• 제목/요약/키워드: 동적동요

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횡동요 모드와 주공진 된 횡-종동요연성 비선형계의 응답 (Responses of a roll-pitch coupled nonlinear system to the primary resonance of the roll mode)

  • 오일근
    • 한국해양공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.107-115
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    • 1997
  • 비성형 동력학계로 모델링된 부유수송체의 동적응답을 조사하고 그 운동의 안정성을 해석하였다. 종동요 모우드의 고유주파수가 횡동요 모우드의 고유주파수의 두배가 되는, 즉, 2:1 내부공진 혹은 자기계수공진인 조건하에서, 이부유수송체는 한 운동 모우드의 직접가진에 의해 간접가진된 다른 모우드가 대진폭 응답을 보일 수 있음을 밝혔다. 또항, 종동요 모우드의 감쇠력은 비교적 넓은 범위의 운동에 대해 선형적임에 반해, 횡동요 모우드의 감쇠력은 점성의 영향이 대단히 커서 비선형성이 대단히 강한 것으로 알려져 왔다. 이 문제를 수학적으로 모델링하기 위하여, 종동요 모우드의 운동방정식에는 선형및 제곱형의 합의 형태인 감쇠력 모형을 사용하였다. 다중척도법을 사용하여 이 두가지 운동 모우드의 주기적 응답및 그의 안정성에 미치는 제곱형 비선형 횡동요 감쇠력의 영향을 밝혔다. 조우주기가 횡동요 모우드의 고유주기와 근사한 경우에 대하여 이 비선형계의 응답을 구하고 주파수-응답 곡선으로 나타내었다.

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준 슬라이딩 모드 제어를 이용한 선박의 종동요 및 횡동요 억제 (Suppression of Coupled Pitch-Roll Motions using Quasi-Sliding Mode Control)

  • 이상도;트롱 엥곡 쿠옹;서효;유삼상
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.211-218
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    • 2021
  • 본 연구는 종방향과 횡방향에서 규칙파가 외란으로 입사하는 선박의 종동요 및 횡동요를 억제하는 문제를 다룬다. 선박의 안전 운항을 위해서 파랑 중 선박의 종동요 및 횡동요를 안정화시키는 것은 필수적인 과제로 여겨진다. 종동요 및 횡동요 거동에서 중요한 특징 중에 하나는 공진인데, 이 현상은 특정한 조건에서 예상치 못한 큰 응답을 초래한다. 종동요와 횡동요는 두 운동이 상호 결합되어 있고 복원항이 강한 비선형을 갖고 있음으로 계의 파라미터에 따라 다양한 동적 거동을 보이는 것이 중요한 특징인데, 특히 종동요에서 이 특성이 두드러지게 나타난다. 무엇보다, 선박의 조종성능 및 안전을 위해 선박의 종동요 가속도 응답을 완전히 억제하는 것은 상당히 도전적인 과제이다. 이 연구에서는 준 슬라이딩 모드 제어 기법을 이용하여 종동요와 횡동요를 줄임으로 파랑 중의 선박을 안정적인 직립 상태로 유지시키고, 아울러 채터링을 감소시키는 목적을 달성하였다. 리아프노프 이론으로 준 슬라이딩 모드 제어의 안정성을 판명하였고, 수치 시뮬레이션으로 제어 방식의 유효성을 증명하였다. 제시한 기법으로 종동요 및 횡동요 응답의 수렴 및 채터링 감소라는 두 가지 목표가 효과적으로 달성되었다.

붐(Boom)의 탄성을 고려한 해상크레인의 비선형 정적/동적 거동을 위한 수치 해석 (Numerical Analysis for Nonlinear Static and Dynamic Responses of Floating Crane with Elastic Boom)

