• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제16권4호
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• pp.367-386
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• 2006

본 논문에서는 구성주의 교육관의 관점에서 컴퓨터와 수학교육의 관계를 바라보는 '컴퓨터와 수학교육'에 대해 다룬다. '컴퓨터와 수학교육'은 그 필요성에 비해 최근까지 원활히 이루어지지 못했다. 그 이유는 먼저 그 구성요소들 사이의 관계가 명확하게 이해되지 못하였고, 이에 따라 구성주의에 대한 명확한 실천적 전략이 부족하였고, 서로 다른 컴퓨터 하드웨어-소프트웨어 환경들이 유기적으로 연결되지 못했기 때문이다. 이에 바람직한 '컴퓨터와 수학교육'을 위해서는 먼저 구성요소들 사이의 관계를 이해하고, 이를 바탕으로 '컴퓨터와 수학교육'의 실천적 설계 전략을 모색하며, 개별적인 소프트웨어 환경을 마이크로월드의 관점에서 통합적으로 연계시켜야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제의식을 가지고 '컴퓨터와 수학교육'의 구성요소인 학생, 수학, 컴퓨터를 중심으로 관계된 이론을 고찰하여 각각에 대한 구체적 실천적 전략으로 구성주의. 함수화, 인터넷 상호작용의 원리를 도출한다. 또한 역사적으로 가장 성공적이고 대표적인 '컴퓨터와 수학교육' 환경인 Logo와 동적 기하 환경(DGS)을 이러한 관점으로 분석 고찰하여, Logo를 행동 문자 명령과 대수적 문자조작을 통해 재귀적 패턴의 탐구가 가능한 환경으로 발전시키고, 점들 사이의 기하적 관계를 다루던 DGS를 관계식과 대수기하적 탐구가 가능한 환경으로 설계, 구현한다. 나아가 Logo와 DGS의 이러한 수준 상승이 가지는 수학교육적 의미를 고찰하고, 타일 및 전개도 등의 새로운 대상을 도입하여 통합 마이크로월드를 구현한다. 본 논문에서는 Logo와 DGS, 그리고 통합 환경을 하나의 JavaMAL 인터넷 환경 속에서 통합 설계하고 이를 구현하며 나아가 그 의미를 논의한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.187-195
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• 2015

가스 생산용 해양플랜트 설비에서 발생할 수 있는 폭발사고의 경우, 구조 시스템의 기하학적 특성이나, 바람, 가스 누출율 등과 같은 환경적 조건에 의해 피해 규모의 범위가 상당하다. 따라서 폭발파에 의한 구조 부재의 응답을 분석하기 위해서는 이러한 조건들을 고려한 가스폭발 수치해석 과정이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 FPSO 탑사이드의 형상 및 장비 배치와 같은 세부적인 부분까지 고려하여 폭발해석을 수행하였으며, 이를 바탕으로 획득한 하중 이력들의 특성을 분석하였다. 또한 다양한 형태로 나타나는 폭발하중 이력들 중 구조물 손상에 직접적으로 영향을 미칠 수 있는 최대 압력과 지속시간들을 고려하여 유한요소해석 시 하중조건으로 적용한 후, 부재의 응답특성에 관한 분석을 수행하였다. 유한요소해석 모델은 실제 구조물에 적용이 가능하고, 복잡한 형상을 이상화한 단 자유도 및 다 자유도 모델을 사용하였다. 정 압력 및 부 압력단계의 최대 압력이 증가함에 따라 구조 부재의 최대 응답이 증가하였고, 부 압단계에서 하중 지속시간이 증가함에 따라 구조물의 최대 변위가 증가는 경향을 보였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권3호
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• pp.115-121
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• 2012

