• 제목/요약/키워드: 3D Modeling Program

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Seismic response of 3D steel buildings with hybrid connections: PRC and FRC

  • Reyes-Salazar, Alfredo;Cervantes-Lugo, Jesus Alberto;Barraza, Arturo Lopez;Bojorquez, Eden;Bojorquez, Juan
    • Steel and Composite Structures
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    • 제22권1호
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    • pp.113-139
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    • 2016
  • The nonlinear seismic responses of steel buildings with perimeter moment resisting frames (PMRF) and interior gravity frames (IGF) are estimated, modeling the interior connections first as perfectly pinned (PPC), and then as partially restrained (PRC). Two 3D steel building models, twenty strong motions and three levels of the PRC rigidity, which are represented by the Richard Model and the Beam Line Theory, are considered. The RUAUMOKO Computer Program is used for the required time history nonlinear dynamic analysis. The responses can be significantly reduced when interior connections are considered as PRC, confirming what observed in experimental investigations. The reduction significantly varies with the strong motion, story, model, structural deformation, response parameter, and location of the structural element. The reduction is larger for global than for local response parameters; average reductions larger than 30% are observed for shears and displacements while they are about 20% for bending moments. The reduction is much larger for medium- than for low-rise buildings indicating a considerable influence of the structural complexity. It can be concluded that, the effect of the dissipated energy at PRC should not be neglected. Even for connections with relative small stiffness, which are usually idealized as PPC, the reduction can be significant. Thus, PRC can be used at IGF of steel buildings with PMRF to get more economical construction, to reduce the seismic response and to make steel building more seismic load tolerant. Much more research is needed to consider other aspects of the problem to reach more general conclusions.

복합재 로터 블레이드의 차원축소와 복원해석을 위한 블레이드 해석 라이브러리 개발 (Blade Analysis Library Development of Dimension Reducible Modeling and Recovery Analysis for Composite Rotor Blades)

  • 장준환;이환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권10호
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    • pp.920-927
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    • 2015
  • 본 논문에서는 블레이드 해석 라이브러리를 통해 단면해석 및 응력복원 해석 결과를 VABS의 결과와 비교하였다. 강성 행렬로 연결된 1차원 보 모델을 가상일의 원리에 의해 계산된 에너지를 복원 이론에 기반한 차원 복원해석 과정을 통해 계산된 응력과 3차원 해석모델과 비교하였다. 블레이드 해석 라이브러리의 구성, 입력 및 출력 형태, 차원 축소와 복원을 통한 로터 블레이드의 구조해석 프로시져를 기술하고, 블레이드 해석 라이브러리의 검증은 고형모델, 박 벽 모델의 단면해석, 3차원 복합재료 유한요소 모델로 구성하여 VABS를 통하여 검증하였다. 차원 축소와 복원해석을 통하여 블레이드 해석 라이브러리는 복합재료 블레이드의 전후처리 프로그램와 연계되어 고고도 무인기, 로터 블레이드, 풍력 블레이드 및 틸트로터 블레이드의 모델링에 활용될 수 있을 것이다.

열전소자를 이용한 자동차 엔진 배기 폐열 회수 시스템 해석 모델 개발 (Development of Simulation Model for Waste Heat Recovery from Automotive Engine Exhaust Using Thermoelectric Generator)

  • 김기범
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.1022-1026
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    • 2013
  • 최근 엔진 효율 향상을 위하여 열전 소자를 이용한 자동차 엔진 폐열 회수 기술이 주목 받고 있다. 열전소자 해석 모델링은 많이 개발 되었으나, 특정한 시스템 해석 모델과 함께 적용된 사례는 찾아보기 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 열전소자를 이용하여 디젤 엔진의 배기 폐열 에너지 회수율을 평가할 수 있는 해석 모델을 1-D 상용 프로그램인 AMESim을 이용하여 개발하였다. 개발한 열전소자 해석 모델은 다양한 소자 종류에 따른 열전 발전 효율 및 폐열 회수율 평가가 가능한 모델이며, 디젤 엔진 해석 모델은 현재 상용화된 모든 디젤 엔진을 모사할 수 있는 모델이다. 여러 운전 조건에서 디젤 엔진의 폐열로부터 하나의 열전소자를 사용하여 회수 가능한 에너지는 약 544.75W이고, 전기로 변환될 수 있는 동력은 약 40.4W이었다. 본 연구에서 개발한 해석 모델은 같은 해석 프로그램에서 연동하여 해석을 용이하게 수행할 수 있기에 추후 열전소자를 이용한 디젤 엔진의 배기 폐열 회수 시스템 개발 시 회수율을 예상하고 시스템 최적화를 수행할 수 있는 방법을 제공할 것으로 기대된다.

