• Structural Engineering and Mechanics
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• 제24권6호
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• pp.647-664
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• 2006

In this study, an improved finite element formulation with a scheme of solution for the large deflection analysis of inextensible prismatic and nonprismatic slender beams is developed. For this purpose, a three-noded Lagrangian beam-element with two dependent degrees of freedom per node (i.e., the vertical displacement, y, and the actual slope, $dy/ds=sin{\theta}$, where s is the curved coordinate along the deflected beam) is used to derive the element stiffness matrix. The element stiffness matrix in the global xy-coordinate system is achieved by means of coordinate transformation of a highly nonlinear ($6{\times}6$) element matrix in the local sy-coordinate. Because of bending with large curvature, highly nonlinear expressions are developed within the global stiffness matrix. To achieve the solution after specifying the proper loading and boundary conditions, an iterative quasi-linearization technique with successive corrections are employed considering these nonlinear expressions to remain constant during all iterations of the solution. In order to verify the validity and the accuracy of this study, the vertical and the horizontal displacements of prismatic and nonprismatic beams subjected to various cases of loading and boundary conditions are evaluated and compared with analytic solutions and numerical results by available references and the results by ADINA, and excellent agreements were achieved. The main advantage of the present technique is that the solution is directly obtained, i.e., non-incremental approach, using few iterations (3 to 6 iterations) and without the need to split the stiffness matrix into elastic and geometric matrices.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제74권1호
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• pp.1-18
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• 2020

For the large deformation of shear walls under vertical and horizontal loads, there are difficulties in obtaining accurate simulation results using the response analysis method, even with fine mesh elements. Furthermore, concrete material nonlinearity, stiffness degradation, concrete cracking and crushing, and steel bar damage may occur during the large deformation of reinforced concrete (RC) shear walls. Matrix operations that are involved in nonlinear analysis using the traditional finite-element method (FEM) may also result in flaws, and may thus lead to serious errors. To solve these problems, a planar four-node element was developed based on vector mechanics. Owing to particle-based formulation along the path element, the method does not require repeated constructions of a global stiffness matrix for the nonlinear behavior of the structure. The nonlinear concrete constitutive model and bilinear steel material model are integrated with the developed element, to ensure that large deformation and damage behavior can be addressed. For verification, simulation analyses were performed to obtain experimental results on an RC shear wall subjected to a monotonically increasing lateral load with a constant vertical load. To appropriately evaluate the parameters, investigations were conducted on the loading speed, meshing dimension, and the damping factor, because vector mechanics is based on the equation of motion. The static problem was then verified to obtain a stable solution by employing a balanced equation of motion. Using the parameters obtained, the simulated pushover response, including the bearing capacity, deformation ability, curvature development, and energy dissipation, were found to be in accordance with the experimental observation. This study demonstrated the potential of the developed planar element for simulating the entire process of large deformation and damage behavior in RC shear walls.

• 한국의류학회지
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• 제15권4호
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• pp.341-349
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• 1991

This study was done to provide basic data for clothing design and thus to contribute to the academic development of the clothing and textile area. The focus of this study was to charac­terize the somatotype based on each individual's lateral view. For this purpose, firstly, categorization of the subjects based on their lateral view and definition of each category, secondly, characterization of each somatotype, and thirdly, sugges­tion of the deterministic criteria of each category were complished. The subjects in this study were female college students of 18 to 26 year-old whose somatotypes were comparatively invariable after cessation of physical growth. The metrical items characterizing upper body lateral view were chosen. Data were collected through Anthropometry and Photometry and analyzed by Factor analysis. The results were as follows; 1. Each subject's side view contour was classified as straight type, lean-back type, bend­forward type, and swayback according to its position to the relative plumb line. Straight type was defined as the type in which the plumb line passes through the lobe of the ear, the shoulder joint, and the mid abdominal region laterally. Lean-back type positioned the plumb line more posteriorly than straight type. Bend-forward type positioned the plumb line more anteriorly than straight type. Swayback positioned the plumb line at about the same line as straight type. And curvature of side view contur was more prominent in this type than in straight type. 2. Seven factors were figured out. The first factor was representing upperbody volume, and the second factor was representing size, the third factor was horizontal distance from lateral view representing size view contour. The fourth factor was front body length, the fifth factor was back body length. The sixth factor was shoulder length and shoulder width representing shoulder shape. The seventh factor was the bust shape.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.6385-6390
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• 2015

