• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권2호
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• pp.167-180
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• 2023

This work applies a four-known quasi-3D shear deformation theory to investigate the bending behavior of a functionally graded plate resting on a viscoelastic foundation and subjected to hygro-thermo-mechanical loading. The theory utilizes a hyperbolic shape function to predict the transverse shear stress, and the transverse stretching effect of the plate is considered. The principle of virtual displacement is applied to obtain the governing differential equations, and the Navier method, which comprises an exponential term, is used to obtain the solution. Novel to the current study, the impact of the viscoelastic foundation model, which includes a time-dependent viscosity parameter in addition to Winkler's and Pasternak parameters, is carefully investigated. Numerical examples are presented to validate the theory. A parametric study is conducted to study the effect of the damping coefficient, the linear and nonlinear loadings, the power-law index, and the plate width-tothickness ratio on the plate bending response. The results show that the presence of the viscoelastic foundation causes an 18% decrease in the plate deflection and about a 10% increase in transverse shear stresses under both linear and nonlinear loading conditions. Additionally, nonlinear loading causes a one-and-a-half times increase in horizontal stresses and a nearly two-times increase in normal transverse stresses compared to linear loading. Based on the article's findings, it can be concluded that the viscosity effect plays a significant role in the bending response of plates in hygrothermal environments. Hence it shall be considered in the design.

• 스마트미디어저널
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• 제3권4호
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• pp.22-27
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• 2014

3차원 복원은 실세계에 존재하는 물체를 가상의 공간에 재건하고 자유로운 시점을 선택하여 물체를 관찰할 수 있게 한다. 이러한 3차원 복원 기술은 교육, 문화, 예술 등 분야를 막론하고 다양한 곳에서 사용되고 있다. 3차원 복원 시스템을 구현하기 위해 본 논문에서는 Microsoft사에서 출시된 Kinect를 이용하여 다시점 시스템을 구성해서 고품질의 3차원 객체를 복원하는 방법을 제안한다. 먼저 3대의 Kinect를 객체의 전면에 수렴형으로 설치하여 색상 영상과 깊이 영상을 획득한다. 그런데 원본의 깊이 영상은 깊이 값을 가지지 않는 부분이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 이 부분을 적절한 깊이 값으로 채워 넣기 위해서 깊이 가중치를 추가한 결합형 양방향 필터를 적용한다. 또한 다시점 시스템에서 얻은 원본의 색상 영상은 서로 색상이 일치하지 않는 문제가 존재하는데 이를 그대로 이용하여 3차원 모델 정합을 하면 색상이 부자연스럽게 연결된 3차원 모델을 얻게 된다. 따라서 이러한 색상 불일치의 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 다시점 시스템에서의 3차원 기하학적 정보를 이용한 색상 보정 방법을 사용한다. 실험을 통해 제안한 방법을 이용하여 획득한 3차원 모델이 원본 3차원 모델보다 색상과 형태 관점에서 자연스럽게 표현된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.7-12
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• 2004

다양한 도시의 형태를 입체적으로 조망해 볼 수 있도록 하기 위하여 입체 지형조감도를 작성하였고, 이를 시공간에서 동영상으로 보여주기 위하여 3차원 시뮬레이션을 실시할 수 있도록 하였다. 입체 조감도의 제작은 투시기법을 이용한 이미지 제작 기법을 이용하였으며, 그 기본 재료가 되는 영상들은 다음과 같이 준비하도록 하였다. 준비영상으로는 우리나라 아리랑 위성의 EOC(Electro optical Camera) 영상을 이용하였으며, 국토지리정보원에서 국가기본도로 제작한 1/5,000수치지도의 등고선으로부터 추출하여 임의로 오차가 보정된 DEM(Digital Elevation Model) 생성과 1/1,000 수치지도의 도로 레이어 벡터파일로 제작된 도로선을 분류하여 대상지의 3차원 영상 위에 중첩시켜 처리하는 것으로 하였다. 특히 이번 연구에 사용한 도심지역의 도로망 구성 데이터는 새주소 부여를 위해 제작된 1/1,000축척의 간선도로를 최대한 이용함으로서 새주소에서 사용하게 될 주소체계와의 연계성을 크게 염두에 두어 제작하도록 연구하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.1426-1433
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• 2015

