• International Journal of CAD/CAM
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• 제7권1호
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• pp.31-40
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• 2007

Reverse engineering of reliefs aims to turn an existing relief superimposed on an underlying surface into a geometric model which may be applied to a different base surface. Steps in this process include segmenting the relief from the background, and describing it as an offset height field relative to the underlying surface. We have previously considered relief segmentation using a geometric snake. Here, we show how to use this initial segmentation to estimate the background surface lying under the relief, which can be used (i) to refine the segmentation and (ii) to express the relief as an offset field. Our approach fits a B-spline surface patch to the measured background data surrounding the relief, while tension terms ensure this background surface smoothly continues underneath the relief where there are no measured background data points to fit. After making an initial estimate of relief offset height everywhere within the patch, we use a support vector machine to refine the segmentation. Tests demonstrate that this approach can accurately model the background surface where it underlies the relief, providing more accurate segmentation, as well as relief height field estimation. In particular, this approach provides significant improvements for relief concavities with narrow mouths and can segment reliefs with small internal holes.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제9권3호
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• pp.1-13
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• 2005

A design procedure for a ship with minimum total resistance has been developed using a numerical optimization method called SQP (Sequential Quadratic Programming) to search for optimized hull form and CFD(Computational Fluid Dynamics) technique. The friction resistance is estimated using the ITTC 1957 model-ship correlation line formula and the wave making resistance is evaluated using a potential-flow panel method based on Rankine sources with nonlinear free surface boundary conditions. The geometry of hull surface is represented and modified using B-spline surface patches during the optimization process. Using the Series 60 hull ($C_B$ =0.60) as a base hull, the optimization procedure is applied to obtain an optimal hull that produces the minimum total resistance for the given constraints. To verify the validity of the result, the original model and the optimized model obtained by the optimization process have been built and tested in a towing tank. It is shown that the optimal hull obtained around $13\%$ reduction in the total resistance and around $40\%$ reduction in the residual resistance at a speed tested compared with that of the original one, demonstrating that the present optimization tool can be effectively used for efficient hull form designs.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.15-21
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• 1994

전산기를 이용한 순정작업은 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 첫번째는 단면곡선, 즉 2차원 곡선을 순정하고 다른 단면에서도 역시 부드러운가를 확인하는 전통적인 방법이다. 두번째는 곡면을 이용하는 것으로 전산기의 발달과 더불어 최근 많이 사용하고 있는 방법이다. 그러나 이 경우 먼저 선형을 곡면으로 정의하여야 하나 복잡한 선형의 경우 쉽지가 않다. 본 연구에서는 곡선의 순정기법을 확장하여 그물망 곡선(mesh curve)의 경우에 대해 비균일(non-uniform) B-Sp line 곡선을 이용한 Rong의 방법으로 선형의 순정작업을 행하였다. 그러나 Rong의 방법에는 곡선의 양 끝점에서의 기울기가 고정되어야 하는 제한이 있으며 곡면화 방법에 대한 기술이 명확하지 못하다. 본 연구에서는 곡선의 양끝의 기울기를 고정시키지 않고 순정작업을 할 수 있도록 하였으며, 순정된 결과를 곡면화하는 방법을 제안하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권4호
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• pp.97-103
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• 2001

Accuracy of a machined part is determined by the relative motion between the cutting tool and the workpiece. One of the important factors which affects the relative motion is the geometric errors of a machine tool. In this study, firstly, geometric errors are measured by laser interferometer, and the positioning error of each control point selected uniformly on the control surface CAD model can be estimated from th oirm shaping model and geometric error data base. Where a form shaping function is derived from the link of homogeneous transformation matrix. Secondly, control points are shifted to the estimated amount of positioning errors. A new control surface is modeled with NURBS(Non Uniform Rational B-Spline) surface approximation to the shifted control points. By generating tool paths to the redesigned control surface, we reduce the machining error quite.

• 한국측량학회지
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• 제20권1호
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• pp.85-92
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• 2002

건설시공현장에서 토공량 결정은 전체공사비 중에 큰 비중을 차지하므로 정확한 계산방법이 있어야 한다. 토공량을 계산하는 현행방법은 격자점 사이의 횡단면의 간격을 선형(사다리꼴법칙)이나 비선형(심프슨법칙)으로 가정한다. 일반적으로 비선형법칙이 선형법칙보다 더 정확한 것으로 나타나 있다. 그러나 앞에서 언급된 모든 방법은 예리한 코너부분이나 두 점 사이의 갑작스런 지형변화에 대처할 수 없는 결점을 내포하고 있다. 본 논문에서는 B-스플라인을 이용하여 주어진 데이터를 지나는 스플라인 곡면을 구하는 알고리즘을 살펴보고, 스플라인 곡면을 이용하여 토공량을 근사적으로 구하는 방법을 제시한다. 스플라인 곡면을 이용한 방법이 Chen 과 Lin이 제시한 방법보다 더 정확함을 몇 가지 예를 통해 보인다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.42-57
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• 1995

