• 해양환경안전학회지
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• 제28권1호
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• pp.175-183
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• 2022

선박과 교각이 충돌하면 생명과 안전에 큰 위협이 될 수 있다. 따라서 선박-교각 충돌력 영향 인자를 식별하고 다양한 충돌 조건에서의 충돌력에 대한 연구의 필요성이 있다. 본 논문에서는 선박-교각 충돌의 유한요소 모델을 설정하고, 수치 시뮬레이션을 통해 선적상태, 운항속도, 충돌 각도의 세 가지 입력조건을 조합하여 50가지 케이스에서의 선박-교각 최대 충돌력을 계산하였다. 계산된 유한요소해석 결과를 사용하여 신경망 추정 모델을 학습하고 최대 충돌력을 추정함으로써 빠른 시간에 최대 충돌력을 추정하는 프로세스를 제안하였다. 신경망 예측 모델은 가장 기초적인 역전파 신경망과 시간정보를 고려할 수 있는 순환신경망인 Elman 신경망 2가지 모델을 사용하였다. 10가지 케이스의 테스트 데이터로 시험한 결과 Elman 신경망을 사용했을 경우에 평균상대오차가 4.566%로 역전파 신경망보다 나은 최대 충돌력 추정이 가능함을 확인하였고 8가지 케이스에서 5%이하의 상대오차를 보여 주었다. 본 신경망을 이용한 최대 충돌력 추정법은 유한요소해석을 수행하지 않아도 되므로 계산 시간이 짧아 선박 항해 중 충돌을 회피할 수 없는 경우 피해를 최소화하는 의사결정의 기초 방법으로 사용할 수 있다.

• 한국운동역학회지
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• 제17권1호
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• pp.91-97
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• 2007

The purpose of this study was to investigate the changes of various balls velocity under the different surface conditions after impact. For this study, four different balls were used which are golf ball, tang-tang ball, table tennis ball, and iron ball. And two different types of ground conditions were used which are artificial grass green and glass green. Movements of putter head and ball were recorded with 2 HD video cameras(60 Hz, 1/500s shutter speed). Small size control object($18.5cm{\times}18.5cm{\times}78.5cm$) was used in this study. To transfer the same amount of kinetic energy to the ball, pendulum putting machine was used. Analyzing the process of impact and the ball movement, a putter was digitized the whole movement but the ball was digizited within the 50cm movement. Velocities were calculated by the first central difference method(Hamill & Knutzen, 1995). Putter head velocities were about 112.2cm/s-116.2cm/s at impact. Maximum ball velocities were appeared 0.08s-0.10s after impact no matter what the ground conditions are. Table tennis ball recorded higher ball velocities than the other ball velocities and iron ball recorded the lowest ball velocity in this group. But Table tennis ball was influenced with the frictional force and immediately was decreased at the artificial grass green condition. If an object is received the kinetic energy under the static condition(v=0cm/s), the object recorded the maximum velocity shortly after the impact and then decreased the velocity because of the frictional force. The ball distance from the start position to the peak velocity position is about 6cm-10cm under the 112.2cm/s-116.2cm/s putting velocity with putter. 0.25 seconds later after impact balls were placed 40cm distance from the original position except iron ball. In this study, ball moving distances were too short therefore it was not possible to investigate the reactions after the translational force is disappeared. Rotational force would play a major role at the end of the ball movement. Future study must accept two things. One is long distance movement of ball and the other is balanced ground. Three-piece ball is a good item to investigate the golf ball movement on the different surface conditions.

• 한국산림과학회지
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• 제106권4호
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• pp.424-430
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• 2017

토석류는 빠른 속도와 넓은 퇴적 범위 등으로 인명 및 재산 피해를 야기하는 산지토사재해이다. 토석류 피해 저감을 목적으로 효과적인 사방 구조물을 설계하기 위해서는 토석류의 충격력을 정확하게 산정하여야 한다. 토석류의 유동속도는 토석류 충격력을 추정하는데 중요한 요인이다. 따라서 이 연구에서는 소형 수로실험을 통해 수로경사 및 시료 조건에 따른 토석류의 유동특성을 실험적으로 분석하고, 토석류 유동속도 추정식의 유동저항계수를 추정하였다. 유동속도는 수로의 경사조건 및 시료의 점성조건에 유의한 변화를 보였다. 유동깊이는 수로경사에 대해서 유의한 차이를 보였으나 시료의 점성변화에 대해서는 유의한 변화를 보이지 않았다. 유동저항계수를 계산하여 분석한 결과, Voellmy flow 모형의 Chezy 상수($C_1$)가 상대적으로 수로실험 결과를 잘 재현하였다. 또한, 실제 토석류 사례와의 비교 결과, 유동깊이에 관계없이 일정한 값($20.19m^{-1/2}\;s^{-1}$)을 보였다. 따라서, $C_1$은 다양한 발생규모의 토석류에 대한 유동속도 추정에 잘 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.311-319
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• 2003

