• 제목/요약/키워드: 운동역학적 분석

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골프 Fat shot에 대한 운동역학적 분석 (Kinetic Analysis of Golf Fat Shot)

  • 손지훈
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제13권10호
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    • pp.523-532
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    • 2013
  • Fat shot은 골프에서 공보다 뒤땅을 먼저 치게 되는 샷의 공식 용어이다. 본 연구에서는 fat shot과 정상적인 샷의 동작을 비교 분석하였다. K 대학교 교원 5명을 연구대상자로 선정하였으며, 개인별 fat shot이 최소 5개 체크될 때까지, 샷을 계속하게 하였다. AD, MBS, TBS, MDS, IMP, MF를 분석 시점으로 설정하였고, 구간 소요시간, 지면반력 패턴, 백스윙 크기, 팔꿈치 각도, 코킹 각도, 골반과 몸통의 회전, 골반 선속도 각속도 등을 분석하였다. 변인별 차이를 확인하기 위해 대응표본 검증을 실시하였다. Fat shot의 주요 원인으로 간주되는 다운스윙에서의 빠른 코킹 풀림, 다운스윙 초기의 오른 팔꿈치 신전, 뒷발에 체중을 실은 채로 하는 스윙 등의 형태는 나타나지 않았다. 백스윙 크기와 X-Factor 크기, 골반과 몸통의 회전각도, 골반의 회전각속도에서도 두 샷 간 차이가 나지 않았다. 그러나 정상적인 샷에 비해 Fat shot은 다운스윙 초반이 아닌, 후반부 임팩트 바로 직전의 다소 급격한 체중 이동 형태와 다운스윙 과정 중 골반의 타겟 방향으로의 급격한 가 감속, 그리고 골반의 수직 상방으로의 다소 작고 늦은 타이밍의 움직임 속도패턴을 나타내었다.

골밀도에 따른 전방 내고정 장치 시술 후 경추부의 생체역학적 거동에 대한 분석 (Analysis of Biomechanical Responses for the Anterior Cervical Plate Fixation in relation to Bone Mineral Density)

  • 신태진;이성재;신정욱;장한
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.69-80
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    • 2001
  • 본 연구에서는 환자의 골다공증 유무에 따른 내고정 장치 시술 직후 및 융합 후의 안정성을 평가하기 위해 다양한 하중 모드에서 C5-C6 운동분절의 생체역학적 거동을 분석하였다. 이러한 목적으로 먼저, C5-C6 경추부의 유한요소 모델을 구현하여 검증하였다. 모델의 결과는 기존 실험치와 유사하여 신뢰성이 부여되었다. 검증된 모델은 Smith-Robinson 방식으로 골이식물을 삽입한 후 전방 내고정 장치를 적용한 시술 상황을 재현하기 위해 수정되었다. 수정된 모델은 두 종류로 구현되었다. (1) 첫 번째 모델에서는, 시술 직후의 상황을 재현하기 위해 골이식물과 종판의 경계면에 접촉요소를 사용하였다. (2)두 번째 모델에서는 완전히 융합된 상황을 나타내기 위해 골이식물을 종판에 고정하였다. 골다공증의 효과를 예측하기 위하여 두 모델의 해면골에 대한 탄성계수를 변화시켰다(정상: 100MPa, 골다공증: 40MPa). 각 모델의 C5 주체의 상위면에 73.6N의 압축 하중을 가한 후에 108Nm의 굴곡/신전, 굽힘, 비틀림 하중을 가하였으며, C6 추체의 하단면은 모든 방향에 대하여 구속하였다. 전체적인 결과에 있어서 상대적 회전운동, 미끄럼운동, 골이식물 내에서의 von Mises 응력의 경우 정상 모델에 비해 골다공증 모델에서 증가함을 보였으며, 특히 시술 직후의 모델에서 비틀림 하중이 가해진 경우, 상대적 회전운동 및 미끄럼 운동이 가장 높게 예측되었다. 이는 골다공증환자에게 전방 내고정 장치를 시술한 경우 골이식물의 파단 및 유합의 실패가 비틀림 하중에서 발생할 수 있음을 나타낸다. 해면골의 von Mises 응력은 시술 직후에 골다공증 모델의 모든 하중 모드에서, 유합 후에는 굽힘 하중 외의 모든 하중에서 ultimate strength를 초과하는 것으로 나타나 골다공증 환자에게 screw의 해리가 발생할 가능성이 높은 것으로 예측되었다. 따라서 골다공증 환자에게 과도한 운동이 발생하지 않도록 하기 위해서 시술 후 세심한 주의와 halo 같은 견고한 정형술이 필요할 것으로 사료된다.