CCTV를 이용한 감시는 범죄를 억제하고 공적관계를 기록할 수 있는 효율적인 방법으로 활용도가 높아지고 있지만, 이를 정량적으로 비교평가 할 수 있는 방법론은 부재한 상황이다. 이에 본 연구의 목적은 3차원 가상모델 시뮬레이션 기술을 이용하여 카메라의 설치대안에 따른 카메라의 공간적 대응성능 변화를 측정할 수 있는 방법론과 분석어플리케이션을 구축하는 것이다. 분석방법은 래스터기반의 ISOVIST분석방법론을 3차원적으로 확장하여, 각 시점에 입사되는 시선량을 누적시키고, 동시에 각 측정지점에 연결되는 카메라의 중복감시량을 누적시켜 교차분석하는 것이다. 충돌감지모델을 이용한 분석어플리케이션을 구축하고, 예시를 적용하여 분석한 결과 카메라의 배치대안별로 감시성능의 변화를 정량화시킬 수 있었으며, 가시음영지역을 그래프로 재현하여 직관적인 검토와 보완이 가능하도록 하였다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제20권5호
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• pp.507-514
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• 2016

Although 3D-complex fractionated atrial electrogram (CFAE) mapping is useful in radiofrequency catheter ablation for persistent atrial fibrillation (AF), the directions and configuration of the bipolar electrodes may affect the electrogram. This study aimed to compare the spatial reproducibility of CFAE by changing the catheter orientations and electrode distance in an in -silico left atrium (LA). We conducted this study by importing the heart CT image of a patient with AF into a 3D-homogeneous human LA model. Electrogram morphology, CFAE-cycle lengths (CLs) were compared for 16 different orientations of a virtual bipolar conventional catheter (conv-cath: size 3.5 mm, inter-electrode distance 4.75 mm). Additionally, the spatial correlations of CFAE-CLs and the percentage of consistent sites with CFAE-CL<120 ms were analyzed. The results from the conv-cath were compared with that obtained using a mini catheter (mini-cath: size 1 mm, inter-electrode distance 2.5 mm). Depending on the catheter orientation, the electrogram morphology and CFAE-CLs varied (conv-cath: $11.5{\pm}0.7%$ variation, mini-cath: $7.1{\pm}1.2%$ variation), however the mini-cath produced less variation of CFAE-CL than conv-cath (p<0.001). There were moderate spatial correlations among CFAE-CL measured at 16 orientations (conv-cath: $r=0.3055{\pm}0.2194$ vs. mini-cath: $0.6074{\pm}0.0733$, p<0.001). Additionally, the ratio of consistent CFAE sites was higher for mini catheter than conventional one ($38.3{\pm}4.6%$ vs. $22.3{\pm}1.4%$, p<0.05). Electrograms and CFAE distribution are affected by catheter orientation and electrode configuration in the in-silico LA model. However, there was moderate spatial consistency of CFAE areas, and narrowly spaced bipolar catheters were less influenced by catheter direction than conventional catheters.

• Composites Research
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• 제29권1호
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• pp.16-23
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• 2016

본 논문에서는 블레이드 해석 라이브러리를 통해 단면해석 및 응력복원 해석 결과를 VABS와 3차원 유한요소해석모델의 결과와 비교하였다. 그리고 유한요소모델과 차원축소 모델을 가상균열 닫힘법을 이용하여 에너지 해방률을 계산하였다. 블레이드 해석 라이브러리의 구성, 입력 및 출력 형태, 차원 축소와 복원 과정을 살펴보고 이를 이용한 활용 분야를 기술하였다. 블레이드 해석 라이브러리는 박 벽 단면의 강성 행렬 비교, 3차원 유한요소 모델과 차원 축소 모델의 응력비교 그리고 에너지 해방률 계산 수치 비교연구를 통하여 검증하였다. 차원 축소와 복원해석을 통하여 블레이드 해석 라이브러리는 복합재료 블레이드의 전후처리 프로그램와 연계되어 고고도 무인기, 로터 블레이드, 풍력 블레이드 및 틸트로터 블레이드의 모델링에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.3-12
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• 2009