수평 곡선 I-형 거더에는 초기곡률이라는 기하학적 특성으로 인해 휨 모멘트와 더불어 비틀림 모멘트가 작용하게 된다. 이러한 휨 비틀림 거동은 서로 상호 작용을 일으켜 약축방향으로 2차 휨거동을 유발하게 된다. 휨과 비틀림 간의 상호 작용은 곡선 거더를 조기에 비선형 상태 및 소성 상태로 유도하여 내하력의 저하를 야기하게 되고, 차량의 이동 위치에 따른 편심 하중은 비틀림을 더욱 증대시킬 수 있다. 그러나 기존에 연구되어왔던 직선 거더에 대한 휨 비틀림 상호관계식은 곡선 거더가 가지고 있는 거동 특성이 고려되지 않았기 때문에 수직하중을 받는 수평 곡선 I-형 거더의 극한 강도가 과대평가 될 수 있다. 따라서 이에 대한 보다 명확하고 합리적인 제안식의 적용이 곡선 거더의 설계 시에 필요하다. 본 연구에서는 유한요소해석을 통하여 편심하중이 작용하는 수평 곡선 I형 거더의 휨 비틀림 상호작용 특성을 파악하고 거동분석을 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.83-89
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• 2021

자율운전자동차의 성능을 높이기 위해서는 차량과 차량, 인프라와 차량을 연결하는 통신 기술인 V2X의 도입이 필수적이다. 상대 차량의 움직임 정보를 알고 있더라도 회전교차로에서 정확한 연산을 위해 교차로의 구조와 거리 계산 알고리즘이 필요하다. 이 논문에서는 국가 회전로 설계 규칙을 준수하고 정확한 계산이 가능한 회전교차로 설계 기법을 제안하여 Matlab으로 구현하였다. 제안한 기법은, 첫째, 회전로와 진출입로를 원으로 가정하고 수평 이동에 의해 두 원을 근접시켜 임의의 지점에 있는 차량간 거리 측정 기법을 제안하고 이를 Matlab으로 구현하였다. 둘째로, 가지간 각도와 진출입로의 곡률 반경을 임의로 가변시켜 지형에 적합한 회전교차로를 설계하고 주행하는 두 차량의 충돌이 예상될 때 경고 신호를 전송한다. 가지간 각도와 진출입로의 곡률 반경을 임의로 가변시켜 지형에 적합한 회전교차로를 설계하고 주행하는 두 차량의 충돌이 예상될 때 경고 신호를 전송함으로써 완전 자율운전 차량에서 이용할 수 있음을 제시하였다. 결과는 차량에 설치된 OBU에서 속도를 제어하는 알고리즘으로 사용할 수 있으며 자율운전 차량뿐만 아니라 운전자에게 교통 상황을 알려주는 기능을 제공한다.

• 대한치과교정학회지
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• 제32권4호
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• pp.275-291
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• 2002