사파이어 단결정은 GaN계 화합물 증착이 용이하여 고휘도의 청색을 구현하기 위한 LED(Light Emitting Diode)용 기판으로 크게 각광받고 있다. 공업용 사파이어의 제조 방법으로는 Kyropoulos법, Czochralski법 HEM(Heat Exchager Method)등 다양한 방법이 시도되고 있으며, 그 중 Kyropoulos법은 고품질의 대구경 사파이어 단결정 성장이 가능한 대표적인 방법으로 알려져 있다. 그러나 Kyropoulos 공정의 특성상 결정성장로 내에서 용융 사파이어의 유동장이 단결정의 최종 품질을 결정하는데, 유동장의 변화와 이에 따르는 결정성장 거동을 관찰하기가 어렵다는 단점이 있다. 대구경화와 동시에 고품질의 사파이어 단결정을 생산하기 위해서는 성장로내의 유동장 해석을 통해 결정 성장조건을 최적화 하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 유한요소법을 기반으로 한 전산유동해석을 통해 Kyropoulos 성장로 내의 도가니 형상의 종횡비(h/d)에 따른 용융 사파이어의 대류거동을 관찰하여 도가니의 형상이 단결정 성장에 미치는 영향을 분석하였으며, 성장로의 설계시 도가니의 종횡비를 작게 고려하면 용융 사파이어의 대류속도를 늦추고 계면의 convexity를 줄여 사파이어 단결정의 품질향상에 도움이 된다는 결과를 얻었다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제9권1호
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• pp.119-139
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• 2007

이차곡선은 고등학교 기하 내용의 중요한 개념의 하나이다. 그러나 교수-학습 상황에서 학생들은 단순히 대수적인 접근과 해석기하적인 접근만 시도하므로 그 본질적인 기하학적 의미를 파악하지 못하며 단순한 기계적인 계산만을 수행하여 문제를 풀어나가려 하기 때문에 여러 가지 오개념(misconception)을 가지게 된다. 이 논문은 효과적인 이차곡선 교수학습 연구의 일부로, 학생들의 오개념을 인지적 관점, 심리학적 관점, 교수학적 관점에서 분석하고 그 원인을 분석하였다. 연구 결과, 학생들의 직접적이고 다양한 작도 경험의 부재가 오개념의 주된 원인이 되었다. 이차곡선에 대한 교수-학습은 기하적인 관점으로 접근 한 후 대수적인 관점으로 연결시켜야 할 필요성과 오개념에 대한 정확한 진단은 효과적인 교수-학습의 기초가 됨을 확인 하였다.

• 전산구조공학
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• 제5권4호
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• pp.93-102
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• 1992

원자로내부구조물의 설계시 필요한 동적응답해석을 위하여 각 구조물의 정확한 진동특성을 파악할 필요가 있다. 한국표준형 원자력발전소를 위하여 설계된 제어봉집합체 보호구조물은 기존의 설계로 부터 많은 설계변경이 있었고, 또 이 구조물은 튜우브와 얇은 판이 사각격자형태로 이루어져 있고 연결봉에 의해 고정되는 등 매우 복잡한 형태로 구성되어 있어서 해석과 시험을 위한 진동측정프로그램을 수행할 필요성이 대두되었다. 따라서 본 논문에서는 보호구조물의 진동시험을 수행하여 동적특성을 구하였고 또한 유한요소모델을 이용하여 해석에 의해 시험조건하에서의 고유진동수와 모우드형상을 구하였다. 시험과 해석에 의한 모우드특성을 비교한 결과 매우 잘 일치함으로써 구조물의 동적응답을 구하기 위한 해석모델의 타당성을 보였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제31권5호
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• pp.221-228
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• 2015

It is possible to prevent a piston from contacting the cylinder by changing the shape of the piston or by applying micro-textures, such as micro-grooves or micro-holes, over the piston surface. Usually, the minimum radial clearance reaches its minimum value at the beginning of the suction stroke because the pressure around the piston is low and almost axisymmetric such that the net pressure force on the piston is not sufficiently high to support the piston from touching the cylinder. In this study, we apply a series of saw-tooth-shaped grooves on the piston surface, and numerically investigate the effects of groove depth, groove angle, and the number of grooves with radial clearance variations using a finite difference method. We conduct a dynamic analysis of the piston for various changes in groove geometries to obtain the minimum radial clearance variation for the entire compression cycle. The minimum radial clearance increases while friction loss decreases when we apply the series of saw-tooth-shaped grooves on the piston. In addition, we analyze the impact of the change in the groove shape variable due to changes in radial clearance. Leakage variations are relevant to radial clearance, but have almost no effect on the groove parameters.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제40권4호
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• pp.471-488
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• 2011

The Ting Kau Bridge in Hong Kong is a cable-stayed bridge comprising two main spans and two side spans. The bridge deck is supported by three towers, an end pier and an abutment. Each of the three towers consists of a single reinforced concrete mast strengthened by transverse cables and struts. The bridge deck is supported by four inclined planes of cables emanating from anchorages at the tower tops. In view of the heavy traffic on the bridge, and threats from typhoons and earthquakes originated in areas nearby, the dynamic behaviour of long-span cable-supported bridges in the region is always an important consideration in their design. Baseline finite element models of various levels of sophistication have been built not only to match the bridge geometry and cable forces specified on the as-constructed drawings but also to be calibrated using the vibration measurement data captured by the Wind and Structural Health Monitoring System. This paper further describes the analysis of axle loading data, as well as the generation of random axle loads and simulation of vibrations of the bridge using the finite element models. Various factors affecting the vehicular loading on the bridge will also be examined.

