• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제32권2호
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• pp.144-150
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• 2011

The primary purpose of this study was to analyze the motion of the scaphoid, capitate, and lunate during dart-throwing motion by three-dimensional modeling. Five series of CT images of five normal right wrists were acquired from five motion steps from radial extension to ulnar flexion in the dart-throwing motion plane. Segmentation and three-dimensional modeling of bones from CT images was performed using Analyze. Distances among centroids of the scaphoid, capitate and lunate and angles between principal axes of three carpal bones were calculated to analyze the motion by using MATLAB. As the wrist motion changed from radial extension to ulnar flexion, the distance between two adjacent bones decreased. The scaphoid and lunate rotated less than the capitates during dart-throwing motion. This study reports the Three-dimensional in vivo measurement of carpal motion using CT images.

• 보존과학회지
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• 제38권1호
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• pp.55-63
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• 2022

The Bigyeokjincheolloe (bomb shell), a scientific cultural heritage, has outstanding historical value for sustaining a gunpowder weapon of Joseon. In this study, the bomb shell was modeled through three-dimensional (3D) scanning centered on the external shape and 𝛾-ray radiography-based on the internal shape. In particular, to improve the contrast in the radiographic image, optimization and image processing were performed. After these processes, the thickness of the inner wall (2.5 cm on average) and the positions of the three mold chaplets were clearly revealed. For exhibition purposes, the 3D model of the bomb shell was output to a 3D printer and the output was rendered realistic by coloring. In addition, the internal functional elements, such as Mokgok, fuse, mud, gunpowder, and caltrops, were reproduced through handwork. The results will contribute to the study of digital heritages in two ways. First, the internal and external shapes of the bomb shell were modeled by fusing two different technologies, namely, 3D scanning and 𝛾-ray radiography. Second, the internal shape of the bomb shell was constructed from the original form data and the reproduction was utilized for museum exhibitions. The developed modeling approach will greatly expand the scope of museum exhibitions, from those centered on historical content to those centered on scientific content.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.107-114
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• 2000

Recently the studies on the vibration and the noise of a helical gear transmission have been focused on the many researchers. The manufacturing error and the deformation of the tooth profile, which generates the vibration and the noise of the gear transmission, are main factors. The major purpose of this study is to develop an optimal design program for reducing the vibration and the noise of the helical gear. To obtain the these results, we restrain the helical gear from the deformation of the tooth profile and increase the contact ratio within the optimal design program. Furthermore we made the three-dimensional solid modeling of the helical gear from the AutoCAD and the Pro/Engineer. This model will be available to generate the finite element model and the NC code.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.81-88
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• 2020

본 연구의 목적은 증강현실 기술을 기반으로 상악 우측 중절치의 치아 형태 조각의 반복 실습이 가능한 콘텐츠를 개발하는 것이다. 치아 형태의 단계별 실습을 위해, 1단계부터 16단계까지의 단계별 실습스토리 보드에 의한 근심, 원심, 협면, 설면의 특징을 반영한 단계별 치아 조각 형태를 삼차원 모델링 하였다. 이 자료가 학습자의 모바일 기기 화면상에 출력될 수 있도록 단계별 이미지 마커를 인식하여, 증강현실 어플리케이션으로 사용할 수 있도록 제작하였다. 이를 통해 학습자는 치아 형태 조각 연습을 반복적으로 수행해 완성도 높은 상악 우측 중절치를 조각할 수 있었다. 이 콘텐츠를 이용하여 치아 형태학 강의실 수업과 치의학 입문자의 실습이 함께 연계되어 치아 형태 조각 능력 향상에 기여하고자 한다.

• 보존과학회지
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• 제35권1호
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• pp.71-80
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• 2019

This study examined the applicability of digital technologies based on three-dimensional(3D) scanning, modeling, and printing to the restoration of damaged artifacts. First, 3D close-range scanning was utilized to make a high-resolution polygon mesh model of a roof-end tile with a missing part, and a 3D virtual restoration of the missing part was conducted using a haptic interface. Furthermore, the virtual restoration model was printed out with a 3D printer using the material extrusion method and a PLA filament. Then, the additive structure of the printed output with a scanning electron microscope was observed and its shape accuracy was analyzed through 3D deviation analysis. It was discovered that the 3D printing output of the missing part has high dimensional accuracy and layer thickness, thus fitting extremely well with the fracture surface of the original roof-end tile. The convergence of digital virtual restoration based on 3D scanning and 3D printing technology has helped in minimizing contact with the artifact and broadening the choice of restoration materials significantly. In the future, if the efficiency of the virtual restoration modeling process is improved and the material stability of the printed output for the purpose of restoration is sufficiently verified, the usability of 3D digital technologies in cultural heritage restoration will increase.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.57-63
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• 2021

