• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권7호
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• pp.709-715
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• 2015

일반적인 무인잠수정과는 달리 수중 글라이더는 별도의 추진체를 가지지 않고 부력과 중력의 차이에 의해서 추진력을 얻게 된다. 추진력을 얻기 위해 부력을 조절하게 되며, 부력의 변화는 부력엔진을 이용하며 수중 글라이더의 체적을 변화시킨다. 또한, 수중 글라이더의 자세를 제어하기 위해 별도의 방향타를 사용하지 않고 내부의 자세제어기를 이용하여 내부 이동질량의 위치변화를 이용한다. 내부 이동질량의 위치변화에 의한 질량중심과 질량관성모멘트의 변화가 발생하게 되며 이로 인해 수중 글라이더의 자세가 변화하게 된다. 본 논문에서는 수중 글라이더의 기구학적 특성과 운동특성을 반영한 비선형 6자유도 운동방정식을 유도하고 이를 이용한 운동 시뮬레이션을 수행하였다. 자세제어기를 이용하여 수중 글라이더의 종동요각과 횡동요각 제어 운동 시뮬레이션을 수행하였으며, 종동요각과 횡동요각 제어에 따른 수중 글라이더의 운동특성을 해석하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.185-191
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• 2020

MPEG-I에서는 최대 6자유도(6DoF)를 가지는 몰입형 비디오의 압축 표준화를 진행하고 있다. 360 비디오에 움직임 시차(parallax)를 추가한 것으로 정의되는 3DoF+ 비디오의 가상 공간에서, 원하는 위치와 시점의 장면을 제공하려면 3DoF+ 비디오를 구성하는 여러 뷰(view) 비디오를 사용하여 임의의 원하는 시점의 뷰를 렌더링해야 한다. MPEG-I 비쥬얼 그룹에서는 이러한 3DoF+ 비디오의 효율적인 부호화를 위한 표준화가 진행되고 있으며, TMIV(Test Model for Immersive Video)라는 시험모델을 개발하고 있다. 본 논문은 TMIV에서 패치(patch)를 아틀라스(atlas)에 효율적으로 패킹하여 부호화 성능을 향상시킬 수 있는 패치 패킹 방법을 제안한다. 제안기법은 패킹되는 패치들 간에 보호대역(guardband)을 적용하여 패치 간의 거리를 둠으로써 부호화로 인해 발생할 수 있는 아티팩트(artifact)를 줄여 최종 복원 뷰의 화질을 향상시킨다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권7호
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• pp.1031-1037
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• 2021

국내 선박의 해양사고 발생률은 지속적으로 증가하고 있으며, 총톤수(Gross tonnage) 10톤 미만의 소형선박에서 집중적으로 발생하고 있다. 선박의 전복사고는 인명 및 재산 피해를 동반하기 때문에 반드시 예방되어야 하는 사고임에도 불구하고, 전복사고와 관련이 깊은 운항중인 소형선박의 내항성능 연구는 미진한 상태이며 내항성능과 관련된 국내·외 규정이 존재하지 않는 실정이다. 이에 본 연구에서는 전복사고가 발생한 소형선박의 재결서를 조사하여 전복사고의 주요 원인이 적재상태 불량이라는 점을 파악하고, 대표 선박을 선정하여 유체정역학적 계산 및 내항성능 해석을 수행하였다. 일반적으로 선박은 운항중 6자유도 운동을 하게 되는데 본 연구에서는 전복사고와 관련이 깊은 횡동요(Roll)를 알아보기 위해 대표 선박의 응답진폭연산자(RAO) 및 운동응답 스펙트럼(Response Spectrum)을 계산하고 3시간동안의 파도 정상상태(Stationary)에 대한 단기(Short Term) 통계 해석을 수행하였다. 그 결과 적재상태가 불량할 때에는 선박의 횡동요가 크게 발생하여 선박의 안정성을 크게 감소시킨다는 사실을 알 수 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권2호
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• pp.83-90
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• 2010

