• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.593-601
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• 2021

축류팬은 여러 산업분야에서 사용되며, 환기 및 제연을 목적으로 사용하는 송풍기의 핵심 요소이다. 유체 운동을 이용하는 축류팬의 연구는 공력성능에 대한 연구가 많이 진행되어 왔다. 본 연구 대상은 100마력의 송풍기에 사용되는 축류팬이며, 직경 1800 mm의 대형 송풍기이다. 송풍기의 축류팬은 블레이드, 허브, 허브 캡, 보스로 구성되어 있으며, 블레이드와 허브는 중요한 구성부품이다. 공력성능에 많은 영향을 미치는 블레이드에 대한 설계는 공력성능 예측 프로그램을 이용해 3차원 점 데이터를 추출하여 이를 3D 모델링 형상을 생성하게 된다. 중요 구성부품이 절삭가공을 이용해 가공하게 되면 제품의 수정이 용이하다. 하지만, 블레이드와 허브는 다이캐스팅이나 중력주조를 통해 제작하는 환경으로 인해 금형 제작 전에 구조안전에 대한 연구가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 축류팬 정격운전속도와 그 이상의 운전속도에서 주요 구성부품에 대한 구조안전성에 대한 특성과 취약부위에 대한 해석결과는 최대응력과 안전계수를 통해 검증하고 설계시 반영된 여유간극은 블레이드의 회전과 다른 부품과의 간섭 여부를 확인하기 위해 변위 결과를 도출하여 축류팬의 구조안전성에 대해 검증하고자 한다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제1권2호
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• pp.98-107
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• 2000

최근 건설산업에서 컴퓨터의 활용이 일반화되어 가면서, CAD, PMIS(Project Management Information System), 구조해석 프로그램, 공정관리 프로그램 등을 통해서 발생하는 정보의 양은 급증하고 있다. 그 정보의 양이 방대해지고, 복잡해지면서 이들 정보를 효과적으로 관리하며, 재활용하는 것이 건설산업의 생산성을 좌우하는 요소가 되어가고 있다. 이러한 상황에서 건설업에서의 정보기술과 CIC(Computer Integrated Construction)에 대한 연구가 진행되고 있다. 최근에는 프로덕트 모델을 이용하여 정보를 통합하기 위한 방안으로 IFC(Industry Foundation Classes)가 IAI에 의해 개발되어서 이를 이용한 정보 공유 및 활용에 대한 연구가 수행되고 있다. 하지만, 이들 연구가 아직 초기 단계에 머물러 있고, 대부분 개념적인 내용을 중심으로 이루어지고 있다. 따라서 IFC를 이용한 설계정보관리시스템 구축을 위한 좀 더 구체적인 모델과 구축 프로세스에 대한 연구가 필요한 상황이다. 본 연구의 목적은 IFC를 이용하기 위해 필요한 요소 기술을 조사하고, 이를 이용해서 IFC를 활용한 설계정보관리시스템의 모델을 제시하고, 제시된 모델에서 핵심적인 기능을 수행하는 프로젝트 데이터베이스와 프로덕트 프레임워커의 역할과 이들을 구축하기 위한 프로세스를 밝히는데 있다. 이들의 주된 역할은 건축정보와 구조정보의 통합과 프로덕트 정보의 다중 통합이며, 이들의 구현을 위한 프로세스로 먼저 '프로덕트 모델링' 과 '응용프로그램 개발' 의 두 가지를 상위단계의 활동으로 정의하고, 응용 프로그램 개발을 다시 'IFC스키마 컴파일', '클래스 컴파일', '프로젝트 데이터베이스 스키마 생성', '프로덕트 프레임워커 개발, '프로젝트 데이터베이스 생성'의 다섯 가지 활동으로 정의했다. 이러한 활동들을 위해 이용되는 도구들로 C++ 컴파일러, CAD, ST-Developer, ST-ObjectStore, ObjectStore 등을 제시했다. 이렇게 구축된 프로젝트 데이터베이스의 정보들은 인터넷을 이용한 분산기술과 XML을 이용해서 정보 관련자들 간의 공유 방안 및 '3차원 모델링', '프로덕트 정보 생성', '데이터베이스 생성 및 수정', '여러가지 체계에 따른 모델의 재구성', '모델별 도면 및 시방서 연결', '물량 정보 생성'의 다섯 단계로 제시하였다.

