남해안의 연안전선 형성에 영향을 주는 조류와 취송류, 그리고 밀도류의 분포를 파악하기 위하여 3차원유동모델 (POM; Princeton Ocean Model)을 이용하여 수치실험 하였다. 조석 잔차류의 유향을 보면 거제도 및 남해도 먼 바다에서는 남향 류가 우세하였고, 전라남도 먼 바다에서는 서향류가 우세하게 나타났으며, 밀도류는 남해안의 대표적인 해류인 쓰시마 난류를 잘 재현하였다. 또한, 취송류의 흐름도 일반적인 흐름과 유사하게 잘 재현되었다. 외양역에서는 밀도류의 영향이 강하며, 해안부 근에서는 취송류와 조석잔차류의 영향이 전체잔차류에서 반영되었다. 이상의 결과를 통하여 남해안에서의 물질 이동·확산을 예 측하기 위한 기초자료로 활용 가능 할 것으로 판단된다.

본 연구는 3차원 지형 자료인 수치고도모델(DEM : Digital Elevation Model)을 이용하여 비행시뮬레이션을 위한 현실과 가까운 3차원 지형을 모델링 하는 것을 목표로 한다. DEM 데이터를 활용해 정규격자(Regular Grid)로 구성된 지형 모델을 만든 후, 고로우 쉐이딩(Gouraud Shading)을 통해 높이에 따른 색상의 차이를 표현한다. 이후 위성에서 찍은 사진을 맵핑하여 현실감을 높인 3차원 지형을 생성할 수 있다. 3차원지형 표현방법은 게임공간에서 지형표현이나 비행시뮬레이션과 같은 여러 분야에서 활용할 수 있다.

최근 강구조물의 고층화 및 장경간화로 인하여 SM570강재와 같은 고강도 강재의 적용을 필요로 하고 있다. 강구조물의 정확한 내진설계를 위한 내진구조해석시 비선형 반복하중을 받는 강재의 특성을 명확히 포현할 수 있는 구성식이 필요하다. SM570는 최근 그 사용이 증가하고 있으나 아직 반복소성거동의 구현 및 정식화에 관한 연구는 아직 미진하다. 본 연구에서는 인장 및 저싸이클 피로 실험을 통하여 SM570 강재의 반복소성모델을 제안하였다. 제안된 반복소성모델을 3차원 유한요소에 적용하여 SM570이 사용된 원형 강교각의 내진해석을 수행하였다. 실험결과와 내진해석을 통하여 본 연구에서 제안한 구성식은 SM570이 사용된 강구조물의 복잡한 소성거동을 정도 높게 구현함을 알 수 있었다.

해상의 축양장에서 초음파 핑거를 부착한 참돔의 유영행동을 원격계측 시스템으로 추적한 현장실험의 관측결과로부터 수치 모델의 파라메터를 최소자승법으로 추정한 결과와 정규난수를 이용한 시뮬레이션에 의해 각 개체의 추정위치의 시계열 데이터를 구하여 유영궤적, 유영속도, 유영깊이, 축양교의 벽과 개체 사이의 근접거리, 개체 상호간의 최근접거리 등의 유영특성을 나타내는 지표에 대해 현장보험에 의한 결과와 시뮬레이션에 의한 결과를 비교한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 초음파 핑거를 부착한 참돔을 방류하여 120분 동안의 유영행동을 추적한 현장보험에 의한 유류궤적은 고류 후 30분이 경과한 때에는 축양권의 중심 부근으로 이동하고, 주로 축양노의 좌하 모퉁이와 우상 모퉁이의 대각선 방향으로 분포하는 경향을 나타내었으며, 시뮬레이션에 의한 유영궤적도 이와 유사한 경향을 나타내었다. 2. 현장보험의 결과로부터 계산된 어군의 평균 유영속도는 39.2 cm/sec (1.4BL cm/sec)였으며, 시뮬레이션에 의한 평균 유영속도는 44.4 cm/sec (1.6BL cm/sec)로서 보험에 의 한 결과와 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 3. 현장보험에서 계측된 어군의 평균 유영 깊이는 238 cm였으며, 시뮬레이션에 의한 결과는 248 cm로서 큰 차이가 없었다. 4. 현장보험에서 구한 축양노의 벽과 개체 사이의 평균 근접거리는 132 cm였으며, 시뮬레이션에 의한 결과는 129cm로서 비슷한 것으로 나타났다. 5. 현장보험에 의한 개체 상호간의 평균 최근접 거리는 83 cm였으나, 시뮬레이션에 의한 결과는 61cm로서 다소 차이가 있는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 고속철도차량(TGV)이 교량 상을 통과할 경우 교량의 동적 거동을 해석하기 위한 단순화된 3차원 차량-교량 상호작용해석 모델을 제시한다. 축하중 편심 모델링 방법을 도입하여 교량에 작용하는 축하중에 의한 비틀림력과 교량의 비틀림 회전변위의 영향을 고려하여 보다 정확한 교량의 거동에 대한 해석 결과를 얻는다. 앞기관차, 뒷기관차, 객차들에 대해서 운동에너지, 포텐셜에너지, 감쇠에너지를 차량과 교량의 자유도로 각각 나타내고, Lagrange의 운동방정식을 적용하여 차량과 교량의 운동방정식을 유도한다. 또한, 차량-교량 사이에 상호작용을 고려하여 교량에 작용하게 되는 하중에 관한 식을 유도하며, 이러한 하중을 받는 교량의 운동 방정식이 구성된다. 시간경과에 따라 차량의 위치를 결정하면서 그 위치에 따른 차량-교량 시스템의 질량행렬, 강성행렬, 감쇠행렬, 그리고 하중벡터를 구성할 수 있고, Newmark의 방법(평균가속도법)을 이용하여 전체 차량-교량 시스템의 거동을 해석한다.