3D 프린팅 기술을 활용한 치매노인 전용 영양(수분)보충 식품섭취용기 개발 (Development of 3D Printed Snack-dish for the Elderly with Dementia)

  • 이지연;김철호;김국원;이경애;고광오;김희선
    • 대한지역사회영양학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.327-336
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    • 2021
  • 본 연구는 전반적 신체기능 소실, 음식 섭취량의 만성적 저하의 특징을 갖는 치매노인에서 만성적 영양불량 해소에 도움을 줄 수 있도록 수분이나 영양소의 보충을 위한 스낵 개념의 식품을 제공하는 맞춤형 용기를 개발하고자 하였다. 아이디어 창출 협의체 구성 후 선행연구 탐색 및 브레인스토밍을 통하여 포도 모양의 디자인이 적합하다고 판단하였다. 드로잉 스케치와 점토모형 제작 후 시제품 제작을 위해 개인니즈를 충족시키며 소규모 제작에 적합하다고 알려진 3D 프린팅 기술을 적용하였다. 3차원 설계는 3D CAD 소프트웨어 SolidWorks을 이용하였고 한국인의 영양소섭취기준과 관련 선행연구 및 기존 연구결과를 종합하여 용기 당 최대 수분제공량 및 수치를 결정하였다. 필라멘트를 녹인 뒤 층층이 쌓아올리는 출력 방식(FDM) 3D 프린터(DP200)를 사용하였고 식품용기 위생과 안전을 고려하여 사전유해물질 인준이 확인된 옥수수 전분 유래 PLA 필라멘트를 이용해 출력하였다. 용기 당 수분을 기준으로 수분 섭취기준대비 30%를 충족하는 285 mL를 설정하였다. 제작 크기를 고려하여 포도 알맹이는 총 6개로 결정되었다. 알맹이 1개당 47.5 mL의 수분제공이 가능하였는데, 이를 통해 반지름 2.25 cm의 반 구로 설계하였다. 이때 사이 간격을 4 mm로 설정하였다. 사용 시 안전사고 예방을 위해 조작이 쉽고 모나거나 뾰족하지 않은 외형을 갖추며 위생을 위한 뚜껑도 설계하였다. 인지기능이 저하된 치매노인이 해당 용기를 사용할 때 흥미를 느끼고 식사섭취 중 교육 교구로 응용될 수 있도록 뚜껑과 포도 알맹이 바닥면에 숫자를 각인하여 최종 출력 및 조립하였다. 조립 시 수동 작업이 요구된 점은 3D 프린팅 기술의 대표적 장점인 편리성에 반하는 점으로 향후 보완논의가 필요하다고 사료된다. 신체기능이 퇴화되어 만성적으로 섭취량이 제한된 치매 노인에게 단순 섭취 증량을 권고하기에는 무리가 있으므로 맞춤형 영양중재 실시는 상당히 중요하다. 따라서 추후 연구를 통해 개발된 치매노인 전용 식품섭취용기의 만족도 분석을 실시하고 영양밀도를 높인 전용 음식 개발 과정이 논의되어야 하겠다. 4차 산업 핵심기술인 3D 프린팅을 연구에 적용하여 아이디어 구현에 정확도와 편의성이 확인되었으나 관련 기술수준에 따라 발생하는 비용 지출과 외부 전문가 의존에 대한 한계점은 향후 해결이 필요한 부분이라 사료된다. 추후 영양중재 도구개발 시 연구 다양성을 위해 식품영양 전공자에게 해당기술의 융합교육을 통한 자급 활용 빈도를 높이고 진입장벽을 낮추기 위한 다방면의 시도가 필요하겠다.

