• 제목/요약/키워드: 동역학 해석

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대형 공장 개구부용 에어커튼의 설계 인자에 따른 차단 성능 변화에 대한 전산해석 연구 (Numerical Study on Variations in the Sealing Performance of Air Curtains in Large-Scale Factory Opening Considering Various Design Factors)

  • 문종민;리광훈
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권8호
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    • pp.703-711
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    • 2015
  • 작업의 효율을 높이기 위해서 대형 공장에서 개구부는 주로 개방 되어 있다. 그러나 동절기에 공장에서 난방을 하는 경우 개방되어 있는 개구부는 난방부하를 상승시키는 큰 요인이다. 때문에 공장에서는 개구부 상단에 에어커튼을 설치하여 외부의 침기를 막아 난방부하를 낮춘다. 일반적인 에어커튼의 설계 변수로는 토출 각도와, 속도, 온도 등이 존재하며 이에 대한 연구는 이미 많이 진행되었다. 하지만, 공장이라는 공간적 특수성을 고려하였을 때, 기존에 연구되지 않은 개구부로부터의 이격 거리와 토출구 폭에 대한 부분도 차단 성능에 영향을 미친다. 그 결과 에어커튼은 이격 거리가 가깝고, 토출구 폭은 넓을수록 차단 성능이 좋았다. 이격 거리가 존재하더라도 토출구 폭을 증가시키면 차단 성능이 향상되었으며, 토출구 폭을 증가시킴으로써 약 13.7%의 차단 성능의 향상을 기대할 수 있다.

다중 경사 MUSCL을 이용한 천수방정식의 수치해석 (A Numerical Analysis of the Shallow Water Equations Using the Multi-slope MUSCL)

  • 황승용;이삼희
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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    • pp.158-158
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    • 2011
  • 천수방정식과 같은 쌍곡선형 미분방정식의 불연속 해에 대한 Riemann 해법은, 1950년대 말 공기동역학 분야에서 S. K. Godunov의 선구적인 시도 이후, 다양한 영역에서 성공적으로 적용되고 있다. 당초 제안된 해법은 공간에 대해 1차 정도였으나, 2차의 정도를 얻을 수 있는 기법이 1970년대 말 B. van Leer에 의해 제안되었으며, MUSCL로 불린다. 서로 인접한 격자의 보존변수가 고려된 경사가 도입되어 두 격자에 의해 공유되는 변의 좌 우에서 선형으로 보존변수가 재구축되는 MUSCL은 제한자와 함께 이용될 때, 구조 격자 체계에서 비교적 단순하면서도 효과적인 적용성이 입증되었다. 그런데, 이 기법을 2차원의 비구조 격자 체계에 적용하는 경우, 인접한 모든 격자의 보존변수를 고려한 평면의 경사를 결정해야 하는 어려움이 따른다. 특히, 삼각형 비구조 격자에 적용할 경우 최적의 평면을 결정하기 위해 Green-Gauss 적분식이나 최소-자승법 등을 이용하게 된다. 이에 비해, 2010년 T. Buffard와 S. Clain이 제안한 다중경사 기법은 격자의 각 변에서 경사가 각각 결정되는 방법으로 계산량이 많은 Green-Gauss 적분식이나 최소자승법을 피할 수 있는 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 정확해가 알려진 두 경우에 대해 몇 가지 제한자를 적용한 결과를 1차 정도의 해와 함께 비교하였으며, superbee 제한자에 의한 결과가 우수하였으나, 희유파와 충격파가 맞닿는 곳에서 수치 분산이 나타났다. minmod 제한자의 결과가 대체로 무난하였으며, 이를 2차원 댐 붕괴 문제에 적용하여 1차 정도의 해와 비교하였다. 마찰이 없고 초기 수심이 댐 상류에서 10 m, 하류에서 5 m로서 물이 차 있는 경우, 1차 정도의 해에서 나타나는 수치 소산이 2차 정도에서는 발생되지 않았다. 댐 하류에서 초기에 수심이 영으로 바닥이 드러난 경우에서 마찰의 영향을 검토하였다. 마찰이 있는 경우, 마찰 경사 항의 Manning 계수를 0.04로 두었으며, 마찰에 의한 영향이 잘 드러났다. 수심이 50 mm 보다 작은 경우에는 마찰을 적용하지 않았다. 이 연구는 환경부 '차세대 핵심환경기술개발 사업'의 지원에 의한 것이다.

