• 제목/요약/키워드: rotation matrix

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대변위 및 대회전을 고려한 만곡된 쉘의 기하학적 비선형 해석 (A Geometrically Nonlinear Analysis of the Curved Shell Considering Large Displacements and Large Rotation Increments)

  • 이재욱;양영태
    • 대한조선학회논문집
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    • 제29권2호
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    • pp.132-139
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    • 1992
  • 기하학적 비선형 해석과정에서 일반적인 방법으로는 연속적인 하중증분단계의 기하학적 변위증분에서 절점회전이 미소하다는 가정에 의해 제한되어 접선강성행렬을 유도하고 유한회전의 영향을 증분평형 방정식의 반복계산하는 과정에서 고려하는 방법이 사용되고 있다. 그리고 개선된 방법으로는 미소회전증분의 가정을 무시하고 유한회전증분의 영향을 고려하여 접선강성행렬을 유도하는 방법이 Surana, Onate 및 Dvorkin 등에 의해서 개발되었다. 유한 회전을 고려하는 방법에서 Surana는 비선형 절점 회전함수를 가정하여 강성메트릭스를 유도하였으며 Onate와 Dvorkin은 전체좌표에서 회전각에 대한 회전행렬의 2차항까지를 고려한 강성메트릭스를 유도하였다. 본 논문에서는 유한요소의 기하학적 위치를 나타내는 변위함수의 방향 벡터를 삼각함수로 표현하여 연속적인 하중증분 사이의 방향벡터 증분을Tayler의 급수로 2차항까지 전개하므로써 비선형 회전 증분을 고려한 쉘 요소를 개발하였다. 기하학적 비선형 해석과정은 연속체 운동의 증분이론을 도입하여 Total Lagrange(T.L.)수식과 Updated Lagrange(U.L.)수식으로 비선형 거동을 해석하였다.

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유한변형과 굽힘효과가 고려된 3차원 보-기둥요소에 의한 공간구조물의 분기좌굴해석 (A Bifurcation Analysis of Space Structures by Using 3D Beam-Column Element Considering Finite Deformations and Bowing Effect)

  • 이경수;한상을
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.307-314
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    • 2009
  • 본 논문은 기하학적 비선형성을 가진 보존적 단일 하중 매개변수의 탄성 상태 공간구조의 탄성 분기 좌굴해석을 위한 공간프레임의 정식화, 분기경로 추적을 위한 pin-pointing 및 분기경로 전환알고리즘을 기술하고 있다. 복잡한 좌굴 후 거동특성을 파악하기 위한 본 연구의 공간프레임요소는 오일러리안 좌표계에 의한 유한회전이론으로 강체변형을 계산하였고, 굽힘효과가 고려된 보-기둥식을 적용하여 적은 개수의 요소의 사용으로도 정해를 얻을 수 있도록 하였으며, 후좌굴해석과 같은 고도의 비선형해석을 수행하기 위해 기하강성행렬의 모멘트에 대한 영향을 고려하였다. 분기좌굴에 의한 좌굴후 평형상태인 주경로와 분기경로의 pin-pointing 알고리즘으로 특이점을 계산하였으며, 고유치 및 고유모드를 이용한 본 연구의 수치알고리즘에 의해 분기경로를 추적하였다. 분기좌굴 해석예제로 평면프레임, 평면아치 및 공간돔에 대한 분기좌굴 해석을 수행하여 본문에서 제시한 수치해석법의 정확성 및 적용성을 검증한다.

