• 제목/요약/키워드: geodesic element

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막구조물의 재단도를 위한 측지선 형상해석 알고리즘 (Geodesic Shape Finding Algorithm for the Pattern Generation of Tension Membrane Structures)

  • 이경수;한상을
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.33-42
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    • 2010
  • 막구조의 설계에서 막재료의 효율적인 사용을 위해서는 측지선에 의한 재단도 해석을 수행해야 한다. 막구조의 측지선 결정방법은 크게 측지요소(geodesic element)를 이용한 비선형 형상해석에 의한 방법과 임의의 곡면 형상에 대한 측지선 탐색에 의한 방법으로 나눌 수 있는데, 현재까지 이 두 가지 해석법은 모두 3절점요소에 대한 적용알고리즘 만이 제시되었고, 4절점 요소에 대한 해석법은 제시되지 않았다. 이는 막구조의 설계에서 4절점 요소의 적용을 어렵게 하는 가장 큰 요인이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 3절점, 4절점 평면요소에 동시에 적용 가능한 측지선 결정알고리즘을 제시한다. 이를 위해 저자의 이전 연구를 발전시켜 명시적 비선형 해석법인 동적이완법을 비선형 측지선 형상해석에 적용하였다. 또한 3절점요소 뿐만 아니라 4절점요소에 대해서도 측지요소의 도입에 의한 형상해석이 가능하도록 하였으며, 4절점요소와 측지선요소에 의한 비선형 형상해석 및 재단도 해석예제를 통하여 본 연구에서 제시한 알고리즘의 정확성 및 효율성을 검증하였다. 따라서 본 연구에서 제안한 측지선 형상해석알고리즘은 형상해석, 응력해석, 재단도 해석과 관련된 일련의 해석과정에 대한 4절점요소의 적용성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

Geodesic shape finding of membrane structure with geodesic string by the dynamic relaxation method

  • Lee, K.S.;Han, S.E.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제39권1호
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    • pp.93-113
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    • 2011
  • The explicit nonlinear dynamic relaxation method (DRM) is applied to the nonlinear geodesic shape finding analysis by introducing fictional tensioned 'strings' along the desired seams with a three or four-node membrane element. A number of results from the numerical example for the nonlinear geodesic shape finding and patterning analysis are obtained by the proposed method to demonstrate the accuracy and efficiency of the developed method. Therefore, the proposed geodesic shape finding algorithm may improve the applicability of a four-node membrane element to membrane structural engineering and design analysis simultaneously for the shape finding, stress, and patterning analysis.

준측지궤적 알고리즘을 적용한 내압을 받는 필라멘트 와인딩 된 복합재 축대칭 구조물의 최적설계 (Optimal Design of Filament Wound Structures under Internal Pressure based on the Semi-geodesic Path Algorithm)

  • 김철웅;강지호;홍창선;김천곤
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2003년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.179-182
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    • 2003
  • This research aims to establish an optimal design method of filament wound structures. So far, most design and manufacturing of filament wound structures have been based on manufacturing experiences, and there is no established design rule. In this research, possible winding patterns considering the windability and the slippage between fiber and mandrel surface were calculated using the semi-geodesic path algorithm. In addition, finite element analyses using a commercial code, ABAQUS, were performed to predict the behavior of filament wound structures. On the basis of the semi-geodesic path algorithm and the finite element analysis method, filament wound structures were designed using the genetic algorithm.

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두께 방향의 와인딩 각도 변화를 고려한 필라멘트 와인딩 된 압력탱크의 해석 (Analysis of Filament Wound Pressure Tank Considering Winding Angle Variation in Thickness Direction)

  • 김철웅;박재성;홍창선;김천곤
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.211-214
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    • 2000
  • Filament wound pressure vessels have been studied for the efficient design tool to consider the variation of fiber angles through-the thickness direction. Filament winding patterns were simulated from semi-geodesic fiber path equation to calculate fiber path on arbitrary surface. Finite element analyses were performed considering fiber angle variation in longitudinal and thickness directions by ABAQUS. For the finite element modeling of the pressure tank, the 3-dimensional layered solid element was utilized. From the stress results of pressure tanks, maximum stress criterion in transverse direction was applied to modify material properties for failed region. In the end of each load increment, resultant layer stresses were compared with a failure criterion and properties were reduced to 1/10 for a failed layer. Results of progressive failure analysis were compared with two experimental data.

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지오데식 돔의 형상 균일화 알고리즘 (The Regularization Algorithm of Configuration for Geodesic Borne)

  • 한상을;이효천;이지연
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.340-347
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    • 2003
  • The aim of regularization of a structural configuration is to obtain a structure that consists of elements with identical or nearly identical length. And it is also possible to modify the configuration in a manner that the size of the elements vary in accordance with a specified pattern. For practical purpose, geodesic dome is cut off at a suitable place in order to make it fit on horizontal. Inevitably this pattern effects a change of element lengths. The purpose of this study is to verify a method for regularization of structural configuration by genetic algorithms and modify the element lengths of the dome. As a result of regularization of domes with various rise-span ratio, modified configurations have more regular element lengths and are more economical than initial configurations.