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EFDC-WASP을 이용한 남강호의 3차원 수리.수질 모의 연구 (3-Dimensional Hydrodynamic and Water Quality Modeling of the Namkang lake Using EFDC-WASP)

  • 최익성;서동일
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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    • pp.213-213
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    • 2011
  • 남강은 낙동강에 유입되는 지류 중 가장 큰 하천으로서 낙동강 하류의 수질에 매우 큰 영향을 미치고 있다. 남강댐은 저수 용량에 비해 유역면적이 주요 저수지들에 비하여 월등하게 크므로 홍수시 순간적으로 다량의 유량 및 오염물질이 방류되어 낙동강에 유입되는 특성을 가지고 있다. 남강댐은 서북측에서 유입되는 경호강과 남쪽에서 댐축과 가까이 유입되는 덕천강이 공간적으로 멀리 떨어져 있음으로 인해, 주요 유입물질이 유입되는 시기에 횡방향 및 종방향으로 농도차이를 나타내고 있으며, 과거에 설치되었던 댐이 수중에 존재함으로 인해 국지적인 정체현상이 발생하고 있다. 남강은 현재 경남권은 물론, 거제 및 부산권의 용수원을 공급하거나 예정으로 있으므로 수질관리에 가장 큰 우선순위를 두어야 한다. 남강댐의 합리적인 수질관리를 위해서는 호 내의 공간적 시간적 수질변화에 대한 이해와 수질변화 여건에 있으며 이용되는 만큼 호 내의 정밀한 유체거동 해석이 필수적이다. 본 연구에서는 남강댐의 수리-수질 특성을 진단하고 예측하기 위하여 3차원 수리동역학 모델인 EFDC와 수질모델인 WASP을 연계하여 사용하였다. 유량 경계조건은 한국수자원공사 및 국가수자원관리 종합 정보시스템(WAMIS)의 남강댐 운영 자료를 바탕으로 남강댐의 유입량과 유출량 자료를 작성하였다. 남강으로 유입되는 지천 및 호 내의 수온, SS 및 수질농도 등은 환경부의 물환경정보시스템의 월 측정자료를 사용하였으며, 기상조건은 진주 기상대의 자료를 사용하였다. 본 연구에서 가용한 입력자료를 이용하여 남강댐의 수리 및 수질 및 부유물질 특성을 모의하였으며 EFDC-WASP 모델을 이용하여 성공적인 보정이 가능한 것을 확인하였다. 그러나 자세한 분석과 대책을 수립하기 위해서는 남강댐의 유입 수질 및 유량 자료에 대한 실질적인 모니터링이 수행되는 것이 필요하다고 판단된다.

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폐쇄된 계에서 비 흘로노믹 (NONHOLONOMIC) 회전 운동 SYSTEM에 대한 컴퓨터 씨뮬레이션 모델에 관한 연구 (A study on the computer simulation model of the NONHOLONOMIC rotating motion system about the closed system)

  • 정병태
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.221-226
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    • 2009
  • 폐쇄된 계 내부에서 강체 입자의 회전 운동에는 회전시키는 주체가 되는 몸체와 회전을 당하는 입자로 나눌 수 있다. 이 경우 입자가 몸체에 대해서 구속 될(bounded) 경우 홀로노믹(HOLONOMIC) 시스템으로서 지금까지 동역학에 소개되는 모든 수식이 잘 맞게 해석되고 수식에 의한 구조 또 한 현실과 잘 맞다. 그러나 그 구조가 비흘로노믹 시스템 이면 기존 회전 운동 방정식에서 벗어난다. 본 논문의 목적은 회전 운동 시 홀로노믹 시스템과 비흘로노믹 시스템과의 차이를 장치로 구분 하고 특히 비 홀로노믹 시스템의 현실에서 나타나는 현상을 컴퓨터 시뮬레이션 모델에 수식 화 하는 것이다. 그 수식으로부터 닫힌 회전운동의 질량중심(center of mass) 이동과 외부의 마찰에 대한 갇힌 운동(confined motion)의 표현법을 컴퓨터 그래픽 운동 방법에 응용 할 수 있도록 한다.