• 구강회복응용과학지
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• 제28권2호
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• pp.147-161
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• 2012

본 연구에서는 유한요소해석 방법을 사용하여 임플란트 지지 3본 고정성 가공 의치에 수평적인 부적합이 존재할 때 그 정도가 임플란트 인접골 응력 발생에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 3본 고정성 가공의치, 임플란트/악골 복합체로 구성된 해석 모델은 3차원으로 연구되었다. 3본 고정성 가공의치의 체결 간격은 하악 제2 소구치와 제2 대구치에 17.9mm 거리로 식립된 임플란트 간격에 비해 0.1mm 짧거나(17.8mm), 0.1mm 길게(18.0mm) 모델링하였다. 3본 고정성 가공의치와 임플란트 지대주 간의 체결은 총 6단계로 모사되었고 각 단계별로 가공의치가 하방으로 0.1mm 씩 변위되었다. 유한요소해석에는 PC용으로 출시된 DEFORM$^{TM}$ 3D 프로그램(ver 6.1, SFTC, Columbus, OH, USA)을 사용하였다. 3본 고정성 가공의치와 임플란트 사이의 응력은 von-Mises 응력, 최대 압축 응력, 필요한 경우 방사상 응력을 평가하였다. d=18.0mm인 모델에서는 가공의치와 지대주간의 체결이 이루어지지 않은 반면, d=17.8mm 인 모델에서는 성공적으로 체결이 가능했다. 체결 여부를 떠나 과도하게 높은 응력이 체결과정과 그 이후에 발생되었는데, 17.8mm 모델의 경우 체결완료 후에도 임플란트 주위 변연골에서 잔류하는 인장 및 압축 응력이 각각 최대 186.9MPa과 114.1MPa이었다. 이 경우 임플란트로부터 2mm 떨어진 부분까지 압축 응력이 골개조 장애 임계 응력인 55MPa($4,000{\mu}{\varepsilon}$과 같은 크기)보다 크게 측정되었다. 3본 고정성 가공의치의 0.1mm 크기의 수평적 부적합은 체결 과정뿐만 아니라 완료 후에도 인접 변연골에 높은 응력을 발생시킬 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권12호
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• pp.41-49
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• 2014

본 연구에서는 기존 근사해석 프로그램의 간편함을 유지하면서 보다 정밀성이 확보된 3차원 근사해석기법(YS-MAT)을 개발하였다. 전면기초는 6개의 자유도를 가진 평면쉘 요소로 모델링하여 기초의 연성거동을 고려할 수 있도록 하였으며, 지반스프링의 상호작용을 고려할 수 있도록 하였다. 기존의 해석기법, 유한요소해석 및 현장계측값과의 비교 분석 결과, 본 해석기법이 대단면 전면기초의 침하 거동을 비교적 정확히 산정하는 것으로 판단되며, 이러한 검증을 토대로 실제 전면기초 예비설계에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1315-1321
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• 2011

제품 생산과 실험에 앞서 설계 단계에서의 강도 평가가 이루어져야 하며, 이 단계에서 범용 프로그램인 ANSYS 의 도입 및 활용은 제품의 생산과 강도 평가에 있어서 시간과 비용의 절감 등 여러 가지 이점을 갖게 한다. 본 연구에서는 ANSYS 를 이용하여 승용차용 디쉬 타입과 스포크 타입의 휠을 3 차원 형상으로 모델링하고 구조해석과 피로해석을 수행하였다. 디쉬 타입과 스포크 타입에 대한 해석 결과를 비교해 보면, 디쉬 타입이 스포크 타입보다 변형이 적게 일어나고 최대등가응력도 작음을 알 수 있다. 그럼에도 불구하고, 스포크 타입이 경량과 우수한 냉각성능으로 인해 자주 사용되고 있다. 수명에 대한 피로 해석 결과, 알루미늄 휠이 스틸 휠보다 피로 저항력이 우수함을 보였다.

• 한국측량학회지
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• 제30권2호
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• pp.117-124
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• 2012

최근에 노후화된 도시정비사업으로 토지의 집약적 이용을 위해 아파트 및 공동주택을 초고층 및 고층 아파트 구조물로 재건축 승인함에 따라 인근 주거지역의 일조권 침해에 따른 사회문제로 대두되고 있다. 특히, 교육시설에 있어서의 일조량 침해에 따른 교육환경 여건은 많은 문제점을 내포하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 교육환경 일조량 분석을 위해 Auto $CAD^{(R)}$ 프로그램을 이용하여 교육시설물에 대하여 3차원 모델링으로 구성하였다. 그리고, 시뮬레이션 기법으로 교육시설에 있어서 창과 운동장을 채광기준면으로 설정하여 태양의 움직임에 따른 진태양시의 일조량을 아침 8:00에서 오후 4:00까지1분 단위로 계산하였다. 또한, 아파트 신축공사 전 후의 피해에 따른 교육시설의 일조환경을 수치화하였고 일영투사법에 의해 제작된 영상과 비교하여 교육환경 일조량을 검증할 수 있었다. 향후 이러한 시뮬레이션 기법을 활용하여 교육환경일조량 분석에 효율적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 항공우주기술
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• 제1권1호
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• pp.8-27
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• 2002

