• 한국음향학회지
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• 제42권3호
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• pp.233-242
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• 2023

본 논문에서는 선박 수중방사소음 저감을 위하여 질량 분사를 통하여 선박의 저속 운항 조건에서 발생하는 날개 끝 보텍스 캐비테이션 제어에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 3차원 수중익 모형에 대해 질량 분사 위치와 분사량을 조절 할 수 있는 질량 분사 시스템을 제작하였으며, 이를 캐비테이션 터널 내에 설치하고 3차원 수중익으로부터 생성되는 캐비테이션의 강도에 따른 시험을 캐비테이션 제어 실험을 수행하였다. 질량 분사 위치 및 분사량에 따른 캐비테이션의 관찰과 소음 특성을 분석하기 위하여 고속 카메라와 음향 센서를 이용하여 계측하였고, 그 결과 질량 분사에 따라 특정 조건에서 날개 끝 보텍스가 억제되고 특정 주파수 대역의 소음이 저감 되는 것을 확인하였다. 날개 끝 보텍스 제어와 소음 저감 성능에 우수한 분사구 위치가 있음을 확인하였고, 일정 수준 이상의 분사량을 가질때 큰 저감 효과가 있음을 확인하였다. 질량 분사를 이용하여 날개 끝 보텍스의 강도가 약할 때 특정 조건에서 제어가 가능하다는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권12호
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• pp.1410-1416
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• 2009

In this paper, the purpose is to investigate the stability and variation of natural frequency of a cracked cantilever beams subjected to follower force and tip mass. In addition, an analysis of the flutter instability(flutter critical follower force) of a cracked cantilever beam as slenderness ratio and crack severity is investigated. The governing differential equations of a Timoshenko beam subjected to an end tangential follower force is derived via Hamilton's principle. The two coupled governing differential equations are reduced to one fourth order ordinary differential equation in terms of the flexural displacement. Finally, the influence of the slenderness ratio and crack severity on the critical follower force, stability and the natural frequency of a beam are investigated.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권6호
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• pp.99-107
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• 2008

In this paper, the stability of a cracked cantilever Timoshenko beam with a tip mass subjected to follower force is investigated. In addition, an analysis of the flutter instability(flutter critical follower force) and a critical natural frequency of a cracked cantilever Euler / Timoshenko beam with a tip mass subjected to a follower force is presented. The vibration analysis on such cracked beam is conducted to identify the critical follower force for flutter instability based on the variation of the first two resonant frequencies of the beam. Therefore, the effect of the crack's intensity, location and a tip mass on the flutter follower force is studied. The crack section is represented by a local flexibility matrix connecting two undamaged beam segments. The crack is assumed to be in the first mode of fracture and to be always opened during the vibrations.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.317-323
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• 2014

This study is concerned with the free vibration analysis of an inextensible uniform rope with a spring-mass system at the tip. The rope is hanged vertically in a gravitational field. This problem is related to the free vibration of an elevator rope connected to an elevator cage. The equation of motion and the corresponding boundary conditions are derived by using the Hamilton's principle. The general solution of the governing equation of motion is expressed in terms of Bessel functions. The characteristic equation was derived by applying the boundary conditions. The characteristic values which are in fact non-dimensionalized natural frequencies were obtained numerically. The effects of mass and spring constant were investigated. The numerical results show how the tip mass and spring affect the natural frequencies of the rope.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권12호
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• pp.822-829
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• 2015

A transfer matrix method has been developed to determine the more accurate natural frequencies for the bending vibration of Bernoulli-Euler beam with linearly reduced width and a concentrated tip mass. The proposed method can be computed an infinite number of the natural frequencies using a single element. Using the differential equation, shear force, and bending moment in which can be deduced by the diverse variational principles, a transfer matrix is formulated. The roots of the differential equation are computed by the Frobenius method. The effect of the concentrated mass for the natural frequencies of width-tapered beams is examined through a parametric study, and to show the accuracy of the proposed method, the computed results compared with those obtained from commercial finite element analysis program(ANSYS).

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권2호
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• pp.156-162
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• 1995

스커트의 유연성을 고려한 2차원 오일붐 모델에 대한 수치해법을 개발하였다. 본 수치모델에서는 부체를 강체로, 스커트를 장력이 걸려 있는 막으로, 스커트의 아래끝엔 집중질량이 놓여 있다고 가정하였다. 유동은 포텐셜이라고 가정하였으며 부체와 스커트의 연결부에서는 변위가 연속이라는 운동학적 조건을 그리고 스커트의 아래끝에는 집중질량에 대한 동력학적인 조건을 부가하였다. 수치해법은 선형포텐셜유동 이론에 근거한 Green 함수방법에 기초를 두고 있다. 스커트의 변형을 미리 알 수 없으므로 방사 포텐셜(radiation potential)과 부체의 변위 그러고 스커트의 변형을 동시에 구하는 방식을 택하였다. Green 정리를 적용하여 얻은 적분방정식과 부체의 운동방정식 그리고 스커트의 변형 관계식을 이산화하여 방사포텐셜과 부체의 변위 그리고 스커트의 변위에 대한 선형대수 방정식을 얻었다. 수치계산결과에 의하면 스커트의 유연성이 부체의 운동응답을 다소 줄일 수 있으며 부체의 공진체계를 바꿀 수 있음을 확인하였다. 그리고 오일붐의 운동응답특성에 영향을 주는 인자들 중에서 스커트의 길이와 집중질량을 파라미터로 하여 오일붐 모델의 운동응답특성을 비교해 보았다. 스커트가 유연한 경우와 스커트가 강체인 경우의 저주파수 극한해는 거의 일치하고 있어 수치해의 타당성을 간접적으로 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권1호
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• pp.95-101
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• 2014