  • 차주환;박광필;이규열
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권4호
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    • pp.501-509
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    • 2010
  • 해상크레인은 크레인을 탑재한 선박으로서, 조선소에서 대형 블록이나 구조물의 탑재 및 해상 운송 작업에 사용된다. 본 논문에서는 해상크레인과 중량물의 전후 동요(Surge), 상하 동요(Heave), 종 동요(Pitch)에 대한 정적/동적거동을 분석하였다. 이 때, 유연 다물체계 동역학을 적용하여 해상크레인의 붐(boom)을 탄성으로 고려하였으며, 플로팅 프레임(floating frame)과 노드 좌표(nodal coordinates)를 사용하였다. 질량 행렬, 탄성 강성 행렬, 2 차 속도 벡터, 일반화 좌표 방향으로 작용하는 외력 등을 고려하여 모든 운동이 연성된 비선형 운동 방정식을 구성하였다. 외력으로는 비선형 유체정역학 힘, 선형화된 유체동역학 힘, wire rope 힘, 계류력이 고려되었다. 수치 해석을 위해 Hilber-Hughes-Taylor 방법을 비선형 운동방정식에 적용하였다. 정적 거동 분석을 통한 정적 평형 자세를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대해 결과를 비교하였으며, 수치 해석 방법에 대한 정적/동적 거동 분석 결과를 비교하였다.

AC 계통 불평형 조건에서 출력동요 저감을 위한 MMC 내부 동적특성 분석 (Analysis of Internal Dynamics in Modular Multilevel Converter for Reducing Power Oscillation Under Grid Voltage Distortion)

  • 이상중;강재식;강대욱;박영주;정지훈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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    • pp.320-321
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    • 2020
  • 본 논문은 AC 계통 불평형 발생 시 출력전력의 동요를 저감시키기 위한 POD 전략을 수행하는 MMC-HVDC 시스템의 내부 동적상태를 분석하였다. POD 전략을 통해서 MMC 출력전류의 역상분을 제어하여 계통에 주입되는 유효 전력의 발진을 제거함으로써, MMC-HVDC 시스템이 연계된 인근 계통에 공급 신뢰도를 향상시킬 수 있다. POD 전략에서 유효 전력만 출력할 경우, MMC의 각 상에는 동일한 전력이 흐른다. 반면, 계통 전압 보상을 위해서 무효 전력을 동시에 공급할 경우, 각 상에 흐르는 전력은 불균형해지기 때문에 MMC의 암전류 불평형이 발생하여 스위치 소자의 정격 용량 및 열 스트레스를 증가 시켜 MMC의 안정성을 저해시킨다. 본 논문은 POD 전략을 수행하기 위해서 무효 전력이 MMC 암 전류에 미치는 영향을 분석하였으며, 200 MW MMC-HVDC 모델을 바탕으로 PSCAD/EMTDC 시뮬레이션 툴을 이용하여 분석 결과를 검증하였다.

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계류된 구조물에 작용하는 파도의 동적작용에 대하여 (Dynamic Interaction of Waves with a Moored Structure)

  • ;김창제;야전영명
    • 한국해양공학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.94-102
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    • 1992
  • This paper presents the method of numerical analysis concerned with the hydropdynamic forces and moments of the floating bodies exerted by waves. The analytic methods of hydrodynamic wave forces and moments for large volume structures are generally classified into four categories ; the strip method, the boundary element method, the finite element method, and the potential matching method. In the case of the comparatively large structures, diffraction theory can be applied. However, there are no application limits of diffraction theory which have been known concerning with the analytic method of the rectangular structures. In this paper, the two-dimensional B.E.M. is treated for a moored small rectangular structure in order to evaluate applicability of diffraction theory. Numerical calculation is carried out for the structure. The results are compared with some other ones for verification. The result shows that diffraction theory is applicable to structures smaller than 0.15 in the ratio of the representative structure length d to wave length L for rectangular ones.

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고속쌍동선의 운동특성에 관한 연구 (A study on the motion characteristics of a high-speed catamaran)

  • ;오일근
    • 한국해양공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.116-123
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    • 1997
  • 세계적으로 수요가 증대하고 있는 고속선의 설계시 승선감 또는 내항성은 필수적으로 고려되어야 하는 중요요소이다. 고속선은 필연적으로 과도한 운동을 동반하며 그로 인해 승객들은 극심한 멀미와 구토 등 불쾌한 승선감을 경험하게 된다. 근래에 항공 및 육상 교통수단들의 고급화에 따라 해양 운항선사들도 선박품질의 고급화와 괘적한 승선감 확보에 비상한 관심을 보이며 승객 유치 및 승선률 제고를 도모하고 있다. 본 논문은 고속쌍동선에 대한 내항성능을 추정하고 그 해석결과를 실험과 비교하였다. 상하동요 및 종동요 간의 선형 연성 운동방정식을 사용하였고, 규칙파에 대한 상하동요의 응답특성 곡선을 구하였다. 또한 불규칙파에 대한 운동응답을 추정하기 위하여 ITTC파도 스펙트럼을 적용하였으며, 본 고속쌍동선의 운동성능에 미치는 선수 및 선수각의 영향을 고찰하였다.