할로겐 램프 열원을 이용한 초전도성 $Bi_2Sr_2CaCu_2O_8$ Fiber의 Float Zone 성장 (Float Zone Growth of Superconduction $Bi_2Sr_2CaCu_2O_8$ Fiber with Halogen Lamp)

  • 김철진;정준기
    • 한국결정학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.147-155
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    • 1996
  • 할로겐 램프를 열원으로 이용하는 결정성장장치인 부유대역융로를 제작하여 고온초전도체 Bi2Sr2CaCu2O8의 성장에 이용하였다. 제작된 결정성장장치는 할로겐 램프를 초점에 위치시키기 위한 holder unit, 1kW의 할로겐 램프로서 최대 1800℃까지 사용이 가능한 image furnace, 냉각장치, 원료 물질을 공급하는 feeding unit, 성장된 단결정을 인상하는 pulling unit, 그리고 2mm/hr - 40mm/hr의 속도로 상하 이동 및 15rpm -120rpm의 회전이 가능한 제어부 등으로 구성되었다. 300W의 할로겐 램프를 이용하여 Bi2Sr2CaCu2O8 fiber를 성장시켰으며 성장된 fiber는 XRD, SEM, EDS 등으로 분석하였다. 성장조건은 공기분위기에서 성장속도 3∼4mm/hr, 상·하부축 회전속도 20∼25 rpm이었으며 성장된 fiber는 Bi2Sr2CaCu2O8 기지 내에 (Sr,Ca)CuO2 및 (Sr,Ca)2CuO3의 2차상을 포함하고 있었다.

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부 어레이 빔포밍을 활용하는 간섭 제어 기법 및 셀룰러 시스템에서의 성능 평가 (An Interference Coordination Technique Utilizing Sub-Arrays and Its Performance in Cellular Systems)

  • 강호식;이동현;성원진
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권6호
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    • pp.653-663
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    • 2014
  • 늘어나는 트래픽 양을 감당하기 위한 방안 중 하나로, 기지국 간의 간섭을 줄여 데이터 전송 속도를 최대화 시키는 방식의 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서도 간섭 제어를 위해 안테나 부 어레이를 활용하는 빔포밍을 통하여 간섭을 제어하는 두 가지 기법을 제안한다. 첫 번째 방식은 수평 빔 회전방식으로써 세 종류의 좁은 빔 패턴을 만들고, 이 빔 패턴을 시간 축에서 회전시키면서 간섭을 제어하는 방식이다. 두 번째 방식은 사용자 별 부 어레이 빔포밍 방식으로써 전송받는 사용자 위치에 맞춰 빔포밍 행렬을 적용함으로써 여타 사용자에 대한 간섭을 최소화하는 방식이다. 제안하는 방식의 활용을 통해 셀 내에서 수신 신호 세기 증가 및 외부 셀로부터의 간섭 신호를 억제하는 효과를 얻을 수 있으며, 시뮬레이션을 통해 제안하는 방식들의 성능 이득을 정량적으로 평가하여 제시한다.

3D 동영상획득을 위한 Cone-Beam 형 X-Ray CT 시스템 구현에 관한 연구 (The Study on the Implementation of the X-Ray CT System Using the Cone-Beam for the 3D Dynamic Image Acquisition)

  • 정찬웅;전계석
    • 한국음향학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.370-374
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    • 2009
  • 본 논문에서는 3차원 동영상을 구현하기 위하여 인체에 유해한 방사능 피폭량이 부챗살 형태의 Fan Beam 보다 상대적으로 적은 원추형 Cone Beam CT 시스템을 설계하였다. 설계된 시스템은 X-ray가 조사된 각도에서 획득한 데이터를 영상처리부로 전송하고 영상을 구성하는 계산 속도를 빠르게 하기 위하여 초월함수가 보다 적은 3단계 회전 행렬을 이용하여 3차원 영상을 구현하는 회전 기반법을 사용하였다. 본 연구에서는 3차원 영상을 구성하는 시간단축을 통해 초당 3~5장의 영상을 얻음으로써 3차원 동영상을 실시간으로 구현하였다.