본 연구는 고속 회전형(~10,000 rpm) 기어펌프의 질량유량과 효율을 예측하기 위해서 2 차원 immersed solid method(ISM)를 이용한 수치해석을 수행하였다. 기어펌프와 하우징의 순환유동을 고려하기 위하여 유체 유동을 난류 유동으로 가정하였고, 기어 펌프의 입 출구의 일정 압력 조건하에 기어펌프의 회전 속도를 부가하였다. 기어펌프의 다양한 회전 속도 및 기어 끝 단과 하우징 사의의 서로 다른 간극에 대한 질량유량 및 효율을 검토하였다. 해석 결과로서, 회전 속도가 증가할수록 평균 질량유량 및 효율은 증가하였고, 기어펌프와 하우징의 간격이 증가할수록 평균 질량유량 및 효율은 감소하였다. 간격이 없는 조건하의 6,000 rpm, 8,000 rpm, 10,000 rpm 회전속도에의 효율은 각각 85.11 %, 90.94 %, 93.62 % 를 얻었고, 간격이 0 m, 0.00001 m, 0.00003 m 에 대해서 효율은 각각 93.62 %, 93.29 %, 92.74 % 를 얻었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.216-225
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• 2017

제조 기술의 고도화가 이루어진 현 시점에서, 제품의 설계방식도 단순구조설계가 아닌 최적설계를 통해 제품의 경제성과 안정성을 동시에 획득하고 있다. 본 논문에서는 인장, 압축, 비틀림과 같은 다양한 힘을 받는 자전거의 크랭크 암에 대해 최적 설계를 진행하였고, EDISON의 Plastic Deformation with Damage Mechanism Analysis SW 프로그램을 통해 유한 요소 해석을 수행했다. 해석은 크랭크암 내부에 응력 값이 가장 높은 $90^{\circ}$를 경계조건으로 표면 응력을 고려한 구조, 내부 응력을 고려한 구조, 트러스를 적용한 구조와 MATLAB을 통해 위상최적화 후 추가적으로 형상을 최적화한 구조를 설계했다. 끝으로 경제성과 안정성을 판단하는 기준으로 각각의 질량 대비 강성을 확인하여 최적의 형상을 제시하였다.

• 대한공업교육학회지
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• 제32권2호
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• pp.171-187
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• 2007

이 연구의 목적은 선삭 가공시 발생하는 채터 진동을 계측하기 위하여 일반적인 가속도계가 가진 단점을 보완한 페브리-페롯형(Fabry-Prtot) 광섬유 간섭계 센서를 공구에 직접 부착하여 채터 진동을 측정하고 이것의 유용성을 확인하는 것이다. 측정된 주파수 스펙트럼과 이론해석 상의 리셉턴스 곡선과 비교하였는데 공구진동이 클수록 가진 주파수 이동이 생성되며 이는 공구의 날 끝에 질량효과가 더해짐을 의미함을 알 수 있었다. 질량효과가 더해지면 진동 주파수는 저주파 쪽으로 이동한다. 진동 주파수의 저주파 영역의 이동은 일반적인 재생형 채터에서 흔히 일어나는 현상이다. 또한 측정한 채터 주파수는 고유진동수가 아닌 외부 가진 주파수인 것으로 확인 됐으며 측정 결과와 같이 본 실험에 사용된 광섬유 센서는 외부 진동 주파수를 잘 계측 하였으며 페브리-페롯 센서는 특히 공구진동의 측정에 유용함을 보았다. 본 연구를 통하여 적용분야로 간섭계형 광섬유 센서를 공구 표면에 직접 설치하고 공구 진동을 관찰하는 교육목적의 실험에도 응용할 수 있다. 본 실험과 같은 페브리-페롯 간섭계 센서의 공구 직접 접촉식 방법에 대한 연구는 국내외 적으로 그 사례를 찾아보기 힘든 독창적인 방법인 것으로 추정된다. 본 연구결과는 또한 향후 공구진동과 마멸을 연구하는데 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권10호
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• pp.825-835
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• 2017

본 논문에서는 단일 보의 최적 설계를 활용하여 드론 플랫폼을 구축하였다. 단일 보를 끝 단 질량을 가진 외팔보로 가정하였다. 수치 최적화 이론에 기초하여, ANSYS가 얻은 유사한 결과와 비교함으로써 새로운 설계의 검증 및 최적화를 수행 하였다. 마지막으로, 이 설계는 제어 시뮬레이션에 반영되며 공진 상황을 고려한 최적의 구조 설계 요구 사항을 만족함을 보였다.