논문에서는 파일형 선박충돌방호공의 주요 에너지 소산기구인 파일의 소성힌지와 선수변형에 대한 변형-에너지곡선을 산정하고 이를 이전 연구에서 개발된 간이 충돌모델에 적용하여 매개변수해석을 수행하였다. 고려된 매개변수는 슬래브의 질량, 파일의 수, 선박의 질량 및 충돌속도였으며 이들 매개변수를 변화시키면서 충돌거동을 분석하였다. 연구결과, 충진강관과 비충진강관의 에너지 소산거동이 차이를 파악했고, 슬래브의 관성질량을 조절하여 방호공의 충돌거동을 변화 시킬 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 개발된 간이모델은 기본설계나 최적설계에 이용될 수 있을 것이다.
관성항과 비선형 항력항을 포함한 직립 슬릿벽에 의한 파의 산란을 고유함수전개법을 사용하여 해석하였다. 슬릿벽에서의 에너지 손실효과를 나타내는 비선형 항력항을 등가 선형화기법으로 선형화시켰다. Yoon et al.(2006)과 Huang(2007)이 제안한 실험식을 통하여 구한 항력계수를 적용한 해석결과는 Kwon et al.(2014)과 Zhu and Chwang(2001)의 수리모형 실험결과와 비교하였고, 서로 잘 일치함을 확인하였다. 개발된 해석모델을 이용하여 슬릿벽의 주요 설계변수들인 공극률, 잠긴 깊이, 슬릿 형상, 파랑특성 등을 바꿔가면서 슬릿벽에서의 에너지 손실효과를 평가하였다. 잠긴 깊이에 따라 다소 차이는 있지만 공극률이 0.1보다 작은 값에서 슬릿벽에서의 에너지 손실률이 가장 크게 일어났다. 현재의 해석해는 슬릿벽 방파제에 의한 소파효율을 예측하는데 유용하게 이용될 것이다.
타공 구조물은 음파의 에너지를 감소시키는 특성을 가지고 있어 무향실의 벽에 많이 이용되고 있다. 음원으로부터 발생한 음파가 타공판을 통과할 때 타공판의 작은 구멍을 통해 강한 제트가 형성되어 점성에 의한 박리가 일어나 음파 에너지의 일부분이 열에너지로 소멸된다. 타공판의 작은 구멍을 통과하면서 발생하는 물리적 현상은 음향학 분야에서 많은 연구가 이뤄졌다. 타공판의 앞뒤의 음압(Acoustic Pressure)의 차이를 속도에 제곱에 비례하는 항력항(Drag Term)과 가속도에 비례하는 관성항(Inertia Term)의 합으로 표현하였고, 각 항에 포함된 계수들을 실험이나 간단한 계산을 통하여 구하는 방법을 제시하였다.
부방파제의 특성을 간단히 검토하고 수치해법을 이용하여 소파성능을 분석하였다. 비점성 포텐셜 유동의 일반적인 해법인 경계면적분법을 사용하였고, 다양한 형상의 부방파제 2차원 단면특성을 투과율을 중심으로 살펴보았다. 계류계의 강도와 질량관성반경 및 흘수의 영향을 기본적인 폰툰 형태에 대하여 고찰하였고, 사다리꼴, 중절모형상, 탁자 형상 등의 단면에 대하여 형상에 변화를 주며 소파특성을 조사하였다. 각 단면마다 효과적인 소파가 기대되는 입사파의 파장이 달라지지만 입사파의 파장과 부체의 길이비가 10 이상이 되는 경우까지 만족스런 소파가 이루어지는 경우도 있다.
세장비가 작은 구조부재는 충돌과 같은 상황하에서 압축을 받는 경우, 축방향으로 접혀지는 소성 변형에 의해서 충돌에너지의 대부분을 흡수한다. 이 경우, 관성을 무시한다 하더라도 연강 부재의 정적인 하중에 대한 압괴강도에 비해서 변형률에 의한 영향으로 인해 동적 압괴 강도가 높아진다는 것은 잘 알려진 사실이다. 본 논문에서는 부재의 정적 하중에 대한 압괴강도 추정법을 소성변형의 운동학적 방법을 이용하여 수행하였다. 종래의 항복하중에 변형률을 고려한 동적 압괴 하중 추정치가 동적 영향을 과대평가하게 되므로 평균 소성변형 응력의 변형률에 대한 영향을 고려하여 튜브부재의 동적 압괴 강도 추정을 유도하였고, 이를 발표된 실험결과와 비교 검토하였다. 본 연구에서 얻은 만족스러운 결과를 토대로 하여 앞으로 이 방법을 선박의 충돌시 선수구조의 충돌에너지 흡수의 추정에 적용시킬 것이다.