부품의 중요도를 활용한 3차원 전차 모델 기반 생존성 분석 시스템 개발 (A Development of 3D Modeling-based Survivability Analysis System for Armored Fighting Vehicle using Importance of Components)

  • 황훈규;이재욱;이재웅;이장세
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.1269-1276
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    • 2015
  • 전차의 임무 수행 능력은 생존성에 의해 크게 좌우된다. 생존성은 위협에 의한 피해를 예방하거나 피해를 입더라도 이를 감내하는 능력을 의미한다. 전차의 생존성 향상을 위해서는 피격에 의한 부품 손상으로 인한 영향 분석이 이루어져야 하며, 이를 토대로 설계 단계에서 부터의 성능 개선이 이루어져야 한다. 본 논문에서는 전차의 생존성 향상을 위하여 중요도 기반의 전차 생존성 분석 시스템을 개발하는 것에 관한 내용을 다룬다. 중요도는 전차를 구성하는 각 부품이 차지하는 비중을 수치화하여 나타낸 것을 의미하며, 이는 정량적인 전차 생존성 분석의 기초가 될 수 있다. 이를 위해 전차의 주요 부품별 가중치 부여를 통한 가중치 트리 구성 및 중요도 계산식을 적용하였으며, 이를 이용하여 전차의 생존성 분석 및 기능별 피해기준에 따른 분석을 수행하였다. 또한 이를 적용한 부품 구조화 및 가중치 설정 프로그램과 생존성 분석 및 시각화 프로그램을 개발하였으며, 전차 구성 부품을 3차원 CAD 모델을 이용하여 실험하는 것으로 개발한 시스템의 유용성을 검증하였다. 개발한 시스템은 전차를 구성하는 주요 부품의 공간 배치 등에 활용될 수 있을 것이다.

알코올 투여에 따른 혈압의 변화 양상 : 용존산소량에 따른 혈압 변화 (Aspect of Blood Pressure after Oral Administration of Alcohol : Effect of Dissolved Oxygen on Blood Pressure)

  • 송병정;이병요;채정우;안정화;권광일
    • 한국임상약학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.228-233
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    • 2012
  • Purpose: The purpose of this study was to elucidate the effect of dissolved oxygen in alcohol to blood pressure of healthy persons. Methods: Subjects (n=30) were randomized in a double blind crossover study to receive 120 mL, 240 mL, 360 mL of alcohol (Korean spirit, 19.59 v/v%, dissolved oxygen is 8 ppm and 20 ppm). Blood alcohol concentration (BAC) and blood pressure were measured applying Lion SD-400 Alcolmeter$^{(R)}$ Breathalyser and Tensoval duo control. Pharmacokinetic parameters ($C_{max}$, $T_{max}$, $AUC_{last}$, $K_{el}$, $V_d$, Clearance) were calculated using Winnonlin$^{(R)}$ program. The difference of parameters and values were analysed by student t-test using Microsoft$^{(R)}$ Excel program. Results: The $AUC_{last}$ values of 8 ppm group and 20 ppm group in 240 ml administration were $6.15{\pm}2.60cg{\cdot}min/ml$, $5.33{\pm}1.84cg{\cdot}min/ml$ (p<0.05) and those in 360 mL were $11.93{\pm}5.70cg{\cdot}min/ml$, $10.33{\pm}4.60cg{\cdot}min/ml$ (p < 0.01), respectively. Thus, the $AUC_{last}$ was significantly decreased. On the other hands, there was a significant change in systolic blood pressure (SBP) after alcohol administration. All measured value after 360 mL of alcohol administration was significantly decreased (p < 0.01). Conclusions: The dissolved oxygen in alcoholic beverage has no effect on blood pressures but the alcohol administration has an effect on blood pressure. Thus, SBP can be used as a biomarker of alcohol administration and utilized in PK/PD modeling of alcohol.