이 연구는 한국인 성인 시신의 얼굴근육을 해부하고 삼차원 스캔하여, 사실적인 얼굴근육의 형태를 삼차원 오브젝트를 만들고, 이를 통해 표정을 재현하여 카데바 얼굴근육의 복합적인 움직임을 삼차원적으로 관찰 가능한 교육 자료를 제작하는데 목적이 있다. 카데바 해부 사진 자료를 이용하여, 얼굴근육에 대해 삼차원 모델링 하였고, 네 가지 표정(슬픔, 미소, 놀람, 분노)에 따라 얼굴근육이 변화하는 삼차원 영상을 제작하였다. 이를 통해, 삼차원으로 구현한 카데바 얼굴근육의 복합적인 작용과 다양한 표정 변화를 확인할 수 있었다. 이 연구결과는 얼굴근육의 개별적인 기능에 대한 정량적인 자료를 확인할 수는 없지만, 사실적이고 입체적인 카데바의 얼굴근육 형태를 관찰할 수 있고, 복합적인 얼굴근육의 작용으로 인한 표정 변화를 확인할 수 있다. 이러한 자료는 얼굴근육의 해부학적 교육 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 박물관보존과학
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• 제22권
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• pp.15-26
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• 2019

이 연구에서는 표면형상 취득에 최적화되어 있는 광학식 정밀스캐닝과 내부 형상획득에 사용되는 X-선 CT스캐닝 결과를 이용하여 삼총통의 내·외부 형상을 다각적으로 분석할 수 있는 3차원(이하 3D) 융합 모델을 제작하였다. 먼저 두 스캐닝 결과를 호환 가능한 확장자로 변환 한 다음 상호간의 정합성을 검증하고자 3D 편차분석을 수행하였다. 이 결과, 두 스캐닝 모델은 대부분(56.98%) ±0.1mm 이내의 편차를 보였으며, 이 수치는 ICP 알고리즘 기반의 정합 및 병합에 큰 영향을 주지 않았다. 병합된 데이터는 총통의 외부 표면색 및 미세형상, 내부 두께 및 구조를 잘 표현하였다. 광학식 표면스캐닝과 X-선 CT스캐닝의 3D 융합 모델은 문화유산의 디지털기록화뿐만 아니라 제작기법 해석에 유용하게 사용되었다. 향후 박물관 전시 영역에서 전시품의 과학적 조사 정보를 보다 쉽게 관람객에게 전달하는 효과를 발휘 할 것으로 기대된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권11호
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• pp.115-121
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• 2017

의료용 디지털 영상 및 통신 표준과 5축 가공기술의 융합적 연구를 통하여 맞춤형 인공관절의 기초적 지식을 얻고자 하였다. 연구방법으로 의료영상의 위팔뼈에 대해 3차원 모델링을 생성하고 케미컬우드 소재로 형상을 가공하여 해부학적 특징과 모델링 가공 연산시간을 비교하였다. 그 결과 스테레오리소그래피 모델링이 아이제스 모델링에 비해 중삭 2배, 정삭 10배 정도로 시간이 많이 소요되었다. 5축 가공된 위팔뼈는 해부목, 큰돌기, 작은돌기, 결절사이 고랑의 해부학적 구조가 3차원 의료영상과 동일한 특징으로 나타났다. 이와 같이 위팔뼈의 외과목 언더컷 등 다양한 형태의 구조가 5축으로 가공되는 융합적 가공 기술들은 인체의 정밀한 모형을 추구하는 맞춤형 관절 제작 시 향후 적용 가능성이 높음을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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• pp.172-176
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• 2008

In this paper, three dimensional linear conforming variable-finite elements are presented with the aid of a smoothed integration (a class of stabilized conforming nodal integration), for mnltiscale mechanics problems. These elements meet the desirable properties of an interpolation such as the Kronecker delta condition, the partition of unity condition and the positiveness of interpolation function. The necessary condition of linear exactness is fully relaxed by employing the smoothed integration, which renders us to meet the linear exactness in a straightforward manner. This novel element description extend the category of the conventional finite elements space to ration type function space and give the flexibility on the number of nodes of element which are fixed in the conventional finite elements. Several examples are provided to show the convergence and the accuracy of the proposed elements, and to demonstrate their potential with emphasis on the multiscale mechanics problems such as global/local analysis, nonmatching contact problems, and modeling of composite material with defects.

• 지구물리와물리탐사
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• 제17권3호
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• pp.163-170
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• 2014

전자탐사 자료로부터 지하구조를 정확하게 해석하기 위해서는 적절한 모델링 기술이 필요하다. 본보에서는 주파수영역 전자탐사 3차원 모델링에 유한차분법이나 유한요소법을 이용할 경우 필요한 기초 사항에 대해 소개한다. 인공송신원에서 특이성을 피하기 위해 지배방정식을 전기장의 2차장으로 정식화하고 그 결과 유도되는 연립방정식을 풀기 위한 반복해법과 직접해법에 대해 설명한다. 그리고 반복해법에 발산보정을 도입하면 그 수렴성을 대폭 향상시킬 수 있으며, 이는 유한차분법에서 지형효과를 모델링할 때 특히 유용하다. 마지막으로 여기서 소개한 유한차분법을 이용한 3차원 모델링 알고리듬을 항공전자탐사에 적용한 예를 보여준다.