• 제목/요약/키워드: 3D Simulation system

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"사이버" 도시 실현을 위한 3차원 공간 데이터베이스 구축과 활용 (A Study on the Construction of 3D Database and Application for Realization of "The Cyber City")

  • 김재윤
    • Spatial Information Research
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    • 제9권2호
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    • pp.325-340
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    • 2001
  • 본 연구는 효율성 있는 지형공간정보(Geo-spatial data)를 구축하기 위하여 공간정보를 3차원화 하고, 이것을 데이터베이스화하여 효율적으로 활용하기 위한 각종응용 프로그램의 개발과 유지관리를 위한 방안모색, 응용기술개발 등에 대하여 현재진행중인 「해운대구 3차원 공간 데이터베이스 구축사업」을 중심으로 분석·종합하였다. 지리정보(Geographic Information)데이터의 획득과 효율성 있는 구축을 위한 기술개발은 향후 GIS의 질적 신용도를 판가름하는 핵심이라고 볼 수 있다. 특히, 그 중에서도 공간자료(Spatial Data)의 오차한계를 극복하고 보다 정밀한 데이터를 생성하기 위한 연구는 그 무엇보다 중요하다. 지리정보시스템(Geographic Information System)의 효율적 구현을 위하여 추구하는 공간자료의 최종 결정체는 현실과 똑같은 개념과 수치, 속성정보(Attribute Data)를 가지고 있는 3차원 공간자료의 구축이라고 할 수 있다. 이러한 맥락에서 효율성 높은 공간자료의 구축기술이 개발되어 전 국토를 디지털화 하여 컴퓨터 안의 가상공간(Cyber Space)에서 국토를 체계적으로 관리하고 공공기관의 행정업무와 대민 서비스업무처리, 기업의 경제활동, 국민의 일상생활까지 담을 수 있는 국토시뮬레이션 공간구축을 목표로 「사이버 도시」계획을 진행하고 있다. 향후 「사이버 도시」구축의 조기실현을 통하여 효율적인 GIS 실현과 기술강국으로서의 입지를 확보하고 나아가 선진 기술수출로 해외시장을 개척해 갈 수 있는 발판을 마련해야 한다.

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The intrinsic instabilities of fluid flow occured in the melt of Czochralski crystal growth system

  • Yi, Kyung-Woo;Koichi Kakimoto;Minoru Eguchi;Taketoshi Hibiya
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1996년도 The 9th KACG Technical Annual Meeting and the 3rd Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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    • pp.179-200
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    • 1996
  • The intrinsic instabilities of fluid flow occurred in the melt of the Czochralski crystal growth system Czochralski method, asymmetric flow patterns and temperature profiles in the melt have been studied by many researchers. The idea that the non-symmetric structure of the growing equipment is responsible for the asymmetric profiles is usually accepted at the first time. However further researches revealed that some intrinsic instabilities not related to the non-symmetric equipment structure in the melt could also appear. Ristorcelli had pointed out that there are many possible causes of instabilities in the melt. The instabilities appears because of the coupling effects of fluid flow and temperature profiles in the melt. Among the instabilities, the B nard type instabilities with no or low crucible rotation rates are analyzed by the visualizing experiments using X-ray radiography and the 3-D numerical simulation in this study. The velocity profiles in the Silicon melt at different crucible rotation rates were measured using X-ray radiography method using tungsten tracers in the melt. The results showed that there exits two types of fluid flow mode. One is axisymmetric flow, the other is asymmetric flow. In the axisymmetric flow, the trajectory of the tracers show torus pattern. However, more exact measurement of the axisymmetrc case shows that this flow field has small non-axisymmetric components of the velocity. When fluid flow is asymmetric, the tracers show random motion from the fixed view point. On the other hand, when the observer rotates to the same velocity of the crucible, the trajectory of the tracer show a rotating motion, the center of the motion is not same the center of the melt. The temperature of a point in the melt were measured using thermocouples with different rotating rates. Measured temperatures oscillated. Such kind of oscillations are also measured by the other researchers. The behavior of temperature oscillations were quite different between at low rotations and at high rotations. Above experimental results means that the fluid flow and temperature profiles in the melt is not symmetric, and then the mode of the asymmetric is changed when rotation rates are changed. To compare with these experimental results, the fluid flow and temperature profiles at no rotation and 8 rpm of crucible rotation rates on the same size of crucible is calculated using a 3-dimensional numerical simulation. A finite different method is adopted for this simulation. 50×30×30 grids are used. The numerical simulation also showed that the velocity and flow profiles are changed when rotation rates change. Futhermore, the flow patterns and temperature profiles of both cases are not axisymmetric even though axisymmetric boundary conditions are used. Several cells appear at no rotation. The cells are formed by the unstable vertical temperature profiles (upper region is colder than lower part) beneath the free surface of the melt. When the temperature profile is combined with density difference (Rayleigh-B nard instability) or surface tension difference (Marangoni-B nard instability) on temperature, cell structures are naturally formed. Both sources of instabilities are coupled to the cell structures in the melt of the Czochralski process. With high rotation rates, the shape of the fluid field is changed to another type of asymmetric profile. Because of the velocity profile, isothermal lines on the plane vertical to the centerline change to elliptic. When the velocity profiles are plotted at the rotating view point, two vortices appear at the both sides of centerline. These vortices seem to be the main reason of the tracer behavior shown in the asymmetric velocity experiment. This profile is quite similar to the profiles created by the baroclinic instability on the rotating annulus. The temperature profiles obtained from the numerical calculations and Fourier transforms of it are quite similar to the results of the experiment. bove esults intend that at least two types of intrinsic instabilities can occur in the melt of Czochralski growing systems. Because the instabilities cause temperature fluctuations in the melt and near the crystal-melt interface, some defects may be generated by them. When the crucible size becomes large, the intensity of the instabilities should increase. Therefore, to produce large single crystals with good quality, the behavior of the intrinsic instabilities in the melt as well as the effects of the instabilities on the defects in the ingot should be studied. As one of the cause of the defects in the large diameter Silicon single crystal grown by the

