선형개발에 대한 연구는 주로 대형선박을 기준으로 Bezier, B-spline 그리고 NURBS와 같은 합성곡선생성기법을 이용하여 일반 곡선기법으로는 표현하기 힘든 구상선수나 굴곡이 심한 선미 등을 표현하고 검증하는 것으로 이루어지고 있다. 하지만, 전체 선박의 70%를 차지하고 있는 중소형 어선의 선형에 대한 연구나 기술적인 보고는 상대적으로 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 기존의 라운드타입에서 챠인 및 신챠인타입으로 변화해 가는 중소형 어선의 선형을 NURBS기법을 이용하여 표현하고, 전산화하는 프로그램을 개발하였다.
본 논문에서는 NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines)로 표현된 3차원 곡면을 복원하기 위한 영상 기반 곡면 모델링 기법을 제안한다. 카메라 보정이 수행된 복수의 영상으로부터 사용자가 대응곡선을 지정하면 카메라의 정보를 이용하여 대응 곡선의 3차원 복원을 수행한다. 사용자 인터페이스에 의해 각 영상에서 곡선을 지정하기 위하여 본 논문에서는 NURBS 곡선을 이용하였으며 bilinear surface, ruled surface, generalized cylinder, surface of revolution등의 기본 곡면뿐 아니라 skinned surface, swept surface, boundary patch등의 고급 곡면 생성을 지원하여 다양한 모양의 곡면 물체를 모델링 할 수 있다. 또한 영상을 기반으로 view-dependent 텍스처 생성방법을 지원하여 좀더 사실적인 곡면의 복원을 수행한다. 생성된 3차원 곡선 또는 곡면은 VRML과 같은 표준 형식으로 출력하여 재사용할 수 있다.
본 연구는 수중운동체의 선형을 수치적으로 표현하고 변형하는 기법을 내용으로 한다. 즉, 주요치수-전체길이, 중앙평행부의 길이, entrance 및 run부분을 정의하는 계수(이하 entrance 및 run계수라 한다.)등-를 주어진 설계조건으로 하여 실린더형 수중운동체를 생성하고, 이것을 NURBS(Nonuniform rational B-spline)곡선으로 표현한다. 또한 선형의 각 단면은 사용자 Interface를 통해 변화되고, 얻어진 수중운동체의 Offset과 횡단면적 곡선(Sectional Area Curve:SAC)을 도출한다.
본 연구는 고속연안어선의 선형을 전산기 내에서 효율적으로 표현하는 방법을 나타낸다. 즉, 선형을 특징짓는 선형 특성 곡선들(Hull form characteristic curves)로부터 무리함수를 사용하여 선형을 전산기 내에서 표현하였다. 그리고 선형 특성 곡선을 NURBS 곡선으로 표현하여 선형 변환을 수행하는 방법을 제시하였다.
본 연구는 제품디자인 개발과정에서 많이 활용되고 있는 워크스테이션(workstation)의 하나인 알라아스(Alias)를 활용하여 정확한 3차원 모델 링 데이터를 구축하는 과정을 비디오 개발 과정을 통해 제시하였다. 먼저 알리아스(Alias) 모델 링의 기본이 되는 NURBS 곡선의 특징과 표면 생성 방법을 파악하였다. 기본적인 표면을 생성한 후 사실적인 이미지 표현을 위해 적용하게 되는 질감표현(texture), 조명(lighting), 렌더링(rendering) 방법을 파악하였다. 제품 디자인의 모델 링에 필요한 이러한 요소들을 비디오 디자인 개발 과정을 통해 종합적인 활용방향을 제시하였다.
This paper presents a laser cutting of 2D image. 2D image in pixel graphic format is converted into vector graphic image by image processing. Bitmap graphics are made easily, but can not being used in application works for geometry transition. The Sobel's Edge detection method is used to find boundary points on 2D image. The points are fitted into curves with sampling and filtering. Sampling can provide efficient computation and filtering reconstuct features in image. The NC code is generated on MURBS curve of the points. Also, the offset of contour and cutting conditions are considered.
