• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권5호
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• pp.255-262
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• 2007

물리 기반의 헬리콥터 시뮬레이션은 항공학, 항공역학 등의 분야에서 많이 연구되어 오고 있으나, 복잡한 수식, 많은 계산량 등으로 인해 사실성과 속도를 동시에 추구하는 컴퓨터 그래픽스 분야에는 적용하기 어려웠다. 본 논문에서는 컴퓨터 그래픽스 분야에 적용할 수 있도록 구현하기 쉽고, 실시간 헬리콥터 시뮬레이션을 가능하게 하는 헬리콥터 회전 깃(rotor blades)의 역학적 모델을 제안한다. 헬리콥터는 회전 깃과 공기의 충돌로 발생한 힘을 통해 운동하는데, 이는 유체와 강체가 충돌해서 발생하는 충돌력으로 설명할 수 있다. 이를 근거로 근사화한 회전 깃의 역학적 모델을 도입하면, 기존의 강체 시뮬레이션 방법으로 유체와 강체가 충돌하는 헬리콥터의 움직임을 실시간 시뮬레이션 할 수 있다. 본 논문에서는 실시간 계산이 가능하도록 뉴턴의 양력 계산법을 응용하여 회전 깃의 움직임으로 발생하는 힘을 구한다. 본 논문이 제안하는 방법에 따라 구현된 프로토타입 시스템은 실제와 유사한 헬리콥터 시뮬레이션을 실시간에 처리할 수 있음을 보였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제14권2호
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• pp.112-121
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• 1994

초음파 C-scan 기법에 의해 스폿(spot)용접의 품질 평가를 위한 비파괴진단 평가에 관한 기초적인 실험적 검토를 하였다. 먼저, 스폿용접부 초음파탐상에 앞서 뉴우톤링의 모델링 실험을 통해 미소 간극을 갖는 접합계면에서의 초음파 반사 거동의 해석 결과를 근거로 스폿용접부의 너겟 형상과 크기, void 결함등의 정량적 평가와 corona bond의 정확한 식별에 최적한 초음파시험방법 및 조건의 설정을 시도하였다. 초음파시험 후 용접시험편을 절단하고, 그 절단면을 초음파현미경(SAM)과 광학현미경의 단면 관찰을 통해 스폿용접 품질 평가를 위한 초음파 비파괴평가법의 유용 가능성 유무, 적용 한계 등을 검토하였다. 그 결과 본 실험에 사용한 집속 초음파탐촉자(25MHz)에 의한 너겟 내부에 존재하는 void 크기의 검출한계는 $10{\mu}m$였으며 너겟 크기는 초음파시험의 경우가 최대 1mm정도 크게 측정되어 corona bond의 정확한 식별과 너겟 직경의 정량적 평가에 접근하기 위해서는 초음파 C-scan 데이터의 각종 화상 처리 기술의 적용에 의한 corona bond부의 명확한 식별 방법에 대한 연구 검토가 요망됨을 알 수 있었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제35권6호
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• pp.369-375
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• 2019

This paper presents a new method on how to calculate the thrust forces acting on an auto-leveling device in headlamps for passenger vehicles. The leveling device is used to lower the angle of lights when a load in the trunk of the vehicle lifts it. In the process of the headlamp design, it is imperative to predict the external forces so that the designers can decide whether to proceed or not. The device is composed of three pivot joints with no reaction moment, a plate that holds the lamp, and a leveling motor that changes rotation to linear motion. In this study, force balance, moment balance, and geometric compatibility are applied to the leveling device system so that a nonlinear system of equations can be derived; the multi-dimensional Newton-Raphson algorithm is then used to solve these. A sensitivity analysis is carried out to verify which design variables affect the system the most: the mass of the lamp and the height between the pivot and leveling device affect the thrust forces the most. Then, considering the friction forces between the moving parts, the hysteresis of the forces are derived. An experimental apparatus, designed and developed in this study, is used to verify the exactness of the derived equations. The results from experiments coincide well with the calculated results. The friction hysteresis, in particular, proves this upon analysis.

