• 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.

• Smart Structures and Systems
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• 제2권2호
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• pp.115-126
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• 2006

The Terra-Scope system is an affordable 4-D down-hole seismic monitoring system based on independent, microprocessor-controlled sensor Pods. The Pods are nominally 50 mm in diameter, and about 120 mm long. They are expected to cost approximately $6000 each. An internal 16-bit, extremely low power MCU controls all aspects of instrumentation, eight programmable gain amplifiers, and local signal storage. Each Pod measures 3-D acceleration, tilt, azimuth, temperature, and other parametric variables such as pore water pressure and pH. Each Pod communicates over a standard digital bus (RS-485) through a completely web-based GUI interface, and has a power consumption of less than 400 mW. Three-dimensional acceleration is measured by pure digital force-balance MEMS-based accelerometers. These accelerometers have a dynamic range of more than 115 dB and a frequency response from DC to 1000 Hz with a noise floor of less than $30ng_{rms}/{\surd}Hz$. Accelerations above 0.2 g are measured by a second set of MEMS-based accelerometers, giving a full 160 dB dynamic range. This paper describes the system design and the cooperative shared-time scheduler implemented for this project. Restraints accounted for include multiple data streams, integration of multiple free agents, interaction with the asynchronous world, and hardened time stamping of accelerometer data. The prototype of the device is currently undergoing evaluation. The first array will be installed in the spring of 2006.

• 대한조선학회논문집
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• 제56권1호
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• pp.11-22
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• 2019

In this paper, a Rankine source method is applied and validated to analyze the hydrodynamic response of a three-dimensional floating structure in the frequency domain. The boundary value problems for radiation and diffraction problem are solved by using a desingularized indirect boundary integral equation method (DIBIEM). The DIBIEM is simpler and faster than conventional methods based on the numerical surface integration of Green's function because the singularities of Green's function are located outside of fluid regions. In case of floating structure with complex geometry, it is difficult to desingularize the singularities of Green's function consistently. Therefore a mixed approach is carried out in this study. The mixed approach is partially desingularized except singularities of the body. Wave drift loads are calculated by the middle-field formulation method that is mathematically simple and has fast convergence. In order to validate the accuracy of the developed program, various numerical simulations are carried out and these results are analyzed and compared with previously published calculations and experiments.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제32권3호
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• pp.263-275
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• 2005

대규모 DNA 데이타베이스를 대상으로 원하는 서열을 빠르게 검색하기 위해 인덱싱 기법을 많이 사용하고 있다. 그러나 대부분의 인덱싱 기법은 원래 데이타베이스보다 더 큰 저장공간을 사용하고 DBMS와의 밀 결합이 어렵다는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 완전 매치, 와일드카드 매치, k-미스매치와 같은 근사 매치 질의 처리를 위해 작은 공간을 사용하는 디스크 기반의 효율적인 인덱싱 기법과 질의 처리 기법을 제안한다 인덱싱을 위해서 DNA 염기서열에 일정 크기의 슬라이딩 윈도우를 위치시킨 후, 윈도우 내에서 각 문자의 출현 빈도를 이용해 서명을 추출해서 R*-트리와 같은 다차원 공간 인덱스에 저장한다. 특히 윈도우 내의 각 위치에 따라서 가중치를 줌으로써 서명들이 인덱스 공간에 집중되는 현상을 억제한다. 제안된 질의 처리방법은 질의 시퀀스를 다차원 사각형으로 변환하고 그 사각형과 중첩되는 서명들을 인덱스로부터 찾아낸다 제안된 방법을 실제 생물학자들이 사용하는 데이타를 이용해 실험한 결과 서픽스 트리 기반의 방법에 비해서 완전 매치인 경우 3배 이상, 와일드카드 매치인 경우 2배 이상, k-미스매치인 경우 수십 배 이상의 성능향상을 보였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권3호
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• pp.165-172
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• 2009

연직 2차원 평면을 대상으로 하는 연속방정식을 수심방향으로 이중적분 하여 수평1차원 파랑방정식을 구하였다. 새 방정식은 복소수 포텐셜 함수로 구성되어 있으며, 파랑의 진폭과 위상경사함수를 도입하여 한 세트의 실수방정식으로도 변형되었다. 파랑진폭과 위상경사함수를 포함한 한 세트의 식은 각각 1차, 2차 상미분방정식이며, 한쪽 경계에서 경계조건을 적절히 지정하여 전 영역에서의 해를 한 방향으로 진행하면서 구할 수 있다. 이때 경계조건으로는 파랑진폭 값, 파랑진폭의 경사, 위상 경사 값이다. 단순한 중앙차분식을 이용하여 식을 차분화 하였다. 새 방정식을 Booij의 경사판, Massel의 부드러운 저면, Bragg의 싸인 함수의 저면에 대하여 적용하여 보았다. 본 방정식은 Massel의 수정완경사방정식, Berkhoff의 완경사방정식, 완전 선형방정식과 비교하여 유사한 결과를 나타내었으며, 유용함을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.87-95
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• 2018

