• 한국항해항만학회지
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• 제36권5호
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• pp.339-347
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• 2012

예인줄을 여러 개의 유한요소로 분할 한 뒤 각 요소들에 Newton의 운동 제 2법칙을 적용하고 각각에 작용하는 외력은 성분별로 장력, 항력, Coriolis 힘, 중력, 부력, 입수 충격력 등으로 구분하여 예선과 부선을 연결하는 예인줄의 동역학 모델을 정립하였다. 일반적으로 예인줄 요소의 병진 운동만을 고려하는 이전의 연구들과는 달리 본 논문에서는 예인줄 요소의 운동을 횡동요를 제외한 5자유도로 확장하고 외력 고려가 용이한 물체고정좌표계에서 기술하였다. 예인줄 요소들 간에는 연결점에서 인장만 되는 스프링과 감쇠기로 연결하고, 스프링의 강성계수는 실제 적용되는 예인줄의 강성계수와 등가가 되도록 설정하였다. 정립된 예인줄 모델의 검증을 위하여 예인줄의 공기중 및 수면 바로 위에서의 자유낙하, 예인선의 가속운동, 예인선의 조화운동 시나리오에 대하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, 예인선, 부선, 예인줄 요소들의 운동 시계열 값들은 실제 예상치와 유사한 경향을 보이는 것을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.289-299
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• 2012

본 연구의 목적은 비선형 불연속 시스템인 공간 트러스에 멀티스텝 테일러 해법을 적용하는 것과 비선형 동적 응답 및 불안정 특성을 분석하는 것이다. 해석적 접근에 기초한 보다 정밀한 해는 공간 구조물의 역 문제나 또는 불안정 문제를 다루는데 매우 필요하며, 이는 지배방정식의 비선형성에 기인한다. 따라서 기하학적 비선형을 고려하여 지배 운동 방정식을 유도하였으며, 테일러 해법을 이용하여 정밀한 해석적 해를 구하였다. 해석 방법의 정밀도 검증을 위해서 단일자유도 모델을 채택하였으며, 테일러 해법을 이용한 결과를 4차 룬게-쿠타 법과 비교하였다. 또한, 스텝 하중을 받는 모델의 동적 불안정과 좌굴 특성을 고찰하였다. 두 해석 방법의 비교 결과는 매우 잘 일치하였고, 동적 응답과 위상공간에서의 끌개는 스텝하중 아래에서의 동적 좌굴 현상과, 모델에 감쇠가 미치는 영향을 잘 설명할 수 있음을 보여주었다. 해석결과에서 비감쇠 시스템과 감쇠 시스템의 동적 좌굴 하중 레벨은 각각 정적 좌굴 하중 레벨의 약 77%와 83%의 범위로 나타났다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권2호
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• pp.171-186
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• 2009

이 연구에서는 미래 한국의 달 탐사에 대비, 지구-달 천이궤적을 설계하고 분석하였다. 궤적 설계는 최소연료로 지구 주차궤도에서부터 달 임무궤도까지 도달하는 모든 단계에 대해서 실시하였으며 미래 한국의 달 탐사 개발 계획에 실질적인 도움이 되기 위해 2017년, 2020년, 2022년으로 각각 나누어 설계를 하였다. 탐사선의 운동방정식의 구현을 위하여 태양, 지구, 달의 중력에 의한 섭동력이 포함된 N체 운동 방정식을 사용하였으며 보다 실질적인 우주환경의 모사를 위하여 지구의 비대칭 중력장(Geopotential), 태양 복사압(Solar radiation pressure) 그리고 달의 J2 섭동에 의한 영향도 고려하였다. 임무 설계를 위해 가정된 추력은 순간 추력(Impulsive thrust)으로 가정하였으며 발사체의 성능은 현재 개발 예정인 KSLV-2로 가정하였다. 미래 한국의 가상 달 탐사선이 지구-달 천이 궤적(Trans Lunar trajectory)에 진입하는 방법으로는 지구 주차 궤도에서 직접 진입 하는 방법과 여러번의 타원 중개 궤도를 거친 후 지구-달 천이 궤적으로 진입하는 방법을 모두 이용하였다. 아울러 TLI(Trans Lunar Injection) 기동시 탐사선의 대전 지상국에서의 가시성에 따른 기동의 크기에 대한 영향이 분석되었다. 이 연구를 통한 임무 설계 결과는 달 탐사 임무 설계를 위한 발사 가능 시기(launch opportunity), 성공적인 임무 수행을 위한 임무 단계별 최적의 기동량 및 해당 궤도의 특성 그리고 다양한 임무 파라미터등의 해석을 포함하고 있다. 임무 설계 결과, 미래 한국이 쏘아 올릴 수 있는 달 탐사선의 전체 질량은 해당 임무의 수행시기 보다는 초기 지구 출발 궤도의 초기 고도와 발사제의 초기 궤도 투입 성능에 따라 더욱 크게 좌우됨을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제32권3호
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• pp.181-191
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• 2005

