• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.201-208
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• 2016

최근에 요소망의 재구성이 불필요하고 균열의 가시화에 강점을 가지는 확장유한요소법(XFEM)을 이용한 균열 해석이 많이 연구되고 있지만 주로 단일재료로 이루어진 부재의 해석에 집중되어 있다. 본 논문에서는 복합재료 부재인 철근콘크리트 보의 다중균열 해석에 확장유한요소법을 적용하며 그 적용성과 타당성을 살펴보았다. 확장유한요소해석 기능이 탑재된 상용 해석프로그램인 ABAQUS를 사용하여 균열해석을 수행하였으며 그 결과를 실험결과와 비교하였다. 확장유한요소법에서 인접요소에 동시에 균열이 발생할 경우 균열의 불연속성이 나타나지 않은 부가자유도 잠김 현상을 발견하였고 이에 대한 원인과 그 해결방안을 제시하였다. 또한 실험결과와 유사한 다중균열 발생을 위한 모델링 기법도 제시하였다. 확장유한요소법을 이용한 해석결과는 실험결과와 유사한 균열 양상 및 균열 간격을 보여 주었으며 하중-변위 관계에 있어서도 실험에 근접한 결과를 보여 주었다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권4호
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• pp.100-108
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• 2006

실험적인 연구가 흡입구와 배기구 성능을 평가하는 일반적인 방법이나 이는 고가이며 많은 시간이 소요된다. 따라서 소요 시간과 계산을 절약하는 방법으로 전산 유체 역학적 수치 모사가 실험적 연구로 대체할 수 있다. 그러므로 본 연구는 3차원 형상 모델을 이용하여 흡입구와 배기구의 구성품 성능을 연구하는 것을 목표로 하였다. 본 연구에서 특정한 흡입구 및 배기구를 유동가시화 기능을 갖는 전산유체 역학적 프로그램을 이용하여 손실 및 유동장을 예측하기 위해 모델링 및 해석이 수행되었다. 모델링된 기하학적 자료를 필요로 하는 과정이 설계과정에서 설계 개선 가능성을 위해 요구되었다. 또한 특정 터보축 엔진의 장착 성능이 예측된 흡입구, 배기구 및 기타 보기 손실을 가지고 평가되었다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.303-311
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• 2012

Laparoscopic surgery is a surgical procedure which uses long laparoscopic instruments through tiny holes in abdomen while watching images from a laparoscopic camera through umbilicus. Laparoscopic surgeries have many advantages rather than open surgeries, however it is hard to learn the surgical skills for laparoscopic surgery. Recently, some virtual simulation systems for laparoscopic surgery are developed to train novice surgeons or resident surgeons. In this study, we introduce the techniques that we developed for laparoscopic surgical training simulator for cholecystectomy (gallbladder removal), which is one of the most frequently performed by laparoscopic surgery. The techniques for cholecystectomy simulation include modeling of human organs (liver, gallbladder, bile ducts, etc.), real-time deformable body calculation, realistic 3D visualization of surgical scene, high-fidelity haptic rendering and haptic device technology, and so on. We propose each simulation technique for the laparoscopic cholecystectomy procedures such as identifying cystic duct and cystic artery to clamp and cut, dissecting connective tissues between the gallbladder and liver. In this paper, we describe the techniques and discuss about the results of the proposed cholecystectomy simulation for laparoscopic surgical training.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.487-499
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• 2009

컴퓨터의 성능이 향상되고 해석 알고리즘이 개선될수록 유한요소 모델링은 정교해지고 복잡해지는 경향이 있으며, 그에 상응하여 후처리 기술도 다양하게 발전하게 되었다. 이와같이 하드웨어적, 소프트웨어적인 진전을 바탕으로 탄소성해석에서는 더욱 세분화된 단계적 증분과 반복의 중간 계산 결과를 이용하여 탄소성 거동을 관찰하고 분석하는 것이 실용적인 의미를 갖게 되었다. 이 논문은 유한요소해석을 통해서 얻은 계산 결과로 부터 탄소성 재료의 역학적인 거동을 이론적으로 구성하고, 컴퓨터 그래픽스로 가시화하는 새로운 후처리 방법에 관하여 기술하였다. 또한 소성 거동의 진행을 표현하는 새로운 방법과 해석의 중간단계에서 생성된 데이터를 항복곡면과 응력경로의 형태로 재구성하거나 또는 Mohr원과 파괴포락선의 형태로 재구성하여 탄소성 거동을 분석하고 이해하는 방법을 제안하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.378-381
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• 2012

최근 응용과학 분야에서 복잡한 공학문제를 해결하기위해 수학적 모델링과 컴퓨터 시뮬레이션의 이용 빈도가 점점 증가함에 따라, 연구자들이 보다 쉽고 편리하게 시뮬레이션 기반의 연구를 수행할 수 있는 시뮬레이션 프레임워크의 필요성이 증대되고 있다. 시뮬레이션 프레임워크는 전처리기, 해석 코드, 가시화 프로그램, 계산 자원 및 작업관리기와 같은 다양한 컴포넌트들로 구성된다. 하지만, 현재까지는 시뮬레이션 프레임워크 컴포넌트들의 표준화된 스키마 및 인터페이스 규칙이 없기 때문에 범용적인 시뮬레이션 프레임워크의 구성이 어렵다. 즉, 대부분의 기존 시뮬레이션 프레임워크는 특정 해석 코드에 종속되어 제한적인 기능만을 제공하는 구조이다. 본 논문에서는 계산과학 분야의 다양하고 상이한 해석 코드들을 수용할 수 있는 시뮬레이션 프레임워크 구성을 위한 해석 코드의 메타정보 스키마를 설계하고, 이를 이용한 웹기반 시뮬레이션 수행 환경을 구현한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권4호
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• pp.341-347
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• 2011

