• Computers and Concrete
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• 제2권6호
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• pp.499-516
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• 2005

A composite model is used to represent the heterogeneity of plain concrete consisting of coarse aggregates, mortar matrix and the mortar-aggregate interface. The composite elements of plain concrete are modeled using triangular finite element units which have six interface nodes along the sides. Fracture is captured through a constitutive single branch softening-fracture law at the interface nodes, which bounds the elastic domain inside each triangular unit. The inelastic displacement at an interface node represents the crack opening or sliding displacement and is conjugate to the internodal force. The path-dependent softening behaviour is developed within a quasi-prescribed displacement control formulation. The crack profile is restricted to the interface boundaries of the defined mesh. No re-meshing is carried out. Solutions to the rate formulation are obtained using a mathematical programming procedure in the form of a linear complementary problem. An event by event solution strategy is adopted to eliminate solutions with simultaneous formation of softening zones in symmetric problems. The composite plain concrete model is compared to experimental results for the tensile crack growth in a Brazilian test and three-point bending tests on different sized specimens. The model is also used to simulate wedge-type shear-compression failure directly under the loading platen of a Brazilian test.

• 한국CDE학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.335-343
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• 2006

Design changes for an original surface model are frequently required in a manufacturing area: for example, when the physical parts are modified or when the parts are partially manufactured from analogous shapes. In this case, an efficient 3D model updating method by locally adding scan data for the modified area is highly desirable. For this purpose, this paper presents a new procedure to update an initial model that is composed of combinatorial triangular facets based on a set of locally added point data. The initial surface model is first created from the initial point set by Tight Cocone, which is a water-tight surface reconstructor; and then the point cloud data for the updates is locally added onto the initial model maintaining the same coordinate system. In order to update the initial model, the special region on the initial surface that needs to be updated is recognized through the detection of the overlapping area between the initial model and the boundary of the newly added point cloud. After that, the initial surface model is eventually updated to the final output by replacing the recognized region with the newly added point cloud. The proposed method has been implemented and tested with several examples. This algorithm will be practically useful to modify the surface model with physical part changes and free-form surface design.

• 산업경영시스템학회지
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• 제41권4호
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• pp.123-130
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• 2018

Triangulation is one of the fundamental problems in computational geometry and computer graphics community, and it has huge application areas such as 3D printing, computer-aided engineering, surface reconstruction, surface visualization, and so on. The Delaunay refinement algorithm is a well-known method to generate quality triangular meshes when point cloud and/or constrained edges are given in two- or three-dimensional space. In this paper, we propose a simple but efficient algorithm to triangulate Voronoi surfaces of Voronoi diagram of spheres in 3-dimensional Euclidean space. The proposed algorithm is based on the Ruppert's Delaunay refinement algorithm, and we modified the algorithm to be applied to the triangulation of Voronoi surfaces in two ways. First, a new method to deciding the location of a newly added vertex on the surface in 3-dimensional space is proposed. Second, a new efficient but effective way of estimating approximation error between Voronoi surface and triangulation. Because the proposed algorithm generates a triangular mesh for Voronoi surfaces with guaranteed quality, users can control the level of quality of the resulting triangulation that their application problems require. We have implemented and tested the proposed algorithm for random non-intersecting spheres, and the experimental result shows the proposed algorithm produces quality triangulations on Voronoi surfaces satisfying the quality criterion.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.1-11
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• 2021

본 연구는 골격이 있고 삼각형 메쉬로 이루어진 3D 모델의 변형을 빠른 연산 속도로 구현하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 삼각형 메쉬 정점의 위치를 빠른 속도로 계산할 수 있는 IK 풀이 방법을 연구하고 해당 인터페이스를 개발하였다. 모델 표면상에 한 개 이상의 마커를 지정하고 마커의 목표 위치를 설정하면, 이 시스템은 마커의 목표 위치를 기준으로 가속화된 IK 풀이를 통해 모델 표면을 구성하는 삼각형 메쉬 정점의 위치를 계산한다. 메쉬의 위치를 결정하는 데에는 각 마커와 해당 마커에 영향을 미치는 관절, 그리고 해당 관절의 상위(부모) 관절에 대하여 계산을 수행하는데, 이 과정에서 빈번하게 사용되는 중복된 항(terms)이 발생한다. 이러한 중복항을 사전에 계산해 둠으로써 기존의 삼중 중첩 반복 구조의 계산 절차를 이중 중첩 반복 구조로 개선하여 모델 변형 결과를 신속하게 구현할 수 있다. 제안된 가속화된 IK 풀이 방법은 LBS 기법으로 구현된 3D 모델을 다루거나 마커 없이 단순 촬영만으로 대상 물체를 추적하는 무마커 추적 관련 연구 등 다양한 분야에서 유용하게 활용할 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권6호
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• pp.561-567
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• 2011