본 연구에서는 현재 개발중에 있는 복합재료 선미익 항공기의 날개에 작용하는 하중해석을 수행하였다. 중량, 공력계수, 구조설계속도, 하중 등을 계산하기 위해 사용된 Tool은 Excel에서 운용되는 Visual Basic 프로그램으로 계산에 많은 도움을 주었다. 하중해석에 기본적으로 요구되는 항공기의 형상치수, 부품의 종류 및 중량 그리고 좌표계 등은 Catia 모델링, 실제측정 또는 재료밀도 값 등을 이용해 구하였으며, 이들 자료를 통하여 항공기의 중량, 무게중심, 관성모멘트, 구조설계속도, 날개의 하중분포, 힘과 모멘트 등을 계산하였다. 또한 항공기의 날개 및 동체의 임계하중 조건을 선정하는데 필수적인 항공기의 V-n 선도를 도시하였으며, 이 V-n 선도는 항공기의 최대중량 2,573 파운드 및 해면고도조건에서 설계속도 $V_A$, $V_C$, $V_D$ 및 하중계수 +3.8G, -1.52G에 대한 비행범위를 제시하고 있다. 앞으로는 V-n 선도로부터 선정된 임계하중을 이용하여 해석된 동체 및 날개에 대한 하중을 제시하고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제3권2호
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• pp.70-76
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• 1999

이산화황 배출에 대한 대기 오염 방지법의 엄격한 규제로 인하여 황산제조 업체에서는 가능한 높은 전화율을 얻는 방법에 관심을 갖고 있다. 본 연구에서는 현재 가동하고 있는 황산공장의 이중 접촉식 전환탑 공정에서 전화율을 증가시키고 배출되는 이산화황 가스의 농도를 최소화하기 위하여 매개변수 분석과 공정최적화 방법을 사용하였다. 이중 접촉식 전환탑 공정에 대하여 공급되는 이산화황의 조성, 각 촉매층 도입부의 압력과 온도, 촉매층의 높이의 변화에 대한 전화율 변화를 살펴보기 위해 공정 모델링과 컴퓨터 모사 프로그램을 개발하였다. 이를 통해 삼산화황으로의 최대 전화율과 배출되는 잔여 이산화황 가스 농도의 최소를 위해 촉매층의 도입부의 온도와 촉매층 높이를 최적화하였다. 이 최적치는 높은 전화율을 유지하도록 하는 전환탑 설계와 조업 조건의 지침이 될 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.403-409
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• 2000

터널공학에 있어서 지보시스템에 가해지는 최종 하중을 제어하기 위한 지보의 거동에 관한 많은 연구가 실시되었다. 기술적으로 타당한 설계와 안전율이 확보된 경제적인 시공을 위해서는 해석의 신뢰성이 확보되어야 한다. 또한 굴착과 보강의 일련의 시공과정에 대한 역학적인 이해가 필요하며 암반-지보 반응거동에 대한 규명이 이루어져야 한다. 암반과 지보의 거동에 관한 대부분의 연구는 단순화한 가정에 의한 이론적 해석이 주를 이루고 있다. 또한 터널 주위의 암반 조건에 따른 명확한 기준이 없어 터널 설계 시 어려움이 많다 본 연구에서는 유한차분해석 프로그램인 FLAC을 이용하여 암반조건에 따른 해석을 실시하여 암반-지보 반응곡선을 구하였다. 실제 시공과 유사한 조건을 부여하기 위해 암반등급과 측압계수를 달리하여 해석을 실시하였다. 그 결과 암반조건에 다른 암반-지보 반응곡선의 nomogram을 도출하였으며, 이는 설계 초기에 지보압 및 터널의 허용변위에 대한 효율적인 예측을 실시하는데 있어 유용할 것이다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권12호
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• pp.169-174
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• 2016

본 연구에서는 실제적인 환자의 모델을 바탕으로 가상현실 기반의 수술환경을 제작하는 방법에 대한 고찰과 함께 치과 임플란트 수술 술기를 배울 수 있는 가상현실을 활용한 수술 모델에 대한 평가를 시행하고자 한다. 환자의 안면 해부학적 모델은 실제 환자의 CT 데이터를 바탕으로 안면부위 골에 대한 삼차원 모델을 먼저 완성한 후 각각의 근육을 표현하고 안면부에 대한 삼차원 스캔 그리고 치아의 3차원 스캔 후 모델링을 통해 각각의 해부학적 구조물을 표현하였다. Unity3D를 활용해 단계별 시나리오를 게임으로 구성하였다. 처음 절개를 시행하는 단계에서부터 환자의 현재 상태에 필요한 상악동 거상술에 대한 술기를 표현하고, 임플란트 식립과정 그리고 골이식술을 하는 과정을 단계별로 포함하였다. 단계별로 중요한 과정의 효과적인 습득을 위해 HMD(Head Mount Display) 및 Leap motion과 연동하여 3차원 모델에 기구를 위치시키고 수술행위를 재현해볼 수 있게하여 몰입감을 높이면서 실제 수술을 하고있는 느낌을 재현하고자 하였다. 총 20명의 수련의를 대상으로 가상현실 시뮬레이션을 수행한 후에 설문조사를 시행하였다. 임플란트 수술 교육 프로그램은 치과 대학생들과 수련의들의 교육 도구로서 수술 술기를 습득하고 평가하는데 사용할 수 있는 가능성을 보여주었다. 통상적으로 수술 술기 교육 방법이 많지 않은 현실에서 HMD 와 Leap motion이라는 비교적 저렴한 기기를 이용하여 몰입감을 높일 수 있는 가상현실 기반의 수술 교육은 장점이 있다고 말할 수 있다.