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효과적인 VFX 수중 폭발효과 구현을 위한 유체 시뮬레이션 제어

Author

황민식, 이현석

Journal Title

멀티미디어학회논문지

Publication Year

2017

Topics

#Simulation

Summary

This study proposes an efficient production guideline for underwater explosion effects, a crucial element in VFX for films and animations. It analyzes various factors of real explosions and suggests a four-step experimental production analysis tool for creating realistic underwater explosion effects through fluid simulation. The research experimentally investigates technical factors such as realistic fluid creation and emission, fluid expansion control by water pressure, bubble effects, and bubble motion & fluid dissipation to verify effective fluid simulation production methods.

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박막 유체역학 공과대학 기계공학부
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반도체공정을 포함한 많은 산업 공정에서 필요한 얇은 액막의 형성 및 제어는 기계, 전기전자, 재료, 화학공학 등 다양한 분야의 지식이 모두 필요한 기술이지만, 특히 웨이퍼위에 감광액(포토 레지스트)을 도포하여 얇은 액막을 형성하는 것을 포함하는 일련의 과정은 유체역학적 분석 및 제어가 매우 중요하다. 본 강의에서는 이러한 웨이퍼 공정을 (i) 높은 점도를 가지는 액체의 관내 유동(동전기학 현상 포함), (ii) 노즐에서 나오는 제트유동, (iii) 수평면위에 수직으로 부딪히는 제트유동, (iv) 회전하는 평면위의 얇은 액막 거동으로 구분하고 각각의 유체역학적 이론 및 실용적인 이슈에 대한 학습을 한다. 또한 반도체 생산과정에서 중요한 이슈가 되는 미세입자의 거동에 대한 기초적인 내용도 학습한다.
- # Fluid mechanics
- # Chemical engineering
- # Electrokinetic phenomena
수소에너지 실험 공과대학 기계공학부
전선 / 학사
본 교과목에서는 수전해, 연료전지 시스템을 촉매 소재 합성에서부터, 기체 확산층 및 막 전극 접합체 제작, single unit cell 결합, 시스템의 성능 측정에 이르기까지 학생들이 Hands-on 실험을 통해서 직접 시스템을 다뤄보고 작동 과정에서 발생하는 실험적인 변수들을 이해하는 것이 교육의 목표이다. 수소에너지 가치사슬에서 핵심적인 수소 생산 및 활용에 대한 기본 이론, 기술, 실험에 대해서 공부함으로써 미래 수소 경제를 이끌어 갈 수소에너지 학사 전문 인력을 양성한다. 이론과 실험 결과를 직접 비교해 봄으로써 현실 세계에서 발생할 수 있는 다양한 실험적 변수들을 직관적으로 이해할 수 있다. 전반적인 강의 내용은 다음과 같이 크게 세 주제로 구성되어 있다. 수소연료전지 및 수전해 등 수소 생산 및 활용 기술과 관련된 시스템을 설계하고 제작하며, 측정 실험을 통해 성능을 평가한다. 또한, 실습을 통해 이러한 시스템의 설계 및 운용 원리를 학습한다.
- # Hydrogen production process
- # Electrolysis
- # Hydrogen
(공유)수소에너지 실험 혁신공유학부 혁신공유학부
전선 / 학사
본 교과목에서는 수전해, 연료전지 시스템을 촉매 소재 합성에서부터, 기체 확산층 및 막 전극 접합체 제작, single unit cell 결합, 시스템의 성능 측정에 이르기까지 학생들이 Hands-on 실험을 통해서 직접 시스템을 다뤄보고 작동 과정에서 발생하는 실험적인 변수들을 이해하는 것이 교육의 목표이다. 수소에너지 가치사슬에서 핵심적인 수소 생산 및 활용에 대한 기본 이론, 기술, 실험에 대해서 공부함으로써 미래 수소 경제를 이끌어 갈 수소에너지 학사 전문 인력을 양성한다. 이론과 실험 결과를 직접 비교해 봄으로써 현실 세계에서 발생할 수 있는 다양한 실험적 변수들을 직관적으로 이해할 수 있다. 전반적인 강의 내용은 다음과 같이 크게 세 주제로 구성되어 있다. 수소연료전지 및 수전해 등 수소 생산 및 활용 기술과 관련된 시스템을 설계하고 제작하며, 측정 실험을 통해 성능을 평가한다. 또한, 실습을 통해 이러한 시스템의 설계 및 운용 원리를 학습한다.