본 연구는 기존의 인젝터와 새로운 형태의 인젝터를 비교분석 함으로써 소형 추력기의 성능을 연구하였다. 기존의 인젝터는 볼록한 표면에 8개의 노즐로 구성되어 액체 추진제를 분사하는 형태로 제작되었다. 우리가 제안한 새로운 형태의 인젝터는 오목한 표면에 4, 5, 6, 8, 9개의 노즐로 구성된 충돌형 인젝터이다. 노즐의 구멍을 통해 분사되는 액체추진제는 축 방향으로 한 점에서 부딪히게 설계되었으며, 이는 분사되는 액체 추진제의 입자를 더욱 세분화하여 사방으로 일정하게 분무할 수 있도록 하였다. 본 논문에서는 전산유체역학, 입자 유속계 및 고속 카메라를 이용하여 분무 가시화 및 인젝터의 성능을 연구 하였다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.75-83
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• 2015

In the virtual prototyping (VP) of digital products, it is important to provide the people involved in product development with the visualization and interaction of the products, and the simulation of their human machine interaction (HMI) behaviors in interactive 3D virtual environments. Especially, for the HMI behavior simulation, it is necessary to represent them properly and to play them back effectively according to user interaction in the virtual environments. In a conventional approach to HMI behavior simulation, user interface (UI) designers use UI design software tools to generate the HMI behavior of a digital product of interest. Due to lack of reusability of the HMI behavior, VP developers need to analyze and integrate it into a VP system for its simulation in a 3D virtual environment. As this approach hinders the effective communication between the UI designers and the VP developers, it is easy to create errors and thereby it takes significant time and effort especially when it is required to represent the HMI behavior to the finest level of detail. In order to overcome the shortcomings of the conventional approach, we propose an approach for representing the HMI behavior of a digital product using XML (eXtensible Markup Language) and for reusing it to perform the HMI behavior simulation in 3D virtual environments. Based on the approach, a VP system has been developed and applied for the design evaluation of various products. A case study about the design evaluation is given to show the usefulness of the proposed approach.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.227-235
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• 2012

대표적인 다상 재료인 콘크리트는 구성 성분의 공간적 분포에 의해 재료 특성이 큰 영향을 받는다. 특히 공극(void)은 콘크리트의 특성에 큰 영향을 주는 요인으로서, 콘크리트 내부에 분포하는 공극의 공간적 분포를 파악하는 것은 재료의 특성을 이해하는데 매우 중요하다. 본 연구에서는 콘크리트 내부에 존재하는 경량 골재의 공극 분포 분석을 위해서, CT(computed tomography)로부터 얻은 단면 이미지를 활용하여 생성된 3차원 경량 골재 이미지를 활용하여 공극 분포를 시각화(visualization)하였다. 방향에 따른 3차원 경량 골재 내부의 공극 분포 상태를 정성적으로 묘사하기 위해서 확률 분포 함수인 두점 상관함수(two-point correlation function)를 사용하여 공극의 공간적 분포 경향을 구(sphere)에 표현하였다. 또한 방향에 대한 골재의 강성도(stiffness)를 계산하여 각 방향에 따른 골재의 역학적 물성치 분포 변화를 확인하였다. 각 방향으로의 확률 분포 함수로 표현된 공극 분포와 강성도 분석함으로서 CT 이미지를 통한 공극 분포 특성 분석 및 경량 골재의 역학적 특성을 효과적으로 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.1-9
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• 2016

전산유체역학은 유체현상을 기술하는 미분방정식의 근사해를 컴퓨터를 이용하여 풀고 해석하는 학문으로, 다양한 종류의 변수의 계산을 필요로 한다. 대용량의 유동해석 데이터의 경우, 스토리지의 제약으로 계산한 변수들 중 필수적인 변수만을 저장하고, 데이터 분석 시점에 필요한 2차 변수를 계산하는 경우가 많다. 본 논문에서는 전산유체역학 응용에서 많이 사용하는 2차 변수의 종류를 정리하고, 임의의 초기 변수가 주어졌을 때 최적의 2차 변수 계산 경로를 효율적으로 추정하기 위한 방법으로 2차 변수 종속 그래프를 일반적인 유향 그래프로 변환하는 기법과 이를 이용한 최단 경로 탐색 기법을 소개한다. 또한 제안하는 기법을 실제 데이터 분석 및 가시화 도구에 적용하여 효용성을 측정하였다.

• 한국산업보건학회지
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• 제19권2호
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• pp.113-126
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• 2009

In the recent years, health effect of dimethylformamide(DMF) has been one of critical industrial hygiene issues. There might be many factors to increase the exposure level of DMF. Among those factors, industrial ventilation would be one of the main factors. In this study, industrial ventilation systems of printing processes in synthetic leather factories were thoroughly surveyed and the improved ventilation systems were proposed. 7 synthetic leather factories were selected for this study. After the ventilation systems were visually inspected, each component of the system was tested by using the appropriate instruments. Hood face velocities, fan exhaust flow rates, fan static pressures, fan rotation rates, etc were measured. In addition, flow visualization techniques were used to observe flow patten around hoods and inside the factory buildings. After gathering all qualitative and quantitative information, the test results were analysed to see if any improvement might be necessary. For the system to be improved, the re-design plans were made by using computational fluid dynamics softwares. The softwares used in this study were AIRPAK and STAR-CD. The effectiveness of the several improvement options were tested, then the best cost effective option was selected. Finally, the standard ventilation systems were proposed to minimize the exposure levels of DMF.