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    학술대회 참관기 게시판 내용
    제목 ACMD2016 참관기 (The 8th Asian Conference on Multibody Dynamics)
    작성자 김태윤
    작성일 2016-08-17 오전 11:08:38




    일본 가나자와에서 The 8th Asian Conference on Multibody Dynamics (이하 ACMD)가 8월 7일부터 10일까지 개최되었다. ACMD는 아시아 태평양 지역의 여러 국가에서 정기적으로 개최되고 있다. ACMD는 2002년 일본 이와키에서 처음으로 개최된 이후, 2004년 한국 서울, 2006년 일본 도쿄, 2008년 한국 제주, 2010년 일본 교토, 2012년 중국 상하이, 2014년 한국 부산에서 성공적으로 개최되었다. ACMD는 다물체 동역학의 이론과 응용 연구에 관심있는 엔지니어와 과학자를 위한 국제 포럼으로, 학회의 주요 목적은 다물체 동역학 및 관련 주제의 분야에서 세계 엔지니어와 과학자 간의 과학 기술 교류와 협력을 강화하는 것이다. 주요 주제는 알고리즘, 제어, 생체역학, 실시간 해석 시뮬레이션, 탄성체 시스템, 최적화, 철도 시스템 동역학, 로보틱스 시스템, 차량 동역학 등으로 다양한 분야에서의 연구 논문들이 발표되었다.



    Opening Ceremony는 9시 main hall에서 ACMD 2016 주최자인 Yoshiaki Terumichi 교수님의 연설로 시작되었고 다양한 나라의 많은 외국인들이 참석하였다. 13개국(일본 93, 한국 45, 중국 31 etc)의 201명(동반자 포함)이 참석하였고, 125개의 논문(일본 47, 한국 27, 중국 26, 인도 8 etc)이 발표되었다. 이어서 개최장소인 Kanazawa Miyako hotel, Kanazawa city에 대한 설명부터 reception에 대한 내용까지 general information이 전달되었고, 이어서 keynote speech가 발표되었다.



    Opening Ceremony가 끝난 후 주요 의장 및 위원회의 기념 촬영 모습이다. 각 국의 인사들이며, 가운데에 계신 분이 저자의 지도 교수님인 유완석 교수님이다. 지도 학생들을 위해 매년 해외학술 대회에 참가하시어 해외 인사들과 기술 교류 및 친분을 나누고 있다. 모든 외국인들이 가고 나서 한산할 때 로비에서 같이 교수님과 학회에 참가한 연구실 학생들을 찍은 사진이며, 따로 학회 현수막이 마련되어있지 않아 발표 미팅 룸 앞에서 사진을 찍었다. ( Fig. 3 )



    Miyako hotel의 7층에 발표회장으로 4개의 미팅룸이 준비되어 있었다. 여타 다른 큰 규모의 학회 미팅룸 보다는 작은 편이었지만 발표자와 청취자가 토론하기에는 부족함이 없는 공간이었다. 4개의 미팅룸 중에서 룸1이 가장 크고 중요한 주제들이 많이 발표되었다. Exhibition에는 간단한 다과가 놓여져 있어 참석 인원들끼리 담소를 나눌 수 있는 공간이 마련되어 있었다. 또한 관련 분야의 소프트웨어 및 하드웨어 회사들 부스가 설치되어 있어 안내 및 상담을 받을 수 있었다.


     



    호텔 5층에서 점심이 뷔페식으로 제공되었다. 일본 호텔이었지만 일본식 음식보다는 서양인들도 먹을 수 있는 종류의 음식이 많았다. 일본 음식은 싱겁고 건강식이 많다는 저자의 평소 생각과는 달리 음식들이 전반적으로 짠 편이었다. 날씨가 덥고 바닷가 근처라서 그렇다고 추측하였다.


     



     


    저자는 두 번째로 큰 룸2에서 발표하였다. 룸3, 4에 비해 가로가 더 넓었기 때문에 청취자들에게 발표가 잘 전달되었다. 나름 준비를 열심히 했기 때문에 발표도 잘했고 질문에 대한 답도 잘해주었다. 한 일본 발표자는 발표하는 동안 너무 긴장한 나머지 발표를 마치자마자 쓰러졌다는 이야기를 들었다.