본 연구에서는 지수형 함수로 표현된 비선형 충격력을 받는 시스템의 동적 응답 정밀도를 향상시키고자 선형 충격력의 경우와 비교ㆍ검토하였다. Newmark 계열의 중앙법 알고리듬이 사다리꼴법과 같이 충격력이 없는 경우 모멘텀과 에너지 보존을 성립하도록 유도되었다. 중앙법, 사다리꼴법, 시간구간 종점 평가법((n+1)점 방법)을 선형 충격력에 적용하면 적분간격의 크기에 상관없이 보존성질을 만족하나, 비선형 충격력의 경우 모멘텀과 에너지 보존 상수값이 과소 또는 과대평가 되어졌다. 이러한 오차를 제거하고자 시간간격을 늘리면서 평가함수의 개수를 최소로 하는 다단계 방법중의 하나인 Simpson 1/3법을 사용하여 보존상수값의 정밀도를 향상시켰다. 아울러 유한회전을 포함한 유한운동을 해석할 때에도 제안된 알고리듬이 확정ㆍ적용될 가능성을 보여주고 있다.

• 한국운동역학회지
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• 제19권3호
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• pp.449-455
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• 2009

이 연구는 경력 7년 이상 6개월 동안 부상이 없는 오른손잡이 세미웨스턴 그립을 사용하는 남자 고등학교 테니스 선수 8명을 대상으로 수평 수직스윙 유형과 스퀘어 세미오픈 오픈 스탠스 유형에 따른 테니스 포핸드 스트로크의 하지에 대한 분석방법으로 포워드 스윙에서 임팩트까지 하지의 지면반력 양상을 밝히고자 지면반력 데이터와 운동학적 데이터를 이용한 역동역학적 프로그램을 이용한 분석 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 전후 지면반력은 스퀘어 세미오픈 스탠스에서 스윙유형에 관계없이 임팩트로 갈수록 왼다리에서 감소되었으며, 오픈 스탠스는 체중이 발끝으로 이동하여 지면반력이 증가한 것으로 나타났으며, 수직지면반력은 스퀘어 세미오픈 스탠스에서 스윙유형에 관계없이 임팩트로 갈수록 왼다리에서 증가되었으며, 오픈 스탠스는 체중이 수직 이동되어 지면반력이 감소되는 것으로 나타났다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권1호
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• pp.28-39
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• 2022

회전익 항공기의 발달에 따라 사람이 탑승하는 유인 회전익 항공기의 안전과 관련된 장치들이 개발 될 필요가 있다. 본 연구에서는 소형 멀티콥터 PAV에 외부 에어백이 장착될 수 있다는 점을 가정하였다. LS-DYNA의 Airbag Folding Application을 사용하여 Roll, Sigma, Zigzag 총 세 가지 폴딩이 이루어진 에어백 형상들을 모델링하고 자유낙하 충돌 해석을 수행하였다. 세 가지 모델의 최종 에어백 전개 시간에는 큰 차이가 없었다. 그러나 전개가 시작되는 중 지면과 충돌 할 경우 Sigma Fold 방식의 외부 에어백이 전개 속도는 가장 빠르지만, PAV에 더 많은 충격력을 전달한다는 것을 확인하였으며, 최종적으로 Roll Fold 방식의 외부 에어백이 가장 작은 충격력을 전달한다는 결론을 도출하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권8호
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• pp.41-46
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• 2006