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In vivo 3D Kinematics of Axis of Rotation in Malunited Monteggia Fracture Dislocation

  • Kim, Eugene;Park, Se-Jin;Jeong, Haw-Jae;Ahn, Jin Whan;Shin, Hun-Kyu;Park, Jai Hyung;Lee, Mi Yeon;Tsuyoshi, Murase;Sumika, Ikemototo;Kazuomi, Sugamoto;Choi, Young-Min
    • Clinics in Shoulder and Elbow
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    • 제17권1호
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    • pp.25-30
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    • 2014
  • Background: Normal elbow joint kinematics has been widely studied in cadaver, whilst in vivo study, especially of the forearm, is rare. Our study analyses, in vivo, the kinematics of normal forearm and of malunited forearm using a three-dimensional computerized simulation system. Methods: We examined 8 patients with malunited Monteggia fracture and 4 controls with normal elbow joint. The ulna and radius were reconstructed from CT data placing the forearm in three different positions; full pronation, neutral, and full supination using computer bone models. We analyzed the axis of rotation 3-dimentionally based on the axes during forearm rotation from full pronation to full supination. Results: Axis of rotation of normal forearm was pitch line, with a mean range of 2 mm, from full pronation to full supination, connecting the radial head center proximally and ulnar fovea distally. In normal forearm, the mean range was 1.32 mm at the proximal radioulnar joint and 1.51 mm at the distal radioulnar joint. However in Monteggia fracture patients, this range changed to 7.65 mm at proximal and 4.99 mm at distal radoulnar joint. Conclusions: During forearm rotation, the axis of rotation was constant in normal elbow joint but unstable in malunited Monteggia fracture patients as seen with radial head instability. Therefore, consideration should be given not only to correcting deformity but also to restoring AOR by 3D kinematics analysis before surgical treatment of such fractures.

하악 전돌증 환자의 악교정 수술에서 기도 공간의 부피변화에 관한 3차원적 분석 (THE THREE DIMENSIONAL ANALYSIS OF VOLUMETRIC AIRWAY CHANGE IN ORTHOGNATHIC SURGERY OF MANDIBULAR PROGNATHISM)

