• Title/Summary/Keyword: 감도해석법

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Sensitivity Analysis of Dynamic Characteristics of Structural Systems by the Transfer Matrix Method and the Combined Finite Element-Transfer Matrix Method (전달매트릭스법 및 유한요소-전달매트릭스 결합방법에 의한 구조계의 동특성 감도해석)

  • D.S. Cho;K.C. Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.29 no.1
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    • pp.143-157
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    • 1992
  • For the design of structural systems having the prescribed or optimum dynamic characteristics, some design changes of the initially designed system are required. In these cases, if the sensitivity analysis which can predict the changes of dynamic characteristics due to the changes of design variables is applied, the design changes can be carried out rationally and very efficiently. For many structural systems, it is well known that the analysis by the transfer matrix method(TMM) and the combined finite element-transfer matrix method(FETMM) is more efficient than the analysis by the finite element method. However, most known studies on the sensitivity analysis of structural systems premise using the finite element method. In this paper, the sensitivity analysis methods by the TMM and the FETMM are presented and some numerical investigations on the beam-column with elastically restrained ends and intermediate contraints and the stiffened plate having subsystems are carried out. The results of the numerical examples show good accuracy and computational efficiency of the presented methods, and show that the application of sensitivity analysis in the dynamic characteristic reanalysis give good results within the practically changeable range of design variables.

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A Method for Vibration and Sensitivity Analysis of Structure Systems with Non-linear Characteristics (비선형 특성을 가진 구조시스템의 진동과 감도해석 방법)

  • Moon, Byung-Young;Kim, Sa-Soo;Iwatsubo, Takuzo
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.13 no.4 s.35
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    • pp.10-18
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    • 1999
  • 본 논문에서는 대형구조물의 해석에 있어서 부분구조합성법과 섭동법을 이용하여 복잡한 비선형시스템의 해석방법을 제안하였다. 해석방법은 전체시스템을 먼저 몇 개의 분계로 분할한다. 각 분계의 운동방정식에 비선형항이 존재하여도 전체시스템의 지배적 진동모드는 선형모드라는 가정하에 이 시스템의 각 분계를 모드좌표로 변환한다. 이때, 비선형항은 근사적으로 변환한다. 그리고 섭동법을 이용하여 각 분계의 모드좌표방정식은 섭동좌수별로 정식화되어 순차적으로 구해진다. 비선형의 감도는 비선형계수로 정의되고, 그에 상응하는 강성에 의해 구해진다. 제안된 해석방법으로 비선형회전체, 비선형 베어링-페데스탈로 구성된 대형시계구조물의 진동을 해석하였다. 해석방법의 유효성을 평가하기 위해 응답의 정도와 계산소요시간을 유한요소법의 결과와 비교 분석하였다.

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Design Sensitivity and Reliability Analysis of Plates (판구조물의 설계감도해석 및 신뢰성해석)

  • 김지호;양영순
    • Computational Structural Engineering
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    • v.4 no.4
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    • pp.125-133
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    • 1991
  • For the purpose of efficiently calculating the design sensitivity and the reliability for the complicated structures in which the structural responses or limit state functions are given by implicit form, the probabilistic finite element method is introduced to formulate the deterministic design sensitivity analysis method and incorporated with the second moment reliability methods such as MVFOSM, AFOSM and SORM. Also, the probabilistic design sensitivity analysis method needed in the reliability-based design is proposed. As numerical examples, two thin plates are analyzed for the cases of plane stress and plate bending. The initial yielding is defined as failure criterion, and applied loads, yield stress, plate thickness, Young's modulus and Poisson's ratio are treated as random variables. It is found that the response variances and the failure probabilities calculated by the proposed PFEM-based reliability method show good agreement with those by Monte Carlo simulation. The probabilistic design sensitivity evaluates explicitly the contribution of each random variable to probability of failure. Further, the design change can be evaluated without any difficulty, and their effect on reliability can be estimated quickly with high accuracy.

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Sensitivity Analysis of Fiber Optic Hydrophone for Hollow Cylindrical Mandrel (중공 원통형 광섬유 하이드로폰의 감도 해석)

  • 김정석;윤형규;설재수;남성현
    • Journal of KSNVE
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    • v.9 no.3
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    • pp.565-569
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    • 1999
  • Recently, fiber optic hydrophone is a subject which has attracted as a underwater acoustic sensor. In this study, Finite element modeling of fiber optic hydrophone for hollow cylindrical mandrel was performed and the acoustic sensitivity was calculated to estimate the performance of single element fiber optic hydrophone. And acoustic sensitivity was measured in acoustic water tank to verify the result of simulation. The result of FE analysis and experiment is -126 dB re rad/$\mu$ Pa and -128 dB re rad/$\mu$ Pa respectively.

