• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.79-88
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• 1998

현재까지 불과 같은 유체를 렌더링하기 위한 많은 모델들이 개발되었다. 특히 메타볼은 단순성과 유동성의 특정으로 인해 눈이나 물과 같은 유체의 곡면을 모델링하기 위한 기법으로 많이 사용되어졌다. 본 논문은 중력장내에서 변형되는 물방울을 모델링하기 위한 새로운 방법을 제안한다. 이전의 연구에서 물방울은 단순한 메타볼에 의해 표현되었다. 물방울에 중력이 고려되지 않았기 때문에 렌더링 결과는 실제적인 물방울의 형태를 표현할 수 없었다. 우리는 기존의 메타볼에 실세계의 중력과 마찰력을 고려함으로서 평탄한 지면위에 놓여진 물방울의 형태를 생성하는 새로운 방법을 보여준다. 본 연구의 새로운 메타볼 모델은 이전의 메타볼이 가지는 스칼라 공간의 isosurface값을 중력을 고려한 벡터 공간으로 이동하여 얻어진다. 결과로서 광선 추적 기법과 물방울의 그림자 형성을 통해 실제적인 물방울의 형태를 렌더링한다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권11호
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• pp.1147-1152
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• 2004

이 논문에서는 최적 코일형상 설계 방법을 제시하였다. 구동기 코일 설계 시, 코일에 발생하는 로렌츠 힘은 원하는 방향으로 가능한 크게 하고, 반면에 원하지 않는 방향으로의 힘과 토크를 가능한 작게 해야 한다. 기존의 위상최적화는 주로 요크와 자석의 위상최적화와 구동기에서의 코일형상, 치수 최적화에 국한한데 비하여 본 연구에서는 모든 가능한 코일형상 중에 최적의 코일 형상을 찾기 위해 코일 위상최적화문제를 새롭게 정식화하였다. 제안한 설계 방법은 여러 문제에 적용할 수 있지만, 본 연구에서는 파인-패턴 트랙킹과 포커스 코일의 설계에 관한 내용을 고려하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1579-1584
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• 2011

본 논문에서는 파도의 에너지를 전기에너지로 변환하는 파력발전시스템에 대해 다루며, 발전기 및 12개의 암을 가진 가동물체형 파력발전기를 기구학적 구속조건을 이용하여 다물체 동역학 모델링 하였다. 새롭게 제안하는 파력발전기의 기어 메커니즘과 구속방정식 및 전달되는 힘요소에 대해 동역학적으로 모델링하였다. 파력은 시간영역에서 모리슨 방정식을 이용하여 수치적으로 계산하여 모델에 적용하였다. 시스템 거동해석을 위해 상용 다물체동역학 해석프로그램인 MSC/ADAMS를 이용하였다. 파력발전시스템의 파도에 대한 안정성을 검토하고 동적 거동 특성을 분석하였다. 하중에 따라 거동 특성을 분석한 결과 Yaw 운동은 상대적으로 적게 나타났으며 파고 1 m 이상일 경우 충분한 운동에너지가 발생함을 알 수 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.64-74
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• 2002

선체 휘핑 해석 전용 프로그램은 모멘텀 슬래밍 이론을 사용하여 비선형 유체충격력을 추정하였으며, Timoshenko 보이론에 기초하여 선체 hull girder를 탄성체로 모델링하고 있다. 개발된 프로그램에 대하여 슬래밍 충격력의 효과, 유탄성해석의 효과 그리고, 선속, 파고, 파장 등 각종 설계 변수가 미치는 효과 등에 관한 검증 계산을 수행하였고, 실제 선박 설계에의 적용 예를 보임으로써 본 프로그램의 설계 활용성을 확인하였다. 본 프로그램은 각종 입출력자료의 GUI 처리 및 선박 운동에 대한 시뮬레이션 제공 등 다양한 기능과 특성을 가지고 있다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제7권2호
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• pp.143-155
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• 2017