- # Hydrogen production process
- # Electrolysis
- # Hydrogen
응용유체역학 공과대학 기계공학부
전선 / 학사
유체역학과 열역학의 기초적인 배경을 갖추고 있는 3학년 생들에게 경계층 이론, 포텐셜 유동, 압축성 유동, 개수로유동, 유체기계 및 유동의 계측 등을 소개하기 위한 교과목으로서 여러 기본 원리들을 적용하고 보다 실제적인 유동현상들을 알기쉽게 설명함으로써 이들에 대한 이해력을 증진시키고 응용력을 기르기 위한 학습을 수행한다.
- # Fluid mechanics
- # Boundary layer
- # Turbulence
고에너지열유체역학 공과대학 항공우주공학과
전선 / 학사
본 과목에서는 기존에 배운 유체역학, 열역학, 열전달 등에서의 지식을 확장하여, 높은 에너지를 가지는 시스템의 해석을 목표로 한다. 연소, 폭발, 레이저 조사 등에서와 같은 아주 빠르고, 상변화를 수반하는 시스템에서의 열 및 물질 전달 이론을 공부하여, 현실 속의 여러 고에너지 현상을 분석하는 안목을 기르고, 미래의 환경문제를 해결할 그린에너지 시스템도 다뤄질 것이다.
- # Thermodynamics
- # Fluid dynamics
- # Greenhouse gas
확장현실디자인 미술대학 디자인과
전선 / 학사
본 수업은 유니티, 언리얼 엔진 등의 리얼타임3D 제작 툴을 통해 확장현실을 구현하기 위한 기술을 습득하고 HMD를 통해 확장된 경험체계를 실험한다. 이를 통해 확장현실 기술을 통한 인간지각의 확장과 가상현실이 지닌 시공간적 속성을 이해하고, 실제공간으로부터 가상공간으로 확장된 환경에서의 디자인의 가능성을 모색한다.
- # Virtual reality
- # Computer Science
해양지구과학 빅데이터처리 사범대학 지구과학교육과
전선 / 학사
인공위성 및 해양 관측 기술의 발전으로 해양 관측 데이터는 급속히 증가하고 있으며, 다양한 해양 및 기후변화 연구에 광범위하게 활용되고 있다. 이 강의에서는 인공위성과 해양 현장 관측을 통해 생성되는 방대한 해양 빅데이터의 생산 과정을 학습하고, 이를 효과적으로 처리, 분석, 시각화하고 해석하는 과정을 이해한다. 해양 데이터 분석 이론과 컴퓨터 프로그래밍을 활용한 일련의 자료 처리 방법을 중등학교 교육과정 중 해양 데이터 기반 탐구 활동에도 적용한다.
- # Big data
- # Earth science
- # Earth and Planetary Sciences
3D그래픽디자인 미술대학 디자인과
전선 / 학사
그래픽을 입체로 표현할 때 고려되어야 하는 원리와 기술들을 익혀 다양한 매체에 효과적인 입체 표현을 가능하게 하는 것을 목표로 한다. 모델링, 질감, 렌더링, 애니메이션과 같이 3D그래픽스를 구성하는 필수적인 기술들을 학습하고 매체에 최적화된 입체표현을 탐구한다.
- # Graphic design
- # Rendering
- # Graphics
전산유체역학 기초 공과대학 항공우주공학과
전선 / 학사
본 강의는 대학원 과정의 고급전산유체역학의 기초과정으로서 공기역학, 압축성유체역학 등에서 학습하였던 유동 미분 방정식을 이산화 하여 수치해석을 하는 과정과 함께 이와 관련된 기본적인 개념들을 다룬다. 수치기법들을 기반으로 1차원, 2차원 유동을 계산하는 수치해석코드를 만들고, 실제적인 유동문제 해석에 적용하여, 그 장단점을 분석해본다.
- # Aerodynamics
- # Computational fluid dynamics
- # Fluid dynamics
미디어 기획 미술대학 조소과
전선 / 학사
작품의 개념에 따라 활용할 수 있는 적절한 기술적 방법론을 찾고 그에 따르는 효율적인 구현을 위한 기획서를 작성하여 프레젠테이션 하는 실습 수업.
- # Media
가상경관 설계기법 환경대학원 환경설계학과
전선 / 대학원
외부공간을 다루는 도시환경과 조경설계 분야에서 물, 바람, 빛, 식재 등은 설계에 필수적으로 반영해야하는 가변적이고 역동적인 환경 및 설계요소이다. 최근에는 외부공간에도 IoT 기술과 프로그래밍을 적용하여 환경변화에 반응하거나 상호작용이 가능한 설계요소의 도입이 증가하고 있다. 본 강좌는 가상현실(VR) 창작도구를 외부공간의 설계, 분석 및 평가도구로 활용하는 방법을 소개하고, 상호작용이 가능한 조경요소와 환경적 변화에 따른 경관을 시뮬레이션하여 설계과정에서 이를 효율적으로 활용하는 가상경관 설계기법을 탐구하는 것을 목표로 한다. 가상현실(VR)은 이용자에게 실재(實在)에 가까운 몰입형 경관의 체험을 제공하는 점에서 입체적 공간을 효과적으로 표현하고 경험할 수 있는 도구이다. 수강생들은 수업을 통해 3D 모델의 실시간 시각화가 가능한 언리얼 스튜디오(Unreal Studio)의 기본적인 공간설계기법을 습득하고, 가변적인 환경요소와 설계요소를 적용하여 HMD(Head Mount Display)를 통해 가상공간에서의 경관적 변화를 경험할 수 있다. 또한 실제 공간에서 체험할 수 있는 환경요소들을 정보화·정량화하여 가상의 공간에서의 경험을 입체적으로 분석하고, 상호작용이 가능한 조경요소의 설계방식을 실험하거나 평가하는 도구로도 활용할 수 있다.