건설 프로젝트의 관리 측면에서 공사현장의 현황을 신속하고 정확하게 파악하는 것은 효율적인 자원의 배분을 위해 매우 중요한 작업이다. 또한 정밀 시공을 위한 시공 품질의 관리를 위해 도면과 실제 시공현장을 비교해야 할 경우가 있는데 증강현실 기술은 이러한 상황에서 간편하고 직관적인 정보를 제공해줄 수 있다는 장점이 있다. 기존의 건설현장 또는 야외에서의 증강현실의 구현은 카메라의 위치와 방향의 추적을 위해 추가적인 센서나 마커 등의 부착을 필요로 하는 방법들이 주류를 이루었다. 본 연구는 공사 중이거나 시공 완료된 건물의 현황 파악에 응용할 수 있는 증강현실 기법의 개발을 목적으로 하였다. 특히 카메라 이외의 추가적인 장비의 사총을 배제하여 장비의 구성을 간소화 하고 마커의 부착이 불필요하여 접근이 불가능한 지역에 위치한 건물에 사용할 수 있는 증강현실기법을 구현하였다. 이를 위해 사진측량 및 비디오측량 분야에서 카메라의 위치와 방향을 추정하는데 사용되는 외부표정 과정을 통해 카메라의 투영 중심의 좌표와 향하고 있는 방향을 추정한 후 건물 외곽선을 표현하는 가상의 도면을 영상에 투영하였다. 그 결과 수 픽셀 정도의 정확도로 건물 영상과 가상 도면의 정합이 이루어진 것을 확인할 수 있었다. 이 기술은 증강현실의 구현에 있어서 장비의 구성을 간소화하는 효과가 있기 때문에 건설현장에서 공사현황 파악 및 품질관리 목적의 증강현실 기술의 보급을 보다 용이하게 할 것으로 예상된다. 또한 접근이 불가능한 지역에 대해서도 증강현실의 적용을 통해 효과적인 구조물 현황의 파악이 가능할 것이다. 나아가 이 기술과 4차원 CAD가 결합되면 스케줄에 따른 공정의 진행상황을 간편하게 비교할 수 있어서 공정관리 및 모니터링 작업을 효과적으로 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.37-43
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• 2010

우리는 두 생물무리가 서로 가로지르거나 결합하는 현상을 주변에서 흔히 볼 수 있다. 예로, 하천의 물고기 무리가 운동하다 바위나 돌같은 장애물을 만나 두 무리로 나누어졌다가 장애물 뒤에서 다시 하나로 합쳐지는 현상이 있다. 우두머리를 가지는 두 생물 무리가 각도${\theta}$를 가지고 서로 충돌하면서 가로질러 지나갈 때의 동역학을 연구하였다. 두 무리의 각 우두머리 개체는 다른 개체에 의해 영향을 받지 않는다. 이에 비해 무리의 개체들은 우두머리의 운동방향을 쫓아 가도록 시뮬레이션 되었다. 이 두 무리의 가로지르기 동역학을 이해하기 위해서, 무리개체의 평균 단위속도의 합으로 정의되는 질서매개변수${\phi}$를 조사하였다. 두 무리가 서로 만나는 순간, 두 무리의 운동량 균형이 무너지면서 ${\phi}$값이 급격히 올라갔다. 그리고 두 무리가 서로 분리되어질 때, 두 번째로 ${\phi}$값이 피크를 보였다. 무리개체들은 서로 충돌하면서 그들의 우두머리 개체를 쫓아가는데 방해를 받게 되는데 이로 인해 두 번째 피크이후에 불규칙적인 작은 피크들이 관측되었다. 두 피크값, $d_1$ (첫번째) 그리고 $d_2$ (두번째), 은 서로 다른 충돌각도 ${\theta}$에 대해서 동기화 현상을 보였다. 이 시뮬레이션 모델은 생물행동을 연구하거나 다개체 로봇 시스템 개발에 유용하게 사용되어 질수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권12호
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• pp.180-188
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• 2014

