• 제목/요약/키워드: geometric design

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시설재배 참외 수확 로봇용 엔드이펙터의 설계 요인 분석 (Design Factor Analysis of End-Effector for Oriental Melon Harvesting Robot in Greenhouse Cultivation)

  • 하유신;김태욱
    • 생물환경조절학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.284-290
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    • 2013
  • 본 연구는 시설재배에서 참외를 수확할 수 있는 로봇의 엔드이펙터를 개발하기 위한 전단계로서, 참외의 엔드이펙트 중에서 소프트 핸드링이 가능한 그립퍼와 참외줄기를 절단하는 커터를 설계하기 위해 참외의 기하학, 압축, 절단, 마찰 특성 등을 분석하였다. 그 결과 참외의 길이는 평균 108mm, 직경은 중간지점에서 평균 70mm, 중량은 평균 188g, 부피는 평균 333mL, 진원도는 평균 3.8mm로 나타났다. 참외의 중량(W)에 대하여 길이(L)와 직경(D2)을 변수로 하는 식 $W=L^a{\times}D_2^b$로부터 비선형 회귀분석을 실시한 결과 a는 2.0279, b는 -0.9998의 상수값을 가지는 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 참외줄기의 지름은 평균 3.8mm이며, 참외 줄기는 중심으로부터 반경 5mm 범위 내에서 대부분 분포하였다. 참외의 항복치와 압축강도, 경도의 평균값은 각각 $36.5N/cm^2$, $185.7N/cm^2$, $636.7N/cm^2$이며, 참외 줄기의 절단력과 절단강도는 각각 $2.87{\times}10^{-2}N$$5.60N/cm^2$로 나타났다. 참외의 마찰계수는 고무가 0.609으로 가장 높게 나타났고, 그 다음으로 알루미늄이 0.393, 스테인레스강이 0.177, 테프론이 0.079로 나타났다. 분석된 자료를 토대로 엔드이펙터 설계시 동작에 따른 위치 오차와 안전율을 감안하여, 그립퍼의 및 커터의 크기, 선회반경, 설치위치, 구동모터의 동력, 재료 및 재질의 선정 등에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다.

행거의 고유진동수를 이용한 현수교의 구조적 성능 평가 (An Evaluation for Structural Performance of Suspension Bridge by using the Natural Frequency of Hanger Member)

  • 우상익;김경남;이성행;정경섭
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제16권2호통권69호
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    • pp.285-293
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    • 2004
  • 사회 기반 특수 시설로서 케이블을 이용한 현수교는 완공 후에 일반적인 교량 보다 더 신중한 안전점검 및 유지관리가 필요하다. 그러나, 교량의 설계 및 유지관리를 위한 구조해석은 구조체의 단순화된 기하학적 형상만을 고려하고 있다. 특히 강상판을 포함한 교량 구조물의 해석 모델링은 쉽지 않다. 본 논문에서는 완성계 현수교에 대한 행거 부재의 고유진동수와 전산해석을 통해 구조적 거동과 성능을 평가하였다. 전산해석의 정확도를 높이기 위해 해석 모델에 뼈대 구조물과 강상판을 고려하였다. 또한, 측정된 행거 장력과 상시 진동시에 측정된 구조물의 고유진동수 및 차량 재하시험 결과를 해석에 적용하였다. 결과로서, 제안된 알고리즘에 의한 예상 구조거동은 실제 구조물에서 측정된 자료와 매우 유사한 결과를 보였다. 또한, 내륙에 상륙한 태풍 매미에 의해 측정된 자료를 적용한 결과, 해석모델이 구조물의 예비설계 및 유지관리에 효과적으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

3D기반 비정형 토목구조물 물량산출 알고리즘 개발 (Development of Quantity Take-off Algorithm for Irregularly Shaped Structures using 3D Object)