타원편광 분석기에서 정렬오차와 사분파장판의 지연오차로 인한 뮬러 매트릭스 오차 분석 (Comparison of Misalignment and Retardation Errors of Dual Rotating Quarter-Wave Plates in Muller-Matrix Ellipsometry)

  • 정해두;김덕현
    • 한국광학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.262-272
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    • 2014
  • 두 개의 회전하는 사분파장판을 가진 타원편광분석기에서 광학계가 오차를 포함하지 않는 경우와 5가지의 체계적 오차(두 개의 사분파장판의 정렬오차와 지연오차, 검광판의 정렬오차)를 포함하는 경우에 측정신호를 핏팅하여 구한 퓨리어 계수와 뮬러매트릭스와의 관계를 분석하였다. 5가지 체계적 오차를 포함하는 경우 전산모사를 이용해 비교 분석한 결과 사분파장판의 지연 오차가 정렬오차보다 뮬러매트릭스 대각선 요소에 야기하는 오차가 더 크다는 것을 찾아내었다. 각속도의 회전비를 1:5로 선택시 첫 번째 사분파장판의 초기 정렬오차와 두 번째 사분 파장판의 초기 정렬오차가 뮬러 매트릭스에 야기하는 오차가 같다는 것을 전모사를 통해 찾아 내었다. 5가지 체계적인 오차를 전산모사를 통해 분석한 결과 검광판의 정렬오차(${\epsilon}_5$)가 야기하는 뮬러 매트릭스 오차와 사분파장판의 정렬오차(${\epsilon}_3$, ${\epsilon}_4$)가 야기하는 뮬러 매트릭스 오차를 비교하면 대각선 요소($m_{22}$$m_{33}$)의 상대 오차는 0.18%이며 비 대각선요소($m_{23}$$m_{32}$)는 2배 차이가 남을 찾아내었다. 이 결과들을 활용하여 측정대상 물질의 보다 정확한 뮬러매트릭스를 얻을 수 있다.

이축 대칭단면을 갖는 박벽 원형아치의 면외좌굴해석 (Out-of-plane Buckling Analysis of Doubly Symmetric Thin-walled Circular Arch)

  • 김문영;민병철;김성보
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제10권3호통권36호
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    • pp.509-523
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    • 1998
  • 본 연구에서는 이축 대칭단면을 갖는 박벽 원형아치의 안정성해석을 수행할 수 있는 유한요소 이론 및 엄밀해를 제시하기 위하여, 가상일의 원리를 이용한 3차원 연속체의 운동방정식을 제시한다. 박벽단면의 구속된 비틂(restrained warping)효과를 고려하는 박벽 곡선보의 변위장을 도입하고 이를 연속체의 운동방정식에 대입하여 단면에 대해 적분함으로써 박벽 곡선보의 운동방정식을 유도한다. 단순지지되고 이축 대칭단면을 갖는 박벽 곡선보의 면외좌굴에 대한 엄밀해를 제시하고 박벽 곡선보를 유한요소로 분할하여 요소의 변위장을 요소 변위벡터에 관한 3차의 Hermitian 다항식으로 나타내어 운동방정식에 대입함으로써 탄성 강도행렬과 기하학적 강도행렬을 유도한다. 또한 본 연구에서 얻어진 엄밀해와 박벽 곡선보요소를 이용한 유한요소해석결과를 다른 연구자들의 결과 및 직선 박벽보 요소를 이용한 해석결과와 비교 검토를 함으로써 분 연구의 타당성을 입증한다.

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수평재 및 사재로 보강된 조립기둥시스템의 압축강도 평가 (Evaluation of Compressive Strength of Assembled Column System Reinforced with Cross-Arms and Stayed Struts)

