본 논문에서는 GSP(The Geometer's Sketchpad)를 이용한 역동적 기하 환경이 학생의 기하학적 성질의 추측에 어떤 영향을 미치는지를 살펴보았다. 좀 더 구체적으로 살피면, GSP 환경에서 학생들은 문제 상황에서 주어지지 않은 새로운 조건들을 생성하고 그 조건하에서 성질을 추측하는 활동이 활발하고, 문제의 조건이 너무 적은 개방적인 문제 상황에서는 추측 활동이 미약하였다. 또한 GSP 환경에서 추측한 성질은 지필환경에서 추측한 성질보다 복잡하였고 증명하기 어려웠으며 GSP의 다양한 기능 중 'Alt' 키를 이용하여 화면을 이동시킬 수 있는 기능은 측정과 계산 기능 등 과 같이 기하적 성질의 추측에 요긴하게 사용되었다. 또한 학생들은 기하적 성질을 증명할 때보다 스스로 기하적 성질을 발견하였을 때 더 자부심을 갖게 되며 더 기쁘게 생각하였다.
본 연구는 초등학교 학생들에게 함수의 그래프 표현 및 해석의 지도가능성을 탐색하기 위하여 설계되었다. 이를 위하여 부분적으로 역동적인 기하 소프트웨어를 이용하는 점진적인 함수 그래프 지도 방법을 고안하여, 초등학교 5학년생 4명을 대상으로 8차시의 수업을 실행하였다. 연구 결과, 아동들은 함수 관계에 대한 개념화, 1차 함수 그래프의 해석, 1차 함수 그래프 기울기의 의미를 인식하고, 기울기에 대한 논의와 실생활과의 관련성을 파악하는 것으로 나타났다. 함으로써 함수의 그래프 표현 및 해석의 지도가 가능함을 알 수 있었다. --삭제) 또한, 아동들은 GSP-선그래프를 통하여 그래프에서의 점과 선의 관계를 시각적으로 명확히 인식하였으며, 함수관계를 그래프로 정확하게 표현하는 데에 있어서 결정적인 역할을 했음을 알 수 있었다.
최신 볼류메트릭 기술이 제공하는 높은 기하학적 정확도와 사실성은 실제 객체와 캡춰된 3D 모델 간 높은 일치도를 보장한다. 그럼에도 불구하고 이렇게 획득된 3D 모델은 프레임 간 완전히 독립적인 3D모델로 시퀀스를 구성하고 있다는 측면에서, 매 프레임 모델 표면 구조(Geometry)의 일관성이 보장 되지 않으며, 정점(Vertex)의 밀도가 매우 높고 정점 간 연결 노드(Edge)가 매우 복잡해지는 특징을 확인 할 수 있다. 이 기술을 통해 생성된 3D 모델은 영화나 비디오 게임 제작 파이프라인에서 제작된 모델과는 본질적으로 다르며, 실시간 렌더링, 애니메이션 및 시뮬레이션, 압축과 같은 응용 분야에서 직접 사용하기에 적합하지 않다. 이와는 대조적으로 우리의 방법은 프레임 간 3D 모델 표면 구조의 높은 일관성을 확보하는 리메싱(Remeshing)과 비강체 표면(Non-rigid Shape)의 대응(Correspondences) 및 매칭(Matching)을 통한 점진적 변형(Deformation) 과정 및 텍스쳐 전달(Texture Transfer) 과정을 연결함으로서 볼류메트릭 3D 모델 시퀀스 품질의 일관성을 유지하며, 후 처리 과정의 자동화를 제공한다.
The dynamic photoelastic technique had been utilized to investigate the possibillity of relieving the large local singular stresses induced at the corner of a right- angle- indenter. The indenter compressed a semi-infinite body dynamically with an impact load applied on the top of the indenter. The effects of the geometric changes of the indenter in terms of the diameter (d) and the location (1) of the stress relieving notch on the behavior of the dynamic contact stresses were investigated. The influence of stress relieving notches positioned along the edge of the semi-infinite body on the dynamic contact stresses were also studied by changing the diameter (D) and the location (L) of the notch. A multi-speak-high speed camera with twelve sparks were used to take photographs of full field dynamic isochromatic fringe patterns. The contact singular stresses were found to be released significantly by the stress relief notches both along the indenter and the edge of the semi-infinite body. The optimal position and geometry of the stress relieving notches were obtained with the aid of limited experimental results.