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상용차의 제동시 쏠림 개선을 위한 조향 연결점 설계 (Steering System Design of Commercial Vehicle for Improving Pulling Phenomenon During Braking)

  • 이창훈;이동욱;이용수;손정현;김광석;유완석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권3호
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    • pp.379-385
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    • 2013
  • 차량의 제동시 쏠림 현상은 크게 타이어에 의한 원인과 현가시스템, 조향시스템 등의 차량구조의 이유로 발생한다. 그 중 차량구조의 원인은 드래그링크 방식의 조향시스템과 판스프링 형태의 현가 스프링 때문으로 볼 수 있다. 본 연구에서는 차량동역학 해석 프로그램인 ADAMS/CAR 를 사용하여 제동시 쏠림의 발생 원인에 대해 분석하였다. 제동시 드래그링크와 판스프링의 거동을 확인하고 그로 인해 발생하는 쏠림을 최소화 시키기 위해 최적화 프로그램인 Visual DOC 를 사용하여 쏠림을 감소시키기 위한 조향 연결점의 위치를 결정하였다. 설계 변경된 차량의 K&C (Kinematic & Compliance) Test 시뮬레이션을 통해서 다른 특성에 미치는 영향이 없음을 보였고, 전차량 제동시뮬레이션을 통해 제동시 쏠림이 감소함을 확인하였다.

터보 냉동기의 변동 기어하중을 고려한 로터다이나믹 해석 Part II : 피동 고속 압축기 피니언-임펠러 로터-베어링 시스템 (Rotordynamic Analysis of a Turbo-Chiller with Varying Gear Loadings Part II : A Driven High-Speed Compressor Pinion-Impeller Rotor-Bearing System)

  • 이안성;정진희
    • 소음진동
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    • 제9권5호
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    • pp.1042-1049
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    • 1999
  • In the Part I has been reported a rotordynamic analysis of the driving motor-bull gear rotor-bearing system of a turbo-chiller. In this study, Part II, a rotordynamic analysis is performed with the turbo-chiller compressor pinion-impeller rotor system supported on two fluid film bearings. The pinion-impeller rotor system is driven to a rated speed of 14,600 rpm through a speed-increasing pinion-bull gear. It is modeled utilizing the finite element method for analysis. As loadings on the bearings due to the gear action are significant in the system considered, each resultant bearing load is calculated statically by considering the generalized forces of the gear action as well as the rotor itself. The two support bearings, the generalized forces of the gear action as well as the rotor itself. The two support bearings, partial and 3-axial groove bearings, are designed to take their varying loads along with their varying load angles, and they are also analyzed to give their rotordynamic coefficients. Then, a complex rotordynamic analysis of the compressor pinion-impeller rotor-bearing system is carried out to evaluate its stability, whirl natural frequencies and mode shapes, and unbalance responses under various loading conditions. Results show that the bearings and entire rotor system are well designed regardless of operating conditions, i.e., loads and operating speeds.

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월성원전 연안역 해수유동 및 오염물 이동 수치실험 (Numerical Simulations of Water Circulation and Pollutant Transport near a Coastal Area of Wolsung NPPs)

  • 박건형;김기철;민병일;이정렬;서경석
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.255-262
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    • 2012
  • 원전이 위치한 동해 월성 연안역 주변에서 오염물 이동 확산에 대한 수치 모사를 수행하였다. 월성 연안역의 유속장 재현을 위한 해수유동 수치모형 실험은 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모델을 사용하여 조위 시계열 검증 및 조화분석을 통한 검증을 실시한 결과 양호한 재현성을 나타내었다. 월성 주변해역의 유속장 산정 결과 창조류시에는 남향, 낙조류 시에는 북향으로 진행되는 결과를 알 수 있었다. 또한 국립수산과학원에서 관측한 수온, 염분의 자료를 이용하여 수치모델을 통한 계산값과 관측값을 비교한 결과 양호한 재현성을 나타내었다. 계산된 해수유동자료와 수온, 염분의 결과를 이용하여 오염물질의 확산특성을 해석하였다.