• Tribology and Lubricants
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• 제34권4호
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• pp.125-131
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• 2018

A precision tribometer consisting of a cantilever was designed to measure frictional forces in the micro-Newton range. As frictional forces are measured based on the bending of the cantilever, vibration of the cantilever is the most significant factor affecting the quality of the friction measurement. Therefore, improved design of the tribometer with double cantilevers and a connecting plate that united the two cantilevers mechanically was suggested. For the verification of the modified design of the tribometer, numerical analysis and experiments were conducted. Examination using the finite element method revealed that the tribometer with a double cantilever and a connecting plate exhibited faster damping characteristics than the tribometer with a single cantilever. In the experiment, effectiveness of the double cantilever and connecting plate for vibration reduction was also confirmed. Vibration of the tribometer with double cantilever decreased eight times faster than that of the tribometer with a single cantilever. The faster damping of the double cantilever design is attributed to the mechanical interaction at the contacting surfaces between the cantilever and the connecting plate. Tribotesting using the tribometer with a single cantilever resulted in random fluctuation of frictional forces due to the stick-slip behavior. However, using the tribometer with a double cantilever and connecting plate for the tribotest gave relatively uniform and steady measurement of frictional forces. Increased stiffness owing to using a double cantilever and mechanical damping of the connecting plate were responsible for the stable friction signal.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권4호
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• pp.185-191
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• 2004

계측주라인은 부체를 일정 위치에 유지시키기 위한 구조요소로 이용된다 본 연구에서는 부소파제의 계류라인으로 사용되는 체인에 대한 동적거동 특성을 파악하기 위해서 체인에 대한 구조해석을 수행하였다. 먼저 체인에 대한 3차원 동적방정식을 유도하는데, 장력이 0부근인 영역에서 복원력을 표현하기 위하여 굽힘강성 성분을 포함시켰다. 수치적인 방법 통하여 3차원 동적 방정식을 해석하였다. 유한차분법을 적용하였는데, 조건에 상관없이 안정적인 음해법과 함께 비선형 해법인 뉴톤-랍슨 반복법을 사용하였다. 본 연구를 통하여 가진 주기에 따른 계류라인의 위치에 따른 장력응답 경향을 파악할 수 있었으며, 본 연구의 해석결과는 참고문헌의 실험결과와 그 경향이 잘 일치하였다. 본 연구결과는 향후 부소파제를 위한 계류라인 설계에 잘 이용될 수 있을 것이다.

• 응용통계연구
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• 제7권1호
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• pp.83-102
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• 1994

컴퓨터 시뮬레이션 실험을 이용한 제반 연구의 효율성을 높이기 위한 통계적 실험 계획법으로서 최적 실험법과 라틴 하이퍼큐브 계획법에 대하여 연구하여 최적 라틴 하이퍼큐브 계획법을 제시하였다. 또한 전산 실험 자료의 분석을 위하여, 공간적 예측모형을 택하여 자료로부터의 모수추정과 이 모형에 적합한 예측방법 및 최적 실험 계획법 등이 고려되었다. 최적 라틴 하이퍼큐브 실험계획법을 구성하기 위한 2단계 (2점 교환법 및 뉴톤방법) 알고리즘과 그것에 의한 결과를 제시하였고, 나아가 축차적(최적) 라틴 하이퍼큐브 계획법의 구축을 위한 한 방법을 제시하였다. 이와같은 접근법은 주요인 그림과 축차적인 계획 및 분석을 이용하여 집적회로 계획의 최적화 문제로 응용되어 결국 품질향상에 도움이 되도록 하는 실예를 통하여 그 실제적 적용성이 예증되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제34권3호
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• pp.213-236
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• 2001

토양용액의 이온조성은 작물의 양분흡수와 밀접한 관계를 가지고 있으며 양분의 이온조성을 추정하기 위하여 많은 모델이 개발되어 사용되고 있다. 토양용액 중 분석되는 양분의 몰농도는 insoluble 이온쌍과 평형을 이루고 있는 soluble 이온과 이온쌍 그리고 complex등의 농도로 간주하고, 양이온과 음이온을 동시에 고려한 양분의 이온조성을 추정하기 위하여 분석된 양분의 몰농도에 따른 선정된 평형식의 평형상수에 대한 conditional equilibrium constant를 구하여 모든 평형식이 만족되는 이온과 이온쌍의 몰농도를 구하는 모델을 설정하였다. 본 모델 이용시 기본적으로 필요한 성분은 pH, Eh, EC, 양이온 8종(K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, Al, $NH_4{^+}$, 음이온 6종(Si, 5, p Cl, $NO_3{^-}$, $HCO_3{^-}$)이며 다른 성분도 추가할 수 있도록 하였다. 토양과 토양용액이 평형조건인 경우 추정된 이온과 이온쌍의 조성과 이에 따른 존재 가능한 침전량과 mineral 종류별 함량을 계산하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.87-94
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• 1998