A three-dimensional digital image processing technique is proposed to quantitatively predict the dispersion phenomena of oil droplet onto the surface of the water. This technique is able to get the dispersion rate of an oil droplet three-dimensionally just below the surface of the water over time. The obtained dispersion rate obtained through this technique is informative to the investigation into the relationship among the gravity, surface tensions between oil, water, and air. This technique is based upon the three-dimensional PIV(Particle Imaging Velocimetry) technique and its system mainly consists of a three CCD(Charge Coupled Device) cameras, an image grabber, and a host computer in which an image processing algorithm is adopted for the acquisition of dispersion rate oil an oil droplet.

We calculated the residual current forced by buoyancy, wind stress, and tidal stress in the Chinhae Bay using a three-dimensional diagnostic model. The calculated current was also compared with the observation. The flow directs outward from the central area of the Bay in the upper layer, and also forms eddy-shape stucture in the upper and middle layers. The flow of bottom layer shows an opposite pattern compared to those of top and middle layers. The maximum speed was 6.05 em/see (September) and 3.49 cm/sec (November) in the upper layer, and 4.39 cm/sec on both month in the middle layer. The Kinetic energy of November (8.39xlO' W) was larger than that of September (1.24xlO 'W), mainly resulting from larger buoyancy effect in September. In spite of the roughness of the grid size(1 km) and wind date, the calculated flow shows eorrelation(r=0.71) with the observation. We expect that the correlation be increased by increased by adopting the fine grid and the variable coefficients of diffusion and viscosity.

본 연구에서는 CT영상기반 3차원 고관절모델을 이용한 컴퓨터시뮬레이션을 통해서 고관절의 운동범위 (Range of Motion)를 측정하는 방법을 제시하였다. 본 연구에서는 그 측정방법에 대한 기술적인 사항을 제시하고, 그 기술이 재현성 있게 실현할 수 있도록 대퇴골두 중심점의 결절, 대퇴골 외전(Abduction)/내전(adduction)회전축, 굽힙(flexion)/신전(extension) 회전축을 정의하고 측정하는 명확한 방법을 제시하였다. 외전각은 해부학적인 시상면(Sagittal plane)상의 Anterior-Posterior축에 대해 아래쪽(Inferior)면으로부터 Lateral 쪽으로의 회전각으로 정의된다. 최대외전각은 대퇴골두가 엉덩이뼈(Pelvis)의 절구(Acetabulum)의 테두리와 겹치지 않고 Anterior-Posterior축을 중심으로 회전할 수 있는 최대 외전각으로 결정된다. 굴곡각은 해부학적인 관상면(Coronal plane)상의 Medial-Lateral축에 대해 아래쪽(Inferior)면으로부터 회전각으로 정의된다. 최대굴곡각은 대퇴골이 Medial-Lateral축을 중심으로 엉덩이뼈(Pelvis)의 절구(Acetabulum)의 테두리와 겹치지 않고 회전할 수 있는 최대 굴곡각으로 결정된다. 정상고관절에 비해 인공고관절술을 받은 해당 환자의 경우, 외전에서는 60도 정도, 굽힘에서는 4도 정도 운동범위가 줄어들 수 있다는 예측이 나왔다. 본 연구에서 행한 시뮬레이션을 해보고 외전의 경우 운동범위의 감소가 예측되므로, 대퇴골두를 조금 큰 것을 고르거나 대퇴골목부의 길이 (femoral neck offset)를 길게 시술해야 할 필요가 있음을 의미한다.