  • 이지호;팽준영;명훈;황순정;서병무;최진영;이종호;정필훈;김명진
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • 제27권6호
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    • pp.552-558
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    • 2005
  • Orthognathic surgery changes patient's mandibular position and environment of related anatomic structures. Many clinicians were interested in these changes and studied about this problem. However, most of them were based on two dimensional cephalogram. According to the development of image and computer system, it would be possible that the airway change is analyzed with three dimensional CT. So we tried to measure the volumetric change of airway and analyzed the relationship between the airway structure and volumetric change. Nineteen patients who experienced orthognathic surgery due to mandibular prognathism were analyzed with 3D CT data (preoperative and postoperative 6 months) and 2D lateral cephalometry. Volumetric change was measured and 3 dimensional change of related structure was assessed with simulation program ($V-works^{(R)}$, 4.0 Cybermed, Korea). Ten patients showed the decrease of airway volume change and nine showed the increase of airway volume change. Volumetric change was determined by dimensional change of mandible and hyoid bone. The dimensional positions of mandible and hyoid bone were the key factor for determining the airway change after surgery. Airway change is also predictable with the dimensional change of mandible and hyoid bone.

Design of Vision Based Punching Machine having Serial Communication

  • Lee, Young-Choon;Lee, Seong-Cheol;Kim, Seong-Min
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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    • pp.2430-2434
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    • 2005
  • Automatic FPC punching instrument for the improvement of working condition and cost saving is introduced in this paper. FPC(flexible printed circuit) is used to detect the contact position of K/B and button like a cellular phone. Depending on the quality of the printed ink and position of reference punching point to the FPC, the resistance and current are varied to the malfunctioning values. The size of reference punching point is 2mm and the above. Because the punching operation is done manually, the accuracy of the punching degree is varied with operator's condition. Recently, The punching accuracy has deteriorated severely to the 2mm punching reference hall so that assembly of the K/B has hardly done. To improve this manual punching operation to the FPC, automatic FPC punching system is introduced. Precise mechanical parts like a 5-step stepping motor and ball screw mechanism are designed and tested and low cost PC camera is used for the sake of cost down instead of using high quality vision systems for the FA. 3D Mechanical design tool(Pro/E) is used to manage the exact tolerance circumstances and avoid design failures. Simulation is performed to make the complete vision based punching machine before assembly, and this procedure led to the manufacturing cost saving. As the image processing algorithms, dilation, erosion, and threshold calculation is applied to obtain an exact center position from the FPC print marks. These image processing algorithms made the original images having various noises have clean binary pixels which is easy to calculate the center position of print marks. Moment and Least square method are used to calculate the center position of objects. In this development circumstance, Moment method was superior to the Least square one at the calculation of speed and against noise. Main control panel is programmed by Visual C++ and graphical Active X for the whole management of vision based automatic punching machine. Operating modes like manual, calibration, and automatic mode are added to the main control panel for the compensation of bad FPC print conditions and mechanical tolerance occurring in the case of punch and die reassembly. Test algorithms and programs showed good results to the designed automatic punching system and led to the increase of productivity and huge cost down to law material like FPC by avoiding bad quality.

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고속철도차량용 제빙액으로의 적용가능물질에 대한 융빙성능 평가 (Ice Melting Capacity Evaluation of Applicable Materials of De-icing Fluid for High Speed Railway Rolling Stock)

  • 박경원;이준구;이홍기
    • 공업화학
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    • 제30권3호
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    • pp.384-388
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    • 2019
  • 동절기 고속철도차량 하부 및 대차부에 부착된 설빙이 차량 운행 시 도상자갈구간(침목이 받는 차량 하중 전달 및 침목 고정을 위한 자갈 구간)에서 고속으로 낙하하여 자갈을 비산시켜 이로 인한 철도차량 구조물 및 시설물의 피해가 보고되고 있으며, 이는 고속철도 개통 이후 지속되고 있다. 이러한 문제점 해결을 위해 자갈의 비산을 방지하는 네트, 인력 제빙, 이동식 열풍기 등을 사용하고 있으나 효율성이 떨어진다. 기존보다 효율적인 제빙을 위해 화학적 제빙액에 대한 연구가 진행되고 있으며, 본 연구에서는 화학적 제빙액으로 사용되는 물질들의 융빙성능, 동점도, 증발성 등을 평가하여 고속철도차량 제빙용으로 최적의 물질을 찾고자 한다. 평가 물질로는 유기산염류 4종(개미산나트륨, 초산나트륨, 개미산칼륨, 초산칼륨)과 알코올류 2종(프로필렌글리콜, 글리세롤)을 대상으로 하였다. 이때, 실내 평가에서는 개미산칼륨, 초산칼륨, 프로필렌글리콜이 유사한 융빙성능을 보였으나, 모사 살포 시스템을 이용한 융빙성능 결과, 프로필렌글리콜이 가장 우수한 성능을 보였다. 이는 프로필렌글리콜의 동점도가 2.989029 St로 다른 물질 대비 높아 얼음에서 보다 오래 체류하여 제빙하기 때문이다. 또한, 개미산칼륨과 초산칼륨은 결정이 석출되어 차량외관에 악영향을 미치므로 사용에 어려움이 있다. 본 연구를 통해 프로필렌글리콜이 고속철도차량용 제빙액으로 최적의 물질임을 확인하였다.