이 논문에서는 스펙트럴 요소법과 외연적 시간적분법을 이용해 SH파의 전파 거동을 계산하는 수치해석 기법을 제시한다. 2차원 영역에서의 탄성파 해석을 위해 해석영역을 유한 영역으로 한정하고 파동이 반사되지 않도록 수치적 파동흡수 경계조건인 perfectly matched layer(PML)를 도입하였다. PML이 포함된 시간영역 파동방정식의 유한요소해법을 위해 스펙트럴 요소법을 적용하였고 Legendre- Gauss-Lobatto 수치적분법을 사용하여 질량행렬을 대각화하였다. 2차 미분방정식 시스템의 파동방정식을 1차 미분방정식 시스템으로 변환하였고 병렬화를 통한 탄성파 해석 성능의 최적화를 위해 외연적 시간적분법인 4차 Runge-Kutta 방법을 이용해 해석영역에서의 변위응답을 계산하였다. 2차원 해석영역에서 SH파의 전파 거동을 계산하는 수치예제를 통해 제시한 외연적 스펙트럴 요소법의 정확성을 검증하였고 PML로 인한 반사파의 감쇠효과를 확인하였다. 외연적 시간적분법을 통한 탄성파 해석 기법은 3차원 영역과 같은 대규모 문제에서의 탄성파 수치해석을 효율적으로 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수산과학회지
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• 제31권2호
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• pp.202-209
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• 1998

본 연구에서는 부유식 해상관측시설의 파랑중 운동응답 및 표류력 해석을 위해 Green 적분방정식에 기초한 3차원 수치해법을 개발하였다. 본 방법에서는 소오스분포와 더브렛분포를 함께 사용하였으며, 판요소로는 3각형 요소와 4각형 요소를 병행 사용하였다. 불규칙파수 현상을 제거하기 위해 개량된 적분방정식 해법을 적용하였으며, 시간평균 표류력의 계산은 원인별 성분파악이 가능한 물체표면 직접적분법을 사용하였다. 개발된 전산 프로그램의 검증을 위해 비교자료가 있는 구형 부유체에 대한 계산이 수행되었고, 이에 대한 계산을 통해 개발된 프로그램으로부터 신뢰성있는 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 실제시설에 대한 적용예로서 직경 2.6m 흘수 3.77m인 원통형 해상관측용 부이에 대한 계산을 수행하여 그 운동특성 및 표류력 특성을 고찰하였다. 운동응답 해석결과는 공진주파수를 설치해역의 파랑 탁월주파수 범위밖에 놓이도록 부이의 형상과 치수를 조정하는데 활용할 수 있고, 또 이들 계산을 통해 댐퍼 등의 설치효과도 미리 예측할 수 있다. 또한, 계산된 표류력은 황천중에서 계류계에 걸리는 최대하중을 예측하는데 이용할 수 있으므로 계류계의 설계에 있어 중요한 기초자료로 활용된다. 본 수치해법은 원칙적으로 대상 부유체의 형상에 제약을 받지 않으므로 향후 다양한 형상의 부유식 해상관측 시설들의 설계 및 설치$\cdot$운용에 폭 넓게 적용할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.614-621
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• 2019

이축 및 일축대칭 단면의 적층복합 보의 휨 해석과 좌굴해석을 위해 일반화된 보 요소를 제안하였다. 전단변형보 이론을 사용하여 유도된 보 요소는 휨 전단변형 및 휨 비틀림과 재료 비등방성 성질에 따른 연계성을 고려하였다. 서로 다른 단면에 대해 해석적 기법으로 구한 단면 강성계수와 함께 평면응력과 평면변형률 가정을 사용하였다. 대칭 및 역대칭 적층복합 보의 휨 거동을 조사하기 위해 뒴 변형을 포함하여 절점 당 7개의 자유도를 가진 두 가지 유형의 3절점, 4절점 보 요소를 제안하였다. 전단잠금 현상을 완화하기 위해 본 연구에서는 감차적분 기법을 사용하였다. 또한, 유도된 기하학적 블록강성을 사용하여 축방향 압축력을 받는 적층복합 보의 좌굴하중을 산정하였다. 제시한 보 요소의 정확성과 효율성을 검증하기 위해 3절점 보 요소에 근거한 결과를 다른 연구자와 ABAQUS 유한요소 해석결과와 비교하였다. 적층복합 보의 휨 거동과 좌굴하중에 대한 연계강성과 전단변형, 경계조건, 하중형태, 길이-높이 비, 적층형태의 영향을 조사하였다. 두 개의 다른 보 요소의 수렴성도 제시하였다.