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뉴턴의 발견법 - 변형재구성 (Newton's Huristics of the Discovery of Dynamics - Transformation and Synthesis)

  • 박미라;양경은
    • 철학연구
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    • 제148권
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    • pp.157-181
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    • 2018
  • 본 논문은 뉴턴의 아이디어가 정교화되면서 뉴턴역학으로 변모하는 과정을 발견법의 요소로 고찰한다. 뉴턴이 사용한 발견법은 코헨에 의해 제안된 선행하는 여러 과학개념과 이론을 '변형재구성'하는 과정으로 집약될 수 있다. 뉴턴은 그의 역학이론을 발견하는 과정에서 아리스토텔레스, 데카르트, 갈릴레오, 케플러 등의 선행 운동이론을 구성하는 개념과 구조들을 변형재구성한다. 뉴턴의 융합은 이전 자연철학자들의 아이디어 중 적절하고 유용한 아이디어를 신중히 선택하여 변형재구성된 이후에만 가능했다. 뉴턴은 선행이론을 구성하는 개념들을 점진적으로 변형재구성하며 이들 개념들을 도약적으로 통합한다. 그 결과 이들 변형재구성된 개념들은 뉴턴의 운동법칙과 시공간 개념으로 통합되며 뉴턴역학의 체계로 완성된다. 본 논문에서는 뉴턴역학의 발견 과정을 라카토슈 연구프로그램의 구성요소로 합리적으로 재구성한다. 이렇게 재구성된 결과를 토대로 뉴턴 역학의 발견과정을 과학이론 발견법의 요소인 변형재구성의 관점에서 분석한다.

요추 유합술 후, 인접분절의 위험을 초래하는 원인들에 대한 생체 역학적 분석 (Effects of Operative Technique, Pedicle Screws, or Fusion on Loading of Adjacent Segments after Lumbar Fusion: Finite Element Biomechanical Analysis)

  • 강경탁;정형진;전흥재;김호중
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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    • pp.280-283
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    • 2010
  • 척추경 나사못을 이용한 요추 유합술은 가장 보편적으로 사용되는 수술 적 치료 방법이다. 과거 여러 연구들에서 이러한 척추 유합술의 임상적 우수성은 이미 입증 되었으며, 척추경 나사못은 시술 부위의 운동을 완전히 제한함으로써 높은 유합율을 얻을 수 있으나, 상대적으로 인접 분절의 조기 퇴행성 변화의 요인 중 하나로 보고되고 있다. 또한 유합술을 수행 할 때 후방조직의 절제 또한 인접 분절의 퇴행을 초래하는 원인으로 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 유한요소해석 방법을 이용하여 척추경 나사못 과 후방조직을 절제하는 시술 방법을 비교하여 척추체의 운동범위의 증가량을 계산하였고, 척추경 나사못 모델과 후방조직을 제거한 모델을 개발하여 시술하기 전 정상모델과 비교하였다. 개발된 모델과 정상 모델을 생체 역학적 측면에서 분석하여 인접분절의 조기 퇴행성 변화를 일으키는 가장 큰 원인이 무엇인지 정량적으로 분석하였고, 이를 근거 하여 임상적 효과와 그 이론적 근거를 제시하고자 한다.