    학회 첫째 날이 끝난 후, 고지켄나가야라는 가나자와성에서 reception이 진행되었다. 가나자와성의 후문인 이시카와몬(石川門)은 일본의 국가 중요문화재로, 많은 외국인들이 참석하는 학회 reception 장소로써 의미가 있다고 생각하였다. 연구실 참여 학생들과 그 날 있었던 학회 내용에 대해 얘기를 나누고, 다른 외국 참가자와도 얘기를 나누면서 교류를 나눌 수 있었다.


     





    키노트 스피치는 개회사에 이어서 시작되었다. 연사는 독일 Stuttgart대학의 Peter Eberhard 교수로 대규모 유한요소 모델의 탄성다물체해석을 위한 모델 축소 기법에 대해서 강연하였다. 탄성다물체해석은 FEM모델과 같은 탄성체 모델을 포함하는 다물체 해석이다. 다물체 해석은 복잡한 비선형 연산을 수행하기 때문에 자유도를 최대한 줄이는 것이 관건인데, 본 강연에서는 FEM모델의 자유도를 줄이는 기법에 대해서 설명하였다. 기존의 FEM 모델 축소 기법은 Modal reduction 방법으로 고차 모드를 제거하는 방법이다. 일반적으로 고차 모드는 관심 주파수 대역이 아니고 모델 정확도도 낮기 때문에 쉽게 제거 가능하다고 판단하지만, 가진력에 따라 고차 모드도 중요한 모드가 될 수 있기 때문에 전문가의 판단이 필요하다. 형상이 복잡해지면 이마저도 곤란하고 해의 정확도도 낮기 때문에 이를 개선하는 CMS(Component Mode Synthesis) 기법이 Craig와 Bampton에 의해 제안되었다. CMS 방법은 기존의 Modal reduction 방법에 비해 해의 정확도가 높았지만 자유도 축소 정도가 만족할만한 수준이 아니었다. 최근에 해의 정확도는 유지하면서 자유도를 크게 축소하는 방법으로 Krylov-based reduction과 Balanced truncation 방법이 제안되었다. 연사는 앞서 설명된 4가지 방법의 정확도와 자유도 축소 정도를 비교하였으며 마지막 2방법이 가장 효율적임을 보였다. 두 방법을 MOREMBS 라는 소프트웨어 패키지로 구현하여 전문가의 도움 없이도 간단하게 대규모 FEM을 소규모 모델로 변환 가능함을 보였다.


     



     



    동적 해석을 위해서는 메커니즘의 기구학적 분석이 선행되어야하며, 그것은 기계 설계 및 기계 이론에 관련된 과정에서 매우 중요한 요소이다. 메커니즘의 기구학적 분석을 위해서는 해석적, 수치적, 그래픽 등의 여러가지 방법이 있다. 그래픽 방법은 학생들이 비교적 이해하기 쉽게 찾는 방법이므로, 학부 학생들의 교육 과정에서 강조된다. 그래픽 방법은 속도와 가속도 다각형을 산출하는 벡터 루프 형태의 속도와 가속도 도표를 그림으로써 링크 위치를 나타낸다. 그러나 이러한 다각형 그리기 방법은 시간이 오래 걸리고, 링크의 다른 방향을 그리기 위해서는 많은 작업을 필요로 한다. 컴퓨터 기반의 접근 방식은 이 문제에 대해 확실히 유용한 도구가 될 수 있다. 정기구학적 분석에 대해 도움이 될 것으로 보이는 다양한 소프트웨어 패키지가 있다. 그러나 그 소프트웨어들 중에서 어느 것도 속도 및 가속도 다각형을 그릴 수 없다. 본 논문에서는 속도와 가속도 도표를 그리는 모듈 또는 VAD 모듈이 제공된다. 이것은 3D 모델 기반 메커니즘 학습 소프트웨어인 MechAnalyzer 소프트웨어의 일부로서 개발되었다. VAD 모듈은 다양한 평면 메커니즘의 정기구학적 분석에 도움이 되며, 위치, 속도, 가속도 다각형을 그릴 수 있다. 그것은 교실의 칠판에 선생님에 의해 그려지는 듯한 방법으로 다각형을 그리는 애니메이션과 같은 흥미로운 기능을 가진다.