서구화된 식습관, 운동부족, 비만증가 등에 기인한 허혈성 뇌졸중의 급격한 증가로 뇌혈관 협착 또는 폐색의 신속하고 정확한 진단이 매우 중요하다. 뇌혈관을 관찰할 수 있는 기법 중 비 조영 검사인 TOF-MRA 기법은 가장 대표적이고 안정적인 기법이다. 또한 최근 TOF-MRA 혈관영상기법은 CE-MRA 기법에 비해 큰 직경이 아닌 두개 내 혈관과 같은 작은 혈관의 협착 평가에서 유용하다는 평가를 받고 있다. 그러나 TOF-MRA 기법은 뇌 경색의 주요 원인인 플라그 형성에 의한 혈류 역학적인 난류 형성으로 협착 및 폐색의 실제 길이보다 과 측정되는 문제점이 있다. 본 연구의 목적은 유속신호 강조효과를 이용한 TOF-MRA 기법에서 발생하는 플라그 과 측정 오류를 해결하기 위하여 유속신호 감쇄효과를 이용한 3D SPACE T2 시퀀스를 이용, 보다 정확한 협착 및 폐색의 혈관질환 진단을 위한 새로운 시퀀스를 제시하고 난류에 의한 과 측정 원인을 해결하여 임상 활용 가능성을 높이는데 있다. 실험 방법은 플라그 혈관 팬텀을 제작하여 40%, 50%, 60%, 70% 협착을 형성시키고 flow control set를 이용하여 생리식염수로 만든 가상혈류에 0.9ml/sec, 1.5ml/sec, 2.1ml/sec, 2.6ml/sec의 속도 차이를 주어 동일한 조건으로 TOF-MRA 16회, 3D SPACE T2 16회 총 32회를 교차실험 하였고 실제 플라그 길이의 정확도를 비교 실험 하였다. 실험 결과는 각각의 동일한 협착 정도와 혈류 속도의 조건에서 16회의 비교데이터 결과, 새롭게 제안된 SPACE 3D T2 에서 실제 플라그 길이와 유사한 정확도 우위를 보였고, 혈류속도가 빠를수록 그리고 협착 정도가 클수록 TOF-MRA에서 과 측정 오류의 차이가 커짐을 확인 할 수 있었다. 따라서 TOF-MRA에서 발생하는 플라그 과 측정 문제를 해결하고 비 조영 검사인 장점을 유지하기 위해 본 논문에서 제시한 유속신호 감쇄효과를 이용한 3D SPACE T2를 혈관 검사에 사용한다면 보다 정확한 뇌혈관 진단에 큰 도움이 될 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권7호
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• pp.703-708
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• 2013

고관절 전치환술은 대퇴골두와 비구 부분이 손상되어 제 기능을 하지 못하였을 때, 인공 고관절로 대체하는 수술로서 인체에는 많은 양의 절개를 필요로 하며 장기간의 회복시간과 재활시간을 필요로 한다. 최소침습술은 환자에게 흉터와 근육절개를 최소화하고, 회복시간을 단축하여 미관상 흉터가 적어 가장 선호되는 수술 방법이다. 이 논문에서는 최소침습술이 가능한 메커니컬 스템(Mechanical stem)을 기어의 원리를 이용하여 개발하였다. 재치환술을 할 경우에는 스템 전체를 교체할 필요 없이 일부 부품만을 교체하여 수술 시간을 단축할 수 있도록 설계하였으며, 아크릴 소재로 모형을 제작하여 작동에 문제가 없는 것을 확인하였다. 3D Bio-CAD 모델링 기법을 통하여 메커니컬 스템의 기하학적 모델링을 하였다. 실험 대상자의 고관절 부위는 컴퓨터 단층촬영 영상데이터를 기반으로 3차원 재구축을 하였고, 가상 시술 환경 조건에서 몸무게보다 더 과중한 하중을 적용하여 메커니컬 스템의 안전성을 유한요소해석으로 확인하였다.