• 해양환경안전학회지
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• 제20권1호
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• pp.113-119
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• 2014

우리 해군은 함정 제품모델(Naval Ship Product Model, NSPM)을 중심으로 하는 협업 제품개발 환경 구축을 통해 설계 데이터의 재사용성과 M&S의 활용도를 높이고 있다. 그 결과 설계결과의 신뢰성이 높아지고 있으며, 이를 활용한 운영, 건조 시뮬레이션을 통해 소요군의 요구사항이 면밀히 반영되도록 하는 연구도 진행 중에 있다. 이에 따라 설계 데이터의 DB 구축 및 그 품질에 대한 중요성이 부각되고 있으나, 그와 관련된 연구는 초기상태에 머물러 있는 실정이다. 본 연구에서는 저자들의 선행연구 결과인 함정 제품모델의 품질검증 방법론에 기초하여 함정 제품모델을 구성하고 있는 형상요소의 구체적인 품질검증 방안과 이를 자동화하기 위한 연구를 수행하였다. 함정 제품모델 데이터 중 상대적으로 중요하며, 검증과정에 많은 시간이 소요되고 있는 선각모델을 사례연구 대상으로 정의하였으며, 자동차산업에서 사용되고 있는 제품데이터품질(Product Data Quality, PDQ)을 형상검증 기준으로 활용하였다. 최종적으로 선각모델의 형상 품질검증을 위한 기준과 알고리즘을 제안하였으며 이에 기반 한 초기 시스템을 개발하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.88-95
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• 2018

정비도는 시스템에 고장이 발생하였을 때 얼마나 쉽게 정상 상태로 복구할 수 있는가를 나타내는 것으로서, 좋은 정비도를 갖도록 개발된 시스템은 정비시간, 정비인력 및 소요자원 등의 절감을 통해 무기체계의 운용유지비용 관점에서 경쟁력을 갖게 된다. 시스템설계 후반기에서의 정비도 반영을 위한 설계변경은 비용 초과와 일정 지연을 초래할 수 있어서 설계 초기단계부터 정비도를 고려할 필요가 있다. 정비도는 평균수리시간, 평균실정비시간 등으로 정량화할 수 있으나, 이는 시제품 제작 이후 또는 이력데이터가 있는 경우에만 추정가능하고 시스템 구성품의 물리적 특성을 나타내지 못하는 제약이 있다. 이점을 해결하기 위해 기존 논문에서는 그래프 이론을 활용하였으나, 일련의 과정이 개별적으로 독립된 환경에서 수행되어 전체과정에 대한 관리의 효율성이 부족하다. 또한 3D 모델 데이터를 활용하여 설계단계에서 정비도 평가방법을 제시하였으나, 새로운 시스템 설계시 또는 설계초기에 적용할 때 제약이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 SysML 기반 모델링 및 시뮬레이션 기법을 활용하여 무기체계의 정비도 지수를 산출하는 방법을 연구하였다. 특히, 시스템 설계 및 정비도 추정을 동시에 고려하기 위해서, 시스템공학 도구 상의 정비속성 및 속성간 관계 값을 SysML 구조 다이어그램에 반영하여 구성품의 정비도를 모델링하였다. 그리고 나서 SysML Parametric 다이어그램을 생성하고 MATLAB과 연계한 시뮬레이션을 통해 정량적인 정비도 지수를 산출하였다. 본 연구결과를 활용하면, 설계초기부터 시스템 모델과 정비도 모델의 통합으로 효율적 관리가 가능하고, 정비도 지수가 낮은 구성품을 조기에 식별하여 설계 후반기에서의 설계변경에 따른 비용 및 일정에 대한 위험을 감소시킬 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.173-181
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• 2018

최근 복합재료는 향상된 성능, 내구성 및 여러 특정 요구성능에 대한 설계 유연성으로 인해 다양한 분야에서 활발히 활용되고 있다. 컴퓨터 성능이 발달함에 따라, 복합재료의 복잡한 거동에 대한 정확도 높은 모델 역시 함께 연구되고 있으며, 이로 인해 가상시험이 복합재료 거동에 대한 실험을 대체하거나 보충하는데 중요한 역할을 하고 있다. 본 논문에서는 나노수준부터 구조물 단위까지 이르는 다양한 length scale의 homogenization을 통한 멀티스케일 모델링에 대한 문헌을 분석하였다. 또한, 콘크리트 거동 연구에 대한 통합모델의 특징을 다루었으며, 가상 시험기계에 대한 최근 연구동향 및 전망에 대하여 다루었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.660-668
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• 2018