Evaluations and Comparisons of Body Surface Doses during Breast Cancer Treatment by Tomotherapy and LINAC Radiotherapy Devices

  • Lee, Hyun-Jik;Bae, Sun-Hyun;Cho, Kwang Hwan;Jeong, Jae-Hong;Kwon, Su-Il;Lee, Kil-Dong
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제28권4호
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    • pp.218-225
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    • 2017
  • Effects on skin caused by the dose from linear accelerator (LINAC) opposing portal irradiation and TomoDirect 3-D modeling treatment according to the radiation devices and treatment methods were measured, and a comparative analysis was performed. Two groups of 10 patients each were created and measurements were carried out using an optically stimulated luminescence dosimeter. These patients were already receiving radiation treatment in the hospital. Using the SPSS statistical program, the minimum and maximum average standard deviations of the measured skin dose data were obtained. Two types of treatment method were selected as independent variables; the measured points and total average were the dependent variables. An independent sample T-test was used, and it was checked whether there was a significance probability between the two groups. The average of the measured results for the LINAC opposing portal radiation was 117.7 cGy and PDD 65.39% for the inner breast, 144.7 cGy and PDD 80.39% for the outer breast, 143.2 cGy and PDD 79.56% for the upper breast, 151.4 cGy and PDD 84.11% for the lower breast, 149.6 cGy and PDD 83.11% for the axilla, and 141.32 cGy and PDD 78.51% for the total average. In contrast, for TomoDirect 3-D conformal radiotherapy, the corresponding measurement values were 137.6 cGy and PDD 76.44%, 152.3 cGy and PDD 84.61%, 148.6 cGy and PDD 82.56%, 159.7 cGy and PDD 88.72%, and 148.6 cGy PDD 82.56%, respectively, and the total average was 149.36 cGy and PDD 82.98%. To determine if the difference between the total averages was statistically significant, the independent sample T-test of the SPSS statistical program was used, which indicated that the P-value was P=0.024, which was 0.05 lower than the significance level. Thus, it can be understood that the null hypothesis can be dismissed, and that there was a difference in the averages. In conclusion, even though the treatment dose was similar, there could be a difference in the dose entering the body surface from the radiation treatment plan; however, depending on the properties of the treatment devices, there is a difference in the dose affecting the body surface. Thus, the absorbed dose entering the body surface can be high. During breast cancer radiotherapy, radiation dermatitis occurs in almost all patients. Most patients have a difficult time while undergoing treatment, and therefore, when choosing a radiotherapy treatment method, minimizing radiation dermatitis is an important consideration.

HSPF 와 AEM3D를 이용한 기후변화에 따른 상사호 유역의 수질오염 부하 및 댐 내 수질 변화 특성 분석 (Evaluation of water quality in the Sangsa Lake under climate change by combined application of HSPF and AEM3D)

  • 고나연;김재영;서동일
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권11호
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    • pp.877-886
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    • 2022
  • 본 연구는 상사호(주암조절지)의 유량과 수질이 향후 기후변화에 따라 어떻게 변화하며 어떠한 대책이 필요한지에 대한 분석과 관리 대책을 수립하는 것을 지원하고자 수행되었다. 유역의 변화를 예측하기 위하여 HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran) 와 호 내의 수질 예측하기 위해 AEM3D (Aquatic Ecosystem Model)를 연계하여 사용하였다. 기후변화 조건은 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)에 따른 AR5(5th Assessment Report)의 RCP (Representative Concentration Pathways) 4.5와 RCP 8.5 시나리오를 사용하였다. 기후변화 시나리오는 기상청에 의해 상사호 유역에 대한 상세화된 자료를 사용하였고, 2012년~2021년의 10년간의 기간에 대해 보정 및 검증 하고, 미래 상황의 예측을 위해 현재, 2025년~2036년, 2045년~2056년 그리고 2075년~2086년의 기간으로 구분하고 또한 연도별로 6월부터 8월까지의 여름철과 12월부터 2월까지의 겨울철에 대해 구분하여 분석하였다. 전체 모의 기간에 대한 상사호 유역의 유량은 산술 평균으로는 RCP 4.5보다 RCP 8.5 가 큰 것으로 나타났으며 TN, TP 또한 RCP 4.5에서 높은 경향을 나타내었다. 그러나 RCP 8.5에서 갈수기에는 오염물질의 유출이 감소하고, 여름철에는 오염물질의 유출이 증가하여 연간 오염물질 유출량이 홍수기에 집중되는 특성을 나타내었으며 이에 따른 대책이 필요할 것으로 분석된다.