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Identification and Modification of Dynamic Characteristics of Engine Mount System using Sensitivity Analysis (감도해석법을 이용한 엔진 마운트계의 동특성 규명 및 개선)

  • Oh, Jae-Eung;Choe, Sang-Ryoul;Jo, Jun-Ho;Lee, Jung-Hwan;Pack, Ho
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1992.10a
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    • pp.25-30
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    • 1992
  • 최근 전자계산기를 이용한 진동해석 방법이 눈부시게 발달하여, 일반 구조물 이나 기계 구조물 등의 동특성을 설계 단계에서 정도 높게 예측하는 것이 가능하게 되었다. 그러나 종래의 구조해석은 주어진 시스템의 동특성을 위한 것으로 얻어진 동특성으로부터 질량, 관성제원 및 스프링상수값 등의 설계상 수값을 규명하는 연구는 미미한 실정이다. 이것에 대한 해결방법으로 크게 해석적인 방법과 실험적인 방법으로의 접근이 있어 왔다. 해석적인 방법으로 유한요소해석에서 얻은 모드좌표를 물리좌표로 변환하는 방법으로 Guyan의 정축소와 같은 절점축소를 행하는 방법이 고찰되었다. 실험적인 방법으로 가 진실험에서 얻은 전달함수나 모드파라미터로부터 [M], [K] 행렬을 결정하는 연구가 있었지만 어떤것도 질량, 스프링상수 등의 설계상수를 완전히 규명하 지는 못하였다. 또한, 설계 단계에서 필요한 질량, 관성제원 또는 스프링상수 등의 최적한 값이나, 원하는 시스템특성을 얻을 수 있는 설계상수의 적정한 폭을 구하는 연구는 설계자의 경험과 반복된 시행착오에 의존하는 실정이다. 감도해석은 이러한 문제점을 개선하는 수단으로 설계변수에 대한 동특성의 변화율을 구하는 것이다. 감도해석을 수행하는 것은 어느 설계변수를 수정하 는 것이 주어진 동특성에 부합되는 지를 알려주고, 어느 것을 수정하는 것이 원하는 방향의 동특성변화에 가장 효과적인지를 알려주는 것이다. 따라서 감 도해석을 이용하여 설계의 최적화 프로그램을 만들수 있고, 이것은 설계자가 요구하는 동특성을 목적함수로 하여 주어진 구조물을 최적화하는 설계상수 값을 얻을 수 있게 한다. 본 논문에서는 강체모델의 동특성으로부터 모델의 설계 상수를 규명하고, 동특성의 개선을 위하여 설계변수의 변경량을 물리좌 표계에서 얻는것을 목적으로 한다. 강체 마운트계의 관성제원 및 마운트강성 의 규명을 위하여 임으로 주어진 설계상수를 모델데이타로 하여 관성제원과 스프링 강성을 구하였다. 관성제원의 규명은 주어진 모델의 관성값을 모르는 것으로 하여 임의의 초기 관성값으로 감도해석에 의해 주어진 계의 관성값 을 물리 좌표계에서 규명하였다. 마운트 강성의 규명도 관성제원의 규명과 같은 방법으로 임의의 강성값으로 감도해석을 하여 강성값을 규명하였다. 또 한 감도해석에 의한 동특성 변경은 특정한 고유진동 수의 변경이 필요할 때, 고유진동수의 이동을 위한 관성제원의 변경 및 마운트 강성변경값을 예측할 수 있다. 본 연구수행의 기본적인 흐름도는 Fig.1.1과 같다. 위와 같은 작업 으로 엔진 마운트와 같은 강체 모델의 시스템 규명을 행하는 경우에 유한요 소해석 및 가진 실험으로 얻은 고유진동수의 정보 또는 원하는 고유진동수 의 특성을 기본으로 실제 설계에서 사용이 가능하도록 물리 좌표계에서 관 성 제원 및 스프링상수를 구할 수 있을 것이다.