강변저류지가 있는 하도에서의 부정류 흐름 모의를 위한 HEC-RAS의 적용성 검토 (Feasibility Analysis of HEC-RAS for Unsteady Flow Simulation in the Stream Channel with a Side-Weir Detention Basin)

  • 김서준;홍상진;윤병만;지운
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권5호
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    • pp.495-503
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    • 2012
  • 하천에 설치되는 강변저류지의 효율적 설계를 위해서는 정확한 부정류 흐름 해석이 반드시 필요하다. 일반적으로 하천의 부정류 수치모의는 1차원 부정류 수치모형인 HEC-RAS를 많이 사용하고 있다. 하지만 강변저류지가 있는 하도에서의 부정류 흐름에 대한 수리실험과 현장 모니터링 자료가 거의 없기 때문에 HEC-RAS를 이용한 부정류 수치모의 결과의 신뢰도를 확신하기가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 부정류 수리실험을 수행하여 강변저류지가 있는 하도에서의 HECRAS를 이용한 부정류 수치모의 적용성을 검토하였다. HEC-RAS 적용성 검토는 직선수로에 강변저류지가 설치되어 있거나 그렇지 않은 경우에 대해 부정류 수리실험을 실시하여 측정된 결과와 비교하여 평가하였다. 특히, 강변저류지가 설치되어 있는 경우는 강변저류지의 저류용량이 충분하여 하도에서 강변저류지로 통하는 위어에 완전 횡월류 흐름만 발생하는 경우에 대해 실험을 수행하였다. 강변저류지가 설치되지 않은 직선수로에 대한 HEC-RAS의 수위 계산 결과는 최대 3% 오차를 유량은 최대 1% 오차를 보였으며, 강변저류지가 설치된 경우의 HEC-RAS 수위 계산 결과는 최대 4% 오차를 유량은 최대 2% 오차를 나타냈다.

Wind-sand coupling movement induced by strong typhoon and its influences on aerodynamic force distribution of the wind turbine

  • Ke, Shitang;Dong, Yifan;Zhu, Rongkuan;Wang, Tongguang
    • Wind and Structures
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    • 제30권4호
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    • pp.433-450
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    • 2020
  • The strong turbulence characteristic of typhoon not only will significantly change flow field characteristics surrounding the large-scale wind turbine and aerodynamic force distribution on surface, but also may cause morphological evolution of coast dune and thereby form sand storms. A 5MW horizontal-axis wind turbine in a wind power plant of southeastern coastal areas in China was chosen to investigate the distribution law of additional loads caused by wind-sand coupling movement of coast dune at landing of strong typhoons. Firstly, a mesoscale Weather Research and Forecasting (WRF) mode was introduced in for high spatial resolution simulation of typhoon "Megi". Wind speed profile on the boundary layer of typhoon was gained through fitting based on nonlinear least squares and then it was integrated into the user-defined function (UDF) as an entry condition of small-scaled CFD numerical simulation. On this basis, a synchronous iterative modeling of wind field and sand particle combination was carried out by using a continuous phase and discrete phase. Influencing laws of typhoon and normal wind on moving characteristics of sand particles, equivalent pressure distribution mode of structural surface and characteristics of lift resistance coefficient were compared. Results demonstrated that: Compared with normal wind, mesoscale typhoon intensifies the 3D aerodynamic distribution mode on structural surface of wind turbine significantly. Different from wind loads, sand loads mainly impact on 30° ranges at two sides of the lower windward region on the tower. The ratio between sand loads and wind load reaches 3.937% and the maximum sand pressure coefficient is 0.09. The coupling impact effect of strong typhoon and large sand particles is more significant, in which the resistance coefficient of tower is increased by 9.80% to the maximum extent. The maximum resistance coefficient in typhoon field is 13.79% higher than that in the normal wind field.