For complex flexible structures such as nets, the determination of drag forces and its deformation is a challenging task. The accurate prediction of loads on cages is one of the key steps in designing fish farm facilities. The basic physics with a simple cage, can be addressed by the use of experimental studies. However, to design more complex cage system for various environmental conditions, a reliable numerical simulation tool is essential. In this work, the current load on a cage is calculated using a Morison-force model applied at instantaneous positions of equivalent-net modeling. Variations of solidity ratio ($S_n$) of the net and current speed are considered. An equivalent array of cylinders is built to represent the physical netting. Based on the systematic comparisons between the published experimental data for Raschel nets and the current numerical simulations, carried out using the commercial software OrcaFlex, a new formulation for $C_d$ values, used in the equivalent-net model, is presented. The similar approach can also be applied to other netting materials following the same procedure. In case of high solidity ratio and current speed, the hybrid model defines $C_d$ as a function of Re (Reynolds number) and $S_n$ to better represent the corresponding weak diffraction effects. Otherwise, the conventional $C_d$ values depending only on Re can be used with including shielding effects for downstream elements. This new methodology significantly improves the agreement between numerical and experimental data.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제35권5호
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• pp.571-592
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• 2010

An energy-based fatigue life prediction framework was previously developed by the authors for prediction of axial, bending and shear fatigue life at various stress ratios. The framework for the prediction of fatigue life via energy analysis was based on a new constitutive law, which states the following: the amount of energy required to fracture a material is constant. In the first part of this study, energy expressions that construct the constitutive law are equated in the form of total strain energy and the distortion energy dissipated in a fatigue cycle. The resulting equation is further evaluated to acquire the equivalent stress per cycle using energy based methodologies. The equivalent stress expressions are developed both for biaxial and multiaxial fatigue loads and are used to predict the number of cycles to failure based on previously developed prediction criterion. The equivalent stress expressions developed in this study are further used in a new finite element procedure to predict the fatigue life for two and three dimensional structures. In the second part of this study, a new Quadrilateral fatigue finite element is developed through integration of constitutive law into minimum potential energy formulation. This new QUAD-4 element is capable of simulating biaxial fatigue problems. The final output of this finite element analysis both using equivalent stress approach and using the new QUAD-4 fatigue element, is in the form of number of cycles to failure for each element on a scale in ascending or descending order. Therefore, the new finite element framework can provide the number of cycles to failure at each location in gas turbine engine structural components. In order to obtain experimental data for comparison, an Al6061-T6 plate is tested using a previously developed vibration based testing framework. The finite element analysis is performed for Al6061-T6 aluminum and the results are compared with experimental results.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.348-355
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• 2021

도로 포장에 널리 사용되는 아스팔트는 도로가 노출되는 환경에 따라 요구되는 물리적 특성이 상이하다. 이에 따라 첨가제의 배합에 따라 아스팔트가 어떤 물리적 특성을 나타내는지 평가하고 도로의 교통, 기후 환경에 맞추어 적절한 배합을 선택하는 것이 아스팔트 도로의 수명을 확보하기 위해 필수적이다. 아스팔트의 다양한 물리적 특성 중 소성변형에 대한 저항성을 측정하기 위해서는 Dynamic shear rheometer(DSR) 테스트를 주로 사용한다. 하지만 DSR 테스트는 실험 세팅에 따라 결과가 상이하고 특정 온도 범위 내에만 측정이 가능한 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 DSR 테스트의 단점을 극복하고자, Atomic force microscopy로부터 수집된 이미지를 학습하여 레올로지적 특성을 예측하고자 했다. 딥러닝 아키텍처 중 하나인 EfficientNet을 통해 이미지를 학습하였고 딥러닝 모델의 한계인 많은 데이터를 요구한다는 점을 극복하기 위해 전이학습을 이용하여 학습을 진행하였다. 학습된 모델은 이종의 첨가제를 사용하였음에도 높은 정확도로 아스팔트 바인더의 레올로지적 특성을 예측하였다. 특히, 전이학습을 사용하지 않았을 때와 비교하여 빠르게 학습이 가능했다.