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Application of Perturbation-based Sensitivity Analysis to Nuclear Characteristics (섭동론적 감도해석 이론의 원자로 핵특성에의 응용)

  • Byung Soo Lee;Mann Cho;Jeong Soo Han;Chung Hum Kim
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.18 no.2
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    • pp.78-84
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    • 1986
  • An equation of material number density sensitivity coefficient is derived using first-order perturbation theory. The beginning of cycle of Super-Phenix I is taken as the reference system for this study. Effective multiplication factor of the reference system is defined as system response function and fuel enrichment and fuel effective density are chosen for the variation of reference input data since they are described by material number density which is a component of Boltzmann operator. The nuclear computational code system (KAERI-26 group cross section library/1DX/2DB/PERT-V) is employed for this calculation. Sensitivity coefficient of fuel enrichment on effective multiplication factor is 4.576 and sensitivity coefficient of effective fuel density on effective multiplication factor is 0.0756. This work shows that sensitivity methodology is lesser timeconsuming and gives more informations on important design parameters in comparison with the direct iterative calulation through large computer codes.

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Sensitivity Analysis of a Mandrel Type Fiber Optic Acoustic Sensor Using an Analytical Method (해석적 방법에 의한 맨드릴형 광-음향센서의 감도특성 분석)

  • 임종인;노용래
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.19 no.3
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    • pp.92-99
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    • 2000
  • In this paper, theoretical acoustic sensitivity was derived to describe acousto-optic transduction property of the mandrel type fiber optic acoustic sensor with respect to external acoustic field. The acoustic sensitivity was analyzed in relation to both material properties and geometrical influence factors of the constitutional parts of the sensor, analytically. Validity of the theoretical results were verified through comparison with the finite element analysis results. The variation trends of the sensitivity of the sensor in relation to the studied parameters showed good agreement for the two analysis methods. According to the results, it is considered more economical to design the basic structure of the sensor with the analytic equations developed in this paper, and then to carry out further detailed analysis with the finite element method for specific points of design interest.

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Analysis of Eigenderivative for the Non-Proportional Damped Structure Using the Iterative Method of the Sensitivity Coefficient (감도계수 반복법을 이용한 비비례감쇠계의 고유치 및 고유벡터 변화량 해석)

  • Lee Jung-Youn
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.30 no.7 s.250
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    • pp.750-756
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    • 2006
  • This study predicts the modified eigenvectors and eigenvalues of the non-proportional damped structure due to the change in the mass, damping and stiffness of structure by iterative method of the sensitivity coefficient using the original dynamic characteristic. The method is applied to the non-proportional damped 3 degree of freedom system by modifying the mass, damping and stiffness. The predicted dynamic characteristics are showed a good agreement with these from the structural reanalysis using the modified mass, damping and stiffness.

Opimization of HDD Suspension Shape Using Sensitivity Analysis and Sequential Linear Programing (감도해석 및 순차적 선형계획법을 이용한 HDD 서스펜션의 형상 최적화)

  • Hwang, C.H.;Kim, D.W.;Lee, J.S.;Park, Y.P.;Park, N.C.
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2002.11b
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    • pp.128-133
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    • 2002
  • The main obstacle to high track density in HDD is the structural resonances of the suspension. The most critical mode is sway mode and second torsion mode, when a data is read and written. It is common fact that the effect of two modes is smaller when a thickness is bulky. But the stiffness of suspension is smaller, the slider can follow a disk better. Because these two fact are reciprocal, a compromise is needed. So we investigated another method to improve band width without changing of the thickness of suspension but with changing of the shape. In this paper, we use two method - Sensitivity analysis and SIP using ADS. And we obtained the optimized value close to target value.

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Optimization of HDD Suspension Shape Using Sensitivity Analysis and Sequential Linear Proframing (감도해석 및 순차적 선형계획법을 이용한 HDD 서스펜션의 형상 최적화)

  • Hwang, Chang-Ho;Kim, Dong-Wook;Park, No-Cheol;Lee, Jongsoo;Park, Young-Pil
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2002.11a
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    • pp.319.2-319
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    • 2002
  • The main obstacle to high track density in HDD id the structural resonances of the suspension. The most critical mode is sway mode and second torsion mode, when a data is read and written. It is common fact that the effect of two modes is smaller when a thickness is bulky. But the stiffness of suspension is smaller, the slider can follow a disk better. Because these two fact are reciprocal, a compromise is needed. So we investigated another method to improve band width without changing of the thickness of suspension but with changing of the shape. (omitted)

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