- # Virtual reality
- # Landscape design
- # Environmental change
재료실험 2 공과대학 재료공학부
전필 / 학사
이 실험에서는 1) 전공필수 “재료의 전자기적 성질”관련 실습으로서 재료의 전기적 자기적 특성을 직접 느끼고 정량화하는 방법을 체득케하고, 2) 전공필수 “결정구조학” 관련 실습으로서 X-선 회절을 응용하는 능력을 배양하며, 3) 흙붙이 재료의 제조 공정 (특히 분말공정) 및 소성체의 특성을 분석하는 법을 익히게 함.
- # Crystallography
- # Materials Science
지속가능기술 기초실험 첨단융합학부 첨단융합학부
전필 / 학사
본 과목은 지속가능 기술과 관련된 기초실험을 통해 기본적인 연구개발 방법론을 익히는 것을 목표로 한다. 구체적으로는 전기화학, 분광학, 박막증착, 결정구조분석, 분말합성 등에 대한 실험을 수행하고, 이러한 실험이 실제 지속가능 기술에 어떻게 응용되는지를 이해하고자 한다.
- # Crystal structure
- # Electrochemistry
미디어오브제설치 미술대학 조소과
전선 / 학사
본 과목은 영상과 시공간, 오브제를 결합하여 해석해보는 작품제작 연구과정. 주로 오브제 개념을 분석하고 미디어와의 연관성을 경험하고 연구하여 작품을 제작하는 수업이다.
- # Media
- # Multimedia
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이동현상 공과대학 화학생물공학부
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물질, 열 및 운동량의 이동기구와 전달식의 유도, 이들 식의 활용방법과 예제, 특히 화학공정 분야에서 유체이동 중심으로 일어나는 현상들의 해석에 관한 기초 지식의 활용에 목적을 둔다.
- # Chemical engineering
영상디자인 미술대학 디자인과
전선 / 학사
본 수업은 시간상의 이미지 디자인에 관한 것이다. 그래픽 디자인이 인쇄를 전제로 한다면 영상디자인은 TV나 영화 등, 동영상 매체를 전제로 한다. 따라서 어떻게 움직임을 기록하거나 생성하고 이와 함께 메시지를 구성하는 방법은 어떠해야 하는지에 대한 실기 수업이다. 촬영 및 편집, 특수효과 등에 대한 도구교육도 포함된다.
- # Graphic design
- # Multimedia
- # Computer Science
유한요소응용 공과대학 건축학과
전선 / 대학원
재료 및 기하학적 비선형특성을 갖는 구조물의 이론, 모델링, 해석법과 비선형 특성의 원인 및 정적, 동적 하중에 대한 해석방법을 강의한다. 비탄성 재료와 부재의 모델링, P-◁효과, 대변형, 안정성, 실무에의 응용등에 대해 강의한다.
- # Finite element method
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정보융합 통계분석 공과대학 협동과정 인공지능전공
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사용자와 인터액션이 있는 시스템을 평가하기 위해서는 정확하며 효율적인 사용자실험 설계 및 수행이 요구 된다. 본 강의를 통해 학생들은 사용자실험을 설계 및 수행하기 위한 기초통계를 배울 뿐만 아니라 각자의 연구주제에 적합한 실습도 수행하게 된다. 본 강의는 사용자연구기획, 사용자실험의 설계, 사용자실험의 수행방법, 결과의 분석 및 보고방법에 대하여 다룰 것이다.
- # Statistics
- # Protocol
- # Computer Science
선박난류전산해석 공과대학 조선해양공학과
전선 / 대학원
자연계의 실제 유동 중 대부분을 차지하는 난류유동을 컴퓨터를 이용하여 해석하는 전산유체역학의 원리를 이해하고, 그에 필요한 수학적 모형 정립 및 수치해석 기법 등을 습득한다. 또한 실제에 가까운 적용문제들을 문제의 정의부터 시작하여 해석 및 결과 보고서 작성까지 실습함으로 현장 적응력을 배양한다.
- # Computational fluid dynamics
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정보융합 통계분석 융합과학기술대학원 지능정보융합학과
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사용자와 인터액션이 있는 시스템을 평가하기 위해서는 정확하며 효율적인 사용자실험 설계 및 수행이 요구 된다. 본 강의를 통해 학생들은 사용자실험을 설계 및 수행하기 위한 기초통계를 배울 뿐만 아니라 각자의 연구주제에 적합한 실습도 수행하게 된다. 본 강의는 사용자연구기획, 사용자실험의 설계, 사용자실험의 수행방법, 결과의 분석 및 보고방법에 대하여 다룰 것이다.
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