  • 하철석;문소영;문현석;강인석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제34권2호
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    • pp.655-666
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    • 2014
  • 최근 건설공사에 디자인적 요소가 많이 강조 되면서 비정형 구조물이 증가하고 있다. 이에 따라 여러 소프트웨어들이 BIM환경에서 3D객체의 물량산출기능을 제공하고 있지만, 솔리드 모델기반 정형화된 객체의 제한된 물량산출기능을 제공하고 있다. 비정형 토목 구조물과 같이 수직적 단면형상의 변화정도가 심한 3D객체는 다수의 곡면 표현을 포함하므로 솔리드로 모델링하는데 많은 노력이 필요하며, 해당 모델이 포함한 기하정보의 수가 방대하기 때문에 특정한 단면에 대한 기하정보를 추출하기가 용이치 않다. 이러한 이유로 비정형 구조물을 솔리드 모델의 3D객체로 표현하는 데에는 한계가 따른다. 반면 서피스 모델은 비정형 객체의 형상을 비교적 자유로이 표현할 수 있고, 점, 선, 면으로만 이루어진 모델이기 때문에 정보의 용량이 적다. 따라서 대부분이 복잡한 형태로 방대한 양의 설계작업을 필요로 하는 토목공사의 설계정보 용량을 고려한다면, 서피스 모델링은 토목구조물 설계와 물량산출에 유리한 모델링 방법이 될 수 있다. 본 연구는 건설공사 비정형 구조물의 설계 작업에 유리한 서피스 모델기반의 3D객체를 이용한 비정형 객체의 물량산출 알고리즘을 제시하는 데 목적이 있다. 제시된 방법론은 사례적용을 통하여 수계산 및 기존 솔리드방식의 물량산출결과와 비교하여 정확성을 검증하고 있다.

A Study on the Characteristics of Knitwear Fashion Design: With a focus on Missoni, Sonia Rykiel, Azzedine Alaia

  • Chun, Hei Jung;Park, Jae Min
    • International Journal of Costume and Fashion
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    • 제13권1호
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    • pp.23-34
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    • 2013
  • The purpose of this study is to better understand the development and characteristics of knitwear fashion design by examining the transformation process of the modern knits. The subjects of the study are Missoni, Sonia Rykiel, and Azzedine Alaia, designers who are world-renowned knit designers, and the expressive techniques in their designs will be evaluated. The study also intends to analyze the aesthetic value of each designer's style through their product's silhouette, colors, and knitting techniques. On the basis of the analysis, we hope to research the factors in the designing process that will allow knits, which were made for practical purposes, to be valued as a luxury fashion item, and with the results, show the potential for knits in expanding its domain in fashion to become a more luxurious, creative fashion item. The characteristic comparison of the designers is as follows: First, in the case of colors, Missoni shows its distinct identity through a balance of splashy colors as well as nature-inspired color composition and balance. And, only with color use, is also able to express perspective, form composition, and rhythm. Sonia Rykiel designs are composed of black backgrounds with strong primary colors that are contrasted with one-point or stripes to express a light, urban image. Alaia emphasizes femininity by the use of black and white colors, which show modernity, in combination with neutral skin-toned colors, such as beige and gray. So, in other words, Missoni and Sonia Rykiel mixed colors for visual interconnectivity, while Alaia expressed femininity through the use of an achromatic color. Second, in the case of knitting techniques, Missoni uses the jacquard technique to make complex patterns that show balance of colors and patterns such as zigzag, stripe, geometries, and titan check, which are geometric, abstract, and symmetric. Sonia Rykiel who uses stripes as her trademark, most often utilizes the intarsia technique, which is expressed through one-point. Alaia combines diverse techniques, such as the Skashi weaving, by using computerized knitting. Third, as for silhouettes, Missoni eliminated exaggerated details in order to emphasize the flashy colors and delicate patterns and weavings of its designs, and this resulted in simplistic and relaxed silhouettes. Sonia Rykiel took advantage of the elasticity that the knit offers to get a tight silhouette, and in turn, emphasized the female sensuality. Alaia used curvilinear cuts that emphasized the womanly curves and gained an image considered soft and feminine.

자동차 시트의 안락도 평가를 위한 문항개발에 관한 연구 (Development of Questionnaire for Automobile Seat Comfort Evaluation)

  • 김정아;나호준;조동환;신윤호;박세진;김진호
    • 감성과학
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    • 제13권2호
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    • pp.381-390
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    • 2010
  • 자동차 시트의 만족도 평가방법은 디자인을 평가하는 방법에서부터 출발하여 완충시스템과 재료를 평가하는 기계적 방법을 지나 인간의 주관적인 감정을 평가하는 현재까지 이르렀다. 국외에서는 지난 10여 년간 자동차 시트의 만족도 평가를 위한 수많은 연구가 진행 되었고, 2006년에 설문지에 기반을 둔 통계적으로 신뢰할 만한 평가방법이 만들어져 외국에서 널리 사용되고 있다(Baba 등, 2008). 그러나 우리나라에서는 아직까지 이 방법이 활용되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 Smith 등 (2006)의 연구방법을 중심으로 기존 연구를 분석하여 한국인에 적합한 평가 설문지를 새로 개발하였다. 6명의 자동차회사 및 시트 전문회사의 전문가들의 의견을 반영하여 기존연구에서 감성평가 항목이 중복되어 있거나 우리나라에는 적합하지 않는 항목은 제외시키고 유사한 항목들은 통합 하여 36개의 평가항목을 새로 개발하였다. 이들 항목은 유사성을 고려하여 대분류, 중분류, 소분류로 분류하였다. 36개 평가항목은 중요도가 다르기 때문에 계층화분석법(AHP)을 사용하여 평가 항목의 중요도를 결정하였다. 본 연구에서 개발된 자동차 시트 만족도 설문지는 우리나라에서 생산되는 자동차 시트의 주관적 감성 평가에 널리 활용될 수 있을 것이다.