     




    컴퓨터 성능의 향상과 탄성체 해석 요구의 증가에 따라 다물체 해석에 탄성체 모델을 적용하기 위한 노력이 계속되고 있다. 강체 운동방정식을 기본으로 다양한 탄성체 모델이 추가되어 적용되고 있는데, 기본적으로 FEM 기반의 FFRF(Floating Frame of Reference Formulation) 방법이 상용으로 구현되어 사용되고 있다. FFRF 방법은 모드해석 결과를 이용하는 Modal 방법과 질량, 탄성 행렬을 바로 이용하는 Nodal 방법으로 나뉜다. Modal 방법은 자유도를 크게 줄일 수 있는 장점이 있으나, 고유진동해석 결과를 이용하기 때문에 국부하중에 대한 정확도가 낮다. 이와 반대로 Nodal 방법은 큰 자유도를 요구하나 극부하중에 대한 정확도가 높다. 이렇게 두 방법의 장단점이 분명한 관계로 모델링 대상의 특성에 따라 하나의 방법을 선택하여 사용하게 되는데, 본 논문에서는 두 방법을 동시에 사용하는 기법을 설명하고 예제를 보였다. 평기어 모델을 3등분하여 강체, Modal 탄성체, Nodal 탄성체로 혼합하여 모델링하였으며, 두 기어가 맞물리면서 발생하는 접촉력을 계산하였다.


     





    많은 기계공학자들은 충돌, 미끄러짐 접촉 등의 문제에서 실제와 같은 접촉 모델을 가지고 해석하기를 원하기 때문에, 기계시스템을 정확하게 표현하기 위한 알고리즘과 효율적인 접촉모델은 다물체 동역학에서 매우 중요하고 여전히 도전적인 영역이다. 그러나 현존하는 접촉 문제의 해결 방법은 facetted triangle plane에 기반하고 있기 때문에 실제 접촉 현상을 표현하기 위해서는 충분하지 않다. 따라서 이 논문에서는 cubic spline surface representation method를 사용한 접촉 알고리즘을 통해 이 문제를 해결하려고 한다. 본 논문에서는 접촉 문제의 해결을 위해 볼 스크류 시스템을 모델링하여 새로운 접촉 알고리즘을 적용한 후 시뮬레이션하였다.


     




    Table 1에서 볼 수 있듯이 ‘Geo Sphere Contact’의 연산시간이 ‘Geo Surface Contact’에 비해 훨씬 짧은 것을 알 수 있다.





    동력 변환 시스템의 성능을 향상시키거나 설계할 때에 기어의 동역학을 이해하는 것은 매우 중요하다. 특히 기어시스템은 동력을 전달하는 부분으로서 노이즈 제거가 세심하게 이루어져야 하기 때문에 더욱 어려운 시스템이다. 따라서 기어 시스템을 설계하고 개발할 때엔 노이즈를 제거하는 것이 매우 중요하다. 노이즈를 평가하는 데에 유용한 dynamic transmission error를 Quasi-flexible-body(QFB) 기어 모델을 사용하여 구하는 방법은 bending stiffness coefficient를 결정하는 데에 더 많은 시간이 걸린다. 따라서 이 논문에서는 bending stiffness를 구하기 위한 과정을 간략화하기 위해 variable stiffness contact force method와 one body gear model을 사용한다. 그 후 QFB 기어 모델을 사용한 결과와 실험결과를 비교하였다. 그 후 QFB 기어 모델을 사용한 결과와 실험결과를 비교하였다.


