• 로봇학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.173-178
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• 2013

We present six-degree-of-freedom (6DoF) haptic rendering algorithms using translational ($PD_t$) and generalized penetration depth ($PD_g$). Our rendering algorithm can handle any type of object/object haptic interaction using penalty-based response and makes no assumption about the underlying geometry and topology. Moreover, our rendering algorithm can effectively deal with multiple contacts. Our penetration depth algorithms for $PD_t$ and $PD_g$ are based on a contact-space projection technique combined with iterative, local optimization on the contact-space. We circumvent the local minima problem, imposed by the local optimization, using motion coherence present in the haptic simulation. Our experimental results show that our methods can produce high-fidelity force feedback for general polygonal models consisting of tens of thousands of triangles at near-haptic rates, and are successfully integrated into an off-the-shelf 6DoF haptic device. We also discuss the benefits of using different formulations of penetration depth in the context of 6DoF haptics.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.1917-1921
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• 2008

Ultraviolet-nanoimprint lithography (UV-NIL) is promising technology for cost effectively defining micro/nano scale structure at room temperature and low pressure. In addition, this technology is fascinating because of it's possibility for high-throughput patterning without complex processes. However, to acquire good micro/nano patterns using this technology, there are some challenges such as uniformity and fidelity of patterns, etc. In this paper, we have focused on uniform contact mechanism and performed contact mechanics analysis. The dimension of the flexible sheet to get adequate uniform contact area has been obtained from contact mechanics simulation. Based on this analysis, we have made a uniform pressurizing device and confirmed its uniform pressurized zone using a pressure sensing paper.

• Journal of Power Electronics
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• 제11권4호
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• pp.471-478
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• 2011

This paper addresses the establishment of a kVA-range plug-in hybrid electrical vehicle (PHEV) integration test platform and associated issues. Advancements in battery and power electronic technology, hybrid vehicles are becoming increasingly dependent on the electrical energy provided by the batteries. Minimal or no support by the internal combustion engine may result in the vehicle being occasionally unable to recharge the batteries during highly dynamic driving that occurs in urban areas. The inability to sustain its own energy source creates a situation where the vehicle must connect to the electrical grid in order to recharge its batteries. The effects of a large penetration of electric vehicles connected into the grid are still relatively unknown. This paper presents a novel methodology that will be utilized to study the effects of PHEV charging at the sub-transmission level. The proposed test platform utilizes the power hardware-in-the-loop (PHIL) concept in conjunction with high-fidelity PHEV energy system simulation models. The battery, in particular, is simulated utilizing a real-time digital simulator ($RTDS^{TM}$) which generates appropriate control commands to a power electronics-based voltage amplifier that interfaces via a LC-LC-type filter to a power grid. In addition, the PHEV impact is evaluated via another power electronic converter controlled through $dSPACE^{TM}$, a rapid control systems prototyping software.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권2호
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• pp.211-220
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• 2017

Observations from past strong earthquakes revealed that near-fault ground motions could lead to the failure, or even collapse of electricity transmission towers which are vital components of an overhead electric power delivery system. For assessing the performance and robustness, a high-fidelity three-dimension finite element model of a long span transmission tower-line system is established with the consideration of geometric nonlinearity and material nonlinearity. In the numerical model, the Tian-Ma-Qu material model is utilized to capture the nonlinear behaviours of structural members, and the cumulative damage D is defined as an index to identify the failure of members. Consequently, incremental dynamic analyses (IDAs) are conducted to study the collapse fragility, damage positions, collapse margin ratio (CMR) and dynamic robustness of the transmission towers by using twenty near-fault ground motions selected from PEER. Based on the bending and shear deformation of structures, the collapse mechanism of electricity transmission towers subjected to Chi-Chi earthquake is investigated. This research can serve as a reference for the performance of large span transmission tower line system subjected to near-fault ground motions.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.206-218
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• 2015