본 연구에서는 비대칭 단면을 갖는 박벽 곡선보의 자유진동 및 처짐해석을 위하여 박벽단면을 갖는 기존의 곡선보 이론의 단점을 보완하고자 도심-전단중심 정식화에 근거한 개선된 곡선보 이론을 제시한다. 변위장은 각각 도심과 전단중심에서 정의한 변위파라미터를 도입하여 나타내었으며 곡선보의 두께-곡률 효과와 회전관성효과를 고려한 개선된 변형에너지와 운동에너지를 엄밀하게 유도하였다. 본 연구의 타당성과 정확성을 증명하기 위하여 Hermitian 곡선보요소를 사용한 유한요소해석을 수행하였으며 해석 결과들을 도심 정식화에 의하여 산정한 결과, 선행 연구자 결과 및 ABAQUS의 쉘요소를 이용한 결과와 비교하였다.
본 연구에서는 다경간 연속교의 내진해석시 가동받침의 마찰을 고려할 수 있는 비선형 동적해석 방법을 제시하고 가동받침의 마찰계수에 따른 연속교의 내진응답을 고찰하였다. 연구결과 국내와 같은 소규모 설계지진시에는 가동받침의 마찰은 마찰계수가 작더라도 에너지 감쇠에 의한 상부구조의 변위감소와 마찰력에 의한 상부구조의 관성력의 각 하부구조로 분배에있어 상당한 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 이러한 가동받침의 마찰효과는 마찰계수가 클수록, 입력지진의 규모가 작을수록 커짐을 보였다. 따라서 경간수가 많고 상부구조의 중량이 큰 다경간 연속교에 있어서 가동반침의 마찰계수를 적절히 사용함으로써 중소규모 설계지진 작용시 상부구조의 수평변위를 조절할 수 있고 상부구조의 교축방향 관성력을 각 하부구조로 분배하는 효과에 의해 경제성과 전체교량의 내진 안전성을 확보할 수 있다.
본 저자의 이전연구(김문영 등, 2004)에서는 2차원 차량 모형과 전단변형 및 회전관성 효과가 고려된 현수교요소와의 상호작용을 고려한 2차원 수직응답에 대한 동적해석을 수행하였다. 본 연구에서는 전단변형 효과와 편심차량의 효과를 알아보는데 목적을 두었다. 이를 위하여 전단변형 및 회전관성 효과가 고려된 3차원 현수교의 수직, 비틂에 대한 고유진동수와 모드형상, 그리고 교량-차량 에너지로부터 라그랑지안식을 이용하여 상호작용을 고려할 수 있는 3차원 운동방정식을 유도한다. 이후 모드중칩법을 이용하여 유도된 운동방정식을 Newmark method를 사용하여 동적해석을 수행한다. 마지막으로 본 연구에서 제시한 이론을 따라 수치해석예제를 수행하여 차량의 동적거동을 분석한다.
This paper describes a low-voltage ride-through method for the permanent magnet synchronous generator (PMSG) wind turbine system at a grid fault. The generator side converter regulates the DC link voltage instead of the grid side converter by storing the surplus active power in the rotor inertia during grid fault by the sliding mode controller. The grid side converter controls the grid active power keeping a maximum power point tracking. Simulation results for small scale PMSG wind turbine verify the efficiency of the control method.
제어기술의 발달과 함께 고기능, 고정밀도의 소형전동기가 출현하게 되었으며 소재기술의 진보는 에너지의 고밀도화 및 고효율화를 가져왔다. 고도산업 사회로 진행하는 과정에서 소형전동기의 수요는 큰 폭으로 증가하고 있으며, 다양한 부하특성에 적합한 소형전동기의 원활한 공급은 산업현장에서 매우 절실한 과제가 되고 있다. 또한 기존 전동기와 크게 다른 정전형 전동기와 같이 새로운 원리의 전동기가 출현하여 관성이 작은 부하에 채용되기 시작하였고, 여러 분야의 요소기술이 결합되어 극소형 마이크로 전동기의 출현이 가능하게 되었다. 그러나 국내에서 소비되고 있는 대부분의 소형전동기는 외국으로 부터의 수입에 의존하고 있기 때문에 외화의 유출과 국내 생산기술 개발에 필요한 기초 설계기술 확보의 어려움을 초래하고 있다. 따라서 낙후된 설계 제작 기술에 더욱 관심을 가지고 새로운 소형전동기를 개발하여야 하겠다. 본고에서는 각종 소형전동기를 분류하고, 특히 제어용 전동기를 중심으로 전동기를 포한한 시스템 전체의 효율화 생산성 향상 측면을 고려하여 동력전달 기계기구를 설계하는데 필요한 실용 계산 방법을 소개하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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