본 연구에서는 컴퓨팅 사고의 핵심인 알고리즘 표현을 실험 활동에 적용할 수 있도록 교사를 위한 실험 안내 자료를 개발하였다. 텍스트로 제시된 실험 매뉴얼을 순서도 기호를 사용하여 정보 시각화 프로세스에 따라 직선형, 분기형, 반복형 구조의 알고리즘 형태로 변환하였다. 그 예시로, 자석의 성질을 알아보는 실험을 알고리즘 표현을 적용하여 실험 안내 자료를 개발하였다. 개발된 실험 안내 자료는 정보의 적합성과 판단 여부가 표현된 분기 및 반복의 알고리즘 구조를 가지고 있다는 점과 실험 과정을 시각화하여 표현했다는 측면에서 기존의 순차적으로 표현된 실험 안내 자료와 차이가 있다. 본 연구에서 개발된 실험 안내 자료는 교사들의 알고리즘 사고에 대한 이해와 이를 적용한 실험 실행에 도움을 줄 수 있을 것이라 기대된다.
본 연구에서는 한옥의 해석모델 구축을 지원하고, 구축된 해석모델의 활용도를 높이고자 이를 활용한 가상현실 소프트웨어를 개발하였다. 한옥의 구조해석 모델은 범용 구조해석 소프트웨어인 midas Gen으로 생성하고, 이를 문자기반 입력파일로 변환한 후 본 연구에서 개발된 소프트웨어에서 한옥 해석모델의 검토에 필요한 자료들을 저장한다. 개발된 가상현실 소프트웨어 내에서 3차원으로 표현된 한옥의 해석모델은 시점을 변경하며 살펴볼 수 있고 특정 부재를 선택하여 관련된 자료를 확인할 수 있다. 이러한 과정을 통해 해석모델의 오류를 확인 및 수정하여 완결된 해석모델을 구축할 수 있다. 개발된 소프트웨어는 3개의 한옥 사례에 적용하여 그 적용성과 효용성을 검증하였으며, 구조분야 이외의 타 분야에서도 활용될 수 있다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제34권1호
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pp.84-91
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2010
The centrifugal oil purifier is used in ships for purifying the engine lubrication oil. The momentum needed for the rotation of the cylindrical chamber is obtained by jet injections. The dust particles in the oil are separated by the centrifugal forces moving to the inner wall of the rotating cylindrical chamber body. The dust particles are eliminated when the particles are adsorbed onto the surface of the inner wall of the chamber body. The flow characteristics and the physical behaviours of particles in this centrifugal oil purifier have been investigated numerically and the filtration efficiencies have been evaluated. For the calculations, a commercial code has been used and the SST k-${\omega}$ turbulence model has been adopted. The MRF (Multiple Reference Frame) method has been introduced to consider the rotating effect of the flows. Under various variables, such as particle size, particle density and rotating speed, the filtration efficiencies have been evaluated. It has been verified that the filtration efficiency is increased with the increments of the particle size, the particle density and the rotating speed of the cylindrical chamber.
물리기반 레픽스 기술은 연기 물, 화염과 같은 자연현상을 계산 물리학으로 시뮬레이션하고 이를 가시화하는 기술이다. 본 논문에서는 시뮬레이션 된 다수의 파티클 유체데이터를 사각 스플렛을 이용하여 3차원으로 빠르게 가시화 하는 기법을 제안한다. SPH(Smoothed Paticle hydrodynamic) 기법을 사용하여 스플렛의 위치와 법선 벡터를 계산하고, 단적 현상을 줄이 기 위해 사각뿔 형상으로 스플렛을 재구성하고 가시화 한다. SPH 기법을 사용하는 유체 시뮬레이션 엔진에 적용하여 자연스러운 물의 유동 현상을 성공적으로 가시화 하였다.
When a secondary gaseous flow is injected vertically into a supersonic flow through circular nozzle, a complicated structure of flow field is produced around the injection area. The interaction between the two streams produces a strong bow shock wane on the upstream side of the side-jet. The results show that bow shock wave and turbulent boundary layer interaction induces the boundary layer separation in front of the side-jet. This study is to analyze the structure of flow fields and distribution of surface pressure on the flat plate according to total pressure ratio using a supersonic cold-flow system and also to study the control force of affected side-jet. The nozzle of main flow was designed to have Mach 2.88 at the exit. The injector has a sonic nozzle with 4mm diameter at the exit of the side-jet. In experiments, The oil flow visualization using a silicone oil and ink was conducted in order to analyze the structure of flow fields around the side-jet. The flow fields are visualized using the schlieren method. In this study, a computational fluid dynamic solution is also compared with experimental results.