해양파 중에서 2개 선체가 가까운 거리에 계류되어있는 경우에 2선체의 운동을 엄밀한 파 중 2 부유체 운동이론에 의하여 계산하였다. 2 선체의 방사 및 산란파 포텐셜은 특이파 수 현상이 없는 주파수영역 Improved Green 적분방 정식으로부터 구하였다. 규칙파 중에서 근접한 2선체가 서로 연결되지 않은 경우와 강체 연결장치로 병렬 계류된 된 경우의 운동 및 강체연결체에 작용하는 6방향 힘과 모오멘트를 해석하는 기법과 수치실험 결과도 보였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.99-107
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• 2013

본 논문에서는 조종이 미숙한 일반인을 위한 모의운전장치로서 보트 운항능력 확보를 위한 레저보트 시뮬레이터 개념설계에 관한 연구를 수행하였다. 레저보트 조종시뮬레이터 요구조건을 도출하기 위하여 국내 외 해양레저산업의 현황을 분석하고 레저보트와 관련된 사고유형과 국내 해양레저관련 제도와 법규에 대하여 분석하였다. 레저보트 보유현황을 기반으로 20 ft 및 40 ft급 파워보트를 개발대상 선박으로 선정하였으며, 실제 레저보트의 운항환경과 동일한 환경을 구현하여 훈련의 집중도와 현실감을 최대화 할 수 있도록 레저보트 시뮬레이터를 설계하였다. 특히, 레저보트의 운항특성 및 운동특성을 보다 정확히 구현하기 위하여 선박의 형상특성과 해상상태가 반영된 파워보트의 6자유도 운동 수학모형을 개발하여서, 파도 바람 조류 등 외란 중 운동을 재현하는 조종자용 6자유도 모션플랫폼을 적용하여 훈련의 현실감을 극대화 할 수 있도록 레저보트 시뮬레이터를 설계하였다. 조종면허, 조종숙련도 향상을 위하여 국내 조종면허제도와 수상레저안전법, 해상교통안전법 등을 분석하여 교육 시나리오를 설계하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권3호
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• pp.274-279
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• 2010

본 논문에서는 원 형상에 비해 20% 축소 설계된 수평 핀을 부착한 전투기의 외부 연료 탱크의 정적인 세로 안정성을 해석하고 투하궤적을 분석하였다. 얇은 에어포일의 공력 자료를 이용하여 연료 탱크의 정적 피칭 안정성을 해석한 결과는 풍동 실험 결과와 거의 일치하였다. 연료탱크의 6자유도 운동방정식에 대한 수치적인 모사에서 얻은 낙하 궤적을 실제 모델의 투하 실험 궤적과 비교 분석한 결과 투하 시 항공기의 자세가 연료 탱크의 수직 이동 궤적에는 영향을 미치지 않지만 수평 이동 궤적에는 상당한 영향을 미치게 됨을 알 수 있었다. 이와 같은 이론 해석 및 실험 결과의 분석을 통해 재설계 핀을 부착한 외부 연료 탱크를 비행 중 항공기로 부터 분리할 때 비행운용 규범을 기준으로 수행한다면 항공기의 안전성을 보장할 수 있음이 검증되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권6호
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• pp.771-791
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• 2018

This paper deals with the low velocity impact response and dynamic stresses of composite sandwich truncated conical shells (STCS) with compressible or incompressible core. Impacts are assumed to occur normally over the top face-sheet and the interaction between the impactor and the structure is simulated using a new equivalent three-degree-of-freedom (TDOF) spring-mass-damper (SMD) model. The displacement fields of core and face sheets are considered by higher order and first order shear deformation theory (FSDT), respectively. Considering continuity boundary conditions between the layers, the motion equations are derived based on Hamilton's principal incorporating the curvature, in-plane stress of the core and the structural damping effects based on Kelvin-Voigt model. In order to obtain the contact force, the displacement histories and the dynamic stresses, the differential quadrature method (DQM) is used. The effects of different parameters such as number of the layers of the face sheets, boundary conditions, semi vertex angle of the cone, impact velocity of impactor, trapezoidal shape and in-plane stresses of the core are examined on the low velocity impact response of STCS. Comparison of the present results with those reported by other researchers, confirms the accuracy of the present method. Numerical results show that increasing the impact velocity of the impactor yields to increases in the maximum contact force and deflection, while the contact duration is decreased. In addition, the normal stresses induced in top layer are higher than bottom layer since the top layer is subjected to impact load. Furthermore, with considering structural damping, the contact force and dynamic deflection decrees.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권3호
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• pp.475-483
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• 2015