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손상된 선박의 횡풍.횡파중에서의 동적 안정성 (Dynamic Stability of a Damaged Ship in Beam Wind and Waves)

  • 손경호;이상갑;최경식;김윤수
    • 대한조선학회논문집
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    • 제37권1호
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    • pp.50-59
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    • 2000
  • 본 연구는 손상된 선박의 최종 평형 상태에서의 동적 안정성에 관한 내용을 담고 있다. 먼저 1자유도 횡동요 운동방정식에 침입수의 영향과 횡풍 횡파의 영향을 적절히 고려하여 손상선박의 횡동요 응답을 구하였으며, 신뢰성공학적 수법을 이용하여 손상선박의 전복확률의 계산법을 정립하였다. 연구결과 해상상태, 운항상태 그리고 손상상태에 따른 동적 안정성을 확률론적으로 평가할 수 있었다.

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수중과 지상에서 장애물 훈련이 만성 뇌졸중 환자의 균형에 미치는 효과 비교 (Comparison of Effects of Obstacle Training in Aqua and Land on the Balance of Chronic Stroke Patients)

  • 정재현;정은정;김경;이지연
    • 재활복지
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    • 제17권4호
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    • pp.383-399
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    • 2013
  • 본 연구는 수중과 지상에서의 장애물 훈련 프로그램이 만성 뇌졸중 환자의 균형에 미치는 효과를 비교하고자 시행하였다. 연구대상자는 수중운동집단(15명)과 지상운동집단(15명)으로 나누어 장애물 훈련 프로그램을 12주간 주 3회, 40분씩 실시하였다. 정적균형은 Good Balance System을 이용하여 눈을 뜬 상태에서 내 외측 동요속도와 전 후측 동요속도 그리고 동요면적을 측정하였고, 동적 균형검사는 기능적 팔 뻗기 검사와 일어나 걸어가기 검사를 이용하여 측정하였다. 그 결과, 두 집단 모두에서 정적 균형(내 외측 동요속도, 전 후측 동요속도, 동요면적)과 동적균형(기능적 팔 뻗기 검사와 일어나 걸어가기 검사)에서 유의한 차이를 보였고, 집단 간 차이에서는 모든 변수에서 수중운동군과 지상운동군 간의 유의한 차이를 보였다. 이상의 결과를 볼 때, 수중과 지상에서의 장애물 훈련이 만성 뇌졸중 환자의 균형 능력 증진을 향상시키며, 수중이란 환경에서의 훈련이 지상운동보다 유의한 효과가 있다는 결과를 알 수 있었다. 수중운동은 만성 뇌졸중 환자의 균형 능력 증진을 위한 방법으로 유용하다고 생각되며, 앞으로도 균형능력 증진을 위한 수중운동에 대한 연구가 활발하게 이루어져야 할 것으로 사료된다.

강제동요 시험을 이용한 모형 계류삭의 동적 응답 연구 (A Research on Dynamic Tension Response of Model Mooring Chain by Forced Oscillation Test)

  • 조석규;홍사영;홍섭;김현조
    • 한국해양공학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.39-46
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    • 2005
  • A series of forced oscillation tests on a model mooring chain was carried out to investigate dynamic tension characteristics. The model test was conducted at two different water depths to gather basic data for a 'truncated mooring test' and 'hybrid mooring test'. The truncated and hybrid mooring tests are important for overcoming the limitation of water depth that existed in previous model tests. The resultant tension RAO provides a good possibility of approximation of dynamic tension by equivalent weight adjustment for different water depths. Because the hybrid mooring test is an adequate combination of model test and simulation, an accurate simulation model for the mooring system is essential. The simulation results show good agreement with model test results.