• Title/Summary/Keyword: 동역학적모델링

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Dynamic Modeling and Control Techniques for Multi-Rotor Flying Robots (멀티로터 무인비행로봇 동역학적 모델링 및 제어기법 연구)

  • Kim, Hyeon;Jeong, Heon Sul;Chong, Kil To;Lee, Deok Jin
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.38 no.2
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    • pp.137-148
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    • 2014
  • A multi-rotor is an autonomous flying robot with multiple rotors. Depending on the number of the rotors, multi-rotors are categorized as tri-, quad-, hexa-, and octo-rotor. Given their rapid maneuverability and vertical take-off and landing capabilities, multi-rotors can be used in various applications such as surveillance and reconnaissance in hostile urban areas surrounded by high-rise buildings. In this paper, the unified dynamic model of each tri-, quad-, hexa-, and octo-rotor are presented. Then, based on derived mathematical equations, the operation and control techniques of each multi-rotor are derived and analyzed. For verifying and validating the proposed models, operation and control technique simulations are carried out.

Change of Seawater Intrusion Range by the Difference of Longitudinal Dispersivity in Hydrodynamic Modeling (수리동역학적 모델링에서 분산지수에 따른 해수침투 범위의 변화)

  • 심병완;정상용;김희준;성익환
    • Journal of Soil and Groundwater Environment
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    • v.7 no.4
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    • pp.59-67
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    • 2002
  • As a parameter for hydrodynamic modeling to define the range of seawater intrusion, dispersivities are frequently determined from pre-experiments or theoretical studies because field experiments need a lot of time and expenses. If the dispersivities are inadequate for an aquifer, the numerical results may have some errors. We examined the validity of longitudinal dispersivities by comparing the ranges of seawater intrusion with numerical modeling, field data and apparent resistivity sections. In the numerical modeling the TDS distributions simulated by the Xu's longitudinal dispersivity are more similar to the values of TDS measured at monitoring wet]s and boreholes than those by the Neuman's longitudinal dispersivity. The ranges of seawater intrusion by numerical simulations using Xu's longitudinal dispersivity show that the contour line of 1000 ㎎/L. as TDS is located at 480 m from the coast in May, while at 390 m in July. The difference is originated from the shift of the interface between seawater and fresh water. It moved toward the coast in July because of the seasonal increase of hydraulic gradient according to rainfall. A contour line of 15 ohm-m was used to define the range of seawater intrusion in apparent resistivity sections. From this criterion on the interface between seawater and fresh water, the range of seawater intrusion is located at 450 m from the coast. This result is similar to the range of seawater intrusion simulated by the numerical modeling using Xu's dispersivity. Therefore the range of seawater intrusion shows the difference due to the dispersivities used for the hydrodynamic modeling and the dispersivity generated by the Xu's equation is considered more effective to decide the range of seawater intrusion in this study area.

Fatigue Study for a Shift Fork of a Dual Clutch Transmission (듀얼클러치 변속기의 쉬프트 포크에 관한 피로해석 연구)

  • Kim, Kyounghoon;Jeong, Jongkyu;Won, Jongjin;Jeong, Jayil
    • Journal of Auto-vehicle Safety Association
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    • v.4 no.1
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    • pp.23-26
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    • 2012
  • 본 논문은 듀얼클러치 변속기 변속 메커니즘 개발을 위한 동역학적 시뮬레이션 해석 및 피로수명 해석에 관한 연구이다. 캠을 이용한 쉬프트 포크의 이송으로 기어를 변속하는 개념을 갖는 쉬프트 메커니즘의 작동성 및 설계안 검증을 위해 캠의 회전 속도, 접촉면의 경계조건 및 싱크로나이저 슬리브에서의 저항을 반영한 모델링을 구성하여 동역학적 시뮬레이션을 실시하였다. 각 파트의 응력 및 변형률 발생을 해석하여 설계 개선안을 도출하고, 개선안이 반영된 최종 시작모델의 시뮬레이션 상 최대 응력 발생 시점에서 시프트 포크의 각 접촉면 별 외력 작용을 분석하여 이를 적용한 피로 해석을 진행하였다.

A Survey on Dynamical Modeling for Active Control of Thermo-Acoustic Instabilities (열-음향학적 불안정 현상의 능동제어를 위한 동역학적 모델링에 관한 현황 분석)

  • Na, Seon-Hwa;Ko, Sang-Ho
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.15 no.6
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    • pp.78-90
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    • 2011
  • This paper surveys the recent research activities regarding dynamical modeling of thermo-acoustic instabilities which are fundamental to actively control such phenomena in gas-turbine engines, rockets, and etc. For this, we introduce reduced-order modeling approaches, mainly conducted after 1990s. Particularly, we survey grey-box approaches, which determine the structure of the model based on physical rules and use system's input-output data for estimating parameters of the model. We also introduce black-box approaches using model structures without physics-based interpretation. Finally, we briefly discuss future directions and feasibilities of the research in this field.

Dynamical modeling and system identification for active control of thermo-acoustic instabilities: survey (열-음향학적 불안정 현상의 능동제어를 위한 동역학적 모델링 및 시스템 식별기법 현황)

  • Na, Seon-Hwa;Ko, Sang-Ho
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.279-287
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    • 2010
  • This paper surveys the recent research activities regarding dynamical modeling of high amplitude - high frequency thermo-acoustic instabilities occurring in gas-turbine engines, rockets, and etc, which are fundamental to actively control of such phenomena. For this, we introduces the reduced-order system modeling approaches, conducted after 1990s. Particularly, we deal with the grey-box approach, which determines the structure of the model based on physical rules and uses system's input-output data for estimating parameters of the model, and the black-box approach, which uses model structure without physics-based interpretation. At the end of the paper, we briefly discuss future directions and feasibilities of the research in this field.