2 차원 비직교 형상에 대해 비정렬 삼각 격자를 이용하여 복사 열전달의 역해석을 수행하였다. 본 논문에서는 확산적으로 방사 및 반사를 하는 벽면으로 이루어진 형상 내부에 흡수 및 방사, 산란하는 매질이 채워져 있는 문제를 고려하였다. 유한체적법을 사용하여 복사전달 방정식을 계산하였고 이 때 얻은 입사복사량을 역해석의 측정 데이터로 사용하였다. 벽면의 방사율을 추정하기 위해 켤레구배법을 적용하였으며, 목적 함수를 최소화하는 과정을 통해 해를 구하였다. 측정값의 측정 오차가 추정 정확도에 미치는 영향을 살펴보았고, 비정렬 격자계의 성능을 확인하기 위해 정렬 격자계를 이용하여 얻은 결과와 비교해 보았다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.153-159
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• 2012

안전하고 쾌적한 도시 환경을 조성하기 위해 폐기물 매립 시설은 필요하며 폐기물 부피 관리의 신뢰성 및 용량 정보의 정확성을 파악하는 것이 필요하다. 이 논문에서는 쓰레기 매립의 표준화를 위한 일환으로 쓰레기 체적을 주기적으로 계산하는 알고리즘을 제시하였다. 스테레오 카메라 캘리브레이션 이후에 대상체의 표면에 대한 포인트 클라우드(point cloud)를 얻을 수 있었으며 이것을 물체의 체적 계산 알고리즘의 입력으로 선택하였다, 비균일 삼각 격자 기반 메싱(non-uniform triangular meshing) 방법에 기초한 두 개의 체적 계산 알고리즘을 제안하였으며 알고리즘의 타당성을 시뮬레이션과 실제 실험을 통해 입증하였다. 제시된 알고리즘은 쓰레기 매립의 체적 계산 뿐 만이 아니라 삼차원 객체의 일반적인 체적 계산을 위한 알고리즘으로도 사용될 수 있다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.122-132
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• 2004

Progressive mesh representation and generation have become one of the most important issues in network-based computer graphics. However, current researches are mostly focused on triangular mesh models. On the other hand, solid models are widely used in industry and are applied to advanced applications such as product design and virtual assembly. Moreover, as the demand to share and transmit these solid models over the network is emerging, the generation and the transmission of progressive solid models depending on specific engineering needs and purpose are essential. In this paper, we present a Cellular Topology-based approach to generating and transmitting progressive solid models from a feature-based solid model for internet-based design and collaboration. The proposed approach introduces a new scheme for storing and transmitting solid models over the network. The Cellular Topology (CT) approach makes it possible to effectively generate progressive solid models and to efficiently transmit the models over the network with compact model size. Thus, an arbitrary solid model SM designed by a set of design features is stored as a much coarser solid model SM/sup 0/ together with a sequence of n detail records that indicate how to incrementally refine SM/sup 0/ exactly back into the original solid model SM = SM/sup 0/.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.1-6
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• 2009

이 논문은 비격자메쉬에서의 비물리적 감쇄현상을 감소시키는 새로운 CIP 대류방법을 제안한다. 제시되는 방법은 물리량과 물리량의 미분정보를 함께 사용하여 기존의 선형방법보다 더 정확한 물리현상을 반영할 수 있다. 비격자메쉬에서 해결하기 힘든 CIP의 비대류항을 풀기 위해 기존의 격자 메쉬에서 사용되었던 유한차분법 방법과는 다른 유한체적법을 사용하였다. 그리고 대류항의 보다 나은 정확도를 위해 여러가지 보간법에 대해 정확도 실험을 수행하였으며, 선형방법과의 비교 실험을 통해 보다 적은 비물리적 감쇄현상을 보임을 확인할 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권4호
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• pp.763-781
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• 2011

We present a texture-based hatching technique for color images and video. Whereas existing approaches produce monochrome hatching effects in considering of triangular mesh models by applying strokes of uniform size, our scheme produces color hatching effects from photographs and video using strokes with a range of sizes. We use a Delaunay triangulation to create a mesh of triangles with sizes that reflect the structure of an input image. At each vertex of this triangulation, the flow of the image is analyzed and a hatching texture is then created with the same alignment, based on real pencil strokes. This texture is given a modified version of a color sampled from the image, and then it is used to fill all the triangles adjoining the vertex. The three hatching textures that accumulate in each triangle are averaged and the result of this process across all the triangles forms the output image. We can also add a paper texture effect and enhance feature lines in the image. Our algorithm can also be applied to video. The results are visually pleasing hatching effects similar to those seen in color pencil drawings and oil paintings.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권11호
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• pp.865-873
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• 2013

본 논문에서는 유한요소해석에 의한 막재료의 주름 해석 기법에 관하여 연구하였다. 삼각형 세일 형상에 대해 멤브레인 요소와 쉘 요소를 사용하여 주름해석을 수행하였다. 멤브레인 요소를 이용한 기법에서는 주름을 벌칙매개변수에 의한 물성치를 수정하는 알고리즘을 상용프로그램 내 사용자 서브루틴을 통하여 구현하였다. 쉘 요소에 의한 기하학적 비선형 후좌굴 기법에서는 면외방향의 좌굴을 발생시키기 위하여 모델의 메쉬에 작은 크기의 기하학적 결함을 심는 방법을 사용하였다. 쉘 방법에서는 내연 및 외연해석 기법을 고려하였다. 요소수의 증가에 따른 수렴성과 결과의 정확도의 관점에서 멤브레인 요소법과 쉘 요소법의 효율성을 비교하였다.