕괴체적 등을 구할 수 있었다. 댐체 및 터널과 같은 구조물의 경우에는 역설계를 수행하여, 설계도면과의 오차 확인 및 구조물의 변위측정 등 안전진단에 활용할 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제40권2호
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• pp.257-277
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• 2011

In this paper the geometrically nonlinear continuum plate finite element model, hitherto not reported in the literature, is developed using the total Lagrange formulation. With the layerwise displacement field of Reddy, nonlinear Green-Lagrange small strain large displacements relations (in the von Karman sense) and linear elastic orthotropic material properties for each lamina, the 3D elasticity equations are reduced to 2D problem and the nonlinear equilibrium integral form is obtained. By performing the linearization on nonlinear integral form and then the discretization on linearized integral form, tangent stiffness matrix is obtained with less manipulation and in more consistent form, compared to the one obtained using laminated element approach. Symmetric tangent stiffness matrixes, together with internal force vector are then utilized in Newton Raphson's method for the numerical solution of nonlinear incremental finite element equilibrium equations. Despite of its complex layer dependent numerical nature, the present model has no shear locking problems, compared to ESL (Equivalent Single Layer) models, or aspect ratio problems, as the 3D finite element may have when analyzing thin plate behavior. The originally coded MATLAB computer program for the finite element solution is used to verify the accuracy of the numerical model, by calculating nonlinear response of plates with different mechanical properties, which are isotropic, orthotropic and anisotropic (cross ply and angle ply), different plate thickness, different boundary conditions and different load direction (unloading/loading). The obtained results are compared with available results from the literature and the linear solutions from the author's previous papers.

• Radiation Oncology Journal
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• 제22권2호
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• pp.130-137
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• 2004

목적 : 자궁경부암의 방사선치료 시 3차원입체조형방사선치료(3D-CRT)와 세기조절방사선치료(IMRT)는 소장의 방사선 조사선량을 감소시킬 수 있으며, 소장전위장치(SBDS)는 골반강 내의 소장 용적을 감소시킬 수 있다고 알려져 있다. 본 연구는 SBDS를 사용한 3D-CRT와 IMRT 계획을 SBDS를 사용하지 않은 계획과 비교하여, SBDS의 소장 조사선량에 대한 영향을 평가하였다 대상 및 방법 : 자궁경부암으로 근치적 방사선치료를 받은 10명의 환자를 대상으로 하였다. 각 환자에 대하여 스티로폼 압박기구와 환자에게 개별적으로 제작되는 고정기구로 구성된 SBDS를 제작하였고, SBDS가 있는 상태와 없는 상태로 복와위에서 전산화단층촬영(CT)을 시행하였다 3D-CRT는 4-field box technique을, IMRT는 15 MV X-선 7 조사문을 이용하여 계획하였으며, 회전중심점에 50 Gy (25회 분할)를 처방하였다. 비교 분석은 SBDS의 사용에 따른 소장 용적의 변화와 네 가지 계획의 소장의 선량체적히스토그람의 차이를 10 Gy 단위로 paired f-test를 이용하여 분석하였다. 결과 : 소장의 용적은 SBDS를 사용하였을 때 평균 522 cm$^{3}$에서 262 cm$^{3}$로 49.8$\%$ 감소되었다. 10 Gy부터 50 Gy까지 10 Gy 간격으로 일정한 조사선량을 받는 소장의 용적은 SBDS를 사용하였을 때 3D-CRT에서65$\~$80$\%$, IMRT에서 54$\~$67$\%$ 감소하였다. 3D-CRT와 IMRT를 서로 비교하면, 20 Gy부터 50 Gy까지 10 Gy간격으로 일정한 조사선량을 받는 소장 용적은 SBDS를 사용하지 않은 경우에는 IMRT가 6$\~$7$\%$ 정도 유의하게 적었으나 SBDS를 사용한 경우에는 1$\%$ 이내로 차이가 없었다. 결론 : 3D-CRT와 IMRT에서 SBDS를 사용할 때 소장의 조사선량을 더 감소시킬 수 있었으므로, SBDS를 치료에 이용하면 소장의 부작용을 더 감소시킬 수 있을 것이다.