• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.17-24
• /
• 2017

미시적인 관점에서 물표면 주위에 위치한 물 입자와 공기 입자는 끊임없이 서로 상호작용을 한다. 이러한 상호작용은 대량의 작은 물 입자들이 엷게 흩날리는 상황이 표현되는 폭포나 바다에서 명확하게 나타난다. 즉, 엷게 퍼진 작은 물 입자들로 인해 물과 공기사이의 표면경계가 불분명해지며 이 부분에서 공기와 물 입자간의 상호작용으로 인해 급격한 와류현상이 나타나게 된다. 그러나 기존 입자 기반 물 시뮬레이션에서는 유동에 의해 나타나는 자기와류 (self-trubulent)에만 집중하였고, 자유표면 근처에서 공기에 의해 표현되는 부차적인 와류 현상에 대해서는 고려하지 못했다. 유체표면의 움직임에 집중된 모델링으로 인해 대량의 작은 물 입자들이 엷게 흩날리는 장면을 사실적으로 연출하기에는 한계가 있다. 우리는 1) 물 표면에서 공기의 역할을 담당하는 공기 입자 층을 적응적으로 생성하고, 2) 물과 공기를 서로 다른 상 (phase)으로 모델링하여 자유표면 근처에서 발생하는 와류를 사실적으로 표현하는 기법을 제안한다. 결과적으로, 우리는 공기에 의해 표현되는 와류를 입자기반 프레임워크에서 효율적으로 다루어 계산속도 및 결과측면에서 기존기법보다 개선된 결과를 얻었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제10권9호
• /
• pp.117-125
• /
• 2010

디지털 미디어의 발달과 컴퓨터 그래픽스 관련 연구 분야의 발달은 문화 예술의 전반적인 흐름과 일상을 바꾸어 놓았을 뿐만 아니라 뉴미디어 아트, 인터랙티브 아트, 실시간 퍼포밍 등의 신선하고 흥미로운 문화 예술 분야에 많은 영향을 미치고 있다. 본 논문은 컴퓨터 그래픽스의 파티클 시스템을 공연 영상에 접목 시켜 자연스럽게 소통하는 과정을 관객과 함께 이끌어 가는 감성적 표현 기법으로 사용하였다. 본 논문의 제안한 방법은 오브젝트 모델링에 영상을 입력받아 배우 움직임을 추적하여 파티클 시뮬레이션을 함으로서 마지막 최종 영상이 출력되게 하는 구조로 꽃잎 파티클 즉 오브젝트 모델링을 통하여 공연 영상을 실시간 파티클 시뮬레이션으로 표현한다. 이는 음향과 동작, 파티클 간에 동기화된 파티클의 생성과 위치 속도 등을 캡쳐링하여 과학기술과 예술의 접목이라는 실험적 구조 형태로 공연 영상을 만드는데 목적이 있다. 또한 파티클 시스템을 이용하여 기존 공영영상 보다 다양한 비주얼 이펙트 효과 영역을 확대된 개념의 공연성과를 볼 수 있다. 이 실험적 공연은 로봇과 영상, 그리고 배우와의 교감되는 공연구성으로 인터랙티브 융합 공연을 함으로써 더 나아가 앞으로의 인터랙티브 공연예술에서의 영역을 확장하고 표현의 확대를 할 수 있는데 목적이 있다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제51권7호
• /
• pp.9-17
• /
• 2014

본 논문은 무선 센서 네트워크의 분산 분포되어 있는 센서 노드들의 측위를 위해 Binary Particle Swarm Optimization (BPSO) 알고리즘을 제안한다. 자신의 위치를 모르는 센서 노드들은 셋 이상의 인접한 앵커, 즉, 위치를 알고 있는 노드들로부터의 거리를 측정하여 측위를 수행한다. 이러한 과정이 반복하는 동안 측위를 수행한 센서 노드들은 나머지 노드들에 대하여 또 다른 앵커 역할을 수행한다. 성능 평가를 위해 기존의 PSO 알고리즘에 대비하여, BPSO를 이용한 측위 오류 및 계산 시간 성능을 매트랩 시뮬레이션을 통해 비교 분석하였다. 시뮬레이션 결과 PSO 기반의 측위가 상대적으로 더 정확한 결과를 보여준다. 대조적으로, BPSO 알고리즘은 분산되어 있는 센서 노드들의 위치 측위를 더 빠르게 수행한다. 추가적으로, 전송 범위와 초기 앵커 노드들의 수가 측위 성능에 미치는 영향에 대한 분석을 수행한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제41권9호
• /
• pp.1060-1068
• /
• 2016

연결정보만을 이용하는 range-free 측위 기법의 성능은 이동성을 갖는 무선 단말 움직임에 취약한 문제점이 있다. 본 논문은 실제 전파 환경을 고려한 실내 네트워크에서 베이지안 필터를 사용하여 실시간으로 움직이는 무선장치를 추적하는 두 가지 알고리즘을 제안하였다. 제안하는 알고리즘은 측정 모델의 선형성에 따라 Kalman filter 와 Markov Chain Monte Carlo (MCMC) particle filter를 적용하였다. Kalman과 MCMC particle filter 기반 알고리즘은 각각 무선단말 간 연결정보를, 이동 단말의 한 홉 간격 내 단말로부터 수신하는 신호의 세기 (RSS: received signal strength)와 연결정보를 혼합한 융합정보를 측정 모델로 사용하였다. 정확한 시뮬레이션을 위해 실내 쇼핑몰 지도를 구현한 네트워크 지형, 그리고 라디오 불규칙도 모델을 적용하였다. 또한, 장애물 존재 여부에 따라 라디오 불규칙도를 분류하였다. 성능평가를 위해 MATLAB 시뮬레이션을 수행하였으며, 기존 range-free 측위 기법보다 향상된 위치정확도를 확인하였다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제51권6호
• /
• pp.102-109
• /
• 2014

