• 제목/요약/키워드: 고차 진동모드

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고차모드를 고려한 수중날개 와류기인 진동특성 연구 (A Study on Vortex-Induced Vibration Characteristics of Hydrofoils considering High-order Modes)

  • 최현규;홍석윤;송지훈;장원석;최원석
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.377-384
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    • 2022
  • 선박, 잠수함이 추진하면 수중구조물 후류에 와류가 발생하고 이에 따른 와류기인 구조진동이 유발된다. 최근 선박, 잠수함의 고속화 및 대형화 추세에 따라 고차모드에서 유발되는 와류기인 진동 및 피로파괴에 대한 중요성이 강조되고 있다. 고속 유속환경의 와류는 저속 유속환경 대비 큰 진동을 유발하므로 이에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 수중날개 고차모드에서 유발되는 와류기인 진동을 예측하기 위한 하이브리드 유체구조연성 해석 방법론을 제시하였다. 고차모드를 고려한 하이브리드 유체구조연성 해석을 수행하여 와류기인 진동을 도출하고 실험결과와 비교함으로써 방법론을 검증하였다. 최종적으로 와류기인 진동으로부터 도출된 최대 von Mises 응력을 노르웨이 선급에서 제시한 S-N 선도에 적용함으로써 고차모드 유체구조연성 해석의 효용성을 확인하였다. 고차모드를 고려하여 와류기인 진동응답을 도출할 경우 유체구조연성에 의한 락인(Lock-in) 특성을 확인하였으며 고려하지 않은 경우 대비 진동응답과 최대 von Mises 응력에서 10배 이상의 차이를 보였다. 향후에는 외팔보 경계조건 및 형상에 대한 확장연구가 필요하다.

유체중의 얇은 원통쉘의 자유진동 (Free Vibration of a Thin Circular Cylindrical Shell in Fluid)

  • Liang, G.H.;Kawatate, K.
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.117-125
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    • 1991
  • 유체 중에서 진동하고 있는 얇은 원통형 탄성쉘의 고유진동수를 계산할 수 있는 두 가지 방법을 제시하였다. 두 방법 모두 고유진동수를 해석적인 형태로 나타내었다. 하나는 간단한 형태로서 쉘의 고차변형모드에 적합하고 다른 하나는 정확하며 유체중에 부분 잠수된 쉘의 경우에 사용된다. 쉘이 유체중에 완전 잠수된 경우로서, 저차변형모드에 대해서는 주위유체가 고유진동수에 상당한 영향을 미침을, 그리고 고차변형모드에 대해서는 그 영향이 작음을 알 수 있었다. 그러나 쉘이 유체중에 부분잠수된 경우에는 최저변형모드에서 항상 위 영향이 최대가 되는 것은 아니었다.

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고차모드를 고려한 사각형 단순 확장관의 간편음향해석법의 개선 (A Modified Simple Acoustic Analysis of Rectangular Simple Expansion Chamber with Consideration of Higher Order Modes)

  • 김봉준;정의봉;황상문
    • 소음진동
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    • 제9권2호
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    • pp.340-347
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    • 1999
  • The acoustic performance of reactive type single expansion chamber can be calculated theoretically by plane wave theory. But higher order model should be considered to widen the frequency range. Mode matching method has been developed to consider higher order modes, but very complicated algebra should be used. Munjal suggested a numerical collocation method, which can overcome the shortcomings of mode matching method, using the compatibility conditions for acoustic pressure and particle velocity at the junctions of area discontinuities. But the restriction of Munjal's method is that the ratio between the area of inlet(or outlet) pipe and that of chamber must be natural number. In this paper, the new method was suggested to overcome the shortcomings of Munjal's method. The predictions by this method was also compared with those by the finite element method and Munjal's method in order to demonstrate the accuracy of the modified method presented here.

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고차진동모드의 영향을 고려한 층지진하중 (The Effect of Higher Vibration Modes on the Design Seismic Load)

  • 이동근;신용우
    • 전산구조공학
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    • 제3권4호
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    • pp.123-132
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    • 1990
  • 일반적으로 구조물의 내진설계에 있어서는 등가정적해석법이 주로 사용되고 있다. 현재 사용되고 있는 등가정적해석법은 구조물의 거동이 주로 기본진동 모드에 의해 지배된다는 가정하에 유도되었으므로 기본진동 주기가 긴 구조물에 대해서는 구조물의 동적특성을 정확하게 예측하기가 어렵다. 본 연구에서는 구조물의 설계시 직접적인 영향을 미치게 되는 층전단력의 분포를 주요 관점으로하여 구조물의 동적특성에 미치는 고차모드의 영향을 정확히 고려할 수 있는 층지진하중에 대하여 연구했다. 층지진하중의 분포를 개선하기 위해 현행 내진설계 기준의 등가정적해석법에서 쓰이는 층지진하중과 모드해석을 이용하여 얻은 층지진하중의 차이를 파악하고 이로부터 고차모드의 영향이 고려된 층지진하중의 분포를 제안했다.

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국부진동모드가 플러터해석에 미치는 영향연구 (The effect of Local Vibration Modes on the Flutter)

  • 신영석;김헌주;김성태;김재영;황철호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권10호
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    • pp.919-926
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    • 2011
  • 고속 비행체의 날개 구조물은 스킨과 튼튼한 골격으로 구성되어 있다. 플러터 해석시 날개 구조물의 고유진동모드를 이용하여 비정상공기력을 계산하고 모달접근법을 이용하여 시간영역이나 주파수 영역에서 구조물의 진동안정성을 분석하게 되므로, 사용되는 고유 진동 모드는 신중하게 선정되어야 한다. 이를 위해 날개 구조물과 같이 고차에서 스킨의 국부진동모드가 있는 경우 이러한 모드가 비정상공기력 및 플러터 특성에 미치는 영향을 분석하였다.