We propose a numerical scheme to simulate the time-domain echo signals at tracking radar for a realistic scenario where an EAD (expendable active decoy) and an airborne target are both in dynamic states. On various scenarios where the target takes different maneuvers, the trajectories of the EAD ejected from the target are accurately calculated by solving 6-DOF (Degree-of-Freedom) equations of the motion for the EAD. At each sampling time of the echo signal, the locations of the EAD and the target are assumed to be fixed. Thus, the echo power from the EAD can be simply calculated by using the Friis transmission formula. The returned power from the target can be computed based on the pre-calculated scattering matrix of the target. In this paper, an IPO (iterative physical optics) method is used to construct the scattering matrix database of the target. The sinc function-interpolation formulation (sampling theorem) is applied to compute the scattering at any incidence angle from the database. A simulator is developed based on the proposed scheme to estimate the echo signals, which can consider the movement of the airborne target and EAD, also the scattering of the target and the RF specifications of the EAD. For applications, we consider the detection probability of the target in the presence of the EAD based on Monte Carlo simulation.

• Korean Membrane Journal
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• 제5권1호
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• pp.43-53
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• 2003

The selectivity of a gas in the carbon molecular sieve membrane (CMSM) can be expressed as the ratio of the product of the diffusivity and the solubility of two different gases. The diffusivity is also expressed as the product of the entropy and the total energy (kinetic and potential energy) in the nano-sized pore of the membrane. The present study calculates the entropic-energy and selectivity of penetrant gases such as H$_2$, O$_2$, N$_2$, and CO$_2$ from the gas-in-a box theory to physically analyze the diffusivity of penetrant gas in slit-shaped pore of CMSM focusing on the restriction of gas motion based on the size difference between penetrant gas pairs. The contribution of each energy term is converted to entropic term separately. By the conjugated calculation for each entropic-energy, the entropic effects on diffusivity-selectivity for gas pairs such as H$_2$/N$_2$, CO$_2$/N$_2$, and O$_2$/N$_2$ were analyzed within active pore of CMSM. In the activated diffusion domain, the calculated value of entropic-selectivity lies between 9.25 and 111.6 for H$_2$/N$_2$, between 3.36 and 6.0 for CO$_2$/N$_2$, and between 1.25 and 16.94 for O$_2$/N$_2$, respectively. The size decrement of active pore in CMSM had the direct effect on the reduction of translational entropic-energy and the contribution of vibrational entropic-energy for N$_2$, O$_2$, and H$_2$ was almost negligible. However, the vibrational entropic term of CO$_2$ might extravagantly affect on the entropic-selectivity.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권4호
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• pp.309-318
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• 2003

본 연구는 현재 산업용으로 널리 사용되고 있는 수직 다관절 6자유도 로봇을 의료용 목적으로 적용하기 위해 수행하였다. 이미 산업용으로 제안되어 검증된 로봇을 사용한다면 비용, 시간적인 면에서 상당한 잇점이 있다. 따라서 본 논문에서는 산업용으로 제안된 로봇을 의료 목적으로 사용하여 연구하였다. 본 시스템은 뇌졸중 환자와 같이 한쪽 팔을 다친 사람들을 위해 제안하였다. 한쪽 팔이 비정상이고 다른 팔이 정상인 환자를 대상으로 정상인 팔의 움직임을 획득하여 마비되거나 정상으로 움직이기 어려운 팔을 운동시키도록 마스터-슬레이브 시스템을 구성하였다. 또한 팔꿈치와 어깨의 기구학을 해석하기 위하여 기존의 인체에 관한 연구 결과를 적용하였다. 또한 슬레이브 로봇에 힘 센서를 부착하여 환자의 재활 정도를 측정할 수 있도록 하였으며, 위험 상황에 대비함으로써 슬레이브 로봇의 안전성을 높였다. 이러한 시스템으로 인해 물리치료사의 도움 없이 환자 혼자 운동이 가능하도록 시스템을 구성하였다. 제안된 시스템과 제어 알고리즘은 실험과 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.