아스팔트 콘크리트 메스터 극선에 대한 수정 Ramberg-Osgood 모델 적용 (Application of Modified Ramberg-Osgood Model for Master Curve of Asphalt Concrete)

  • 권기철
    • 한국도로학회논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.31-40
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    • 2008
  • 아스팔트 콘크리트의 동탄성계수는 아스팔트 포장 해석 및 설계에 매우 중요하다. 동탄성계수의 메스터 곡선은 일반적으로 시그모이달 함수로 표현된다. Ramberg-Osgood 모델은 지반동역학분야에서 변형률 크기에 따른 정규화 탄성계수 감소 곡선에 대한 피팅모델로 널리 사용되고 있다. 동일한 동탄성계수 시험자료에 대하여 시그모이달 함수와 수정 Rambeyg-osgood 모델 모두를 사용하여 메스터 곡선을 획득하였으며, 두 피팅모델 모두 적용성이 우수함을 확인하였다. 시그모이달 함수의 계수들은 서로 연관되어 있어서 메스터 곡선의 절대값과 형상 특성을 서로 분리하는 것이 불가능하다. 그러나 Ramberg-Osgood 모델의 계수는 물리적 의미가 명확할 뿐 아니라 서로 분리되어 있어서 메스터 곡선에 대한 영향요소를 서로 분리하여 평가할 수 있음을 확인하였다.

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레거시 시뮬레이터를 활용한 FLIGHTLAB 모델 기반의 조종성 평가 환경 설계 연구 (A Design of Handling Quality Assessment Environment Based on FLIGHTLAB Model Using Legacy Simulator)

  • 양창덕;이승덕;조환희;정동우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.530-536
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    • 2016
  • 고-신뢰도 모델을 이용한 조종성 평가 시뮬레이션 환경은 비행제어시스템의 설계/평가에 필수적으로 요구된다. 한국항공우주산업(주)에서는 소형민수헬기 핵심기술 개발과 관련하여 자동비행조종장치 소프트웨어 개발과제를 수행 중에 있으며 제어법칙 설계를 위한 비행동역학 모델 및 해석을 위해 상용 도구인 FLIGHTLAB을 이용하고 있다. 본 연구에서는 기존에 개발된 레거시 시뮬레이터를 FLIGHTLAB 모델과 연동하고 이를 조종성 평가에 활용한 내용을 다루었다. 본 논문에서는 외부 연동을 위한 FLIGHTLAB 모델의 설정, 연동 프로그램 개발 및 연동 방안에 대한 내용을 수록하였다. 또한 본 논문에서는 레거시 시뮬레이터와의 연동을 통해 ADS-33E-PRF의 호버 및 pirouette MTE 기동비행을 수행하고 평가 결과를 수록하였다.

치환 브롬화벤질류의 가용매분해반응 (Solvolysis of Substituted Benzyl Bromides)

  • 여수동;김혜령;김성홍;박병수
    • 대한화학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.581-587
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    • 1988
  • EtOH-$H_2O, Acetone-H_2O$의 이성분 혼합용매계에서 치환 브롬화벤질류의 가용매분해반응을 $25^{\circ}C$$45^{\circ}C$에서 전기전도도법으로 연구하였다. 반응속도상수는 벤젠고리에 전자주게 치환기가 도입되거나, 물함량이 증가할수록 컸으며 전자받게 치환기로 바뀜에 따라 용매의 이온화능, Y에 대한 치환 브롬화벤젠류의 가용매분해반응의 감도, m은 연속적으로 감소하였고, 반면에 친핵도에 대한 감도는 증가하였다. 이 결과로 부터 전자주게에서 전자받게로 치환기가 변함에 따라 전이상태는 loose한 결합상태에서 tight한 상태로 변함을 알 수 있었다. 이 결과는 PES 모형과 양자역학적 해석 방법에 의한 전이상태 구조변화의 논의와도 일치하였다.

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