동하중을 받는 낮은 원호아치의 좌굴거동을 지지조건을 달리하여 해석하여 거동상의 차이를 비교, 분석하였다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며, 동적운동방정식의 해를 구하기 위해 유한요소법을 사용하였다. 동적운동방정식의 시간적분은 Newmark해법을 채택하였고, 각 시간단계에서의 비선형거동에 따른 반복계산은 Newton-Raphson방식을 이용하였다. 아치의 좌굴거동해석에는 Humphreys 등이 사용한 좌굴기준 및 무차원 매개변수를 이용하였다. 단, Humphreys 등과는 달리 비대칭구조물의 좌굴판단시에도 적용할 수 있도록 수평변위를 반영한 처짐비식을 제안하였고, 이를 프로그램화하여 모형해석에 적용하였다. 모형해석을 통하여 낮은 아치의 지지조건에 따른 좌굴해석을 수행하여 양단힌지아치가 양단고정아치보다 좌굴전.후 큰 처짐비를 보여 좌굴강성면에서 상대적으로 불리한 구조라고 판단된다. 그 밖에 같은 형상매개변수를 갖는 아치는 지지조건에 관계없이 같은 하중매개변수를 재하할 경우, 같은 시간매개변수에서 처짐비를 기준으로 같은 거동을 함을 알았다. 따라서 좌굴현상도 같은 하중매개변수에서 나타남을 확인하였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.149-157
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• 2020

Regarding previously-developed drone simulators, it was easy to check their flight stability or controlling functions based on the condition that their weight was fixed from the design. However, the drone is largely classified into two types that is the one with the fixed weight whose purpose is recording video with camera and racing and another is whole weight-variable during flight with loading the articles for delivery and spraying pesticide though the weight of airframe is fixed. The purpose of this thesis is to analyze the structure of drone and its flight principle, suggest dynamics-model-based simulator that is capable of simulating weight-variable drone and develop the simulator that can be used for designing main control board, motor and transmission along the application of weight-variable drone. Weight-variable simulator was developed by using various calculation to apply flying method of drone to the simulator. First, ground coordinate system and airframe-fixing coordinate system were established and switching matrix of those two coordinates were made. Then, dynamics model of drone was established using the law of Newton and moment balance principle. Dynamics model was established in Simulink platform and simulation experiment was carried out by changing the weight of drone. In order to evaluate the validity of developed weight-variable simulator, it was compared to the results of clean flight public simulator against existing weight-fixed drone. Lastly, simulation test was performed with the developed weight-variable simulation by changing the weight of drone. It was found out that dynamics model controlled various flying positions of drone well from simulation and the possibility of securing the optimum condition of weight-variable drone that has flying stability and easiness of controlling.

• 한국과학교육학회지
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• 제8권1호
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• pp.43-55
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• 1988

This study intended to find the differences between expert's and novice's thinking processes when they solve physics problems. Five physics professors and twenty sophomore students in a physics department were participated in the study. The researcher investigated their thinking processes in solving three physics problems on NEWTON's law of motion. The researcher accepted so called "Thinking Aloud" method. The thinking processes were recorded and transfered into protocols. The protocols were analysised by problem solving process coding system which was developed by the researcher on the basis of Larkin's problem solving process model. The results were as follows: (1) There was no difference of time required in solving physics problem of low difficulty between expert and novices; but, it takes 1.5 times longer for novices than experts in solving physics problems which difficulties are high and average. (2) Novices used working forward strategy and working backward strategy at the similiar rate in solving physics problems which difficulties were average and low. while Novices mo mostly used working backward strategy in solving physic problems which difficulty was high. Experts mostly used working forward strategy in solving physics problems whose difficulties was average and low, however experts used working forward strategy and working backward strategy at the similiar rate in solving physics problem which difficulty was high. (3) Novices usually wrote only a few information on the diagram of figure they drawn, on the other hand experts usually wrote almost all the information which are necessary for solving the problems. (4) Experts spent much time in understand the problem and evaluation stage than novices did, however experts spent less time in plan stage than novices did. (5) Physics problems are solved in sequence of understanding the problem, plan, carrying out the plan, and evaluation steps regardless of problem difficulty.