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최대 수직 점프시 개인내 우수 수행과 비우수 수행의 역학적 비교 (Biomechanical Comparison of Good and Bad Performances within Individual in Maximum Vertical Jump)

  • 김용운;김용재
    • 한국운동역학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.489-497
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 최대 수직점프시 개인내에서 발생하는 수행력의 차이와 이와 관련된 역학적 변인들의 영향을 규명하는데 있다. 이를 위해 20대 남성 20명을 대상으로 6회의 최대 수직점프를 실시하였으며, 이 가운데 최고 수행과 최저 수행을 추출한 후 수행력과 역학적 변인들을 비교, 분석하였다. 분석 결과, 우수수행과 비우수수행사이의 점프 높이는 약 4cm로 10% 정도의 유의한 차이를 보였으며 이는 이지시 중심의 높이(25%)와 이지속도(75%)에 기인하였다. 무릎관절과 엉덩관절의 역학적 출력은 유의한 차이가 나타나지 않은 반면 발목관절에서는 최대신전모멘트, 최대파워, 일량이 우수수행에서 유의하게 높았다. 최대수직점프에서 개인내 수행차는 주로 발목관절의 운동에 주로 기인한다고 할 수 있으며, 무릎과 엉덩관절의 역학적 출력은 수행력에 주요한 기여를 하지만 개인내 변이가 크지 않아 개인내 수행차에는 영향을 미치지 못하였다. 이에 비추어 점프력을 극대화하기 위해서는 트레이닝의 과정에서 발목관절의 역학적 출력을 증가시킬 수 있는 방안에도 보다 관심을 두어야 할 것으로 사료된다.

전기-기계식 구동기를 이용한 블레이드 피치 조종 시스템의 동역학 모델 (Dynamic Models of Blade Pitch Control System Driven by Electro-Mechanical Actuator)

  • 진재현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권2호
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    • pp.111-118
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    • 2022
  • 전기-기계식 구동기(EMA)는 전기 모터와 기계적 동력전달 요소를 결합한 것으로 설계 자유도와 유지보수 측면에서 도심 항공 모빌리티(UAM)에 적합하다. 본 논문에서는 UAM의 로터 블레이드 피치각을 조종하는 EMA에 대한 연구 결과를 제시한다. 구동기는 역구동형 롤러 스크류를 기반하며, 2절 링크를 통하여 블레이드 피치각을 조종한다. 구동기만의 동역학과 이것을 포함한 블레이드 피치운동의 동역학 방정식을 유도하였다. 블레이드 피치 동역학 방정식의 경우 링크의 영향으로 등가 관성모멘트는 링크 각도에 따라 변한다. 넛트 운동의 관점과 블레이드 피치 운동의 관점에서 등가 관성모멘트의 변동을 분석·비교하는 과정을 제시하였다. 사례로 선정한 모델의 경우에 전자의 등가 관성모멘트 변동이 후자에 비하여 작았으며, 그래서 넛트 운동의 관점에서 유도한 모델이 제어기 설계에 적합하다고 판단한다.

형상과 구조적 특성이 와유기진동을 이용한 발전의 효율에 미치는 영향에 대한 수치적 연구 (A numerical study of the impact of shape and structural characteristics on the efficiency of power generation that uses the vortex induced vibration)

  • 민승인;조재홍
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제3회(2014년)
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    • pp.597-602
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    • 2014
  • 본 연구에서는 다양한 모형의 실린더 주위의 균일한 유동에 대하여, 후류에 생기는 유동현상을 EDISON_CFD를 이용하여 분석하였다. 고정된 실린더에 대해 주어진 레이놀즈 수에서 시뮬레이션을 이용하여 실린더의 형상에 따른 $C_L$값과 주기를 분석하였다. 이 후 진동운동을 가정한 운동방정식을 이용하여 실린더의 운동 및 발전 효율을 예측하여 비교하였다. 또한 운동방정식을 Bode 선도를 이용하여 용수철 상수와 감쇠율에 따른 발전 효율의 변화를 살펴보았다.