본 연구는 융합현실(MR; Mixed Reality) 장비를 이용하여 가상건설 시뮬레이션을 수행하기 위한 마커 운용방법을 알아보는 것을 목적으로 한다. 부수적으로 BIM 데이터를 이용하여 형상 데이터를 추출하고 이를 MR장비를 통하여 재현하는 프로세스를 검토하도록 한다. 건축물은 규모가 매우 큰 오브젝트이기 때문에, 축척의 오차에 따른 길이의 오차가 매우 크다. 축척은 MR 장비의 카메라가 마커를 인식하는 방법에 영향을 받는다. 따라서 마커를 설치하고 운용하는 방법에 따라 오브젝트의 오차가 달라질 수 있다. 실험결과에 따르면 MR 장비를 이용한 가상 건설 시뮬레이션 운용 시 마커 추적 방식에 따른 가상 오브젝트의 길이의 오차율은 약 0.47% 정도로 나타났으며, 이를 바탕으로 시뮬레이션을 위한 요구 오차한계에 따른 설치 마커 간의 거리를 구할 수 있었다. 또한 MR 장비의 마커 인식거리를 고려하여 마커간의 최소 설치 간격은 5M이상으로 설정할 필요가 있으며 이때 약 23mm의 길이 오차가 발생함을 고려해야한다. 가상 오브젝트를 20mm 이하의 오차에서 정밀하게 재현하고 하고자 할 때는 해당 오브젝트를 기준으로 반경 5M내에 해당 오브젝트를 위한 별도의 마커를 설치할 필요가 있는 것으로 나타났다. 본 연구를 바탕으로 가상 건설 시뮬레이션의 건설현장 적용에 MR의 활용도가 높아지길 기대한다.

• 동력기계공학회지
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• 제13권6호
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• pp.95-101
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• 2009

The generator for gas turbine power generation consists of the rotor which generates magnetic field, the winding coil which is the path for the field current and the wedge and retaining ring which prevents the radial movement of the coil. Relatively severe deformation was observed at the coil end section during the inspection of the generator for peaking-load operation, and the thermal-electricity and the centrifugal force were evaluated by the simple modeling of the windings to find the cause. But the simulation stress was not sufficient to induce the coil plastic deformation. The analysis result seems to be applicable to the base-load generators which runs continuously without shut down up to a year, but there had been more deformation than simulated for the generator which is started up and shut down frequently. The cause of the coil deformation was the restriction of the expansion and shrinkage. The restriction occurs when the winding coil shrinks, and the stress overwhelms the yield stress and cause the plastic deformation. The deformation is accumulated during the start-ups and shut-downs and the thermal growth occurs. The factors which induce the coil restriction during the expansion and shrinkage should be reduced to prevent the unallowable deformation. The resolutions are cutting off the field current earlier during the generator shut-down, modifying the coil end section to remove the stress concentration and making the insulation plate inserted between the coil end section and the retaining ring have the constant thickness.

• Steel and Composite Structures
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• 제41권5호
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• pp.697-711
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• 2021

In this work, a simple quasi 3-D parabolic shear deformation theory is developed to examine the bending response of antisymmetric cross-ply laminated composite plates under different types of mechanical loading. The main feature of this theory is that, in addition to including the transverse shear deformation and thickness stretching effects, it has only five-unknown variables in the displacement field modeling like Mindlin's theory (FSDT), yet satisfies the zero shear stress conditions on the top and bottom surfaces of the plate without requiring a shear correction factor. The static version of principle of virtual work was employed to derive the governing equations, while the bending problem for simply supported antisymmetric cross-ply laminated plates was solved by a Navier-type closed-form solution procedure. The adequacy of the proposed model is handled by considering the impact of side-to-thickness ratio on bending response of plate through several illustrative examples. Comparison of the obtained numerical results with the other shear deformation theories leads to the conclusion that the present model is more accurate and efficient in predicting the displacements and stresses of laminated composite plates.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.70-75
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• 1997