본 논문에서는 GPU기반으로 옷감을 찢는 데 필요한 동적 재메싱를 실시간으로 처리할 수 있는 방법을 제안한다. 얇은 쉘 재질은 물리 기반 시뮬레이션/애니메이션, 게임, 가상현실 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 옷감을 찢는 것은 기하학과 연결 구조를 동적으로 갱신해야 되기 때문에 그 처리 과정이 복잡하고 계산양이 크다. 특히 인터랙티브 콘텐츠를 다루는 분야에서는 이 과정이 빠르게 수행되어야 한다. 대부분의 방법에서는 실시간을 유지하기 위해 저해상도 시뮬레이션을 통해 재메싱을 수행하거나 이미 분할된 패턴을 그대로 이용하기 때문에 동적 재메싱이라고 보기 어려우며, 찢어진 패턴의 품질이 낮다. 본 논문에서는 GPU에 최적화된 동적 재메싱 알고리즘을 새롭게 제안함으로써 고해상도 옷감 찢어짐을 실시간으로 처리할 수 있게 한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 사전에 쪼개진 메쉬 형태가 아닌 동적 재메싱이 가능하기 때문에 가상 수술시뮬레이션이나, 실시간을 요구하는 게임 및 가상환경에서 물리 기반 모델링울 할 때 활용될 수 있다.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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제8권3호
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pp.169-182
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2015
When simulating the dynamic behaviour of a hydro power plant, it is essential to have a good representation of the turbine behaviour. The pressure transients in the system occurs because the flow changes, which the turbine defines. The flow through the turbine is a function of the pressure, the speed of rotation and the wicket gate opening and is, most often described in a performance diagram or Hill diagram. In the Hill diagram, the efficiency is drawn like contour lines, hence the name. A turbines Hill diagram is obtained by performance tests on scaled model in a laboratory. However, system dynamic simulations have to be performed in the early stage of a project, before the turbine manufacturer has been chosen and the Hill diagram is known. Therefore one have to rely on diagrams for a turbine with similar speed number. The Hill diagram is drawn through measured points, so for using the diagram in a simulation program, one have to iterate in the diagram based on curve fitting of the measured points. This paper describes an alternative method. By means of the Euler turbine equation, it is possible to set up two differential equations which represents the turbine performance with good enough accuracy for the dynamic simulations. The only input is the turbine's main geometry, the runner blade in- and outlet angle and the guide vane angle at best efficiency point of operation (BEP). In the paper, simulated turbine characteristics for a high head Francis turbine, and for a reversible pump turbine are compared with laboratory measured characteristics.
A semi-infinite parallel crack propagated with constant velocity in two bonded anisotropic strip under anti-plane clamped displacement is analyzed. Using Fourier integral transform a Wiener-Hopf equation is derived. By solving this equation the asymptotic stress and displacement fields near the crack tip are determined, where the results give the more general expression applicable to the extent of the anisotropic material having one plane of elastic symmetry for the parallel crack. The dynamic stress intensity factor and energy release rate are also obtained as a closed form, which are the results applicable to the problem both of dynamic and static crack under the same geometry as this study. The stress intensity factor approaches zero at the critical crack velocity which is less than the shear wave velocity, but in typical case of isotropic or orthotropic material agrees with the velocity of shear wave. Also a circular shear stress around crack tip is considered, from which the stress is shown to be approximately symmetric about the horizontal axis. Referring to the maximum stress criteria, it could be shown that a brenched crack is formed by crack growth as crack velocity increases.
헬리콥터 비행 시뮬레이션을 위한 로터 운동방정식을 implicit formulation 형태로 유도하였다. 좌표계 사이의 상대운동을 고려한 일반화된 벡터 kinematics 를 유도하고 이를 적용하여 브레이드 임의 위치 에서 관성속도 및 관성가속도를 구하였다. 유도된 속도 및 가속도 벡터를 이용하여 플래핑, 리드래그 및 토오크 방정식 등을 implicit form으로 유도하였다. 브레이드 스팬에 따른 공간 적분 방법을 살펴보고, 다양한 힌지형상 및 힌지배열 순서에 관계없이 응용영역을 확장할 수 있음을 밝혔다. DAE(Differential Algebraic Equation) 형태를 갖는 본 연구의 결과식을 이용하여 동특성 계산을 위한 시간적분법을 검토하였다.
The crashworthiness of vehicles with finite element methods depends on the geometry modeling and the material properties. The vehicle body structures are generally composed of various members such as frames, stamped panels and deep-drawn parts from sheet metals. In order to ensure the impact characteristics of auto-body structures, the dynamic behavior of sheet metals must be examined to provide the appropriate constitutive relation. In this paper, high strain-rate tensile tests have been carried out with a tension type split Hopkinson bar apparatus specially designed for sheet metals. Experimental results from both static and dynamic tests with the tension split Hopkinson bar apparatus are interpolated to construct the Johnson-Cook and a modified Johnson-Cook equation as the constitutive relation, that should be applied to simulation of the dynamic behavior of auto-body structures. Simulation of auto-body structures has been carried out with an elasto-plastic finite element method with explicit time integration. The stress integration scheme with the plastic predictor-elastic corrector method is adopted in order to accurately keep track of the stress-strain relation for the rate-dependent model accurately. The crashworthiness of the structure with quasi-static constitutive relation is compared to the one with the rate-dependent constitutive model. Numerical simulation has been carried out for frontal frames and a hood of an automobile. Deformed shapes and the Impact energy absorption of the structure are investigated with the variation of the strain rate.
Kim, Do-Hoon;Chu, Sang-Hyon;Ahn, Kyung-Hyun;Lee, Seung-Jong
Korea-Australia Rheology Journal
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제11권3호
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pp.233-240
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1999
In order to understand the flow behavior of Electrorheological (ER) fluid, dynamic simulation has been intensively performed for the last decade. When the shear flow is applied, it is easy to carry out the simulation with relatively small number of particles because of the periodic boundary condition. For the squeezing flow, however, it is not easy to apply the periodic boundary condition, and the number of particles needs to be increased to simulate the ER system more realistically. For this reason, the simulation of ER fluid under squeezing flow has been mostly performed with some representative chains or with the approximation that severely restricts the flow geometry to reduce the computational load. In this study, Message Passing Interface (MPI), which is one of the most widely-used parallel processing techniques, has been employed in a dynamic simulation of ER fluid under squeezing flow. As the number of particles used in the simulation could be increased significantly, full domain between the electrodes has been covered. The numerical treatment or the approximation used to reduce the computational load has been evaluated for its validity, and was found to be quite effective. As the number of particles is increased, the fluctuation of the normal stress becomes diminished and the prediction in general was found to be qualitatively In good agreement with the experimental results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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