자유표면의 유동문제는 저항추진성능과 내항성능이 우수한 선박과 파랑중 작업성능이 우수한 해양구조물의 설계와 관련되어 조선해양공학분야에서 지속적으로 관심의 대상이 되어온 연구분야이다. 본 논문에서는 선체주위 유동을 정확하고 효율적으로 해석하기 위한 3차원 수치해법의 개발을 목적으로 하였다. 수치해법으로 경계요소법을 사용하였으며, 그린함수는 간단한 랜킨소오스를 사용하였다. 전 경계요소면은 8점 경계요소로 표시하여 기하학적 특성을 정밀하게 반영하고자 하였다. 자유표면에서 속도포텐셜의 변화를 정규화된 8점 경계요소에서 이중 2차 스플라인함수(bi-quadratic spline function)로 표시함으로써 자유표면에서의 수치감쇠 및 분산오차를 개선하였다. 한편 물체표면에서의 물리량은 8점 경계요소의 특성을 살려 이중 2차 다항식(bi-quadratic function)으로 근사하였다. 이와같이 계산영역에 따라 해의 특성에 부합하는 수치방법을 채택함으로써 수치해의 정확성과 효율성이 향상되도록 하였다. 개발한 수치해법의 효능을 검증하기 위해 계산예로서 정상유동 및 비정상유동의 경우 Neumann-Kelvin문제를 다루었다. 본 방법에 의한 몰수 타원체 및 Series 60선에 대한 조파저항 계산결과는 적은 파넬수를 사용하고도 기존의 계산치는 물론 실험치와 좋은 일치를 보였다. 변형된 Wigley선형에 대한 동유체력 계산결과도 기존의 실험치 및 계산치와 비교적 잘 일치하였다. 비정상 유동의 경우 랜킨소오스법에서 일반적으로 적용하는 상류방사조건은 무차원주파수가 1/4보다 큰 경우에만 유효하므로, 본 논문에서는 파동방정식 연산자를 이용하여 무차원주파수가 1/4보다 작은 경우에 적용할 수 있는 상류방사조건을 유도하였다. 수면하에서 전진하며 동요하는 소오스에 대하여 적용한 결과 본 논문에서 유도한 방사조건이 유효함을 입증하였다.

• 한국조경학회지
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• 제43권3호
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• pp.101-113
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• 2015

본 연구는 바람통로의 세밀도와 편이성을 향상시켜 도시 녹지계획 활용도를 높이는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 유체역학적 거칠기 특성을 나타내는 거칠기길이($z_0$)로부터 바람통로 네트워크 추출기법을 제안하였다. 지적필지 단위로 산출된 $z_0$에 IDW, Spline, Kriging 내삽기법을 적용해 표면이 연속적인 수치거칠기길이모델(DZoM)을 생성한 후 수계망 추출 기법을 적용해 바람통로 네트워크를 산출하였다. 내삽기법 적용 결과들을 비교하여 가장 적합한 내삽 기법을 정하고 산출된 바람통로와 토지피복 및 지표온도의 공간적 관계를 분석하였다. 연구결과 DZoM 산출기법 중 Kriging 기법의 적용성이 IDW 및 Spline 기법보다 우수한 것으로 나타났다. Kriging 기법을 이용하여 선형 추출한 바람통로 네트워크(Type B)와 Landsat-7 ETM+에서 산출한 여름철과 겨울철 야간 지표온도 분포를 비교한 결과는 공간적 일치도가 높았다. 주목할 부분으로 산출된 바람통로의 흐름이 도시의 야간 열 부하들을 완화하는 것으로 보인다. 추출된 바람통로 네트워크 사상들(features)에 대한 엄밀한 평가와 개선이 수행된다면 녹지계획 실무에 효과적으로 활용될 수 있을 것이다. 이를 위해서는 (1) 거칠기길이 개선, (2) 녹지계획 목적에 맞는 바람통로의 해석 및 편집, (3) 분절된 바람통로 네트워크 연결, (4) 관련 자료의 상세한 구축 및 무결성 확보 등이 선행되어야 할 것이다. 제안된 바람통로 네트워크의 녹지계획 적용을 위해 향후 연구범위를 수도권으로 확장할 계획이다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.1-7
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• 2011

본 논문에서는 2-변수 모션 (two-parameter motion)을 이용한 새로운 스윕곡면의 생성 및 편집기법을 제시한다. 먼저, 하나의 변수로 매개화되는 기존의 모션에서 방향곡선 (orientation curve)과 크기 변환곡선 (scaling curve)을 곡면의 형태로 확장한 2-변수 모션의 개념을 소개하고, 이를 이용한 새로운 스윕곡면을 제안한다. 제안된 스윕곡면은 하나의 정점이 2-변수 모션에 적용된 결과이며, u-방향의 등위곡선 (iso-curve)이 매개변수 ${\upsilon}$에 따라 다른 형상을 갖게된다. 또한 이에 대한 효율적인 모델링 및 편집기법은 2-변수모션의 직관적인 제어를 통해서 이루이진다. 본 논문에서는 복잡한 형상에 대한 모델링 및 편집 실험을 통해서 제안된 기법의 효율성 및 편리성을 입증한다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.178-188
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• 2010

This paper addresses the problem of determining if two surfaces intersect tangentially or transversally in a mathematically consistent manner and approximating an intersection curve. When floating point arithmetic is used in the computation, due to the limited precision, it often happens that the decision for tangential and transversal intersection is not clear cut. To handle this problem, in this paper, interval arithmetic is proposed to use, which provides a mathematically consistent way for such decision. After the decision, the intersection is traced using the validated ODE solver, which runs in interval arithmetic. Then an iterative method is used for computing the accurate intersection point at a given arc-length of the intersection curve. The computed intersection points are then approximated by using a B-spline curve, which is provided as one instance of intersection curve for further geometric processing. Examples are provided to demonstrate the proposed method.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.979-982
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• 2001

In CNC machining, demands on precision machining of free formed surface model are increasing. Most of the CAD/CAM systems provide the NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline) interpolator. NURBS is defined with NURBS parameter by control point, weight value and knot value. This paper shows the realtime NURBS interpolation algorithms and compared with each other. One is based on the equal length of curve segments rather than equal increment of the parameter Δu. The other is to limit the interpolation error to any desired level by adjusting the feedrate considering the curvature of the shape and sampling time.