본 연구는 간호대학생에게 적용한 시뮬레이션기반 임상추론 교육의 임상판단 수행능력, 협력 및 의사소통기술에 대한 효과와 교육 후 교육상황과 설계특성 인식의 변화를 확인하기 위한 비동등성 대조군 전후 유사실험 연구설계이다. 연구대상은 A시 소재 4년제 2개 대학 간호학과의 3학년 학생을 각각 편의표집한 실험군 19명, 대조군 28명으로 실험군에게는 시뮬레이션 기반 임상추론 교육 프로그램을 매주 1회 120분씩 총 7회 제공하였고 대조군에게는 일상적 간호교육을 제공 후 두군 모두 사전조사와 중재 7주후에 임상판단 수행능력, 협력 및 의사소통기술을 측정하되, 협력은 중재 4주후에도 측정하였다. 교육상황과 설계 특성 인식은 시뮬레이션 교육 경험 후에 응답할 수 있어 실험군에서만 중재 1주, 4주, 7주후에 측정하였다. 자료는 SAS 9.2 프로그램의 반복측정 분산분석 및 Linear mixed model으로 분석하였다. 분석결과 실험군에서 임상판단 수행능력, 의사소통기술과 협력이 유의하게 증가하였으며, 중재 1회와 7회 간의 시뮬레이션 교육상황과 설계특성의 인식이 증가하였고, 이러한 변화가 임상수행능력, 협력, 의사소통기술 효과에 긍정적 영향을 미쳤다. 연구결과에 근거할 때 시뮬레이션 기반 임상추론 교육은 임상판단 수행능력, 협력, 의사소통기술을 행동수준까지 향상시킬 수 있는 교수학습 전략으로 적극적 활용되어야 하며 추후 표본 수를 확대하여 교육효과를 검증하고, 교육상황과 설계특성 인식 정도를 시뮬레이션 교육 프로그램 평가 지표로 고려하여야 하겠다.

• Wind and Structures
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• 제34권1호
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• pp.59-72
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• 2022

In this work the numerical results of the flow around a 5:1 rectangular cylinder at Reynolds numbers 3 000 and 40 000, zero angle of attack and smooth incoming flow condition are presented. Implicit Large Eddy Simulations (ILES) have been performed with a high-order accurate spatial scheme and an implicit high-order accurate time integration method. The spatial approximation is based on a discontinuous Galerkin (dG) method, while the time integration exploits a linearly-implicit Rosenbrock-type Runge-Kutta scheme. The aim of this work is to show the feasibility of high-fidelity flow simulations with a moderate number of DOFs and large time step sizes. Moreover, the effect of different parameters, i.e., dimension of the computational domain, mesh type, grid resolution, boundary conditions, time step size and polynomial approximation, on the results accuracy is investigated. Our best dG result at Re=3 000 perfectly agrees with a reference DNS obtained using Nek5000 and about 40 times more degrees of freedom. The Re=40 000 computations, which are strongly under-resolved, show a reasonable correspondence with the experimental data of Mannini et al. (2017) and the LES of Zhang and Xu (2020).

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.49-64
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• 2021

화학·생물(화생) 위험을 초기 단계에 효과적으로 대응하기 위해서는 화생 대응 계획을 체계적으로 발전시켜야 하며, 모델링 및 시뮬레이션은 이를 위한 과학적 수단으로 활용될 수 있다. 그러나 오염 확산 모델링 분야는 많은 발전을 이루고 있으나, 화생 대응 계획을 모의하고 적절성을 분석하는 시뮬레이션 분야는 여전히 초기 단계에 머무르고 있다. 이에 본 논문에서는 화생 오염 탐지, 보호, 제독 등 대응 계획을 과학적으로 모의하기 위한 모델을 제안한다. 먼저 기상 및 지형 조건을 고려하여 예측된 오염 확산 결과를 교전 모델에 반영하는 방법을 제시한다. 이어서 공개된 사상자 예측 기법을 기반으로 전투 모의 개체의 화생 피해를 모의하는 화생 전투 피해 모의 기법을 설계한다. 그리고 화생 위험 탐지·정찰, 제독, 보호 등 화생 위험 대응 계획을 체계적으로 모의하는 과업을 모델링한다. 끝으로 화생 감시소 운용에 의한 오염 탐지의 신속성을 분석하는 한편, 화생 제독소 운용 시 오염 부대 규모와 제독 부대 규모에 따른 제독 소요 시간을 분석함으로써 화생 전투 모의 실험의 가능성을 확인한다. 제안된 모델을 이용하면 향후 군의 화생 방호 체계 및 운용개념에 대한 효과 분석은 물론 재난 방재 및 모의 훈련 분야에서도 일부 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제18권2호
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• pp.58-74
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• 2022