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척추 유합술 후, 척추경 나사못 제거에 따른 인접 분절의 운동범위에 대한 유한요소해석 (The Change in Range of Motion after Removal of Instrumentation in Lumbar Arthrodesis Stiffness of Fusion Mass: Finite Element Analysis)

  • 강경탁;이화용;손주현;전흥재;김호중
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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    • pp.283-286
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    • 2009
  • 척추경 나사못을 이용한 요추 유합술은 가장 보편적으로 사용되어지는 수술적 치료 방법이다. 과거 여러 연구들에서 이러한 척추 유합술의 임상적 우수성은 이미 입증 되었으며, 척추경 나사못은 시술 부위의 운동을 완전히 제한함으로써 높은 유합율을 얻을 수 있으나, 상대적으로 인접 분절의 조기 퇴행성 변화의 요인 중 하나로 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 유한요소해석 방법을 이용하여 척추경 나사못 시술에 따른 척추체의 운동범위 및 인접 분절 추간판의 스트레스 증가량을 계산하였고, 척추경 나사못 모델과 유합 후 나사못 제거에 따른 모델 또 시술하기 전 정상모델과 비교하여 생체 역학적 측면에서 분석하여 척추경 나사못을 이용한 요추 유합술 후, 척추경 나사못의 제거의 임상적 효과와 그 이론적 근거를 제시하고자 한다.

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스쿼트운동장치의 풋플레이트 구조해석에 관한 연구 (A Study of Structural Analysis Simulation for Squat Exercise Foot Plate)

  • 정병균;김지원;정병호
    • 한국융합학회논문지
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    • 제8권9호
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    • pp.365-372
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    • 2017
  • 스쿼트운동은 운동방법과 자세에 대한 이론적 근거 및 동작에 대한 기준 확립을 통해 안전하고 효과적으로 운동성과를 기대할 수 있는 중요한 프리웨이트운동 중의 하나이다. 그러나 바르지 못한 운동에 의한 부작용과 그에 대한 과학적 대응방안에 대한 연구와 운동모형의 개발 또한 필요하다. 스쿼트운동을 위한 풋플레이트를 설계하기 위한 구조해석의 주안점은 동적 거동을 단순화하여 구분 동작으로 모델링을 수행한다. 모델링을 기반으로 설계된 풋플레이트 바닥면에 위치한 로드셀의 한계 하중으로 인한 구조적 안전성 여부를 변형율과 응력의 크기를 산출함으로써 구조의 안정성과 이로 인한 운동기구의 설계방법을 제시한다. 이러한 스쿼트운동에 따른 세그먼트별 모델링과 지면반발력에 대응한 역학적 시뮬레이션 분석, 그리고 하중해석을 통한 운동역학분석의 결과를 통해 프리웨이트운동을 지원하는 운동보조장치, VR, 등의 기구에 적용하여 관련 시스템설계를 완성할 수 있다. 본 논문에서는 스쿼트운동 기구에 활용되는 풋플레이트의 설계 시에 인가되는 수직하중분포에 대한 설계방법을 제시하고 이러한 결과를 토대로 보다 안전하고 신뢰성 높은 운동보조기구시스템의 설계 및 제작기술을 제시하였다.

비행탄두 형상 최적화를 이용한 사거리 증대 연구 (Extended Range of a Projectile Using Optimization of Body Shape)

  • 김진석
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제29권3호
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    • pp.49-55
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    • 2020
  • 발사체의 사거리 증대는 중요한 성능개선 목표 중 하나이다. 일반적으로 발사체 비행탄두의 형상은 공기역학 및 구조적인 요소를 복합적으로 고려하여 선정한다. 몸체, 탄두부 및 탄미부 형상의 선정은 공기역학적 설계에 중요한 영향을 미친다. 발사체 비행탄두 형상의 주요 설계 요소는 공기역학적 항력이다. 공기역학적 항력은 발사체의 운동과 반대 방향으로 작용하는 공기역학적 힘이다. 준실험적 기법을 이용하여 탄두부, 탄미부 및 몸체 형상이 발사체의 공기역학적 특성에 미치는 영향을 분석하기 위한 연구를 수행하였다. 여러 가지 비행탄두 형상 변수에 대한 연구를 수행하였으며, 최대 사거리 성능 분석에는 탄도 모사분석 모델을 사용하였다. 발사체 비행탄두 형상 최적화를 이용한 사거리 증대 가능성을 분석하고, 형상 변수 최적화에 의한 사거리 증대 효과를 확인하였다.