• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.223-223
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• 2023

토양수분은 지표면과 지하 영역 사이에 존재하는 수분 및 열에너지의 분배를 제어하거나, 토양 영양분, 식물 성장 및 미생물 활동과 같은 다양한 환경 과정에 영향을 미치는 핵심 구성요소이다. 토양수분은 생태수문학 및 생지화학적 역학, 저수지 관리, 가뭄 및 홍수의 경고, 토양 수분 변화에 따른 작물 수확량 등을 이해하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 따라서, 토양 수분의 정확한 측정은 필수적이며, 이러한 필요성에 따라 중력 측정법, 장력 측정법, 전기 저항법 및 시간-주파수 영역반사측정법 등의 다양한 측정 방법들이 다년간 개발되어 사용되었다. 다만, 앞선 방법들은 철저한 실험을 통해 높은 정확성을 확보하였지만, 토양 교란이 발생하는 단점이 존재하며 실험 현장 토양의 물리적, 생물학적, 그리고 화학적 특성의 보존은 매우 어려운 한계점을 가지고 있다. 따라서, 이러한 단점을 극복하기 위해, 본 연구에서는 레일리파를 이용한 비접촉식 비교란 토양수분 센서 개발을 목표로 한다. 모래, 실트, 점토와 같은 세 가지 특징적인 토양 유형에 따른 파동을 측정하고, 측정된 파동으로부터 토양 수분을 추정하기 위해 기존에 개발된 시간-주파수 방법을 활용하여 토양수분을 함께 측정하였다. 비접촉 파동신호를 토양수분으로 변환하기 위하여, fully convolutional network을 개발하였다. 개발한 모델의 결과 검증은 RMSE(Root Mean Square Error)를 활용하여 검증하였으며, 모래, 실트, 점토에서 각각 0.0131, 0.0021, 0.0034 m³ m^-3으로 상대적으로 높은 정확성을 보였다. 즉, 본 연구에서 제시한 누출 레일리파를 사용한 비교란-비접촉 토양수분 측정 방법으로, 토양을 교란하지 않고 토양수분을 측정 할 수 있는 높은 가능성을 제시하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.4
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• pp.465-474
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• 2012

In this study, a dynamic simulation model that considers many spherical particles and multibody dynamics (MBD) entities is developed. Plenteous spherical particles are solved using the Discrete Element Method (DEM) technique and simulated on a GPU board in a PC. A fast algorithm is used to calculate the Hertzian contact forces between many spherical particles, and NVIDIA CUDA is used to increase the calculation speed. The explicit integration method is applied to solve the many spheres. MBD entities are simulated by recursive formulation. Constraints are reduced by recursive formulation, and the implicit generalized alpha method is applied to solve the dynamic model. A new algorithm is developed to simulate the DEM and MBD models simultaneously. As a numerical example, a truck car model and gear model are developed. The results show that the proposed algorithm using a general-purpose GPU in a PC has many advantages.

• Korean Journal of Applied Biomechanics
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• v.13 no.1
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• pp.205-221
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• 2003

본 연구는 축구화 겉창의 스터드개발시 운동역학적 연구가 스터드개발에 어떻게 영향을 끼치었는가를 국외 선행연구문헌을 고찰함으로서 그 과정을 발견하는데 그 목적을 두었다. 지난 70년간 축구화 스터드가 연구개발되는 과정에서 압력분포측정 실험 및 기타 상해유발요인을 분석함으로서 스터드의 형태을 변화시키는 과정에 있어서 축구장 바닥과 축구화 겉창과의 마찰력이 중요한 변수로 작용하였다. 징이 선수들의 미끄럼을 방지하고 순발력을 향상시켜 경기력 향상에 결정적인 도움을 준 것이다. 이후 징박힌 축구화가 보편화하면서 선수들은 공격수냐 수비수냐 또는 잔디 상태에 따라 징의 개수와 길이가 다른 축구화를 신게 되었는데, 그라운드 컨디션에 따라 신발이 개발되었다. 축구화는 징의 종류에 따라 길고 푹신한 잔디($5{\sim}7$월 잔디)에 신는 50(soft ground)형, 짧고 단단한 잔디(가을철 잔디)에 적합한 FG(firm ground)형, 인조잔디나 아주 짧은 잔디에 좋은 터프(Turf)형, 맨땅에 쓰는 HG(hard ground)형으로 대별되는데, SG형은 15mm가 넘는 마그네슘 징을 6개 박는데 순발력과 파워를 극대화하기 때문에 수비수에 어울리는 스타일이다. 짧은 플리우레탄 징 12개를 다는 FG형은 넓은 그라운드 접촉면을 이루면서도 잔디에 깊게 박히지 않아 유연성을 필요로 하는 공격수와 미드필더들에게 애용된다. 그라운드 상황이 좋지 않은 곳에서 뛰는 국내 고교, 대학 선수들은 12개의 징이 달린 축구화를 선호한다. 스터드가 많을 수록 그라운드에 닿는 면적이 넓어 안정감도 있고 발목이 꺾이는 현상을 줄여주기 때문이다. 지금까지의 연구현황은 압력분포 및 지면반력실험을 이용한 결과치를 이용하여 새로운 타입의 축구화 스터드의 개발결과를 기존결과와 비교 분석하여 상해유발발생요인이 적은 스타일의 스터드를 선호하였다. 이에 향후 연구개발시 운동역학적 연구의 디자인 시 상해유발요인분석과 운동역학적 연구결과의 조합을 결과를 비교분석해서 국내에서도 축구화 겉창 스터드 연구개발시 경기력을 향상시키고, 상해유발요인을 감소시킬 수 있는 연구디자인이 지속되는 것이 중요하다고 사료된다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2007.11a
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• pp.875-879
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• 2007