Deterministic accident analysis plays a central role in the nuclear power plant (NPP) safety evaluation and licensing process. Traditionally the conservative approach opted for the point kinetics model, expressing the reactor core parameters in the form of reactivity and power tables. However, with the current advances in computational power, high fidelity multi-physics simulations using real-time code coupling, can provide more detailed core behavior and hence more realistic plant's response. This is particularly relevant for transients where the core is undergoing reactivity anomalies and uneven power distributions with strong feedback mechanisms, such as reactivity initiated accidents (RIAs). This work addresses a RIA, specifically a control element assembly (CEA) withdrawal at power, using the multi-physics analysis tool RELAP5/MOD 3.4/3DKIN. The thermal-hydraulics (TH) code, RELAP5, is internally coupled with the nodal kinetics (NK) code, 3DKIN, and both codes exchange relevant data to model the nuclear power plant (NPP) response as the CEA is withdrawn from the core. The coupled model is more representative of the complex interactions between the thermal-hydraulics and neutronics; therefore the results obtained using a multi-physics simulation provide a larger safety margin and hence more operational flexibility compared to those of the point kinetics model reported in the safety analysis report for APR1400. The systems engineering approach is used to guide the development of the work ensuring a systematic and more efficient execution.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권1호
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• pp.99-107
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• 2024

본 논문은 도심 항공 모빌리티 환경에서 응급상황 발생 시 비상 대응이 가능한 시스템을 제안한다. 탑승자의 심박수를 실시간으로 모니터링하고 이상 감지 시, 모스 부호화된 진동과 음성으로 경고하는 생체신호 감응형 스마트 워치를 개발하였으며. 관제시스템을 가정한 ROS 환경과 통신하여 도심 항공 모빌리티 운용 중 인근 버티포트 비상착륙을 위한 최단 경로 생성 시스템을 구현하였다. 실제 지역을 기반으로 한 고 충실도 시뮬레이션 환경 구축과 테스트로 안정성을 확인하였으며, 결과적으로 도심 항공 모빌리티의 안정과 편의를 향상시킬 수 있는 기술을 개발하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.850-861
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• 2014

본 연구는 국내 고충실도 시뮬레이터를 이용한 시뮬레이션 기반 교육 관련 선행연구들을 체계적으로 고찰하여 간호학생의 임상수행능력과 간호수행 자신감에 대한 효과를 분석하고, 이를 이용해 근거중심의 가이드라인 제공 및 향후 연구방향을 제시하고자 시도되었다. 데이터베이스인 한국교육학술정보원(RISS), 한국학술정보(KISS)와 Google Scholar에서 2005년부터 2014년까지의 문헌을 대상으로 키워드 '간호와 시뮬레이션' 또는 '간호와 시뮬레이터'로 검색하였다. 총 183편의 연구 중 16편의 논문이 최종 선정되었고, Quality Assessment Tool for Quantitative Studies를 이용해 문헌의 질을 확인하였다. 연구결과, 시뮬레이션 기반 교육은 간호학생의 임상수행능력과 자신감 증진에 긍정적인 효과가 있었고, 간호학생들의 직접 간호수행이 힘든 중환자와 분만간호 분야에서 임상실습 교육의 효과적인 교수-학습전략이 될 수 있음을 확인하였다. 시뮬레이션 기반 교육의 효과를 극대화하기 위해 교육자와 시설 등의 적절한 지원이 필요하다. 향후 결과의 일반화를 높이기 위해 충분한 표본수를 고려한 무작위대조연구, 교육효과 평가를 위한 표준화된 도구 개발 및 시뮬레이션이후 제공되는 디브리핑의 효과를 분석하는 연구를 고려해 볼 것을 제언한다.