• 대한기계학회논문집A
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• 제34권2호
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• pp.175-181
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• 2010

본 논문에서는 플랫 타입 블레이드를 장착한 와이퍼 시스템의 성능을 예측하기 위한 동역학 해석방법을 제시하였다. 고무 재질로 이루어진 블레이드는 비선형의 특성을 갖기 때문에, 블레이드의 동적특성을 나타내기 위하여 모달 좌표계와 절대 절점 좌표계를 이용하였다. 블레이드 단면의 굽힘 특성을 파악하기 위해 블레이드에 대한 구조 해석을 실시하였다. 해석 결과에 따라 블레이드 단면을 강체, 유연체 및 대변형체의 3 부분으로 구분하였다. 모달 좌표계와 절대 절점 좌표계를 이용하여 블레이드 단면의 유연체 및 대변형체를 표현하였다. 동역학 해석 결과를 검증하기 위해 실험을 실시하였고, 결과 비교를 통해 본 연구에서 생성한 블레이드에 대한 유연 다물체 모델의 신뢰성을 검증하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.35-42
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• 2016

최근 제한적인 마커기반 증강현실의 여러 가지 단점들을 보완하기 위해 사용자의 얼굴, 발, 손 등을 활용한 비 마커기반 증강현실 시스템에 관한 연구들이 활발하게 진행되고 있는 추세이다. 또한 대부분의 기존 증강현실 시스템들은 사용자에게 보여주는 것과 기본적인 상호작용에 목표를 두고 강체를 증강하여 수행되는 경우가 많았다. 본 논문에서는 단지 보여주는 것에 국한되는 것이 아니라 여러 분야에서 활용이 가능한 변형물체를 사용자와의 상호작용을 바탕으로 시뮬레이션을 제공하는 비 마커기반의 증강현실 시스템을 설계 및 구현하였다. 변형물체는 질량-스프링 모델, 유한 요소 모델 두 가지 방법을 주로 사용하여 구현한다. 질량-스프링 모델은 실시간 시뮬레이션에 장점이 있으며 유한 요소 모델은 변형물체의 정밀함을 나타낼 때 장점을 가진다. 본 논문에서는 실시간으로 시뮬레이션을 목표로 하고 있기 때문에 질량-스프링 모델을 기반으로 하는 테트라헤드론 구조를 이용하여 변형물체를 구현하였다. 변형물체의 자연스러운 움직임을 실시간으로 시뮬레이션하기 위해 키넥트 SDK를 통해 사용자의 손의 위치를 추적 하고, 손의 위치 변화량을 바탕으로 힘을 계산한다. 이를 바탕으로 $4^{th}$ order Runge-Kutta Integration 수치적분법을 이용하여 물체의 다음 위치를 계산하여 시뮬레이션 하도록 하였다. 그리고 자연스러운 동작을 표현하기 위해서 사용자의 손을 통해 물체에 작용하는 힘이 너무 많이 작용하지 않기 위해 제스처에 임계값을 정하였으며 해당 임계값을 넘는 힘이 작용할 경우 임계값으로만 적용되도록 설정하였다. 각 실험을 5회씩 반복하였으며 실험에 따른 시뮬레이션 연산속도를 분석하였다. 본 논문을 통해 구현한 변형물체를 활용한 비 마커기반 증강현실 시스템을 바탕으로 기존의 강체 기반의 증강현실에서 활용하기 힘들었던 의료, 교육 및 다양한 방면으로 시뮬레이션이 가능할 것으로 기대한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권4호
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• pp.220-225
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• 2000