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3차원 CAD 데이터의 제품구조를 포함하는 X3D 기반 데이터로의 변환 기법 (Translation of 3D CAD Data to X3D Dataset Maintaining the Product Structure)

  • 조귀목;황진상;김영국
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제18A권3호
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    • pp.81-92
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    • 2011
  • 제품수명주기(Product life cycle) 중 설계단계에서 생성되는 3차원 CAD 데이터를 다양한 단계에서 활용하고자하는 노력이 관련 산업 분야에서 이루어져 왔다. 그러나 3차원 CAD 데이터는 데이터 처리를 위한 많은 컴퓨팅 자원을 요구하고 설계지식이 유출될 수 있는 위험이 있으며, 라이선스 비용이 따르기 때문에 원격지 협업 검토나 마케팅, 전자 기술 매뉴얼과 같은 서비스단계에서 활용하기에 적합하지 않다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 경량화된 가시화 파일형식과 이를 적용한 응용시스템에 대한 다양한 연구가 수행되었으나, 제안된 경량화 파일형식들은 대부분 기업 혹은 기관의 독자적인 형식으로 서로 간에 공유될 수 없으며, 제품의 형상 정보와 함께 제품구조 정보를 표현하는데 한계점을 보이고 있다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위하여 웹 기반 3차원 그래픽 표준인 X3D를 활용하여 제품의 형상 정보뿐만 아니라 구조 정보의 표현이 가능한 X3D 기반 데이터 집합인 prod-X3D(Enhanced X3D Dataset for Web-based Visualization of 3D CAD Product Model)를 정의하고, 3차원 CAD 데이터로부터의 변환 기법을 제안한다.

자동차용 연료전지 냉각계통 열관리 동적 모사 (Dynamic Modeling of Cooling System Thermal Management for Automotive PEMFC Application)

  • 한재영;이강훈;유상석
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권12호
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    • pp.1185-1192
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    • 2012
  • 차량용 연료전지는 내연기관보다 운전 온도가 낮아 냉각수의 온도를 낮게 관리해야 하며, 이러한 냉각수 온도는 대기와의 온도차가 내연기관보다 작아 고성능 방열판 및 열관리계가 요구된다. 이러한 차량용 연료전지 열 관리계는 특히 연료전지 운전 온도 및 스택 내 온도분포를 결정하는 중요한 구성품이다. 본 연구에서는 차량용 연료전지 열 관리계 모델을 Matlab/$Simulink^{(R)}$ 환경 하에 개발하였으며, 기본 설계에 적용이 가능하도록 방열판 상세 모델을 개발하고 열 관리계는 팬, 모터, 방열판 그리고 냉각수 펌프로 구성하였다. 팬과 펌프는 경험식을 이용해 모델을 개발하였으며 모터 동특성을 고려하였다. 두 구성품은 연료전지의 입구와 출구 온도를 추출해 정해진 지령을 수령하도록 제어 하였다. 본 연구에는 연료전지 차량에 적합한 방열기 설계를 위해 방열기 특성을 확인하고, 이를 연료전지 시스템과 통합운전하면서, 연료전지 운전제어에 적절한 지 확인하였다.

Development of an Improved Numerical Methodology for Design and Modification of Large Area Plasma Processing Chamber