본 논문에서는 컴퓨터그래픽으로 구현된 인체에 착용되는 의류의 시뮬레이션을 위한 수치해석알고리즘 및 소프트웨어 개발을 수행하였다. 개발된 알고리즘은 수학적으로 elliptical 흑은 비순차적인 성질을 가지는 두 개의 켤레조화함수(conjugate harmonic functions)들을 사용하여, 지나간 시간단계(time step)에서의 견과에 의존하지 않고 매 순간의 역학적 균형만으로 의류에 형성되는 주름의 형태를 표현한다. Global-local 해석기법을 채택하여 global 스케일에서의 전체적인 변형과 local 스케일에서의 부분적인 변형으로 나누었으며, 이 두 가지 스케일에서의 해석 결과가 선형적으로 중첩될 수 있음을 가정하였다. Global 해석에서는 신체 각 부위의 회전이나 평행이동, 뒤틀림 등의 전반적인 변형에 따른 인체와의 접촉점의 변화와 응력을 고려하였다. Local 해석에서는 국소적인 주름의 형상을 얻기 위해 주름의 진폭등고선과 주름의 방향 사이의 직교성을 가정하여 단순화 시켰다. 본 제안 방법은 불연속적으로 변화하는 두 개의 서로 다른 자세에 대해서도 중간단계 해석을 위한 시간증분의 삽입이 불필요하며, 기존의 방식에서 주로 사용되는 시간적분의 방법을 채택하지 않으므로 연산 시간의 절감과 안정성의 향상이 이루어졌다. 임의의 두 자세 사이의 연속 동작을 시뮬레이션 함에 있어서도 두 정지 자세 사이의 움직임을 보간법으로 구현하여 연속적인 의류의 변형을 구현할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.109-122
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• 1983

본(本) 연구(硏究)에서는 전단변형(剪斷變形)(Shear deformation)과 회전관성(回轉慣性)(Rotatory inertia)의 영향(影響)을 고려(考慮)한 4절점(節點) 8자유도(自由度)를 갖는 Timoshenko 보 요소(要素)(TB4)를 3차원(次元) 연속체(連續體)로부터 유도(誘導)하고 있다. TB4보 요소(要素)는 3차(次) 보간함수(補間凾數)(Interpolation function)로 표시(表示)되는 연직(鉛直)처짐(Transverse deflection) W와 평면회전(平面回轉)(Plane rotation) ${\theta}$를 절점(節點)의 자유도(自由度)로 취(取)하고 있다. TB4요소(要素)의 강도(剛度)매트릭스와 질량(質量)매트릭스는 보의 운동방정식(運動方程式)을 Galerkin 가중잔차법(加重殘差法)(Weighted residual method)으로 Discretization하여 3개(個)의 Gauss점(點)을 이용(利用)한 RSI(Reduced shear integration)기법(技法)에 의한 수치적분(數値積分)으로 구해진다. TB4보 요소(要素)의 정확성(正確性)과 수감상태(收歛狀態)를 고찰(考察)하기 위하여 여러 가지 예제(例題)를 해석(解析)한 결과(結果), 보의 L/h 비(比)에 관계없이 보의 정적해석(靜的解析)(Static analysis)이라 자유진동해석(自由振動解析)(Free vibration analysis)에 있어서 TB4보 요소(要素)는 다른 Timoshenko보 요소(要素)들 보다 월등(越等)히 우수(優秀)한 정확도(正確度)와 수감현상(收歛現象)을 보여 주고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.15-23
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• 2020

지표면에서의 지반운동을 예측하는 지반운동예측모델은 30m까지의 평균전단파속도인 V_S30을 부지효과를 나타내는 주요한 변수로 사용한다. V_S30은 만약 V_S주상도 깊이(z)가 30m 이상이면 주상도로부터 바로 계산할 수 있다. 하지만, 모든 부지에서 z가 30m 까지 있는 것은 아니다. 따라서, z < 30m일 경우 30m까지 연장하는 모델로부터 V_S30을 예측할 필요가 있다. 이번 연구에서는 국내 지반 환경에 맞게 z가 30m 미만인 부지에서 V_S30을 추정하는 예측 모델에 대한 새로운 계수를 제안하였다. 분석 자료로 기상청과 국토지반정보 통합DB센터에서 획득한 297개의 V_S주상도를 활용하였고, 선행연구에서 제안한 식의 계수들을 회귀분석을 통해 새롭게 제시하였다. 분석 결과, z ≥ 15m 일 경우 대수로그 잔차의 표준편차가 약 0.061이내이므로 신뢰성 높은 V_S30를 예측하는 것으로 확인하였다. z < 15m 일 경우 σ가 계속 증가하며, z = 5m일 경우 σ = 0.1으로 나타났다. 따라서, 매우 얕은 심도의 V_S주상도를 모델에 적용하는 경우 주의를 요하며, 가능하다면 30m깊이까지 지반조사를 실시하여 V_S30을 계산하는 것을 추천한다.

