최근 컴퓨터 그래픽 S/W는 변수화 모델링과 생성알고리즘을 제공함으로써 기하학적 표현의 다양성뿐만 아니라 설계자의 의도를 체계적으로 모듈화할 수 있는 여러 가지 가능성을 열어주고 있다. 이 연구에서는 이러한 가능성을 지닌 컴퓨터 그래픽 S/W기반으로 초기 구조형태를 생성하는 방법을 제시하고자 한다. 특히 변수화 모델링과 생성 알고리즘을 이용하여 다양한 설계대안을 생성한다. 더욱이 동적 그래픽스개념을 이용하여 설계자가 한편에서는 구조형태를 생성하는 동안에, 또 다른 한편에서는 상응하는 힘의 흐름도가 마련되도록 한다. 이는 궁극적으로 힘의 흐름에 근거한 합리적 초기 구조형태 설계를 지원하게 될 것이다.
본 연구에서는 선체 모듈강도해석을 위한 유한요소 구조해석모델링 자동화 프로그램을 개발하였다. 본 프로그램은 선체중앙부 화물창구조를 종통부재, 횡단면 부재, 횡격벽부재로 구분하여 이들 부재의 위치, 형상, 치수등에 관한 입력자료를 일관되게 처리함으로서, 요소분할, 요소-절점 위상정의, 설계하중 및 경계조건 설정등 유한요소 구조모델링에 따르는 일련의 과정을 자동화한다. 또한, 본 프로그램의 결과는 범용 구조해석 프로그램인 ANSYS와 직접 연결됨으로서 보다 효과적으로 구조해석을 수행할 수 있다. 본 연구에서는 개발된 프로그램에 대하여 실적 유조선을 대상으로 구조해석을 수행해 봄으로서 그 정도와 유용성을 검정하였다.
구조방정식 모델링은 경로분석 및 확인적 요인분석을 동시에 수행해 주는 통계적 절차를 따르고 있다. 오늘날이 통계적 절차는 사회과학 분야의 연구자에게 필수적인 도구이다. 구조방정식 모델링 분석을 해주는 대표적인 도구로는 AMOS, LISREL 그리고 PLS가 있다. AMOS는 초보자가 사용할 수 있도록 편리한 그래픽 사용자 인터페이스를 제공해 주고 있다. PLS는 그래픽 사용자 인터페이스뿐만 아니라 정규분포에 대한 제약조건도 없다는 장점을 가지고 있다. 또한 사회과학 분야에서 가장 많이 사용하는 3가지 도구 (applications)를 비교분석 하였다. 구조방정식 모델링 기반 확인적 요인 분석은 IBM AMOS Ver 23, LISREL 8.70 및 SmartPLS 2.0을 사용하였다. 구조방정식 모델링 비교 분석 결과는 LISREL이 다른 분석 도구보다 종속 변수의 설명력이 가장 높음을 확인할 수 있었다. 분석 결과에 의해 제시된 경로계수 값 및 T 값은 3가지 분석 도구 모두 유사한 결과를 보이는 것으로 나타났다. 따라서 이러한 결과를 바탕으로 이론적 실무적 시사점을 제시하였다.
본 논문에서는 도로 환경을 재구성하기 위한 새로운 모델링 기법을 제시한다. 도로 환경 재구성을 위한 모델링 알고리즘은 도로 주변 건물들의 3차원 모델을 재구성하는 부분, 도로 모델을 편집 생성하는 부분, 그리고 기타 부가적인 객체들을 모델링하는 부분으로 나누어지는데, 각 부분은 모델링하는 대상의 특성에 따라 각기 다른 모델링 기법을 적용한다. 특히 도로 주변 건물의 3차원 모델을 재구성하기 위한 모델링 기법으로 여러 장의 사진으로부터 모델의 3차원 구조를 다면체 단위로 추출해내는 Photogrammetric Modeling 기법[1, 2]을 사용하였는데, 본 논문에서 제시하는 모델링 기법은 사용자 인터페이스를 개선하고 도로 환경이 지니는 제약조건들을 추가함으로써 도로라는 특수한 환경을 재구성하는데 있어 Photogrammetric Modeling기법에 비해 단순하고 용이한 시스템을 제공한다.