본 연구는 무인항공기를 활용한 원격탐사적 기법을 통해 고해상도 정사영상과 수치표고모델기 반 3차원 지표모델을 구축하여, 광해복구사업의 중간단계 모니터링에 활용하고 그 효율성을 고찰하였 다. 무인항공기를 통한 원격탐사로 3.8 cm의 공간해상도를 갖는 수치표고모델 및 정사영상을 구축하 였으며, 광해복구사업의 중간과정을 모니터링하였다. 또한 고해상도 영상을 통해 사물 및 지형적 구분 이 용이함을 확인하였다. 구축된 수치표고모델을 기반으로 3차원 모델을 구축하였고 토양복구사업의 면적 및 체적 등의 공간정보를 추출하였다. 그 결과 사업 결과모델 형성을 위한 추가적인 토양 적치 총량은 268,672 m3이며 약 71만 톤의 양에 해당하는 것을 확인하였다. 이는 무인항공기의 광해복구사 업 모니터링의 효율성을 증명하는 것으로 추후 보다 많은 활용도를 보일 것으로 사료된다.

Recent developments in robotics and intelligent vehicle area, bring interests of people in an autonomous driving ability and advanced driving assistance system. Especially fully automatic parking ability is one of the key issues of intelligent vehicles, and accurate parked vehicles detection is essential for this issue. In previous researches, many types of sensors are used for detecting vehicles, 2D LiDAR is popular since it offers accurate range information without preprocessing. The L shape feature is most popular 2D feature for vehicle detection, however it has an ambiguity on different objects such as building, bushes and this occurs misdetection problem. Therefore we propose the accurate vehicle detection method by using a 3D complete vehicle model in 3D point clouds acquired from front inclined 2D LiDAR. The proposed method is decomposed into two steps: vehicle candidate extraction, vehicle detection. By combination of L shape feature and point clouds segmentation, we extract the objects which are highly related to vehicles and apply 3D model to detect vehicles accurately. The method guarantees high detection performance and gives plentiful information for autonomous parking. To evaluate the method, we use various parking situation in complex urban scene data. xperimental results shows the qualitative and quantitative performance efficiently.

본 연구에서는 백두산 화산 분화 시 발생할 것으로 예상되는 화산재 확산 피해에 대해 화산분화지역을 중심으로 그 주변 지역의 공간적 피해를 시뮬레이션(WRF 및 FALL3D)을 통해서 예상피해를 제공하는 프로그램을 구현하여 화산재 확산 가시화를 수행한다. 화산재해의 공간적 피해를 정량적으로 계산한 결과 값의 집합체(NetCDF)를 이용하여 Fall3D방식에 의한 화산재 확산모형을 표현하고 확산을 표현하기 위해 전처리된 확산 모델 결과 데이터를 입력받아 3차원으로 표현하고 가시화하는 방식에 대한 연구를 통해 효과적인 화산재의 확산을 시각화할 수 있도록 단위영역별 농도표시법, LOD적용방법, 적층레이어 효과 등을 사용하여 최적의 가시화 방법을 찾았다. 시도된 방식 중 LOD적용은 고농도 부분은 화산재 격자의 개수를 많게 표현하고 저농도에서는 화산재의 개수를 적게 표현하여 현실감을 극대화 하도록 프로그램을 구성하였으며, 현실적인 시각화를 위해 느슨한 옥트리(Loose Octree) 표현방식을 사용하여 LOD기법을 적용하였다. 최종적인 가시화 방식으로 선택한 적층레이어 표현 방식은 입자총농도(CON)내에 포함된 레이어(10개~ 61개)를 적절한 간격으로 선택하여 적층 가시화하고 투명효과를 적용하였다. FALL3D의 시뮬레이션 방식이 단위면적당 농도값을 나타내는 결과를 나타내는 결과파일이 고용량(1GB이상)이므로 가시화를 위해 데이터를 다운로드하고 표출하는 시간을 단축하기 위한 기술개발이 지속적으로 필요하다.