측정과 ADAC 치료계획 시스템에서 계산된 고에너지 전자선의 Monitor Unit Value 비교 (Comparison of Monitor Units Obtained from Measurements and ADAC Planning System for High Energy Electrons)

  • Lee, Re-Na;Choi, Jin-Ho;Suh, Hyun-Suk
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제13권4호
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    • pp.202-208
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    • 2002
  • 본 논문에서는 표면조직에 있는 종양 치료 시 사용되고 있는 고에너지 전자선의 monitor unit을 다양한 방법에 의해 계산하여 평가 하고자 한다. 본 병원에서 6, 9, 그리고 12 MeV 전자선으로 치료한 33명의 유방암 환자가 선택되었다. 각 환자마다 모의 치료기에서 얻어진 시뮬레이션 필름에 불규칙한 모양의 전자선 블록이 제작되었다. 이러한 불규칙한 모양의 블록을 이용하여 최대선량 깊이에 100 cGy의 선량을 주기 위해 필요한 monitor unit 이 3차원 치료계획 시스템 (Pinnacle 6.0, ADAC Lab)을 사용하여 계산되었고 측정되었다. 선원과 표면 거리(SSD)가 100 cm 인 곳에서 plane parallel (PP) 이온전리함(Roos, OTW Germany) 을 사용하여 고체 물 팬텀 내에서 측정하였다. 불균등 조직에 대한 효과를 평가하기 위해 CT 데이터를 사용하였고 monitor unit을 균등조직 및 비균등조직 내에서 계산하였다. 균등조직으로 계산하기 위해 CT의 밀도를 1 g/㎤로 지정하였다. 이러한 방법에 의해 구해진 monitor unit 값들을 비교하였다. 한 지점에서 측정된 선량과 RTP에서 구해진 선량을 비교 할 때 측정된 값이 치료계획에 의해 계산된 값보다 조금 높았다. 평평한 고체 물 표면에 조사된 경우 측정된 값과 계산된 값에는 6 MeV 전자선의 경우 4%, 그리고 9 및 12 MeC 전자선의 경우 2%의 차이가 있었다. 또한 다양한 조사방향에서 CT 데이터를 사용하여 monitor unit을 계산한 경우 불균등한 조직의 밀도를 고려하여 계산된 값과 고려하지 않고 계산된 값은 모든 에너지에서 3% 이내의 차이가 있었다. 이러한 결과는 전자선을 사용하여 유방암 치료 시 조직내의 불균등한 밀도를 고려하지 않고 monitor unit을 계산해도 큰 차이가 발생하지 않는다는 것을 의미한다.

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Comparison of a Bodice Prototype for 20s Plus-size Women

  • Cha, Su-Joung
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제27권4호
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    • pp.79-88
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    • 2022
  • 본 연구는 20대 비만 여성에게 적합한 보디스 원형 개발을 위해 프랑스, 일본 패션교육기관의 원형과 우리나라 교육용 원형 1개, 우리나라 산업체용 원형 2개 등 총 5개 패턴 제도법을 비교·분석하였다. 이를 통해 플러스 사이즈 여성 의복 개발에 적합한 보디스 원형 패턴 제도법을 알아보고자 하였다. 패턴제도를 위해 패턴1은 앞품, 뒤품, 젖가슴둘레, 목둘레, 등길이 등 가장 많은 신체치수를 적용하였고, 패턴2, 패턴4, 패턴5는 젖가슴둘레, 등길이를 기준으로 모든 패턴을 제작하였다. 외관평가 결과, 패턴3이 앞중심길이의 적합성, 옆허리둘레선 위치의 적합성 항목을 제외하고 모든 항목에서 가장 우수한 패턴으로 평가되었다. 그러나 옆선의 수직, 옆허리둘레선 위치의 적합성, 뒤진동둘레 위치 및 형태의 적합성, 뒤어깨다트 위치의 적합성 등의 항목에서는 부적합한 것으로 평가되었다. 보디스 원형은 젖가슴둘레 치수를 기준으로 대부분의 패턴 제도가 이루어지나 비만 여성의 경우 목둘레 설정, 어깨길이 설정에 있어서는 다른 제도법이 필요할 것으로 생각된다. 또, 복부 돌출로 앞중심길이 설정 방법에 대한 개발도 요구되었다.