XML을 가장 효율적으로 활용할 수 있는 B2B 시스템 구축 시 가장 중요한 부분은 모델링을 어떻게 하느냐 일 것이다. 기존의 관계형 데이터베이스에 저장된 정보를 XML 문서로 변환하는 것뿐만 아니라 신규로 정의하여 사용하는 정보에 대하여서도 확장성 있고 만족할 만한 성능을 보장하도록 구조화시킬 것인지가 관건이다. XML 문서는 그 자체로 하나의 객체이며 객체지향 모델링의 표준인 UML을 사용하여 문서정보 뿐만 아니라 시스템 전체를 모델링하는 것이 가장 바람직한 접근 방법이다. 따라서 본 논문은 계층구조를 갖는 XML 데이터를 관계형 데이터베이스로 저장이 가능하도록 하는 모델링 방법론을 제안하였다. 이를 위하여 우선적으로 객체지향 설계언어인 UML를 이용해서 클래스 다이어그램을 도출한 후, 클래스 다이어그램에 의해서 XML DTD 설계를 위한 XML 모델링을 소개하고 이들의 모델링으로 교환되는 XML 데이터를 효율적으로 저장하기 위하여 관계형 데이터베이스 스키마 설계를 위한 데이터 모델링 방법을 제안하였다. 아울러 변환 방법에 의해 관계형 데이터베이스 스키마 스크립트를 구현했다.
본 고에서는 FEM 프로그램 사용시 주의하여야 할 사항과 흔히 범하기 쉬운 오류에 대하여 기술하고자 한다. 본 고에서는 정적선탄성해석에 대한 것만을 다루었으며, 본 고의 내용은 참고문헌 중 C. Meyer가 편집한 "Finite Element Idealization"에서 인용한 것이다.
TSP탐사는 터널 및 지하공간의 건설 시 굴착 진행 중인 터널 주위의 지질구조를 파악하기 위하여 VSP탐사를 터널 내에 적용한 물리탐사 기법이다. 하지만 터널 굴착예정 지역의 지질구조에 따른 터널 주위에서 파의 전파특성을 보여줄 수 있는 인공 탄성파합성 알고리듬이 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 기존의 2차원 유한 요소 탄성파 모델링 알고리듬을 발전시켜 터널 전방에 여러 형태의 지질구조가 존재하는 경우에 대하여 2차원 시간영역 탄성파 모델링을 수행하였다. 그리고 이로부터 얻은 인공합성 탄성파단면과 파면단면을 통하여 파의 전파특성을 규명하고자 하였다. 우선 TSP탐사와 동일한 형태의 송수신 배열을 한 후, 균질 매질에 대한 모델링을 수행하여 인공합성 탄성파단면과 파면단면을 동시에 구해 직접파의 전파특성을 분석하였다. 그리고 터널 굴착방향과 수직인 반사면과 평행인 반사면이 존재하는 경우에 대해 각각 모델링을 수행하여 균질 매질의 경우와의 비교, 분석을 통해 반사파들의 전파특성을 고찰하였다. 또한 송신원을 수진기의 앞쪽과 뒤쪽에 배열한 두 가지 경우에 대하여 모델링을 수행하여, 두 방법의 특성과 장단점을 고찰하였다. 이와 같은 모델링을 통하여 TSP탐사자료의 해석, 역산 알고리듬의 개발 및 송수신 개발 등에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구에서는 지질구조에 대한 모델링기반 학습 프로그램을 개발하고 모델링기반 학습에서 나타나는 논증패턴과 학생들의 정신모형 수준과의 관계를 밝히고자 하였다. 고등학교 2학년 126명을 대상으로 대륙이동설, 해령, 변환단층, 단층의 특징에 대하여 4회의 모델링기반 학습을 실시하였다. 연구대상 중에서 2개 학급은 실험집단으로 모델링기반 학습을 실시하였고 나머지 2개 학급은 비교집단으로 교사중심 설명식 수업을 실시하였다. 모델링기반 학습 후 실험집단과 비교집단의 사후 성취도와 학생들의 정신모형 분포를 정량적으로 비교하였다. 실험집단 중 5개 조의 논증활동을 녹음 전사한 자료에 대하여 본 연구에서 설정한 분석틀을 근거로 정성적으로 분석하였다. 본 연구의 분석틀은 TAP의 5가지 요소와 학생들의 대안개념이 포함되는 요소 5가지 등 총 10가지의 코딩 요소로 구성하였다. 정신모형 유형을 조사한 결과, 실험집단에서 단면 인과모형과 입체형 모형의 비율이 높게 나타난 반면, 비교집단에서는 2차원 모형과 단면 단순모형의 비중이 높게 나타났다. 논증유형을 분석한 결과, 주장의 빈도가 높을수록 논증활동이 성공적으로 이루어졌고 정신모형의 수준이 높게 나타났다. 반박이 제기된 경우, 만든 모형을 다시 관찰하여 자료를 수정하고, 이에 따라 주장을 다시 전개하였다. 이로써 모델링기반 학습에서 모형이 학생들의 논증 과정에 긍정적으로 작용함을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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