본 연구에서는 3차원 기반의 수방구조물에 대한 정보모델을 구축하기 위해 건설분야에서 대표적으로 활용되는 데이터 모델인 CIS/2, IFC, CityGML, LandXML을 소개하고 분석하였다. 또한 수방구조물의 특성을 잘 반영하기 위한 데이터 모델로 CityGML을 선정하였고 적용성 확인을 위해 예시 수방구조물의 정보모델을 구현하였다. 3차원 기반 수방구조물의 정보모델 구축을 통해 시설물 관리와 재해시 안전 관리의 측면에서 정보관리가 효율적으로 이루어질 것으로 기대한다.

The characteristics of circulation in the coastal area of Jeju Harbor in Korea was examined using the Princeton Ocean Model(POM) with a sigma coordinate system. The result of numerical analysis well corresponded to the observed current data. The velocity at offshore was stronger compared to coastal area during the both period of in maximum flood and maximum ebb of spring tide. According to mean wind velocity, the tidal velocity at the shallow area of Jocheon was slightly increasing during maximum ebb. The effect of wind on the circulation was stronger in shallow area and showed rapid change with depth.

1992년 신행주대교가 시공 중 붕괴되었고, 1994년 성수대교가 공용 중 붕괴되면서 많은 인명피해가 발생하였다. 그 이후 주요 사회시설물의 시공중 및 공용중 안전을 확보하고자 1995년 시설물의 안전관리에 관한 특별법이 제정되었다. 이 후 사회기반시설 중에서 사용이 빈번하고 지역적 랜드마크의 역할을 하는 교량구조물에 대한 유지관리 활동은 꾸준히 증가하고 있다. 특히 사장교와 현수교 같은 특수 구조물 중에서 사회·경제적 중요도가 높은 서해대교, 영종대교, 인천대교, 거가대교 등에는 교량의 유지관리를 위한 전산시스템이 구축되어 있다. 이 시스템은 교량 점검에서 발생되는 손상을 도면이미지에 기록하여 정보를 저장하고 체계적으로 관리하는 데 그 목적이 있다. 하지만 손상 정보를 생성하기 위해서는 대상 구조물에 대한 전개도를 구성하고, 그 전개도에 손상 정보를 입히는 과정이 요구된다. 이러한 일련의 과정에서 점검자는 다수의 2차원의 전개도 상에서 실제 3차원 구조물의 손상 위치를 정확하게 정의하여 기록하기가 어려울 뿐만 아니라 자료의 체계적인 관리도 쉽지 않다. 본 논문에서는 2차원적인 전개도가 아닌 실제 구조물의 형상을 반영하는 3차원 객체 모델을 활용하여 교량의 유지관리에 사용할 수 있는 방법에 대한 연구 내용를 제시하였다. 본 연구에서는 구조물 설계 시 일반적으로 이용되는 2차원 Cad 파일을 활용하여 3차원 객체모델을 구성하여 교량 유지관리에 활용하고자 하였다. 3차원 객체 모델을 이용하여 구조물에서 발생된 손상을 기록하고, 점검이력을 관리하고, 운영자의 업무를 보조하도록 일정 및 점검 경로의 관리도 가능하다. 유지관리에서 가장 중요한 구조물의 손상 정보를 체계적이고 시각적으로 표시하는 것도 가능하도록 개발하고 있다. 또한, 본 연구에서 개발된 방법을 활용하여 부재의 점검 진행 상태 여부를 확인할 수 있으며, 구조물 점검 후 손상 등급에 따른 구성 부재의 색상을 달리함으로써 부재의 상태 및 전체 상태에 대한 종합적인 확인이 가능하다. 그리고 전체구조계는 물론 세부 부재에 대하여 시설물의 현장과 동일한 정밀도로 탐색할 수 있도록 하여 손상에 대한 정보를 쉽게 확인하고 공유할 수 있다.

철근콘크리트 보의 휨 및 전단파괴 예측을 위한 철근콘크리트 부재의 3차원 유한요소모델을 개발하였다. 다축구속응력 하에서의 콘크리트의 연성거동을 보다 정확히 예측하기 위해 변형률 공간에서의 콘크리트 파괴기준을 제시하였다. 3축하에서의 콘크리트 균열거동을 위해 균열발생 후 인장연화거동, 골재맞물림 및 다우얼효과를 고려한 균열면 전단전달특성을 고려토록 하였다. 휨 및 전단 파괴 양상을 갖는 보 시험체와의 비교 연구를 통하여 본 유한요소 모델은 저보강보의 연성 휨 파괴 뿐만 아니라 전단보강되지 않은 철근콘크리트 보의 취성 전단 파괴 양상을 갖는 부재의 거동 예측에도 유효한 것으로 판단되었다.