최근 비정형 건축구조물은 건설 산업의 디지털화로 인해 점점 더 복잡한 형상으로 디자인되고 있다. 특히, 외관 및 내부 구성요소들의 단면이 자유롭게 변화되는 곡선 및 곡면의 형태를 띠고 있으며, 그로 인해 곡률을 가진 구조부재들이 빈번히 나타나고 있다. 이러한 구조물의 모형을 작성하고 안정성을 평가를 하는데 있어, 고전적 방식의 유한요소 해석기법이 적용된 상용프로그램들은 신속한 형상 모델링이 불가능하여 생산성 저하를 초래하고 있다. 따라서 본 연구에서는 선행연구를 통해 개발된 구조해석 통합시스템을 확장하여 비정형 외피 형상을 신속하게 모델링하고, 그 결과물을 이용하여 외피를 구성하는 프레임 구조를 자동으로 생성할 수 있는 전후처리 모듈을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 전후처리 모듈은 스플라인 곡선 및 곡면의 세분화 알고리즘을 적용하여 NURBS곡면의 형상정보를 통해 해석요소를 자동으로 생성하고, 해석 후의 변형 형상을 보다 현실적으로 가시화 시킬 수 있도록 개발되었다. 본 연구를 통해 개발된 전후처리 모듈은 복잡한 곡면 형상을 신속하게 구축하고, 그에 따른 하부 골조시스템의 해석모형을 자동으로 생성할 수 있어 향후 비정형 건축물 설계의 생산성 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
This paper presents algorithms for computing offsets of freeform curves. The approach first divides the original curve into several segments at the inflexion points. Based on the obtained new control polygon and its offsets, quadratic trigonometric splines are constructed to approximate the offset curves. Finally, the shape parameter value of trigonometric spline is determined to satisfy the required tolerance. The degree of the output curve is two, independent of the original curve's degree. Because of the great controllability, the proposed method can generate a completely overestimating offset curve by adjusting the value of the shape parameter, which guarantees no overcutting in NC machining. Furthermore, it also produces the lowest number of control points compared with other works.
본 연구에서는 최적화기법과 전산유체역학의 기술을 이용하여 저항의 관점에서 최적의 형상을 가지는 선형을 개발하는 알고리즘을 개발하였다. 최적화기법으로는 SQP(sequential quadratic programming)을 사용하였으며, 목적함수인 저항을 구하기 위하여 먼저 조파저항은 비선형 자유수면 경계조건을 고려한 선체주위 포텐셜유동을 계산할 수 있는 수치해석기법인 상 방향 패널이동법을 사용하였고, 선체에 미치는 전 저항을 구하기 위하여 ITTC 1957년 모형선-실선상관곡선을 이용하였다. 선형최적화 과정 중의 선체의 변경이나 계산 격자의 생성은 NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)기법을 사용하여 구현하였다. 이와 같은 방법을 사용하여 개발된 선형최적화 기법의 타당성을 검증하기 위하여 선형이 비교적 잘 알려진 건형인 Wigley선형과 Series 60(CB=0.6)선형에 대하여 설계속도 Fn=0.316에서 선형최적화를 위한 수치해석을 수행하고 그 결과를 초기선형과 서로 비교하였다.
본 연구에서는 최적화기법과 전산유체역학의 기술을 이용하여 저항의 관점에서 최적의 형상을 가지는 선형을 개발하는 알고리즘을 개발하였다. 최적화기법으로는 SQP(sequential quadratic programming)을 사용하였으며, 목적함수인 저항을 구하기 위하여 먼저 조파저항은 비선형자유수면경계조건을 고려한 선체주위 포텐셜유동을 계산할 수 있는 수치해석기법인 상방향패널이동법을 사용하였고, 선체에 미치는 전저항을 구하기 위하여 ITTC 1957년 모형선-실선상관곡선을 이용하였다. 선형최적화 과정 중의 선체의 변경이나 계산 격자의 생성은 NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)기법을 사용하여 구현하였다. 이와 같은 방법을 사용하여 개발된 선형최적화 기법의 타당성을 검증하기 위하여 선형이 비교적 잘 알려진 선형인 Wigley선형과 Series 60(C${_B}$=0.6)hull 선형에 대하여 설계속도 Fn=0.316에서 선형최적화를 위한 수치해석을 수행하고 그 결과를 초기선형과 서로 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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