This paper develops a finite element model for studying occupant behavior of a mid-size truck equipped with a driver side airbag. The developed model simulates an occupant behavior using PAM-CRASH/PAM-SAFE in super computer SP2. The model is developed based on a sled test. A 50% hybrid dummy III is used for measuring head and chest accelerations and femur loads, and major injury coefficients such as HIC, CA and femur load. Inferior components such as foot rest, seat, kneebolster, crash pad, etc. are roughly modeled and defined by a rigid material model. And contact type II is used for detecting a contact with dummy. Contact type II definition uses force-deflection relationship of each body Such components as steering column which directly affect on the occupant injuy are modeled in detail and defined by an elastic-plastic material model. Airbag cushion is modeled using rivet elements. Airbag cover groove is modeled using rivet elements. Airbag tether is modeled as nonlinear bar elements. Airbag model has two vent holes to ventilating the exploded gas. Airbag is folded close to the real airbag folding procedure, and folded cautiously in order not to have initial penetration. A vehicle pulse acquired from 31mph frontal barrier test is used as input signal for the simulation. The simulation conditions are tuned to the sled test ones. The measured dummy accelerations and major injury coefficients, and filmed dummy behavior and airbag inflation process using high speed camera are compared to the simulation results to verify the developed finite element model.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.11-19
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• 2015

본 논문은 실제 블랙박스 영상을 통해 추적한 차량의 실제 경로 또는 사용자가 UI를 통해 그린 차량의 이동 경로를 이용하여 사실적인 3차원 차량 충돌 장면을 물리 시뮬레이션을 통해 생성하는 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션에 사용될 차량의 3차원 경로의 획득, 물리 기반 시뮬레이터 상에서 사용자가 원하는 경로대로 3차원 차량 모델을 적은 오차로 제어하는 경로 추적 알고리즘, 그리고 남아있는 오차를 보다 더 줄여주는 경로 최적화 알고리즘을 조합하여 사용자의 의도에 맞는 정확한 경로에서의 차량 충돌 장면을 재현하도록 도와준다. 또한 차량 충돌로 인한 차체의 변형을 차량 모델 골격의 세분화를 통하여 실시간으로 시뮬레이션 하여 실제 교통사고 시의 차량의 충돌 장면이 최대한 가상공간에서 사실적으로 재현되도록 한다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제7권1호
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• pp.25-32
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• 2018

변형물체 시뮬레이션은 강체 시뮬레이션에 비해 많은 연산량을 요구하기 때문에 효과적인 충돌 검사 방법을 필요하다. 그러나 CPU 기반의 충돌 검사 알고리즘을 그대로 GPU 환경에 적용할 경우 GPU의 성능을 제대로 사용할 수 없기 때문에 GPU 환경에 최적화된 충돌 감지 알고리즘과 자료구조가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 변형 물체 표현을 위해 널리 사용되고 있는 질량-스프링 시스템을 위한 GPU 기반의 병렬 충돌 감지 알고리즘을 제안한다. 제안하는 방법은 AABB-옥트리 구조를 이용한 GPU 기반의 컬링 알고리즘을 통해 충돌 감지 비용을 줄이는 병렬 알고리즘과 자료 구조를 사용하였다. 본 연구에서는 모든 삼각형 쌍의 충돌을 병렬로 검사하는 기존 방법과의 비교실험을 통하여 제안 알고리즘의 효율성을 입증하였다. 실험결과, 제안된 방법은 기존의 방법에 비해서 평균 약 24%의 성능 개선을 보였다. 따라서 제안하는 방법을 통해서 변형 물체에 대한 실시간 시뮬레이션의 성능 개선이 가능할 것으로 기대한다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제10권3호
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• pp.385-392
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• 2018

This paper presents 2D numerical modeling to calculate ship-ice interactions that occur when an icebreaker advances into ice-covered water. The numerical model calculates repeated icebreaking of an ice plate and removal of small ice floes. The icebreaking of the ice plate is calculated using a ship-ice contact detection technique and fluid-structural interaction of ice plate bending behavior. The ship-ice interactions in small ice floes are calculated using a physically based modeling with 3DOF rigid body equations. The ice plate is broken in crushing, bending, and splitting mode. The ice floes drift by wind or current and by the force induced by the ship-ice interaction. The time history of ice force and ice floe distribution when an icebreaker advances into the ice-covered water are obtained numerically. Numerical results demonstrate that the time history of ice force and distribution of ice floes (ice channel width) depend on the ice floe size, ship motion and ice drifting by wind or current. It is shown that the numerical model of ship maneuvering in realistic ice conditions is necessary to obtain precise information about the ship in ice-covered water. The proposed numerical model can be useful to provide data of a ship operating in ice-covered water.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 1996년도 자동차부품 제작기술의 진보
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• pp.97-109
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• 1996

