• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제37권2호
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• pp.90-103
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• 2016

본 연구는 유한 요소 법을 이용한 노화되어 강성/강도가 저하되는 요추 체의 얇은 피질과 해면 골의 하중 분담 비율 분석과 사용된 탄성계수들의 평가가 목적이다. 해면 골의 나은 해석을 위하여, 20년마다 압축 시험에서 얻은 탄성계수를 체적 공극 비율로 나눈 유효 탄성계수를 사용하였다. 이와 상응하는 피질 쉘도 공극 비율을 포함한 빔 이론의 수식들로부터 유효 탄성계수를 구한 후에 적용하였다. 또한 p-요소를 사용하여 수치 오차를 최소화하였다. 보고된 논문들을 참고하여 후관절 부분이 제거된 매개 변수적인 퇴행된 L3 척추 형상을 만들어 유한 요소 모델링 하였다. 일정 변위의 압축 조건을 가한 후에 여덟 조각의 부피 별로 각 뼈에서 탄성 변형률 에너지와 수직 하중의 비율을 사용하여 하중 분담 비율을 계산하였다. 결과로는 1) 20대에서 80대까지 해면 골의 하중 비율은 55%에서 49%로 감소하였다; 2) 피질 쉘은 중간 면에서 최고 비율을, 해면 골은 종판에서 최고 비율을 나타냈다; 3) 다공성 얇은 피질과 해면 골을 위한 유효 탄성계수의 사용은 적절하였다; 4) 두 방법을 이용하여 얻은 하중 분담 비율의 차이는, 전체 비율은 1% 미만 내에서 같지만 각 위치에서의 비율 값들은 약간 달랐다.

• 터널과지하공간
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• 제11권3호
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• pp.279-288
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• 2001

절리가 발달한 암반의 거동평가를 위한 해석적 방법은 연속체 모델과 불연속체 모델을 사용하는 방법으로 대별할 수 있으며, 연속체 모델을 사용할 경우에는 유한요소법이나 유한차분법을 이용하는 방법이 주로 사용되고 있다. 불연속체 모델은 개별 블록들의 움직임을 일일이 계산하므로 매우 매력적인 방법이지만 현재의 지반조사 기술수준으로는 지반내의 발달된 절리를 개별적으로 정확히 파악하기가 매우 어려우며, 컴퓨터의 계산용량이 너무 과다해지는 단점이 있다. 더욱이 2조 이상의 주절리군을 갖는 절리암반의 경우, 개별 블록의 거동을 모델링하는 것은 불가능하다. 따라서, 불연속편을 포함한 암반을 연속체로 가정한 편재절리 모델(ubiquitous joint model)을 이용한 연구가 요구된다. 터널의 경우에는 사면의 경우와는 달리 파괴면의 형상을 사전에 가정하기 어렵기 때문에 한계평형법에 기초한 해석법등을 적용하여 안전율을 구하기가 곤란하다. 이러한 이유에서 터널을 대상으로 한 수치해석은 안전율을 구하기보다는 안정성을 평가하는 데만 제한적으로 사용되어 왔다. 본 논문에서는 2조의 절리군을 고려할 수 있는 편재절리모델을 이용하여 절리암반터널의 거동이 평가되었고, 수치해석에 의해 터널의 안전율을 구하는 방법이 제시되었다. 이를 위해, 강도감소기법이 사용되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권5호
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• pp.571-577
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• 2012

본 논문에서는 우수관로부터 발생되는 퇴적토의 준설처리를 위한 소형의 이동식 준설일괄처리 시스템을 제안하고, 특히 진공사이로와 1차 선별분리기 그리고 컨베이어를 일체화하는 진공사이로 선별분리장치를 설계하였다. 진공사이로 선별분리장치는 저장조, 이송 스크류, 진공 게이트, 스크린 바, 스크린 바 클리너, 진공배출장치로 구성된다. 특히 저장조 내에서 흡입공기의 흐름은 선별분리 성능의 주요 요소임을 고려하여 CFD 유동해석을 통해 최적형상을 도출하였다. 또한 CAE 구조해석을 통해 판재로 이루어지는 저장조의 안전성을 검토하였다. 그리고 3D-CAD 모델링을 통한 구동 메커니즘의 기구적, 역학적 시뮬레이션을 수행하여 사양을 결정하였다. 본 연구에 이어서, 드럼 스크린형 2차선별기, 데칸터형 탈수장치 그리고 보조장치인 오수탱크와 펌프 등을 설계할 것이다. 그리고 본 설계를 바탕으로 시제품을 제작하고 필드테스트를 수행할 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권4호
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• pp.255-267
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• 2020