EFDC를 이용한 3차원 수리-수온 모델링 (3-D Hydrodynamics and Temperature Modeling Using EFDC)

  • 서동일;권기환;박병준
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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    • pp.2220-2224
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    • 2009
  • 하천의 수질모의를 위해서는 정상상태 모델인 QUAL2E 가 널리 사용되어 왔다. 그러나 우리나라는 기후 특성상 하절기에 강우가 집중되고 경우에 따라서는 댐등에 의해 장기간 수류의 지체현상이 발생하므로 지역 및 시기에 따라 발생하는 수질 문제가 서로 다를 수 있다. 따라서 우리나라의 대부분의 수체에서는 시간에 따라 모의를 할 수 있는 비정상 상태의 수질모델이 적용되어야 할 필요가 종종 발생한다. 미국공병단에서 개발된 CE-QUAL-W2 모델은 2차원 모델로서 수리동역학과 수질반응역학을 한데 묶어서 풀이하였다는 점에서 획기적인 변화로 볼 수 있다. 이 모델은 종방향으로 길고 수심이 깊으며 상대적으로 하폭이 좁은 형태의 수체에 적합하며 하폭방향의 수질 변화를 나타내는 데 사용되지 못하는 단점이 있다. WASP(Water Quality Analysis and Simulation Program) 은 미국 환경부에서 개발한 비정상상태 3차원 수질모델로서 세계적으로 다양한 수체에 널리 사용되어 왔다. 이 모델에서 1차원적 흐름을 예측할 수 있는 DYNHYD 라는 수리학적 부프로그램은 2차원 또는 3차원 상황에서는 사용할 수가 없었음에 따라 수리학적 고려가 빈약한 것이 이 모델의 가장 큰 약점으로 지적되어 왔다. 최근 미국 환경부는 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 라는 3차원 수리동역학 프로그램을 이용하여 대상 수체의 수리학적 거동을 모의하고 그 결과를 WASP7 에 연계시킬 수 있도록 하여 기존의 단점을 대폭 보완하였다. 본 연구에서는 금강 상류에 위치하고 있는 용담호를 대상으로 EFDC 를 이용하여 2005년 1년간 수위 및 수온성층현상을 예측하고 그 결과가 WASP 에 연결되어 사용될 수 있도록 하였다. 적절한 격자의 수를 결정하기 위하여 다양한 경우가 시행착오적으로 시험되었으며 비교적 적은 숫자의 격자로도 수위 및 수온의 모의가 가능하다는 것을 발견하였다.

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간이화된 격자 구조 모델을 사용한 선박의 도킹 해석에 대하여 (On the Docking Analysis of Global Ship Structure Using Simplified Grillage Model)

  • 김성찬;유철호;이장현;이경석;백기대;손상용;최중효
    • 대한조선학회논문집
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    • 제45권6호
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    • pp.710-718
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    • 2008
  • This paper presents a simple and fast approach to plan the arrangement of supports and to do a ship docking analysis. The unpredicted structural damages often happen from a docking works as the size of ships are getting larger and larger. In docking a ship, excessive reaction forces from supports are primary causes of the structural damage. The grillage analysis method is employed to simply calculate only the reaction forces at supports. The grillage modeling strategies are proposed to improve the accuracy. In this paper, the results obtained by the proposed approach are compared with those of the current whole-ship FEA for typical types of ships. Comparison shows that the results from the present grillage approaches are reasonably in a good agreement with the 3-D full F.E one. Finally, an integrated program developed for the ship docking analysis is described.