스트레이트 와이어 장치의 효율적 운영을 위해서 제시되어야 할 여러 사항 중 치관의 굴곡도에 대한 연구는 국내, 외에서 매우 미흡하다. 이에 본 연구는 한국인 영구치의 순, 협측 임상치관 굴곡도를 조사하기 위해 시행되었다 이를 위해 정상적인 해부학적 구조를 갖고있는 구강 석고모형 36쌍을 대상으로 3차원 레이저 스캐닝 하였다. Andrews plane 과 Facial axis of clinical crown(FACC)을 각각 수평 , 수직 기준선으로 설정하고, 이들로부터 상, 하 방향과 좌, 우 방향으로 각각 1m간격으로 2개 혹은 3개씩의 선을 그었다. 이들 선이 교차하는 점들에 대한 3차원적 점 좌표를 만들어 놓고 36쌍 구강 석고모형의 각각 좌표점들의 평균을 구하였다 3차원 좌표 점(x,y,z)을 이용해 곡면 방정식을 만들어 각 치아의 곡률을 구하였고, 가로, 세로 각 방향의 2차원 곡선으로 단순화시킨 곡선에서의 곡률을 구하여 치아 부위마다의 곡률 변화를 계측하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 한국인 영구치 치관의 순, 협면 굴곡도의 기초자료를 얻었다. 2. 남, 녀 간에 치관 굴곡도 차이는 없었다. 3. 개개 치아의 치관 굴곡에 대한 특성 1) 상악 중절치에서 치은쪽과 절단면쪽의 곡률 차이가 다른 치아에 비해 심하였으며, 치은쪽이 더욱 심한 곡률을 보였다. 2) 상악 견치의 치관 굴곡도는 근심-절단면쪽의 굴곡이 다른면에 비해 더 심하였다. 3) 상악 제 1소구치에서는 근심-교합면쪽과 원심-치은쪽에서의 굴곡이 더 심하여 치관 표면의 굴곡이 대각선 방향으로 서로 뒤틀린 반면, 상악 제 2소구치에서는 근심 끝과 원심 끝의 치관 표면 굴곡이 비슷하여 서로 평행하게 나타났다. 4) 하악 중절치와 하악 측절치의 치관 굴곡도에는 유의한 차이가 없었다. 5) 하악 제 2소구치의 교합면-치은쪽으로의 굴곡이 하악 제 1소구치나 상악 제 2소구치에 비하여 더 둥근 것으로 나타났다. 이상의 결과로 볼 때, 하악 중절치와 측절치는 브라켓 베이스를 같게 해도 무방하다. 그러나 상악 제 1소구치와 제 2소구치, 그리고, 하악 제 1소구치와 제 2소구치는 치관 굴곡도에 차이가 있으므로 브라켓 제작시 베이스의 굴곡을 다르게 하여야 한다.

• 대한안과학회지
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• 제59권11호
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• pp.1049-1055
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• 2018

목적: 거짓비늘증후군에서 개방각녹내장 병합 유무에 따른 전안부 소견과 생체 계측치들을 비교 분석하여 거짓비늘증후군에서 녹내장 발생과 관련된 인자들을 알아보고자 하였다. 대상과 방법: 본원에서 거짓비늘증후군으로 진단된 96명(115안)을 대상으로 하였으며, 단순거짓비늘증후군 64명(76안)과 녹내장 병합 거짓비늘증후군 32명(39안)의 두 군으로 나누어 나이, 성별, 기저질환, 거짓비늘물질이 관찰된 부위 및 홍채의 변화, 핵백내장 정도, 산동 정도, 각막내피세포 수, 중심각막두께, 전방깊이, 안축장, 각막곡률, 안압을 비교하였다. 결과: 두 군 간 나이(p=0.694), 성별(p=0.161), 당뇨(p=0.440), 고혈압(p=0.238), 거짓비늘물질의 관찰 위치로 전낭, 동공연(p=0.700, 0.210), 홍채의 변화 양상으로 동공연 탈색소, 주름 소실(p=0.526, 0.708), 핵백내장 정도(p=0.617), 산동 정도(p=0.526), 중심각막두께(p=0.097), 전방깊이(p=0.283), 안축장(p=0.095), 수평, 수직 각막곡률(p=0.066, 0.306)에서 유의한 차이를 보이지 않았으며, 녹내장병합거짓비늘증후군에서 안압이 높고(p=0.026) 동공연의 막형성이 많으며(p=0.047), 각막내피세포 수의 감소(p=0.048)가 유의하게 관찰되었다. 결론: 거짓비늘증후군에서 개방각녹내장이 병합된 경우 높은 안압, 각막내피세포 수 감소, 동공연의 막형성 소견이 유의하게 비교 관찰되므로 이러한 변화 양상이 관찰될 때 녹내장 병합 가능성이 높음을 인지하여 경과관찰 시 세심한 주의가 필요할 것으로 사료된다.