• 한국추진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.102-114
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• 2004

리치컷형 폭발볼트 모델에서, 3차원 솔리드 모델링을 통한 형상모델의 작성, 요소분할 방법, 경계조건의 부과 및 해석방법. 계산결과의 처리 등 폭발볼트의 수치해석에 필요한 모든 과정을 정립하고, 해석결과와 이미 수행된 시험결과의 비교를 통하여 볼트의 파손해석에 사용될 수 있는 파손모델과 파손응력을 선정하였다. 해석에는 볼트의 파손응력을 결정할 때 사용한 모델과, 시험결과와 해석결과로부터 설정된 파손모델의 타당성 평가를 위한 추가 모델들을 사용하였으며, 정립된 해석 프로시져의 적용으로 기존에 의존하였던 성능시험 평가 횟수를 대폭 줄일 수 있을 것으로 생각되며. 이에 따른 개발기간의 단축도 함에 고려할 수 있다. 특히, 기존의 폭발볼트 설계할 때 어려운 점으로 여겨졌던 폭발볼트의 최종 성능에 미치는 여러 가지 인자의 영향을 쉽게 평가할 수 있어, 이러한 설계능력향상, 시제품 제작 횟수의 감소, 개발기간의 단축 등은 최종적으로 시제개발 원가절감의 효과를 갖다 줄 것으로 판단된다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.551-555
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• 2010

Electrowetting is a versatile tool to handle tiny droplets and forms a backbone of digital microfluidics. Numerical analysis is necessary to fully understand the dynamics of electrowetting, especially in designing electrowetting-based devices, such as liquid lenses and reflective displays. We developed a numerical method to analyze the general contact-line problems, incorporating dynamic contact angle models. The method is based on the conservative level set method to capture the interface of two fluids without loss of mass. We applied the method to the analysis of spreading process of a sessile droplet for step input voltages and oscillation of the droplet for alternating input voltages in electrowetting. The result was compared with experimental data. It is shown that contact line friction significantly affects the contact line motion and the oscillation amplitude. The pinning process of contact line was well represented by including the hysteresis effect in the contact angle models. In level set method, in the mean time, material properties are made to change smoothly across an interface of two materials with different properties by introducing an interpolation or smoothing scheme. So far, the weighted arithmetic mean (WAM) method has been exclusively adopted in level set method, without complete assessment for its validity. We viscosity, thermal conductivity, electrical conductivity, and permittivity, can be an alternative. I.e., the WHM gives more accurate results than the WAM method in certain circumstances. The interpolation scheme should be selected considering various characteristics including type of property, ratio of property of two fluids, geometry of interface, and so on.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제2권4호
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• pp.363-374
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• 2009

The 2D flow around 13 similar stay-vane profiles with different trailing edge geometries is investigated to determinate the main characteristics of the excitation forces for each one of them and their respective dynamic behaviors when modeled as a free-oscillating system. The main goal is avoid problems with cracks of hydraulic turbines components. A stay vane profile with a history of cracks was selected as the basis for this work. The commercial finite-volume code $FLUENT^{(R)}$ was employed in the simulations of the stationary profiles and, then, modified to take into account the transversal motion of elastically mounted profiles with equivalent structural stiffness and damping. The k-$\omega$ SST turbulence model is employed in all simulations and a deforming mesh technique used for models with profile motion. The static-model simulations were carried out for each one of the 13 geometries using a constant far field flow velocity value in order to determine the lift force oscillating frequency and amplitude as a function of the geometry. The free-oscillating stay-vane simulations were run with a low mass-damping parameter ($m^*{\xi}=0.0072$) and a single mean flow velocity value (5m/s). The structural bending stiffness of the stay-vane is defined by the Reduced Velocity parameter (Vr). The dynamic analyses were divided into two sets. The first set of simulations was carried out only for one profile with $2{\leq}Vr{\leq}12$. The second set of simulations focused on determining the behavior of each one of the 13 profiles in resonance.