목적 : 본 연구는 렌즈를 향해 입사하는 광선의 구면수차를 제거하기 위해 광선추적법과 스넬의 법칙을 사용하 여 계산과정을 유도하여 렌즈를 설계하였다. 방법 : 스넬의 법칙을 활용하여 렌즈의 초점이 한 점으로 진행하도록 역산하여 설계하는 과정을 거친 후 광학 시뮬레이션 소프트웨어인 SPEOS를 활용하여 수치를 측정하였다. 결과 : 렌즈의 입사각에 따라 렌즈의 후면 곡률반경이 변화하였고, 일정 입사고에 도달하였을 때 렌즈 후면의 곡률반경이 구면수차 보정함으로 인해 일정 입사고 이전의 값에서 변화하는 구간이 발생하였다. 결론 : 본 연구를 통해 구면수차를 제거하는 렌즈를 스넬의 법칙과 광선추적의 방식으로 설계하여 광학 시뮬레 이션 소프트웨어를 통하여 구현하였다. 이를 통하여 스넬의 법칙을 이용한 광선 추적방식의 설계가 구면수차를 제 거한 비구면렌즈의 제작에 있어서 도움이 될 것으로 기대한다.

메이크업 및 분장 시뮬레이션 시스템은 컴퓨터를 이용하여 가상으로 메이크업을 수행하는 시스템으로,일반 사용자들은 자신의 얼굴에 가상으로 다양한 화장품을 적용함으로써 자신에게 어울리는 화장품 및메이크업 스타일을 간편하게 시뮬레이션 해볼 수 있다. 이러한 메이크업 시뮬레이션 시스템에서는 정확한 화장품의 컬러 표현이 가장 중요한 요소이다. 하지만 현재 메이크업 시뮬레이션 시스템에서는 화장품 선택 시 사용자의 얼굴 피부색은 반영되지 않고 화장품의 컬러만 덧씌우는 형태로 자연스럽지 못한결과를 보여준다. 본 논문에서는 메이크업 시뮬레이션상에서 피부색을 반영하여 자연스럽게 화장품의컬러를 나타내는 실감 컬러 재현을 위해, 다양한 종류의 화장품에 대한 측색을 통하여 화장품의 종류에따른 색상분포를 분석하였고, 실제 피부색에 대하여 화장품을 적용하기 전과 후의 스펙트럼 측정을 통하여 피부색에 화장품이 적용된 후 컬러 변화에 대한 분석이 이루어졌다. 또한 화장품을 혼합하여 사용할 경우 정확한 혼합 결과를 모델링하기 위한 방법을 제시하였다. 모델링한 결과와 실제 화장품 혼합 결과를 스펙트럼 측정 후 비교한 결과, 오차값이 ΔEab6이하로 실제 컬러와 유사한 컬러를 모델링 가능함을 알 수 있었다.

방사선의 치료효과 증대를 위해 최근에는 기존의 Photon치료를 대체한 중입자치료가 증가하고 있다. 중입자 치료는 기존 Photon치료 대비 높은 에너지와 거대한 시설로 인해 방사선안전성평가에 더욱 신경을 써 야 한다. 이러한 방사선안전성평가는 주로 Monte Carlo simulation을 이용하여 차폐 및 방사화 평가를 수행 하는데, 가장 우선적으로 수행해야하는 것은 기하학적 모델링이다. 중입자 치료시설은 가속장치를 싱크로 트론을 사용하게 되는데 정확한 기하학적 모델링이 어려워 대부분 간략하게 모델링 한다. 본 연구는 싱크 로트론 가속장치의 구성요소 중에서 Dipole magnet을 간략화 한 것과 정밀하게 구현한 것이 방사선안전성 평가에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 결과에 의하면 간략하게 구현한 기하학적 모델이 정밀하게 구 현된 기하학적 모델보다 과대평과 되는 결과를 얻었다. 따라서 방사선안전성 평가는 정밀한 기하하적 모델 링이 더욱 신뢰할 수 있는 결과를 얻는다고 판단된다.

예인줄을 여러 개의 유한요소로 분할 한 뒤 각 요소들에 Newton의 운동 제 2법칙을 적용하고 각각에 작용하는 외력은 성분별로 장력, 항력, Coriolis 힘, 중력, 부력, 입수 충격력 등으로 구분하여 예선과 부선을 연결하는 예인줄의 동역학 모델을 정립하였다. 일반적으로 예인줄 요소의 병진 운동만을 고려하는 이전의 연구들과는 달리 본 논문에서는 예인줄 요소의 운동을 횡동요를 제외한 5자유도로 확장하고 외력 고려가 용이한 물체고정좌표계에서 기술하였다. 예인줄 요소들 간에는 연결점에서 인장만 되는 스프링과 감쇠기로 연결하고, 스프링의 강성계수는 실제 적용되는 예인줄의 강성계수와 등가가 되도록 설정하였다. 정립된 예인줄 모델의 검증을 위하여 예인줄의 공기중 및 수면 바로 위에서의 자유낙하, 예인선의 가속운동, 예인선의 조화운동 시나리오에 대하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, 예인선, 부선, 예인줄 요소들의 운동 시계열 값들은 실제 예상치와 유사한 경향을 보이는 것을 확인하였다.

파도에 의한 힘과 모멘트는 운항하는 선박에 운동을 발생시킨다. 이러한 운동은 승무원의 작업 능률 저하, 화물의 안전 및 승선감 등에 영향을 주게 되어 안전 운항 저해 요소가 되므로 파도에 의학 운동이 큰 선박들은 자세제어장비(anti-rolling devices)의 장착이 요구된다. 본 연구에서는 수ㆍ능동의 이동질량안정기(moving weight stabilizer), 감요탱크(anti-rolling tank), 핀스태빌라이저(fin stabilizer)와 같은 자세제어장비의 동적 거동을 수학적으로 모델링 하였다 기존에는 자세제어장비의 운동을 선박의 횡동요에만 고려한 반면, 본 연구에서는 선박의 6자유도 운동을 모두 고려하여 복합운동방정식을 정립하였다. 마지막으로 자세제어장비를 장착한 선박의 파중 운동 계산 프로그램을 작성하여 시뮬레이션을 수행하였다.