• 수산해양기술연구
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• 제40권1호
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• pp.29-36
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• 2004

선망의 침강 저항 특성을 해명하기 위한 기초 연구로서, 망지의 재료가 다르고 침자량이 동일한 선망 모형의 침강특성을 해석하였다. 실험에 사용한 선망은, 그물실의 직경 및 발의 길이가 같은 폴리프로피렌系 (밀도 0.91g/cm$cm^3$), 폴리아미드系 (밀도 1.14g/cm$cm^3$) 및 폴리에스터系 (밀도 1.38g/cm$cm^3$)의 매듭 없는 망지를 사용하여, 뜸줄의 길이 420cm, 그물의 폭 86cm가 되도록 제작하였다. 이 그물들의 발줄에 침자를 25g, 45g, 60g 의 3 단계로 바꾸어 9종류의 모형그물을 만들고, 각각 PP-25, PA-25, PES-25, PP-45, PA-45, PES-45, PP-60, PA-60 및 PES-60그물이라고 이름을 붙였다. 회류수조의 수로 위에 투망장치를 설치해서 정지 상태의 수중에 투망하고, 관측부 전면에 설치한 비디오 카메라를 이용하여 촬영 녹화하였다. 그리고, 그물에 표시한 측정점의 좌표를 화상해석장치로 읽고 실험치를 구하였다. 여기서, 선망의 수직방향의 침강운동을 나타낸 이론식을 이용하여 수치해석을 행하였는데, 그 결과는 다음과 같다. 1. 침자량이 60g일 때, 아랫자락의 평균 침강속도는 PES그물 12.2 cm/sec로 가장 빠르고, PA그물 11.4 cm/sec, PP 그물 10.7cm/sec 순으로 늦게 나타났다. 2. 망지의 저항계수 $K_D$는, 계산결과 $K_D=0.09(\frac{\rho}{\rho_w})^4$의 관계식으로 나타낼 수 있었다. 3. 그물다발의 저항계수 $C_R$은, 계산결과 $C_R=0.91(\frac{\rho}{\rho_w})$의 관계식으로 나타낼 수 있었다. 4. 선망 투망후 경과시간에 따른 그물 아랫자락의 도달수심에 대한 실험치와 계산치의 관계는 상관성이 매우 높아, 침자량이 25g일 때 meas.=1.04 cal., 45g일 때 meas.=0.99cal.였으며, 60g일 때 meas.=0.98cal.의 관계를 나타냈다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제9권2호
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• pp.85-110
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• 2005

시각적 표현은 문제해결을 이끄는 안내자의 역할을 수행하며, 문제해결의 결정적 단서를 제공하는 유용한 도구이다. 수학과 교수-학습에서 교사는 시각적 표현의 중요성을 강조하여야 하며, 아동은 문제상황에 대한 감각을 길러야 한다. 따라서 본 연구의 목적은 아동이 문제해결 과정에서 사용하는 시각적 표현의 특징을 분석하고 성공적으로 문제를 해결한 학생들의 표현 유형을 정리하여, 아동이 문제에서 제시하는 여러 가지 조건을 적절한 시각적 표현 방법으로 조직화하게 하는데 시사점을 주고자 하는데 있다. 이러한 연구 목적을 달성하기 위하여 아동의 문제해결지를 분석한 결과, 초등 수학 문제해결 과정에서 대부분의 아동은 다양한 방법으로 조건을 표현하는데 익숙하지 못하였으며 시행착오 단계를 거치지 않고 처음 선택한 전략을 끝까지 사용하는 경향을 보여 문제를 읽고 생긴 처음 이미지가 문제해결에 중요한 영향을 끼친다는 것을 알았다. 또한 성공적으로 문제를 해결한 아동은 계산식에 의존하기보다는 여러 가지 정보를 해결할 수 있는 형태로 표현하여 문제를 해결하였으며, 문제해결 과정을 직관적으로 파악할 수 있을 정도의 명료하고 조직화된 그림을 그린다는 것을 알 수 있었다.