  • 김경식;박현용
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권6호
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    • pp.2169-2179
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    • 2013
  • 단순지지된 기둥부재의 중간 위치에 수평재를 설치하고, 그 수평재의 양단과 기둥부재 상하단을 스트럿으로 각각 연결하여 보강된 조립기둥시스템은 비보강 단순 기둥부재에 비하여 그 압축강도가 상당히 향상될 수 있다. 수평재가 설치된 기둥의 중간 지점에서 수평 및 회전 자유도를 제한하여 기둥의 유효좌굴길이를 줄이는 효과를 통해 강도향상이 구현된다. 본 연구에서는 기둥부재 이외의 구성요소를 스프링으로 치환한 등가 스프링모델 기법, 자유도를 최소화하여 단순화시킨 구조계에 대한 강성행렬 기법, 그리고 범용유한요소해석 프로그램을 활용한 탄성/비탄성 해석기법을 적용하여 보강된 조립기둥시스템의 압축강도를 정량적으로 산정하고 그 결과를 비교하였다. 보강대상이 되는 단순기둥의 세장비가 결정되면 조립기둥시스템을 구성을 통해 향상될 수 있는 기대압축강도를 산정할 수 있는 압축강도곡선이 제안되었다.

효율적인 LED 제어를 위한 다윗 스타 마방진 알고리즘 (A David Star Magic Square Algorithm for Efficient LED Control)

  • 이경민;인치호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.109-113
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    • 2016
  • 본 논문에서는 LED 조명 모듈의 소비전력 절감, 램프의 수명 및 열효율 과 점등 제어 효율성을 높인 다윗 스타 마방진 이용한 효율적인 LED 제어 알고리즘을 제안하다. 기존의 마방진 알고리즘 이용한 점등 방식은 LED의 점등 시간이 줄어들고 교차 점등되기 때문에 그만큼의 발열이 줄어들어 LED의 효율을 높일 수 있었으나 점등 제어를 하는데 한계를 가지고 있다. 제안하는 알고리즘을 적용할 경우에는 LED 조명 모듈의 소비전력 절감과 수명 및 열효율 높이는 동시에 LED의 점등 제어의 효율성을 높일 수 있다. 본 논문이 제안하는 알고리즘은 LED Matrix에 변형 마방진을 이용하여 12개의 구역으로 나누어 완전대칭 되는 패턴을 일정시간 간격으로 이동, 회전 및 반전 기법을 교차 수행하여 패턴을 점등을 하게 된다. 본 논문이 제안하는 알고리즘을 수행하여 기존의 마방진을 이용한 점등 방식과 비교한 결과, 조명의 광속과 소비전력 그리고 발열량의 효율성은 기존 마방진을 이용한 LED 점등방식과 동일하고 제어의 효율성을 높일 수 있었다.

Geant4 전산모사 코드를 이용한 SBRT 환자의 선량분포 계산 (Calculation of Dose Distribution for SBRT Patient Using Geant4 Simulation Code)

  • 강정구;이정옥;이동준
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제26권1호
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    • pp.36-41
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    • 2015
  • 정위체부방사선수술(SBRT) 환자의 선량분포를 계산하기 위해 전산모사 방식을 이용한 응용프로그램을 개발 하였다. 본 소프트웨어는 최근 이용이 활발하게 증가하고 있는 Geant4를 기반으로 개발 하였다. 환자에 조사하기 위한 광자선 스펙트럼은 이전 연구에서 구한 선형가속기 스펙트럼 자료를 사용하였다. 치료계획시스템과 유사한 조사면을 구현하기 위하여 PrimaryGeneratorAction 클래스에서 MLC 조사면 형태를 반영하도록 하였다. 본 연구에서는 8개 조사면에 대한 계산을 수행하였으며 이 때 갠트리의 각도는 PrimaryGeneratorAction 클래스에서 회전 매트릭스를 사용하여 선원의 위치를 변경하는 방법을 사용하였다. 환자에 대한 물질 자료는 CT의 dicom 파일에서 픽셀 크기, 매트릭스 크기 등의 정보와 픽셀의 HU를 밀도로 변환한 파일을 생성한 다음 이 파일을 이용 환자의 모델링에 이용 하였다. 환자의 물질 구성과 기하학적 자료의 입력에 있어 EGSnrc 코드와의 비교를 통하여 계산의 효율성을 비교하였다.