본 연구의 목적은 첫째, 비선형성을 포함하는 액체기둥진동흡진기(LCVA)의 감쇠항에 대한 등가선형화된 운동방정식을 바탕으로하여 가진입력인 진동대 가속도와 출력인 제어력의 관계인 전달함수를 해석적인 식으로 규명하는 것이다. 둘째, LCVA의 주요설계변수인 수직기둥과 수평기둥의 단면적비의 변화에 따른 진동특성분석이다. 셋째, 동조의 수단으로 이용되는 수직기둥 액체의 높이를 변화시켜 진동특성을 분석하는 것이다. LCVA를 진동대 위에 설치하고 가진하여 제어력을 측정하여 실험 전달함수를 구하였다. 이것을 해석적인 전달함수와 비교 및 최적화작업을 수행하여 LCVA의 진동특성변수에 영향을 미치는 고유진동수, 감쇠비 및 질량비 등을 파악하였다. 실험결과, 액체 수위 및 단면적비의 변화에 따라 감쇠비 및 참여질량비의 특성이 변화하였다. 수직기둥과 수평기둥이 교차하는 엘보우에서 액체의 흐름 변화로 인하여, LCVA 실험체의 수직기둥 단면적이 작아질수록 감쇠비와 참여질량비가 증가하였다.
본 논문은 MLS(moving least squares) 차분법의 1차 미분 근사함수를 바탕으로 시간에 따른 수치해석이 가능한 해석기법을 제시한다. 오직 1차 미분 근사함수로만 지배방정식을 이산화했으며, 근사함수를 조립하는 형태로 전체 시스템 방정식을 구성하여 차분법으로 이산화된 운동방정식이 유한요소법(finite element method)과 유사한 모습을 갖게 되었다. 운동방정식을 시간적분하기 위해서 중앙차분법(central difference method)을 사용하였다. 유한요소 알고리즘을 통해서 MLS 차분법과 유한요소법의 고유진동 해석을 수행하였으며, 두 해석결과를 비교하였다. 또한, 동적해석 결과를 기존의 2차 미분 근사함수를 활용한 해석결과와 함께 도시함으로써 제안된 수치기법의 정확성을 검증하였다. 1차 미분 근사함수를 조립하는 과정에서 해석결과의 떨림현상이 억제되었으며 상대적으로 균일한 응력분포를 구할 수 있었다.
Modal characteristics of a cracked beam with a concentrated mass undergoing rotational motion are investigated in this paper. Hybrid deformation variables are employed to derive the equations of motion of a rotating cantilever beam. The flexibility due to crack, which is assumed to be open during the vibration, is calculated basing on a fracture mechanics theory. To obtain more general information, the equations of motion are transformed into a dimensionless form in which dimensionless parameters are identified. The effects of the dimensionless parameters related to the angular speed, the depth and location of a crack and the size and location of a concentrated mass on the modal characteristics of the beam are investigated numerically.
이 글에서는 Mathematica의 고유한 특징과 많은 기능 중의 일부분만을 예를 들어 설명을 하였다. 그러나 Mathematica의 피할 수 없는 단점은 많은 수학적 기능이 포함되어 있기 때문에 처리속도가 늦다는 점이다. 예를 들면 많은 량의 반복작업이나 차수가 큰 매트릭스의 연산작업은 다소 속도가 늦어 PC기종에서는 곤란을 겪을 때가 많다. 따라서 PC대신 workstation 같은 상위기종의 컴퓨터를 이용한다면 처리속도가 빨라져 진행에 문제점이 없다. 한 예로 workstation에서는 차수가 30개인 고유치 해석도 내장함수인 명령어만으로 단지 몇초만에 할 수 있는 데 비하여 PC에서는 기종에 따라 몇배, 몇백배의 시간이 요구되는 것이다. 그리고 또 하나의 단점으로는 방대한 프로그램을 운용하기 위한 비용(ram)이 많이 든다는 점이다. 한 예로 PC에서는 기본적으로 Mathematica를 작동하기 위해 최소한 4 mega ram이 필요하며 여러 수학적 기능을 충분히 이용하기 위해 많은 량의 ram이 필요하다는 점이다. 그러나 위의 단점은 Mathematica가 지니고 있는 고유한 장점을 생각한다면 매우 미미한 것이라 여겨진다. 수학의 대부분의 기능을 포함하고 있으며 기호처리가 가능하고 프로그래밍 기법이 다양하기 때문에 수학을 이용하여 연구를 하는 사람에게는 훌륭한 도구가 생긴 것이라 할 수 있다.