SLD 조건은 직경이 50㎛ 이상인 과냉각대형액적의 분포가 지배적인 결빙 환경을 뜻한다. SLD 조건에서는 액적의 큰 크기로 인해 wall-droplet interaction, deformation 등의 물리적 현상이 착빙 과정에 중요한 영향을 미친다. 그에 따라 SLD 효과를 수치적으로 모사하기 위한 다양한 연구가 수행되었고, 부착률을 수정하는 후처리 기법을 통해 wall-droplet interaction 현상을 고려하는 방법이 제안되었다. 그러나 이 방법은 액적이 충돌하는 벽면 특성을 제대로 고려하지 않는 반경험식(Wright Model)을 사용하기 때문에 착빙 영역에서 여전히 부착률과 부착 한계를 과대 예측한다. 이 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 착빙 영역을 세 개의 영역으로 구분하였다. 그리고 벽면 특성을 고려하는 Bai and Gosman rebound 모델을 바탕으로 개발한, 새로운 wall-droplet interaction 모델을 후처리 기법에 도입했다. 그리고 액적의 항력계수를 증가시키는 deformation 현상을 반영하기 위해 3가지 deformation 모델을 비교·분석하여 가장 적합한 모델을 선정했다. 앞의 내용을 바탕으로 개발한 SLD 결빙 예측 코드를 검증하기 위해 실험 데이터를 활용하여 해석을 수행했다. 그 결과 수정된 후처리 기법은 착빙 영역에서 rebound 현상에 의한 부착률 감소를 더욱 크게 예측하였고 부착 한계와 부착률 크기를 예측하는 데 있어 향상된 정확성을 보여줬다. 그리고 deformation에 의한 항력계수의 증가를 가장 크게 결정하는 Wiegand model이 실험과 가장 유사한 것을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권8호
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• pp.555-563
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• 2020

전진익 항공기는 평익 항공기와 비교하였을 때 우월한 공력 특성을 갖고 있다. 그러나 전진익 항공기는 종래의 주익에 비하여 낮은 발산 속도를 갖고 있게 되고, 이는 설계 단계에서 필수적으로 고려하여야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 공력탄성학적 테일러링에 대한 연구가 이루어졌다. 적층 판의 최적의 적층 배열을 찾기 위해선 반복적인 계산이 필요하고 이를 위하여 모델링이 용이하고 계산 효율성이 우수한 1차원 보 축소 해석을 수행한다. 해석을 위하여 다물체 동역학 프로그램인 DYMORE를 사용하였고 이를 해석해와 비교하였다. 또한 NACA0015 형상의 다중 셀 구조 단면을 해석하기 위하여 상용 프로그램 VABS를 사용하였고 전진익 항공기의 날개를 보다 현실적으로 해석하기 위하여 oblique 기능을 사용하였다. 공력탄성학적 테일러링을 통하여 얻은 최적의 발산 속도는 238.9m/s이고 이는 기존에 동일 중량, 단일 방향으로 적층한 날개에 비하여 42% 가량 개선된 수치이다. 하지만 공력탄성학적 테일러링이 부주의하게 적용할 경우 기존 단일 적층 날개에 비하여 오히려 감소된 발산 속도를 가질 수 있음을 확인하였다.

• 구강회복응용과학지
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• 제30권4호
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• pp.265-277
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• 2014

목적: 고정식 교정장치에서 removable sliding jig (R-jig)와 temporary anchorage devices (TADs)를 이용하여 상악 구치의 원심 이동 시 힘의 크기와 와이어의 단면 크기에 따른 치아 이동과 치조골에 미치는 효과의 차이를 유한요소방법을 통하여 분석하고자 한다. 연구 재료 및 방법: 정상적인 치아 크기와 악궁 형태를 가진 상악 치아와 상악 치조골을 3차원 형상 모델링하고, 브라켓, 교정용 호선 및 R-jig를 포함한 유한요소 모델을 제작하였다. 골격성 고정원인 mini-implant를 제2소구치와 제1대구치 사이 협측으로 주호선 기준 8 mm 상방 위치시키고, mini-implant를 직접 고정원으로 사용하여 R-jig에 후방력을 부여하였다. 주호선을 $0.019{\times}0.025$ inch SS로 설정하고, R-jig의 와이어 단면 크기를 $0.019{\times}0.025$ inch SS, 후방력의 크기를 200 gm, 결찰을 하지 않는 조건을 기준 조건으로 설정하였다. 그리고 R-jig의 와이어 단면 크기, 후방력의 크기를 다르게 한 조건들을 설정하여 비교하였다. 결과: R-jig의 와이어 단면 크기가 증가함에 따라 후방력에 의한 R-jig의 변형이 적게 관찰되었지만, 제2대구치의 변위량은 아주 미미한 차이를 보였다. 제2대구치에 가해지는 후방력의 크기가 증가할수록 변위량도 같이 증가하였고, 원심경사 경향과 수직 변위량도 더 커졌다. 결론: R-jig는 임상적으로 큰 부작용 없이 치아의 원심이동을 가능하게 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.375-387
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• 2004