• 대한교통학회지
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• 제26권3호
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• pp.187-197
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• 2008

운전자는 도로를 주행하는 동안 도로의 기하구조 및 교통상황, 신호등, 표지판 등을 통하여 많은 정보를 얻게 되고, 이에 따라 가감속도 및 주행방향 등을 결정하게 되는데 대부분의 정보를 운전자의 시각을 통하여 구득하게 된다. 따라서 도로 주행 시 운전자의 시거확보는 안전한 도로 주행을 위하여 반드시 필요하다. 그러나 현행 기하구조 및 시거 설계지침에서는 평면선형과 종단선형을 분리하여 기준을 제시하고 있으며, 복합선형에 관한 정량적인 설계기준은 제시되어 있지 않다. 현재 2차원적 투영면에 분리된 요소로 설계되어지고 있지만 실제 도로는 3차원적인 문제이기 때문에 2차원적 설계는 안전하고 쾌적한 설계를 보장해주지 못한다. 본 연구에서는 수학적인 계산을 통하여 입체시거를 분석한 기존의 모형을 이용하여 여러 가지 기하구조 요소 및 유형별로 분류한 후 기존의 2차원시거와 3차원시거를 비교하고 분석하여, 2차원시거에 비해 3차원시거가 얼마나 과대 또는 과소평가 되어지는 지를 알아보고, 지방부 2차로 도로 곡선부의 주행속도를 예측하는 모형을 개발하여 예측된 주행속도로 주행할 때 필요한 정지시거와 3차원시거를 비교하여 도로의 일관성을 평가하는 방법을 제시하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.54-62
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• 2016

열을 전기로 바꾸는 장치로 가장 효율이 우수한 장치인 AMTEC은 알칼리금속을 작동유체로 하여 열을 직접적으로 전기로 변환시키는 장치이다. AMTEC은 저압용기, 고압용기, 베타 알루미나 고체 전해질, 그리고 순환윅으로 이루어져있다. AMTEC에서의 열손실은 주요하게 저압용기에서의 BASE와 응축부 사이에서 발생하는 열복사손실이며, 암텍의 발전량은 BASE의 온도유지력에 영향을 받기에 BASE의 표면온도를 고온으로 유지시켜주어야 고효율 발전량은 일정하게 유지할 수 있다. 이를 위하여 저압챔버에서의 복사 열손실을 줄이고 BASE온도는 상승시키고, AMTEC 시스템의 발전량 향상을 위하여 저압용기 내부의 6가지 형태의 열복사차단막에 따른 출력을 전산유체해석을 통하여 분석하였다. 분석에서 최적의 열복사차단막 형상은 수직부에 곡률을 가질 때이며, 그 때의 온도에 대한 무차원수(응축부온도/BASE온도 비)는 0.665 정도이고 출력은 약 17.69 W 정도로 다른 형상에 대비하여 높은 발전량을 갖는 것으로 계산되었다. 높이에 따른 발전량의 차이에서는 수평차단막이 BASE 상부로부터 멀리 떨어진 경우 발전량이 가장 우수하며, 17.58W 정도로 나타났다. 여러 개의 작은 홀과 다중 수평차단막을 설계한 경우는 기준이 되는 형상보다 오히려 발전량이 감소하였으며, 각각 0.91W, 2.06W 정도 감소하였다.

• 한국운동역학회지
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• 제18권4호
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• pp.1-19
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• 2008

본 연구의 목적은 스노우보더가 플랫폼에서 뛰어내릴 때 경사면에 착지 하는 지면반력 계산을 바탕으로 3가지 종류의 곡선(타원, 원, 브라키스토크론)으로 된 하프파이프의 곡면에 착지할 때의 충격에 대한 역학적 계산의 결과를 해석 하는 것이다. 스노우보더의 착지시 다리의 유연성, 눈이 다져진 정도 경사면의 각도, 초기 속도, 착지 후 동작의 숙련도 등이 충격을 줄여주는 중요한 요소로 작용한다. 그러나 딱딱한 스노우보드용 하프파이프에서는 착지 지점의 곡면에 절대적으로 좌우된다. 이 연구의 역학적 분석 결과 브라키스토크론 곡선이 좀 더 충격 흡수의 효과가 있어 안전한 것으로 판명되었다. 건설의 효율성만을 고려한다면 현재 통용되고 있는 타원형태 이외의 다른 종류의 곡선들은 필요 없다고 생각하기 쉬우나 스노우보더들이 구사하는 기술의 종류와 난이도에 따라서 다양한 기하학적 형태의 시설로 발전되는 것이 바람직하다. 본 연구에서 시행된 연구 방법은 스노우보더 들의 치명적 부강 방지를 위한 하프파이프의 최적 안전 설계 및 사용의 방법과 더불어 스포츠인 들의 사고를 줄일 수 있는 과학적 연구방법에 대한 하나의 모델을 제시 한 것이라고 볼 수 있다.