  • 김호준;이승무;원제형
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.221-221
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    • 2014
  • The present work proposes an improved numerical simulator for design and modification of large area capacitively coupled plasma (CCP) processing chamber. CCP, as notoriously well-known, demands the tremendously huge computational cost for carrying out transient analyses in realistic multi-dimensional models, because electron dissociations take place in a much smaller time scale (${\Delta}t{\approx}10-8{\sim}10-10$) than time scale of those happened between neutrals (${\Delta}t{\approx}10-1{\sim}10-3$), due to the rf drive frequencies of external electric field. And also, for spatial discretization of electron flux (Je), exponential scheme such as Scharfetter-Gummel method needs to be used in order to alleviate the numerical stiffness and resolve exponential change of spatial distribution of electron temperature (Te) and electron number density (Ne) in the vicinity of electrodes. Due to such computational intractability, it is prohibited to simulate CCP deposition in a three-dimension within acceptable calculation runtimes (<24 h). Under the situation where process conditions require thickness non-uniformity below 5%, however, detailed flow features of reactive gases induced from three-dimensional geometric effects such as gas distribution through the perforated plates (showerhead) should be considered. Without considering plasma chemistry, we therefore simulated flow, temperature and species fields in three-dimensional geometry first, and then, based on that data, boundary conditions of two-dimensional plasma discharge model are set. In the particular case of SiH4-NH3-N2-He CCP discharge to produce deposition of SiNxHy thin film, a cylindrical showerhead electrode reactor was studied by numerical modeling of mass, momentum and energy transports for charged particles in an axi-symmetric geometry. By solving transport equations of electron and radicals simultaneously, we observed that the way how source gases are consumed in the non-isothermal flow field and such consequences on active species production were outlined as playing the leading parts in the processes. As an example of application of the model for the prediction of the deposited thickness uniformity in a 300 mm wafer plasma processing chamber, the results were compared with the experimentally measured deposition profiles along the radius of the wafer varying inter-electrode gap. The simulation results were in good agreement with experimental data.

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확률모수를 이용한 교통사고예측모형 개발: 지방부 다차로 도로를 중심으로 (A Development of Traffic Accident Estimation Model by Random Parameter Negative Binomial Model: Focus on Multilane Rural Highway)

  • 임준범;이수범;김준기;김정현
    • 대한교통학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.662-674
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    • 2014
  • 본 연구는 전국 8개 권역(경기, 강원, 충남, 충북, 전남, 전북, 경남, 경북)에 4차로 이상도로(다차로 도로)구간 약 780km(4,372개구간)의 기하구조, 안전시설물, 교통량 및 기상, 토지이용, 도로설계기준 만족여부 등의 변수를 수집하여 사고건수 예측모형을 구축하였다. 모형은 고정모수 모형(fixed parameter model)과 확률모수 모형(random parameter model)을 사용하였다. 확률 모수 음이항 모형의 경우에 계수가 고정된 것이 아닌 특정확률을 가지고 범위로 표현함으로써 부호가 반대가 되는 경우도 일부 나타났다. 고정모수의 음이항 모형은 독립변수가 사고건수에 미치는 영향을 모든 구간에서 하나의 계수로 해석할 수 밖에 없었으나, 확률모수를 이용한 음이항 모형에서는 더욱 다양한 해석이 가능하였다. 특히, 곡선반경, 길 어깨 확보유무, 종단경사 설계기준 만족유무는 특정확률을 가지고 양의영향과 음의영향이 모두 나타났다. 이러한 현상은 모든 구간에서 일률적으로 사고건수 증감에 영향을 미친다기 보다는 일부구간에서는 운전자의 행동특성, 도로구간의 특성에 따라서 반대의 효과가 나타나기도 하는 것을 의미한다.

평면곡선과 종단곡선이 겹친 복합선형 구간에서 교통사고 특성분석 (Analysis of Traffic Accident Characteristics for the Overlap Section of Horizontal and Vertical Alignment)

  • 박민수;장명순
    • 한국도로학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.95-102
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    • 2012
  • 본 연구는 평면선형과 종단선형이 겹친 복합선형 구간에서 복합선형요소와 교통사고와의 특성을 파악하기 위한 목적으로 진행되었다. 이를 위해 설계속도 및 제한속도가 100km/h인 4차로 고속도로 중 평면곡선부를 대상으로 연구를 진행하였다. 기하구조자료는 한국도로공사 "지리도형정보시스템" 자료를 이용하였고 교통사고자료는 "고속도로 교통사고 통계' 자료를 활용하였다. 분석결과, 종단곡선이 없는 경우가 종단곡선이 있는 경우보다 사고율이 높게 나타났으며, 종단곡선이 1개인 경우가 종단곡선이 2개 이상인 경우보다 사고율이 높게 나타났다. 종단곡선이 1개인 경우, 오목종단곡선(SAG) 구간이 볼록종단곡선(CREST) 구간보다 사고율이 높게 나타났으며, 평면곡선부 이전 선형이 직선부인 경우가 곡선부인 경우보다 사고율이 높게 나타났다. 특히 노면상태가 습기(강우)일 때에는 평면곡선내 오목종단곡선인 경우이거나 평면곡선방향이 좌향구간의 경우 교통사고와 관련성이 높음을 확인하였다. 본 연구에서는 도로의 안전성을 높이기 위해 3차원적인 복합선형 조건을 고려한 도로 선형 설계의 중요성을 제시하였다는 점에서 의미가 있을 것이다.