팻취 보강된 철근콘크리트 구조물 해석을 위한 p-version 비선형 유한요소 모델이 제시되었다. 이방성 적층평판이론에 기초를 둔 제안된 모델은 Total Lagrangian기법에 기초한 von Karman의 대변형-소변형률 이론과 증분소성이론(incremental theory of plasticity)을 적용하였다. 콘크리트의 경화법칙(hardening rule)과 그에 따른 파괴기준을 고려하고, 단부 계면 층분리 모델(plate-end interfacial debonding model) 즉, 보강판 끝 부분에서의 콘크리트 탈락에 대한 기준으로서 Oehlers Model과 Raoof and Zhang Model을 사용하였다. 콘크리트는 두께 방향으로 층상화기법(layered model)이 이용되며, 철근과 보강판은 환산층(smeared reinforcing layer)으로 계산되도록 하였다 적분형 르장드르 다항식이 형상함수로 사용되며, 절점에서의 응력값 산출을 위해 Gauss Lobatto 수치적분법을 사용하였다. 본 연구의 목적은 p-version 유한요소법을 사용하여 RC구조물에 대한 수피해의 정확도 및 모델의 단순성을 높인 수 있도록 하였다. 따라서, 철근과 콘크리트모델에 대한 이론적 근거는 기존의 연구문헌에 근거를 두었으며, 수치해석의 적정성은 팻취 보강된 RC보와 슬래브에 대한 문헌의 실험치 및 해석치와 비교 분석되었다.

• Spatial Information Research
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• 제22권5호
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• pp.27-41
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• 2014

최근 건축정보 분야에서는 터널, 교량 등 도시의 인프라에도 건축정보모델링(BIM: Building Information Modeling)이 적용되면서 대형화된 도시 건축물의 유지 및 관리를 위해 BIM 뿐만 아니라 건물의 외부환경에 대한 정보가 필요하게 되었다. 또한, 건축물정보모델 및 도시/지리정보 모델 간 정보의 상호운용성을 바탕으로 다양한 시뮬레이션 및 도시계획, 국토보안 등 기타 응용프로그램에서의 상당한 이익과 발전을 가져올 수 있다는 관점에서 공간정보와 빅 데이터의 융합은 강한 잠재력을 지니고 있다. 이에 본 연구에서는 건축정보 분야의 개방형 BIM(open BIM) 표준모델인 IFC(Industry Foundation Classes)와 GIS분야의 표준모델인 CityGML의 정보를 효율적으로 연계하기 위해 IFC와 CityGML, LandXML의 정보체계 및 형상표현의 차이점을 비교분석하였으며 공간정보 분석을 위한 객체기반의 건축 도시통합모델의 개발방향을 제시하고 BIM과 GIS 간의 기초 융합전략 및 활용방안을 마련하고자 하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권4호
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• pp.385-393
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• 2009

연구목적: 임플란트 경부 디자인의 차이가 경부 치밀골의 응력분포에 미치는 영향을 유한요소법을 이용하여 분석하고자 한다. 연구재료 및 방법: 몸체 형상은 유사 (직경 4.3 mm, 길이 10 mm)하나 경부 디자인이 internal형, external형, 및 submerged형으로 다른 3종의 임플란트 시스템 ((주)덴티스, 대구, 대한민국)에 대하여 축대칭 유한요소모델을 사용하여 해석하였다. 악골 폭경은 7 mm로 동일하게 모델링하였고 하중 조건으로는 임플란트 장축에 평행한 수직하중 50 N, 임플란트 장축에 $45^{\circ}$방향으로 작용하는 경사력 50N을 설정하였다. 결과: 해석한 3종의 임플란트 모두 경부 피질골에 응력집중을 발생시켰으며 디자인 차이에 따른 응력 수준의 차이가 관찰되었다. 경부 피질골의 최대 응력은 수직력 조건에서 internal형, submerged형, external형의 순으로 컸으며, 그 값은 각각 2.71, 2.60, 2.48 MPa였다. 경사력 조건에서는 internal형, external형, submerged형의 순으로 컸으며 그 값은 각각 9.30, 9.14, 8.97 MPa였다. 결론: 임플란트 경부 디자인이 주위 치밀골의 응력 분포에 영향을 미칠 수 있지만 그 차이는 크지 않은 것으로 분석되었다.

• 한국산림과학회지
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• 제104권1호
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• pp.98-103
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• 2015

반궤도식 임내작업차의 주행안정성 분석을 위하여 동역학분석 프로그램인 RecurDyn을 이용하여 횡전도 분석, 등판능력 분석, 장애물 통과 시뮬레이션을 수행하였다. 동역학분석 프로그램을 해석하는데 필요한 반궤도식 임내 작업차의 형상은 3D CAD모델러인 AutoCAD 3D를 이용하여 모델링하였다. 반궤도식 임내작업차의 공차 및 적재 시에서 횡단기울기 $20^{\circ}$ 이하의 지형에서 주행하는 것이 안전하다는 것을 알 수 있었으며, 종단기울기 시뮬레이션에서는 공차 및 적재 시에 종단경사 $28^{\circ}$ 미만의 지역에서 주행하는 것이 안정적인 것으로 판단되었다. 장애물 통과 시의 주행안정성은 공차 및 적재의 경우, 전륜타이어가 주행속도 각각 5 km/hr 및 4 km/hr 이상일 때 지면과 분리되는 것으로 예측되었으며, 후륜궤도는 지면과의 분리현상이 나타나지 않았으므로 장애물 통과 시에는 최대 5 km/hr 이하가 안전하다는 것을 알 수 있었다.