본 연구는 선박을 이용한 핫코일 화물의 안전하고 효과적인 운송 방법에 관하여 다루고 있다. 기하학적으로 불안정한 화물인 핫코일을 양측에서 쐐기로 지지함으로써 안전성을 지켜주는 카세트(cassette)를 활용한 자동 선적/하역 시스템이 효율적이고 타산성이 있는 것으로 간주되고 있다. 카세트 위의 핫코일의 안전 및 나아가서 전체 운반선의 안전은 카세트의 지지경사각에 의해 직접적인 영향을 받는다. 카세트 경사각의 최적설계를 위하여 핫코일과 카세트간의 상대운동을 허용하지 않는 구속조건하에서 핫코일-카세트 화물의 동역학 모델이 개발되었다. 파랑중 운반선의 운동에 기인되어 핫코일에 작용하는 관성력의 합력과 카세트 경사면 반력 사이의 힘의 평형 조건식이 유도되었으며, 그에 따라서 수치시뮬레이션 프로그램이 개발되었다. 수치 시뮬레이션에 의하여 핫코일의 동안전성과 카세트 구조 강도를 고려한 최적의 카세트 경사각은 약 37도로 선정되었다. 설계된 카세트 경사각의 성능은 축소 벤치 테스트를 동하여 검토 및 입증되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권6호
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• pp.574-585
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• 2007

해운대 해수욕장의 입사파랑 특성 분석을 위해 심해파랑 추산자료 분석 및 총 5회에 걸친 현지 파랑관측을 실시하였다. 관측 결과 탁월 파향은 춘계 및 하계에는 $SSW{\sim}S$ 계열인데 비해 추계 및 동계에는 $E{\sim}SE$ 계열이었다. 수치모델링 결과, E 계열의 입사파는 외해 쪽에 발달된 천퇴의 영향으로 인해 해안으로 진행하면서 크게 굴절되며, 해빈류는 봄 및 여름에는 동쪽 해안에서 외해로 나가는 흐름이, 가을 및 겨울에는 동쪽에서 해안을 따라 해수욕장 쪽으로 유입하는 흐름이 탁월하였다. 또한, 해운대 해수욕장의 표사경로를 파악하기 위해 수행된 155일간의 방사성동위원소 추적자실험 결과, 투입초기에는 연안방향으로 분산되었으나 2차 scan 이후부터 on-shore 방향으로 이동하는 경향을 보였으며, 해안 부근에서는 연안방향으로 분산되었다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.141-149
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• 2017

Vulnerability assesses the loss of major performance functions of GCV (Ground Combat Vehicles) when it is hit by enemy's shell. To decide the loss of major functions, it is determined what effects are on the performance of GCV when some components of GCV are failed. M&S (Modeling and Simulation) technology is used to vulnerability assessment. The hydro-pneumatic suspension is used as a sample part. The procedures of vulnerability assessment of the hydro-pneumatic suspension are shown as follows: 1) The components of the suspension are defined, and shot lines are generated evenly around the part. 2) The penetrated components are checked by using the penetration equation. 3) The function model of the suspension is designed by using IDEF0. 4) When the failure of the critical components of the suspension happens, its effect on the function of the suspension can be estimated using DMEA (Damage Mode and Effects Analysis). 5) The diagram of FTA (Fault Tree Analysis) is designed by exploiting DMEA. 6) The damage probability of the suspension is calculated by using FTA and vulnerable area method. In this paper, SLAP (Shot Line Analysis Program) which was developed based on COVART methodology. SLAP calculates the damage probability and visualizes the vulnerable areas of the suspension.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.116-126
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• 2021

지상작전사령부는 지상작전수행개념인 "결정적 통합작전" 구현을 위해 작전계획 및 작전수행체계 발전을 지속해서 추진하였고 괄목할 만한 성과를 거두었다. 특히 전쟁 초기부터 공격과 방어를 동시에 실시하여 종심지역의 적을 무력화시켜 아군에게 유리한 여건을 조기에 조성하기 위한 "공방동시통합작전"을 중점적으로 발전시켰다. 그러나 기존의 M&S 체계만으로는 종심작전 효과분석이 제한되어 지휘관에게 과학적이고 합리적인 의사결정 지원이 불가하였다. 본 연구의 목적은 전장관리체계에서 사용 가능한 종심작전 효과분석 모델을 개발하는 것이다. 이를 위해 먼저 종심작전 수행 구성요소인 감시, 물리적타격, 비물리적타격 효과분석에 관한 선행연구를 하여 각각의 특징 및 제한사항을 고찰하고 연구 방향을 제시하였다. 다음으로 전·평시 지구사에서 생산되는 데이터를 활용하여 구성요소 간 상호작용이 반영된 종심작전 효과분석 방법론을 제시하였고, 전투실험 및 자료수집 등을 통해 분야별 입력데이터를 산출하였다. 최종적으로 종심작전효과예측모델 (DECAM)을 구현하고 지구사 및 군단 전투참모단에 배포하여 연합연습 간 활용하였다. 본 연구를 통해 효과분석 방법론 및 개발된 모델의 유용성을 확인할 수 있었으며 지구사 및 군단의 종심작전 수행능력 발전에 기여할 수 있었다.