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두께 방향의 와인딩 각도 변화를 고려한 필라멘트 와인딩 된 압력탱크의 해석 (O Analysis of Filament Wound Pressure Tank Considering Winding Angle Variation In Thickness Direction)

  • 김철웅;박재성;홍창선;김천곤
    • Composites Research
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    • 제13권2호
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    • pp.51-60
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    • 2000
  • 본 논문에서는 두께 방향의 와인딩 각도 변화를 고려한 필라멘트 와인딩 된 압력탱크의 해석을 수행하였다. 두께방향의 와인딩 각도를 고려하기 위하여 임의의 맨드릴 표면에 대한 필라멘트 와인딩 궤적을 찾아낼 수 있는 semi-geodesic path식을 도입하였다. 필라멘트 와인딩 된 압력탱크의 유한요소 모델링을 위하여 3차원 적층고체요소를 사용하였으며, 상용프로그램ABAQUS를 이용하여 유한요소해석을 수행하였다. 해석에서는 모재 파손에 의한 강성저하를 모사하기 위하여 재료 비선형성을 고려하였으며, 이를 위하여 각 하중 증분 후에 섬유 수직방향 응력을 모재의 인장강도와 비교하는 최대응력파손이론을 도입하였고, 파손이 일어난 층에 대해서 모재 방향의 재료 상수를 1/10로 저하시켰다. 그리고, 점진적 파손해석을 수행한 결과를 문헌에 주어진 실험데이터와 비교하였다.

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POSITIVENESS FOR THE RIEMANNIAN GEODESIC BLOCK MATRIX

  • Hwang, Jinmi;Kim, Sejong
    • 대한수학회논문집
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    • 제35권3호
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    • pp.917-925
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    • 2020
  • It has been shown that the geometric mean A#B of positive definite Hermitian matrices A and B is the maximal element X of Hermitian matrices such that $$\(\array{A&X\\X&B}\)$$ is positive semi-definite. As an extension of this result for the 2 × 2 block matrix, we consider in this article the block matrix [[A#wijB]] whose (i, j) block is given by the Riemannian geodesics of positive definite Hermitian matrices A and B, where wij ∈ ℝ for all 1 ≤ i, j ≤ m. Under certain assumption of the Loewner order for A and B, we establish the equivalent condition for the parameter matrix ω = [wij] such that the block matrix [[A#wijB]] is positive semi-definite.

영역 기반 부호화를 위한 새로운 수리형태학 기반의 Connected Operator (A New Connected Operator Using Morphological Reconstruction for Region-Based Coding)

  • 김태현;문영식
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제37권1호
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    • pp.37-48
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    • 2000
  • 본 논문에서는 영역 기반 부호화를 위해 영상 분할 과정에서 요구되는 수리형태학 기반의 새로운 Connected Operator를 제안한다 참조 영상(Reference Image)의 선택에 있어 크기와 대조를 동시에 고려하는 효과적인 참조 영상 선택 방법을 제안한다 이는 시각적으로 중요한 요소를 보존하고 불필요한 영역은 제거함으로써 단순화 성능을 높일 수 있다 또한 기존 Connected Operator는 작은 크기의 요소들에 대해서는 좋은 결과를 보이지만 정의된 요소보다 크고 천천히 변화하는 영역에 대해서는 인접영역의 간섭으로 인해 단순화의 효과가 상당히 떨어지게 된다는 문제점이 있다 이를 보완하기위해 기존의 Geodesic Dilation 방법을 적응적으로 개선시키기 위해 원영상으로 복원된 화소는 연산과정에서 제외시킨다 제안하는 참조 영상 선택의 기준과 개체 영역을 고려한 개선된 Geodesic Dilation을 이용하여 크기와 대조를 고려한 새로운 Connected Operator를 제안한다. 제안하는 알고리즘은 중요 요소의 제거를 줄이고 화질을 개선시키며, 지역 최대/최소(Regional Maximum/Minimum)인 커다란 영역으로부터 발생하는 방해를 효과적으로 줄일 수 있다 실험 결과에 대한 주관적 평가에서 동일한 조건의 경우 제안하는 알고리즘이 기존 알고리즘보다 평탄면 생성이 더 우수함을 보였으며, 특히 객관적인 평가에서는 같은 영역 개수에 대해 기존의 연산자보다 평균 7dB정도 우수함을 확인하였다.

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영역의 크기와 휘도값의 대조를 고려한 수리형태학적 영상재구성 (Morphological Grayscale Reconstruction Based on the Region Size and Brightness Contrast)

  • 김태현;문영식
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 1999년도 학술대회
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    • pp.3-8
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    • 1999
  • In this paper, we propose a new connected operator using morphological grayscale reconstruction for region-based coding. First, an effective method of reference-image creation is proposed, which is based on the size as well as the contrast. The conventional connected operators are good for removing small regions, but have a serious drawback for low-contrast regions that are larger than the structuring element. That is, when the conventional connected operators are applied to these regions. the simplification becomes less effective or several meaningful regions are merged to one region. To avoid this, the conventional geodesic dilation is modified to propose an adaptive operator. To reduce the effect of inappropriate propagation, pixels reconstructed to the original values are excluded in the dilation operation. Experimental results have shown that the proposed algorithm achieves better performance in terms of the reconstruction of flat zones. The picture quality has also been improved by about 7dB, compared to the conventional methods.

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