쉬어-왑 분해 볼륨렌더링은 좋은 화질과 빠른 속도를 보이지만 대화형 분류 환경에서 메모리 참조 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 본 논문에서는 대화형 분류 환경에서 효율적인 렌더링을 수행하기 위해 객체와 이미지에 대한 메모리 참조 공간 연관성을 갖는 알고리즘을 제안한다. 이를 위하여 쉬어-왑 분해에 회전을 추가한 확장 모델을 제안하여 객체와 이미지 모두에서 스캔라인 단위로 렌더링을 가능하게 한다. 또한 제안 모델이 가지고 있는 전후향 합성 혼란, 홀 발생, 계산 증가의 문제에 대한 원인을 제시하고 해결 방법을 보인다. 본 제안 모델은 렌더링 시 효율적 메모리 참조로 우수한 성능을 나타낸다.
Realistic deformation of computer simulated anatomical structures is computationally intensive. As a result, simple methodologies not based in continuum mechanics have been employed for achieving real time deformation of virtual reality. Since the graphical interpolations and simple spring models commonly used in these simulations are not based on the biomechanical properties of tissue structures, these "quick and dirty"methods typically do not accurately represent the complex deformations and force-feedback interactions that can take place during surgery. Finite Element(FE) analysis is widely regarded as the most appropriate alternative to these methods. However, because of the highly computational nature of the FE method, its direct application to real time force feedback and visualization of tissue deformation has not been practical for most simulations. If the mathematics are optimized through pre-processing to yield only the information essential to the simulation task run-time computation requirements can be drastically reduced. To apply the FEM, We examined a various in verse matrix method and a deformed material model is produced and then the graphic deformation with this model is able to force. As our simulation program is reduced by the real-time calculation and simplification because the purpose of this system is to transact in the real time.
Flow characteristics at secondary recirculation zone in a liquid fuel ramjet combustor are investigated using CFD and 3-D Stereoscopic PIV method. The combustors have two rectangular inlets that form 90 degree each other. Three guide vanes were installed in each rectangular inlet to improve the flow stability. The tested angle of the air intakes was 60 degree. The experiments were performed in the water tunnel test with the same Reynolds number in the case of Mach0.3 at inlet. Both computational and experimental results showed the secondary recirculation flow occurred at the front junction of inlet main stream and combustor chamber. The size of secondary recirculation region increased with upon closer center of axial combustor. Since the performance of combustor depends on not only the main recirculation in the dome region but also the secondary recirculation flow in a junction region, the optimal angle of the air intakes should consider the recirculation size as frame holder.
본 논문에서는 대용량 지형 정보 데이터를 효과적으로 3차원 도시하기 위하여 wavelet 변환을 이용한 효과적이고 새로운 삼각형 메쉬 근사 기법과 압축 저장 기법을 제안한다. 제안된 방법은 wavelet 변환 계수의 공간-주파수 지역제한 특성을 이용하여 지형정보 데이터를 영역분할하고 각 영역에 대해 삼각형 메쉬를 생성하므로써 계산량이 적고 알고리즘이 간단하다는 장점이 있다. 또한 Embedded Zerotree Wavelet 부호화 기법을 도입하여 지형 정보데이터의 효과적인 저장, 관리는 물론 삼각형 메쉬 구성기법에 적용하였다. 제안된 지형정보 데이터의 3차원 고속도시기에는 데이터 압축, 저장 및 Level of Detail 구현에 이르는 모든 기법을 통합되었으며 모의실험을 통하여 높은 PSNR, 고속 수행, 간단한 구현 등의 장점들을 갖는 것이 확인되었다.
Converging flows of a gas and a liquid at a microchannel cross junction, under proper conditions, can result in the formation of periodic, dispersed microslugs. This microslug formation phenomenon has been proposed as the basis for a fuel injection system in a novel, 'discrete' monopropellant microthruster designed for use in next-generation miniaturized satellites. Previous experimental studies demonstrated the ability to generate fuel slugs with characteristics commensurate with the intended application during steady-state operation. In this work, numerical and experimental techniques are used to study the effect of valve actuation on slug characteristics, and the results are used to compare with equivalent steady-state slugs. Computational simulations of a valve with a 1 ms valve-actuation cycle show that as the ratio of the response time of the valve to the fully open time is increased, transient effects can increase slug length by up to 17%. The simulations also demonstrate that the effect of the valve is largely independent of surface tension coefficient, which is the thermophysical parameter most responsible for slug formation characteristics. Flow visualization experiments performed using a miniature valve with a 20 ms response time showed less than a 1% change in the length of slugs formed during the actuation cycle. The results of this study indicate that impulse bit and thrust calculations can discount transient effects for slower valves, but as valve technology improves transient effects may become more significant.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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