충격응답함수와 조정법(regularization methods)을 이용하여 항공기 날개의 충격하중 복원 가능성을 검토하였다. 충격하중에 대한 구조의 응답을 내타낼 수 있는 충격응답함수를 날개 유한요소모델의 강성과 질량 자료로 유도하였다. 일반적으로 부적합(ill-posed) 특성을 지닌 충격응답함수의 역행렬은 반복 Tikhonov 조종법(Iterative Tikhonov Regularization Method)과 일반화 특이치 분해법(Generalized Singular Value Decomposition Method)을 사용하여 구하였다. 수치적 입증을 위하여 전투기급 주익을 사용하였다. 해당 주익의 유한요소해석을 통하여 임의의 충격하중에 대한 변위와 변형률을 계산하였으며, 이를 충격응답함수로 계산한 결과와 비교하였다. 또한, 유한요소해석에서 계산된 변형률을 사용하여 충격하중을 복원하였다. 수치적 입증 결과 항공기 구조의 충격하중 모니터링이 본 방법으로 가능할 수 있음을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권4호
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• pp.787-793
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• 2002

In this study, a bar impact test of low velocity was carried out to gain an insight into the damage mechanism and sequence induced in alumina plates(AD 85 and AD 90) under impact conditions. An experimental setup utilizing an instrumented long bar impact was devised, that can measure directly the impact force applied to the specimen and supply a compressive contact pressure to the specimen. During the bar impact testing, the influences of the contact pressure applied along the impact direction to the specimen on the fracture behavior were investigated. The measured impact force profiles explained well the damage behavior induced in alumina plates. The higher contact pressure to the specimen led to the less damage due to the suppression of radial cracks due to the increase in the apparent flexural stiffness of plate. It had produced the change of damage pattern developed in the specimen; from the radial cracks to the local contact stress dominant damage. It would contribute to the improvement of the ballistic property in ceramic plates. The observed results showed the following sequence in damage developed: The development of cone crack at impact region, the formation of radial cracks from the rear surface of plate depending on the plate thickness, the occurrence of crushing within the cone envelope and the fragmentation.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제15권10호
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• pp.1160-1168
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• 2005

Floor impact noise isolation performance of reinforced concrete floors was investigated through new measurement method using impact bail. Strong impact force in Bow frequency band below 63 Hz of bang machine is not similar to human impact source and causes some problem in evaluating heavy-weight Impact noise but heavy-weight impact noise measurement and evaluation using impact ball which is very similar to human impact is more reliable than bang machine. Correction value on the background noise and sensitivity of residents should be considered on the floor impact noise evaluation classes.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제9권1호
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• pp.11-21
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• 1984

This study was intended to analyze the dynamic force system which induced the shattering of paddy grains. A model to predict the shattering of paddy grains was developed, and physical quantities, such as mass distribution and rigidity of rice plant, needed for evaluating the minimum shattering forces were also measured. Under the assumption that rice plant right before harvesting is a vibratory system, the mathematical model of the vibratory system was developed and solved with the varied conditions of forcing functions. The results of the study were summarized as follows: 1. The shattering of grain occurred at the abscission layer of grain by the bending moments resulted from the impact force due to the collision of panicles of rice plant. 2. The vibratory model developed for milyang 23 rice variety was analyzed to give the natural frequencies of 7-9 Hz, which were closely related with the excitation frequencies of 4-10 Hz caused by various machine parts besides engine. Thus, avoiding the resonance should be taken into consideration in the design of the harvesting machinery. 3. It was analyzed to predict the lowest frequency that could develop the shattering when the excitation force was applied to the lower end of stem. The lowest frequency for the Milyang 23 rice variety ranged from 8.33 Hz to 11.66 Hz as the amplitude varied from 1 cm to 2.5 cm. 4. The degree of shattering depended upon the magnitude of the impact force and its application point. For Milyang 23 rice variety, the minimum impact force developing the shattering was $5g_f$ when it was applied at 1 cm above the lower end of stern and $1g_f$ when applied at 5 cm above the lower end of stem. 5. The minimum colliding velocity of the panicle, when it was on the ground that would just develop the shattering, was given as follows, $$V=\sqrt{\frac{K_t}{m_g}{\cdot}{{\phi}^2}}$$ where V : The colliding velocity of the panicle against ground to cause the shatteering of rice grain. (cm/sec) $K_t$ : The minimum spring constant for bending at the abscission layer of grain. (dyne-cm/rad) ${\phi}$ : The minimum shattering angle of grain (rad) $m_g$ : The maximum mass of grain. (g).