The paper proposes a practical meshless method for the free vibration analysis of clamped plates having arbitrary shapes by extending the non-dimensional dynamic influence function (NDIF) method, which was developed by the author in 1999. In the proposed method, the domain and boundary of the plate of interest are discretized using only nodes without elements unlike FEM and the system matrices are obtained by making domain nodes and boundary nodes satisfy the governing differential equation and boundary conditions, respectively. However, since the above system matrices are not square ones, the problem of free vibrations of clamped plates is not reduced to an algebraic eigenvalue problem. An additional theoretical treatment is considered to produce an algebraic eigenvalue problem. It is revealed from case studies that the proposed method is valid and accurate.
In this paper, a precise description is given to the basic theory as well as the detailed algorithms for the numerical treatment of the method of POD (proper orthogonal decomposition). This method is then applied to analysing the numerical solutions of one-dimensional shallow-water equations to show how the method is affected by various parameters such as the sampling time, sampling numbers, and the spatial resolution for the autocorrelation function. A few curious features associated with this flow model found through the analysis are further explained and discussed.
본 논문에서는 인터체인지나 램프시설 등에서 볼 수 있는 공간 곡선부재들을 나선형 곡선부재로 이상화시켰다. 나선의 기하학적 특성치와 초기 곡률을 고려하여 평형방정식을 유도하였으며 모우드 형상함수를 가정하여 단순지지된 나선형 곡선부재의 규준화된 고유진동수를 계산할 수 있는 모우드 방정식을 유도하였다. 이러한 모우드 방정식을 이용하여 나선형 곡선부재의 고유진동수, 모우드 형상 그리고 고유진동수의 분포를 규명하였다.
Modal characteristics of a cracked beam with a concentrated mass undergoing rotational motion are investigated in this paper. Hybrid deformation variables are employed to derive the equations of motion of a rotating cantilever beam. The flexibility due to crack, which is assumed to be open during the vibration, is calculated basing on a fracture mechanics theory. To obtain more general information, the equations of motion are transformed into a dimensionless form in which dimensionless parameters are identified. The effects of the dimensionless parameters related to the angular speed, the depth and location of a crack and the size and location of a concentrated mass on the modal characteristics of the beam are investigated numerically.
중성자 확산 방정식의λ -mode를 구하는 반복 계산법을 정립하였고, 이 방법을 이용한 2군, 3차원 전산 코드 MOGEN을 개발하였다. 2차원 직각형 균질 원자로에 대해 계산을 수행하여, 생산된 고유치와 고유함수가 해석해에 잘 일치함을 보여 코드의 정확도를 검증하였다. 실제 CANDU형 포준 원자로의 2차원 mode를 생산하였고, 이는 기존의 mode특성을 정확히 나타내었다. 마지막으로, λ-mode의 응용분야에 대하여 간략히 설명하였다.
Elliptic 함수는 허수 축상에 영점을 가지며 통과영역과 차단영역에서 같은 파상을 갖는데 결과적으로 elliptic 함수는 천이영역을 최소로함으로써 감도면에서 최적인 상태를 만들 수 있으나, 시간 영역에서의 특성은 Chebyshev 함수나 Butterworth 함수 응답 특성보다 떨어진다. 본 논문은 통과영역 감쇠율, 차단 주파수 ωs 등과 같이 여러 요소를 변화시켰을 때의 효과를 분석하기 위해서 단위계단 응답은 임펄스 응답을 분석해 보았다. 그 결과 다음과 같은 독특한 특성이 나타났는데 elliptic 필터 함수의 계단 응답은 높은 고유주파구에서 오버슈우트와 언더슈우트가 크고 빠르게 발생했고 초기값은 ωs가 증가하므로 감소하나 원점에서 시작하지는 않았다. Butterworth나 Chebyshev의 경우와는 다르게 임펄스 응답은 원점에서 시작하지 않는 것도 있으며 위와 같은 독특한 특성을 알아보도록 8개의 특성곡선을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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