입자 시스템은 물리적 현상을 모델링하기 위해 자주 사용된다. 특히, 3차원 공간에서의 풍경, 구름, 파도, 안개, 비, 눈, 불꽃 등의 모델링에 적합하다. 시뮬레이션 모델링에는 다양한 전통적인 방법이 존재하지만 본 논문에서는 입자 시스템을 사용하여 불꽃 입자 추적을 기반으로 한 새로운 불꽃 모델링 기법을 제시하였다. 이 방법은 불꽃 추적을 통해 발사 및 분산한 입자들을 인식하고, 스테레오 기법을 이용함으로써 3D 깊이 값을 구하여 비교적 정확한 3차원적 위치를 추출 할 수 있다. 그러므로 불꽃 입자의 위치, 속도, 색상 및 수명 등의 파라메타를 불꽃 추적을 통해 산출하였고 이를 이용하여 3D 시뮬레이션을 재연할 수 있다. 본 연구는 빠른 입자 추출 및 노이즈에 의한 허위 입자 추출을 방지하기 위해 관심 영역을 사용하였고, 발사 단계에서 견고성을 향상시키기 위해 칼만 필터를 사용하였다. 또한, 입자의 이동 방향을 예측하여 효율적인 추적을 위해 입자의 최대 이동 범위를 고려한 새로운 불꽃 입자 추적 방법을 제안 하였다. 그리고 3D 공간에서 입자의 속도는 불꽃의 회전 각도를 찾음으로써 얻어 질 수 있다. 본 논문에서는 불꽃축제에서 자주 사용되는 구, 원, 국화, 하트 이 네 가지 불꽃 유형에 대하여 각각 모델링에 필요한 파라메타를 불꽃 추적을 통해 구하였고 추적에 대한 속도와 정확도를 측정하였다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제17권9호
• /
• pp.2315-2328
• /
• 1993

The turbulence effect of particle deposition on a horizontal free-standing wafer in a vertical flow has been studied numerically by using the low-Reynolds-number k-.epsilon. turbulence model. For both the upper and lower surfaces of the wafer, predictions are made of the averaged particle deposition velocity and its radial distribution. Thus, it is now possible to obtain local information about the particle deposition on a free-standing wafer. The present result indicates that the particle deposition velocity on the lower surface of wafer is comparable to that on the upper one in the diffusion controlled deposition region in which the particle sizes are smaller than $0.1{\mu}m$. And it is found in this region that, compared to the laminar flow case, the averaged deposition velocity under the turbulent flow is about two times higher, and also that the local deposition velocity at the center of wafer is high equivalent to that the wafer edge.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제24권5호
• /
• pp.733-743
• /
• 2000

We solve the integral representation of the Navier-Stokes equations in a lagrangian view by tracking the particles, which have vortex strengths. We simulate the unsteady viscous flow around an impulsively started cylinder using the vortex particle method. Particles are advanced via the Biot-Savart law for a lagrangian evolution of particles. The particle strength is modified based on the scheme of particle strength exchange. The solid boundary satisfies the no-slip boundary condition by the vorticity generation algorithm. We newly modify the diffusion scheme and the boundary condition for simulating an unsteady flow efficiently. To save the computation time, we propose the mixed scheme of particle strength exchange and core expansion. We also use a lot of panels to ignore the curvature of the cylinder, and not to solve the evaluation of the surface density. Results are compared to those from other theoretical and experimental works.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제10권9호
• /
• pp.18-25
• /
• 2010

컴퓨터 그래픽스(CG)는 영화 산업에서 없어선 안 될 중요한 요소로 자리 잡았다. 최근에는 국내에서도 많은 CG 업체들이 실제 영화 제작에 참여하고 있다. 하지만 대부분의 회사들이 상용 소프트웨어를 이용해서 제작을 할 뿐 기술 개발에는 중점을 두지 못하는 실정이다. 때문에 상용 저작 도구가 제공하는 기능들이 진행하는 프로젝트에 사용하기에 부족하더라도 사용하고 있다. 본 논문에서는 상용 저작 도구의 부족한 부분을 엔지니어들이 직접 저작도구를 개발하여 보완하는 작업의 중요성에 대해서 대규모 유체 데이터를 실시간으로 가시화하기 위해서 개발된 프리뷰어를 사례로 들어 설명한다. 그리고 프리뷰어를 유체 시뮬레이션에 특화시키기 위해서 어떻게 설계를 하고 구현을 하였는지에 대해서 설명한다. 마지막으로 본 논문에서 개발한 프리뷰어의 성능을 평가해보고 결과에 대해서 토의한다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
• /
• pp.278-285
• /
• 2011

In the present study, the numerical prediction of the oil amount leaked from the hole of a damaged tank is investigated using the improved MPS (Moving Particle Semi-implicit) method, which was originally proposed by Koshizuka and Oka (1996) for incompressible flow. The governing equations, which consist of the continuity and Navier-Stokes equations, are solved by Lagrangian moving particles, and all terms expressed by differential operators should be replaced by the particle interaction models based on a Kernel function. The simulation results are validated though the comparison with the analytic solution based on Torricelli's equilibrium relation. Furthermore, a series of numerical simulations under the various conditions are performed in order to estimate more accurately the initial amount of leaked oil.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
• /
• 한국해안해양공학회 2006년도 추계학술대회 발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
• /
• pp.57-60
• /
• 2006