     






    해석적 타이어 모델은 실제 시험과는 달리 타이어의 마모를 고려 하지 않으며, 이로 인해 Time delay가 발생한다. 해석의 오차를 줄이기 위하여 다중 질량 타이어 모델을 이용하여, Tire model 및 Contact model의 Formulation을 연구하였다. 이 연구에서는 절점으로 이루어진 Tire model이 제안되며, 휠은 강체로 구성된다. 또한 각 타이어 질점은 Rotational, Translational Voigt elements로 휠의 둘레 상에 놓여 연결된다. 타이어와 지면은 탄성접합으로 구성되며, Slip이 발생할 때, Slider는 tangential 방향으로 Coulomb Friction으로 표현한다. 이러한 다중 질점 타이어모델을 이용하여, 타이어 마모에 의한 시간지연발생 현상 및 자기 진동형상이 감소 하였으며, 마모 깊이에 따른 및 차량 속도에 따른 적절한 Node수를 선정 하였다.


     





    엔진이 차량 앞에 있고 후륜구동 차량(FR)은 multi-purpose vehicles(MPV)과 sport utility vehicles(SUV)에 널리 사용되는 모델이다. 그러나 FR 차량은 driving shaft로부터 전륜축으로부터 후륜축으로 transmit power가 전달되기 때문에 차량 선실에 진동과 소음을 발생시킨다. 이 연구에서는 FR 차량에서 탑승자의 불편함을 야기하는 현상에 대하여 조사를 수행하였으며, 진동 에너지 저감을 위한 방법을 제시하였다. FR 차량은 차량 앞의 엔진 RPM에 따른 각 차량 부위의 가속도를 측정하였으며, 다물체 동역학 모델을 이용하여, 피치 모션과 powertrain torsional motion에 따른 후륜의 커플링 진동 및 소음 해석을 수행하였으며, 시뮬레이션의 결과로부터 진동에너지 저감이 이루어졌음을 확인하였고, 또한 FR 차량의 Vibration performance의 최적화에 따른 영향도를 분석하였다.


     





    이번 ACMD2016은 일본 가나자와에서 열렸다. 가나자와는 지방 대영주의 성읍으로 발전하여 메이지유신 직후까지 일본 5대 도시의 하나로 꼽혔다. 또한 제 2차 세계대전 중에도 전쟁의 피해를 거의 입지 않아 옛 거리나 주택, 문화유산 등이 그대로 남아 있어 일본의 전통적 도시로 높은 평가를 받고 있다. 주요 도시는 아닌지라 전체적으로 조용한 느낌이지만 문화 유산이 많이 남아 있어서 그런지 외국인들이 굉장히 많이 보이는 도시였다. 일본 주요 지방, 도시만 알고 있던 나였기에 이번 학회 참가를 통해 가나자와를 알게되어 조금 더 의미가 있었다. 또한 날씨가 굉장히 더웠는데, 무더운 날씨에도 불구하고 아시아 뿐만 아니라 이탈리아, 독일 등의 유럽에서도 여러 나라 사람들이 학회에 참석하여 뜻 깊은 자리를 함께 할 수 있었다.


    ACMD(Asian Conference on Multibody Dynamics)라는 학회 이름에서는 다물체 동역학 학회인 것처럼 보이지만 학회는 다물체 동역학 뿐만 아니라 적분기 알고리즘, 컨택 및 충격 문제, 실시간 어플리케이션, 탄성체 다물체 동역학, 시스템 최적화, 로보틱스 시스템, 철도 시스템, 차량 동역학 등 매우 다양한 주제를 다루고 있었다. 학회의 목표 또한 세계 엔지니어와 과학자 간의 과학 기술 교류와 협력을 강화하는 것으로, 학회 기간 동안 활발히 진행되었다. 모든 연구 내용들을 볼 수는 없었지만 나의 전공이 다물체 동역학이기 때문에 동역학 관련 세션들에 주로 참석하였으며, 또한 나의 연구 관심 분야가 실시간 해석 어플리케이션이었기 때문에 관련 분야의 새로운 연구 내용에 대해 학습하고 나의 연구에 적용 시킬 수 있는 방안을 생각해보았다. 또한 발표자 및 참석자들이 서로의 발표에 대하여 진지하게 고민하고 토의하는 모습이 상당히 인상 깊었다.