• Safety and Health at Work
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• 제12권4호
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• pp.462-470
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• 2021

Background: Fatigue is pervasive, under-reported, and potentially deadly where flight operations are concerned. The aviation industry appears to lack a standardized, practical, and easily replicable protocol for fatigue risk assessment which can be consistently applied across operators. Aim: Our paper sought to present a framework, supported by real-world data with subjective and objective parameters, to monitor aircrew fatigue and performance, and to determine the safe crew configuration for commercial airline operations. Methods: Our protocol identified risk factors for fatigue-induced performance degradation as triggers for fatigue risk and performance assessment. Using both subjective and objective measurements of sleep, fatigue, and performance in the form of instruments such as the Karolinska Sleepiness Scale, Samn-Perelli Crew Status Check, Psychomotor Vigilance Task, sleep logs, and a wearable actigraph for sleep log correlation and sleep duration and quality charting, a workflow flagging fatigue-prone flight operations for risk mitigation was developed and trialed. Results: In an operational study aimed at occupational assessment of fatigue and performance in airline pilots on a three-men crew versus a four-men crew for a long-haul flight, we affirmed the technical feasibility of our proposed framework and approach, the validity of the battery of assessment instruments, and the meaningful interpretation of fatigue and work performance indicators to enable the formulation of safe work recommendations. Conclusion: A standardized occupational assessment protocol like ours is useful to achieve consistency and objectivity in the occupational assessment of fatigue and work performance.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권9호
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• pp.609-616
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• 2022

메쉬 반사판 안테나의 성능은 반사판 표면의 형상 오차에 크게 의존하게 된다. FDM(Force Density Method)을 이용하여 반사판 케이블 네트의 형상설계 연구가 수행되고 있다. 하지만 결정된 형상 일부에 반사판 실효면적의 감소가 발생하고, 케이블의 기하학적 비선형을 고려한 변형 해석은 불가능하다. 본 연구에서는 기하학적 특성을 고려한 케이블 네트 형상설계 방법론을 제시하고 설계된 형상의 실효성을 검증한다. 기하학적 비선형성을 고려한 케이블 네트의 유한요소 모델을 개발한다. 경계조건의 하중 변화에 따른 형상변형 해석을 통하여 케이블 네트 형상 설계변수 특성을 제시하고자 한다.

• 천문학회보
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• 제44권2호
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• pp.69.2-69.2
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• 2019

To construct a coronal force-free magnetic field, we must impose the boundary normal current density (or three components of magnetic field) as well as the boundary normal field at the photosphere as boundary conditions. The only method that is known to implement these boundary conditions exactly is the method devised by Grad and Rubin (1958). However, the Grad-Rubin method and all its variations (including the fluxon method) suffer from convergence problems. The magnetofrictional method and its variations are more robust than the Grad-Rubin method in that they at least produce a certain solution irrespective of whether the global solution is compatible with the imposed boundary conditions. More than often, the influence of the boundary conditions does not reach beyond one or two grid planes next to the boundary. We have found that the 2D solenoidal gauge condition for vector potentials allows us to implement the required boundary conditions easily and effectively. The 2D solenoidal condition is translated into one scalar function. Thus, we need two scalar functions to describe the magnetic field. This description is quite similar to the Chandrasekhar-Kendall representation, but there is a significant difference between them. In the latter, the toroidal field has both Laplacian and divergence terms while in ours, it has only a 2D Laplacian term. The toroidal current density is also expressed by a 2D Laplacian. Thus, the implementation of boundary normal field and current are straightforward and their effect can permeate through the whole computational domain. In this paper, we will give detailed math involved in this formulation and discuss possible lateral and top boundary conditions and their meanings.