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A study on semi-empirical aerodynamic model with hawkmoth-like flexible wings (박각시 나방 유연날개의 반실험적 공력 모델링을 위한 연구)

  • Ryu, Yeong-Gyun;Han, Jong-Seop;Jang, Jo-Won;Jeong, Jun
    • 한국항공운항학회:학술대회논문집
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    • 2016.05a
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    • pp.19-22
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    • 2016
  • 본 연구는 박각시 나방 유연날개의 준정상 공력 모델링을 위한 공력측정실험을 진행하였다. 두 개의 서보모터로 이루어진 동역학적 로봇 모델은 3톤 수조 내부에서 날갯짓 운동을 구현하였고, 6축 센서가 날개 모델의 뿌리에 장착되어 공력 측정을 시행하였다. 날개 모델은 다른 두께의 폴리카보네이트 평판으로 제작되었고, 3mm 두께의 강체날개와 0.8mm 두께의 유연날개로 구성되었다. 공력측정은 각 날개 모델별 받음각을 -5도에서 95도까지 5도씩 변경하여 진행하였고, 이를 바탕으로 준정상 공력 모델링을 시도하였다. 날개 두께별 준정상 공력 모델링을 통해 특정 두께를 가진 유연날개는 강체날개보다 높은 공력효율을 가짐을 알 수 있었고, 날개 유연도 역시 준정상 가정을 기반으로 모델링 할 수 있을 것으로 기대된다.

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Computer Simulation of Pedestrian Collision Trajectory for Various Velocities (컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 보행자 충돌 선회특성에 관한 연구)

  • 김종혁;유장석;박경진;손봉수;장명순;홍을표
    • Journal of Korean Society of Transportation
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    • v.20 no.2
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    • pp.81-92
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    • 2002
  • An automobile crash with a pedestrian generates a trajectory which is crucial to identify the cause of the crash. Previous researches have been carried out for pedestrian movement using simple explicit formulae. The formulae are derived from elementary physics. Therefore, they could not sufficiently include variables of a vehicle and a pedestrian. To overcome such a limitation, a simulation is utilized for the pedestrian behavior in crash environment. A dynamic software called MADYMO is utilized for the simulation. A simulation model is established. The automobile body and a dummy are modeled with rigid bodies, joints and springs. The simulation results are compared with those from explicit formulae. It is found that the explicit formulae did not fit to pedestrian conditions. Simulations are performed for various velocities of automobiles. Results are discussed for the usage of the simulation.

Moving Path following and High Speed Precision Control of Autonomous Mobile Robot Using Fuzzy (퍼지를 이용한 자율 이동 로봇의 이동 경로 추종 및 고속 정밀 제어)

  • 이원호;이형우;김상헌;정재영;노태정
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2004.10a
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    • pp.207-210
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    • 2004
  • 일반적인 이동 로봇의 주된 관심은 경로 생성과 생성된 경로 추종에 있다. 그러나 일부 고속의 이동성이 필요로 하는 로봇의 경우 동역학적 제한 조건이 존재하며, 이러한 제한 조건내에서 원하는 움직임에 대한 제어가 요구된다. 본 논문에서 환경 지도를 가지고 있지 않은 상태, 즉 미지의 환경에서 이동 로봇의 경로 추종에 있어서 빠른 이동시에 발생할 수 있는 이동 로봇의 미끄러짐이나 전복 현상을 막기 위해 이동 로봇의 동역학적 제한 조건을 퍼지 논리를 이용하여 기준 속도를 변화시켜 안전하고 빠른 경로 추종 성능을 얻고자 하였다. 특히, 라인 추종 이동 로봇을 모델링하여 실시간으로 변화하는 목표점에 대한 추종 제어기를 설계하고 퍼지 최적 속도 제한 제어기를 통해 연속적으로 변화하는 라인에 대해서 지능적으로 로봇이 변화하는 라인에 대해서 지능적으로 로봇의 속도를 제한하여 안정적인 추종 성능을 발휘함을 확인하였다.

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Elastic Boom Modeling of a Floating Crane based on Finite Element Formulation (유한 요소 정식화를 이용한 해상 크레인 붐(boom)의 탄성체 모델링)

  • Park, Kwang-Phil;Cha, Ju-Hwan;Lee, Kyu-Yeul
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.192-195
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    • 2010
  • 본 논문에서는 해상 크레인과 중량물의 동적 거동을 시뮬레이션하기 위해, 유한 요소 정식화(finite element formulation)를 이용하여 해상 크레인의 붐(boom)을 탄성체로 모델링 하였다. 붐은 3차원 탄성 빔(beam) 요소로 가정하고, 각 요소의 변형에 의한 변위는 형상 함수(shape function)과 절점 좌표(nodal coordinate)를 이용하여 정의하였다. 변형 변위를 이용하여 탄성 붐의 강성 행렬(stiffnes matrix)을 유도하고, 탄성 변위를 포함하는 위치 벡터를 이용하여 질량 행렬을 유도한다. 해상 크레인과 중량물로 이루어진 운동 방정식에 탄성 붐을 포함하여 유연 다물체계(flexible multibody system) 운동 방정식을 구성한다. 외력으로는 선박 유체정역학적 힘, 유체동역학적 힘, wire rope의 장력, 중력 그리고 계류력(mooring force)이 고려되었다. 먼저 요소의 개수를 변경하며 탄성 붐의 동적 거동을 시뮬레이션 하여, 유한 요소 정식화를 이용한 모델링의 타당성을 검증하였다. 그리고 해상 크레인과 중량물의 동적 거동 시뮬레이션에 탄성 붐 모델을 적용하였다.

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