In the present work computations are carried out for analysis of complicated sheet metal forming process such as forming of a rear hinge. Finite element formulation using dynamic explicit time integration scheme and step-wise combined Implicit/Explicit scheme are introduced for numerical analysis of sheet metal forming process. The rigid-plastic finite element method based on membrane elements has long been employed as a useful numerical technique for the analysis of sheet metal forming because of its time effectiveness. The explicit scheme in general use is based on the elastic-plastic modelling of material requiring large computation time. In finite element simulation of sheet metal forming processes, the robustness and stability of computation are important requirements since the computation time and convergency become major points of consideration besides the solution accuracy due to the complexity of geometry and boundary conditions. The implicit scheme employs a more reliable and rigorous scheme in considering the equilibrium at each step of deformation, while in the explicit scheme the problem of convergency is eliminated at the cost of solution accuracy. The explicit approach and the implicit approach have merits and demerits, respectively. In order to combine the merits of these two methods a step-wise combined implicit/explicit scheme has been developed.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.536-541
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• 2005

고무 성분에 대한 대변형 및 강성은 비선형 및 대변형의 해석 결과로 나타낼 수 있다. 또한 고무는 Mooney-Rivlin의 모델로서 적용되고 고무들 사이에서 자기 접촉이 성립되어지는데 강성체 및 고무 사이에서는 마찰력이 있게 된다. 본 연구에서 사용된 비선형 시뮬레이션 해석은 여러 가지의 고무 성분들의 설계, 분석 그리고 개발에 널리 사용될 수 있다. 이러한 방법을 이용하면 새로운 고무 제품을 개발하는데 있어서 시간과 비용을 절감할 수 있을 것으로 보인다. 고무 성분들의 분석은 특이한 재료의 모델링과 비선형 유한 요소 해석을 요하는데 금속 부품들에 대하여 해석하는 프로그램들과는 완전히 다르다. 본 연구의 목적은 대변형 및 비선형의 고무 부품을 해석하는데 있다.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제3권4호
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• pp.365-372
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• 2010

Station is an important building in high-speed railway, and its vibration and noise may significantly affect the comfort of waiting passengers. A coupling vibration model for train-structure system is established to analyze and evaluate the vibration level of a typical waiting hall under dynamic train load. The motion of a four-axle vehicle with two suspension system is modeled in multi-body dynamics with linear springs and dampers employed. The station is modeled as a whole finite element structure which is 113 m in longitudinal and 163.5 m in lateral, and the stiffness of the station foundation is considered. According to the assumptions that both wheel and rail are rigid bodies and keep contact to each other in vertical direction, and the wheel/rail interaction and displacement coordination in horizontal direction is defined by the simplified Kalker creep theory, the vehicle spatial vibration model has 27 degrees-of-freedom. An overall analysis procedure is made of the train moving through the station, by which the dynamic responses of the train and the station are calculated. According to the comparison between analysis and test results, the actual connection status between different parts of the station is estimated and the vibration level of the waiting hall is evaluated.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.50-59
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• 1998

This paper presents stabilization and adaptive control of flexible single link robot manipulator system by self-recurrent neural networks that is one of the neural networks and is effective in nonlinear control. The architecture of neural networks is a modified model of self-recurrent structure which has a hidden layer. The self-recurrent neural networks can be used to approximate any continuous function to any desired degree of accuracy and the weights are updated by feedback-error learning algorithm. When a flexible manipulator is rotated by a motor through the fixed end, transverse vibration may occur. The motor toroque should be controlled in such a way that the motor rotates by a specified angle, while simultaneously stabilizing vibration of the flexible manipuators so that it is arresed as soon as possible at the end of rotation. Accurate vibration control of lightweight manipulator during the large changes in configuration common to robotic tasks requires dynamic models that describe both the rigid body motions, as well as the flexural vibrations. Therefore, a dynamic models for a flexible single link robot manipulator is derived, and then a comparative analysis was made with linear controller through an simulation and experiment. The results are proesented to illustrate thd advantages and imporved performance of the proposed adaptive control ove the conventional linear controller.