    해외 학술대회에 참여하면서 느낀 점은 세계 여러 나라에서 각자의 관심 분야가 다르고 이러한 기회를 통하여 배우고 교류할 수 있다는 점이었다. 한 예로, 이번 학회는 일본에서 개최되어 일본 출신 연구자들이 많았고 인기 있는 주제는 Railroad Systems Dynamics 였다. 나의 연구 주제와는 조금 동떨어진 연구 내용이었기 때문에 잘 모르는 부분이었으나 이번을 계기로 상당히 활발한 연구 영역이라는 것을 알 수 있었다. 이렇듯 다른 나라 사람들의 관심 분야를 교류하고 토의하면서 분야의 시각을 넓힐 수 있었다.


    일본에서 개최되는 국제학회에는 처음 참가하는 터라 많은 설렘과 기대로 즐거운 시간을 보냈다. 좋은 관광지이기도 해서 여러 추억도 함께 가지고 올 수 있었다. 앞으로도 이러한 기회를 많이 가질 수 있었으면 한다. 나아가 다른 나라와의 교류를 통하여 서로의 과학기술발전에 도움이 되고 싶다.


     


     


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    전체댓글20

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    |2017.02.22
    좋은 학회정보 감사드립니다.
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    |2017.02.21
    너무 너무 부럽습니다. 더욱 더 정진하셔서 큰 성과로 열매 맺으시길 기원합니다
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    |2017.02.21
    잘 읽었습니다.
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    |2017.02.21
    ACMD2016 참관기 잘 읽었습니다. 섬세한 설명과 후기 덕분에 다음에 제가 참관할때 많은 도움이 될것 같습니다.
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    |2017.02.20
    타이어 마모에 대한 해석적 모델 연구 내용이 참 흥미롭네요.
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    |2016.12.29
    ACMD 참관기 잘 읽었습니다. 연구하시는 분야에서 큰 성과를 기원 합니다.
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    |2016.12.25
    좋은 참관기 잘 봤습니다.
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    |2016.12.21
    좋은 정보 감사합니다. 잘 봤습니다.
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    |2016.12.21
    학회 및 논문소개 감사드립니다.
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    |2016.12.21
    좋은 정보 감사합니다.
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    |2016.12.21
    덕분에 많이 배워갑니다.
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    |2016.12.20
    Multi-Mass tire model이 흥미롭습니다. Multibody Dynamics 분야의 지속적인 발전을 기원합니다. 좋은 소식 감사합니다.
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    |2016.12.14
    좋은 자료 잘 봤습니다.
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    |2016.12.14
    자세한 참관기 잘 읽었습니다.
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    |2016.12.14
    좋은 자료와 논문 소개 감사합니다. 새로운 분야에 관심을 갖게 되네요
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    |2016.12.14
    좋은 정보 감사합니다.
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    |2016.08.19
    여긴 가나자와성에서 reception이 진행되듯이 우리나라에도 한옥 세미나장이 있었으면...
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    |2016.08.18
    acmd 2008에 홈페이지 관리및 결재와 프로시딩 제작을 본 센터에서 진행을 해서 정감이 가는 학술대회 입니다. 오랫만에 전 센터장이셨던 유교수님과 유홍희 교수님의 모습을 볼 수 있어서 좋네요.. 계속 휼륭한 분들이 이 실험실을 통해 배출되어 나가면 좋을거 같습니다.
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    |2016.08.18
    ABS 및 TPMS 관련 자료 수집중 참관기 글을 보게 되었습니다. 타이어 관련하여 동역학적 해석에 대한 연구자료가 흥미롭습니다. 참관기 잘 읽었습니다. 건승하세요.
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    |2016.08.18
    산업현장에서도 모든 시스템이 전자화되고 정밀화됨으로 동역학해석만 으로 해결되는 문제보다는 동역학 해석이 기본이 되어 제어 및 부품의 재질등 여타 분야에 대한 system적인 이해와 접근이 필요합니다.
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