• 한국안광학회지
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• 제6권1호
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• pp.149-153
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• 2001

LiF:Mg, Cu, Na, Si TL 물질의 열자극발광을 온도대 파장대 발광강도의 3차원으로 측정하여 분석하였다. 온도대 발광강도곡선(glow curve)은 각 온도에서 파장별 발광강도데이터를 적분하여 구성하였고, 이를 분석하여 트랩에 관계되는 여러가지 파라미터들을 결정하였다. 발광곡선의 분석은 일반차 모델의 TL 강도 표현식을 기본함수로 하여 컴퓨터화된 발광곡선 분해(Computerized Glow Curve Deconvolution: CGCD)기법을 이용하였고, 그 결과 LiF:Mg, Cu, Na, Si TL 물질의 열자극발광곡선은 정점온도 333 K, 374 K 426 K, 466 K, 483 K 그리고 516 K를 갖는 6개의 개별적인 발광곡선들로 구성되어 있음을 확인하였다. 주 피크(main peak)인 456 K 발광곡선에 대하여 활성화에너지는 2.06 eV, 발광차수는 1.05로 밝혀졌다. 발광스펙트럼 분석결과 LiF:Mg, Cu, Na, Si TL 물질은 3개의 재결합준위 1.80 eV, 2.88 eV 그리고 3.27 eV를 가지는 것으로 판명되었다. 이 중 약 2.88 eV 준위가 지배적이고 다음으로 3.27eV 준위에서 발광이 일어나며 1.80 eV 준위는 극히 미약하나 분명한 존재를 확인하였다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제43권6호
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• pp.513-518
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• 2009

목적: 관상동맥질환은 치료법이 개발되어 있는 매우 치명적인 질환이므로 빠른 진단과 치료방법의 결정 및 재발이나 앞으로의 위험성에 대한 평가가 중요하다. 최근에는 병태생리를 반영하는 심근관류 SPECT와 해부학적 영상인 CT의 퓨전 영상에 대한 기대가 증가되고 있다. 저자들은 심근관류 SPECT에서 가역적인 관류 변화가 있었던 환자에서 퓨전영상의 유용성에 대하여 후향적 분석을 하였다. 대상 및 방법: 다기관 공동 연구로 전국 5개 대학 병원에서 48명의 환자(남:녀=26:22, 나이: $63.3{\pm}10.4$ 세)를 대상으로 하였다. 환자들은 아데노신 약물부하로 Tc-99m 세스타미비 혹은 테트로포스민을 이용하여 휴식기 및 부하기 심근관류 SPECT와 64채널 다중검출 CT를 이용하여 CTA를 시행하였으며, 소프트웨어(CardIQ, GE healthcare)로 두 영상을 퓨전하여 두 검사의 진단 정확도를 비교하였다. 결과: 48명의 환자를 대상으로 144개의 관상동맥에 대하여 분석하였다. 이들 중에서 단일 혈관 질환 환자가 17명, 두혈관 질환 환자가 15명, 세혈관 질환 환자가 11명, 유의한 협착이 없는 환자가 3명이었고, 2명의 환자에서 좌측 주관상동맥의 협착이 발견되었다. 좌측 주관상동맥에 협착이 있었던 2명을 제외하고, 관상동맥의 협착을 진단하는데에 있어 심근관류 SPECT는 민감도 68.8%, 특이도 70.7%이었으며, 퓨전영상은 각각 82.5%, 79.3%, 이었고, 두 검사의 진단 정확도에는 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 퓨전영상에서는 좌측 주관상동맥의 협착을 포함하여 전체 82개의 협착 혈관 중 68개의 협착을 진단하였고, 심근관류 SPECT만으로 분석할 때보다 11개의 협착 병변을 추가로 확인할 수 있었다. 또한 애매한 관류저하를 보였던 3개의 관류저하 부위를 허혈 병변에서 제외할 수 있었으며, 4개의 병변은 관류저하를 유발하는 관상동맥을 수정하였다. 3개의 허혈 병변에 대하여서는 허혈 관련 병변 분절을 정확하게 국소화할 수 있었다. 결론: 심근 관류 SPECT와 CTA의 3차원 퓨전 영상은 관상동맥 질환의 병태생리를 포괄적으로 이해할 수 있도록 도움을 주고, 진단의 정확도를 높일 수 있을 것으로 사료된다.