The effects of the statistical properties of the Coulomb friction coefficients on the dynamic responses of a galloping quadruped robot are investigated in this paper. In general, the Coulomb friction coefficients are assumed to be deterministic for a controller design to achieve required motion characteristics. However, the friction coefficients between the ground and the robot legs are not constant in reality. Therefore, statistical characteristics of the friction coefficients need to be considered for a multi-body modeling of the robot galloping on the ground. The effects of the statistical properties on the dynamic responses of the quadruped robots are investigated.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2002.11b
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• pp.731-736
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• 2002

Impact is the most common type of dynamic loading conditions that give rise to impulsive forces and affects the vibrational characteristics of mechanical systems . Since the real impact force and acceleration at the contact surface are measured indirectly through the sensors, the measured outputs can be a little different from the real impact responses. In this study, the contact force model based on the Hertz law is proposed in order to predict the impact force correctly. To investigate the influence of the position of the sensor attached to the impacting bodies, the two kinds of sensors were used. Finally, the contact force model obtained by drop test was applied to predict the impact force between the moving part and the stopper in magnetic contactor.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.28 no.9
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• pp.1422-1428
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• 2004

In this paper, computer simulation model of handrail band including pulley-driving system is developed to calculate handrail slippage. This handrail simulation model is validated with test result within operating range and used to predict its slippage behavior with respect to variation of 4 different design parameters considering the applicability into the real handrail system. Based upon this parameter study, optimal condition for handrail slippage improvement is proposed without time-consuming and costly experiments of the real handrail system. And then performance improvement of handrail slippage complied with safety code is achieved after applying the optimal condition into the real handrail band system.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.17 no.4
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• pp.63-71
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• 2009

The elastic effects of the valve train components are analyzed by using the finite element models of the rocker arm and valve. The whole equations of motion of the valvetrain of an internal combustion engine formulated by finite element techniques are solved by imposing the contact conditions with the augmented Lagrange multiplier method. The velocity and acceleration constraints as well as the displacement constraints are imposed on the contact points. The numerical simulations show that, even if the magnitude of the elastic deformation of the components is very small, it may have large effects on the valvetrain dynamics of a high-speed engine.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.267-268
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• 2011

본 연구에서는 유한요소 해석 방법을 이용하여 경추 유한요소 모델을 개발하고, 척추 인공디스크 수술 후 경추 분절의 생체역학적 특성을 평가하였다. 반구속 및 비구속 개념의 인공디스크가 삽입된 경추 유한요소 모델의 제 7 경추체를 완전히 고정시키고 추적 경로 방향의 50 N의 압축력을 가한 상태에서 1 Nm의 굴곡과 신전, 측면 굴곡, 비틀림 모멘트를 가하였다. 모든 방향의 하중 조건에서 인공디스크가 삽입된 경추 모델들의 회전량이 정상 경추 모델의 회전량에 비하여 크게 나타났다. 또한 인공디스크를 삽입한 운동 분절에서 정상에 비하여 후관절의 접촉력과 여섯 가지 주요 인대에 걸리는 응력이 높게 나타났다. 본 연구의 결과는 척추 인공디스크 수술 시 수술 방법의 선택뿐만 아니라 새로운 경추 수술용 임플란트 개발을 위한 인체정보 콘텐츠를 구축하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.14 no.5
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• pp.394-401
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• 2004

This paper presents a study on the analysis of impact responses taking into account sensor dynamics. The contact force between impacting bodies is modelled by using Hertz force-displacement law and linear damping function. Since the real impact force and acceleration at the contact surface of two colliding bodies are measured indirectly by the sensors, the measured outputs can be a little different from the real impact responses. Therefore, in this study, the importance of consideration of sensor dynamics in the impact problems of two colliding bodies is emphasized. In order to verify the appropriateness of the proposed contact force model, the drop type impact test using two kinds of sensors is carried out. Through the numerical analysis and experiment, the effect of sensor dynamics and characteristics on the contact force model is investigated.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2008.11a
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• pp.1891-1895
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• 2008

Water covers 70% of the earth's surface and the human body consist of 75% of it. It is clear that water is one of the prime elements responsible for life on earth. Over the last 30 years or so, numerous studies have attempted to find out more about the water microscopically. In this paper, we investigated how the receding and advancing contact angle of the moving water droplet changes on a solid surface having various LJ epsilon parameters. To observe the dynamic contact angle history, a body force applied to all water molecules after obtained the water droplet in equilibrium with the solid surface. We obtained the density profile and receding and advancing contact angle of the moving water droplet