• 제목/요약/키워드: 동적불안정

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얕은 정현형(正弦型) 아치의 동적불안정에 관한 연구 (A Study on the Dynamic Instability of Shallow Sinusoidal Arches)

  • 김승덕;박지윤;권택진
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.233-242
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    • 1998
  • Many papers which deal with the dynamic instability for shell-like structures under the step load have been published, but there are few papers which treat the essential phenomenon of the dynamic buckling using the phase plane for investigating occurrence of chaos. Dynamic buckling process in the phase plane is a very important thing for understanding why unstable phenomena are sensitively originated in nonlinear dynamics by various initial conditions. In this study, the direct and the indirect snap-buckling of shallow arches considering geometrical nonlinearity are investigated numerically and compared with the static critical load.

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블레이드의 주기적 피치운동을 고려한 풍력 터빈의 동적 안정성 해석 (Dynamic Stability Analysis of Wind Turbines Considering Periodic Blade Pitch Actions)

  • 김경택;이종원
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.186-186
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    • 2010
  • 개별 블레이드 피치 제어(individual blade pitch control)는 각각의 로터 블레이드의 피치각을 독립적으로 조정함으로써 블레이드에 작용하는 공력을 변화시키는 원리로 풍력 터빈 구조물에 발생하는 동적 피로하중을 저감시키기 위한 제어기법이다. 그러나 개별 피치 제어에 의해 발생하는 각 블레이드의 독립적인 피치 운동은 풍력 터빈 회전자에 비대칭성을 야기하고 구조물의 동적 불안정 현상을 발생시킬 수 있기 때문에 이에 대한 정확한 동적 해석이 선행되어야 한다. 하지만 블레이드의 피치 운동이 반영된 풍력 터빈은 시변계로 간주되어 기존의 시불변계 해석기법을 직접 적용할 수 없기 때문에 동적 해석에 어려움이 있다. 이 논문에서는 각각의 블레이드 피치운동을 주기함수로 근사화 함으로써 풍력 터빈을 주기 시변계로 모형화한다. 그리고 효율적으로 주기 시변계의 근사해를 구하기 위한 변조 좌표 변환(modulated coordinate transformation)기법을 적용하여 블레이드의 피치운동이 반영된 풍력 터빈의 동적 안정성 해석을 수행하였다. 그리고 현재 풍력 터빈의 동적 해석에 활용되는 대표적인 해석 기법인 다중 블레이드 좌표변환(multi-blade coordinate transformation)기법을 이용한 해석보다 정확한 결과를 얻을 수 있음을 보였다.

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초음파를 이용한 슬관절 내측 불안정 평가 -측정기법- (Evaluation of Medial Instability of the Knee with Ultrasonography - Technical note -)

  • 김정만;이동엽;고인준;김승민
    • 대한정형외과 초음파학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.73-77
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    • 2008
  • 목적: 슬관절의 내측 측부 인대 손상으로 인한 내측 불안정의 정도 측정 시에 초음파를 이용하여 내반 및 외반 상태에서 동적으로 측정하는 기법을 기술하고자 한다. 대상 및 방법: 2008년 1월부터 2008년 4월까지 내측 측부 인대의 손상이 있었던 7예를 대상으로 하였다. 추시 관찰 시에 손상 직후 운동제한 보조기(limited motion brace)를 착용시켜 보존적 치료를 시행하였고 수상 직후, 6주 및 12주에 초음파로 내측 불안정성의 치유 경과를 관찰하였다. 평가는 슬관절을 30도 굴곡시키고 내반 및 외반 상태에서 대퇴골의 내측f 상과의 직하부에서 경골의 골 기시부까지의 거리를 계측하였다. 결과: 초음파 이용 시 내측 상과(medial epicondyle) 직하부에 골피(cortex)가 직선으로 내려가기 시작하는 부위와 경골 근위부의 관절 연골 둥근 부분 직하부의 골피 시작 부위 사이의 거리를 계측하였고 내반 및 외반은 하지 중력 만을 이용한 생리적 상태로 초음파 시야를 조정하면서 동적으로 측정하여 항상성 있는 결과를 얻을 수 있었다. 결론: 초음파는 내측 불안정의 정도 평가 시에 내측 측부 인대의 추가 손상 없이 내반 및 외반의 동적 상태로 측정할 수 있는 방법이다.

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희석된 메탄/산소 대향류 확산화염에서 확산-열 불안정으로 인한 화염의 비선형 동적 거동에 관한 수치해석 (A Numerical Study on Nonlinear Dynamic Behavior of Diffusive-Thermal Instability in Diluted CH4/O2 Conterflow Diffusion Flames)

  • 손채훈
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제28권6호
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    • pp.688-696
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    • 2004
  • Nonlinear dynamic behavior of diffusive-thermal instability in diluted CH$_4$/O$_2$ diffusion flames is numerically investigated by adopting detailed chemistry and transport. Counterflow diffusion flame is adopted as a model flamelet. Particular attention is focused on the pulsating-instability regime, which arises for Lewis numbers greater than unity, and the instability occurs at high strain rate near extinction condition in this flame configuration. Once a steady flame structure is obtained for a prescribed value of initial strain rate, transient solution of the flame is calculated after a finite amount of strain-rate perturbation is imposed on the steady flame. Transient evolution of the flame depends on the initial strain rate and the amount of perturbed strain rate. Basically, the dynamic behaviors can be classified into two types, namely non-oscillatory decaying solution and diverging solution leading to extinction. The peculiar oscillatory solution, which has been found in the previous study adopting one-step chemistry and constant Lewis numbers, is net observed in this study, which is attributed to both convective flow and preferential diffusion effects.

복합재료 회전축의 진동 특성 및 안정성 해석 (Vibration and Stability of Composite Thin-Walled Spinning Shaft)

  • 윤형원;나성수
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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    • pp.1083-1088
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    • 2004
  • This paper deals with the vibration and stability of a circular cylindrical shaft, modeled as a tapered thin-walled composite beam and spinning with constant angular speed about its longitudinal axis, and subjected to an axial compressive force. Hamilton's principle and the assumed mode method are employed to derive the governing equations of motion. The resulting eigenvalue problem is analyzed, and the stability boundaries are presented for selected taper ratios and axial compressive force combinations. Taking into account the directionality property of fiber reinforced composite materials, it is shown that for a shaft featuring flapwise-chordwise-bending coupling, a dramatic enhancement of both the vibration and stability behavior can be reached. It is found that by the structural tailoring and tapering, bending natural frequencies, stiffness and stability region can be significantly increased over those of uniform shafts made of the same material. In addition, the particular case of a classical beam with internal damping effect is also included.

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사인-스윕 가진 모델을 통한 가스터빈 연소기의 음향 동적 반응 해석 (Acoustical Dynamic Response Analysis of a Gas Turbine Combustor Using a Sine-Sweep Forcing Model)

  • 손주찬;김대식
    • 한국추진공학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.1-9
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    • 2022
  • 본 연구에서는 외부 음향장 가진에 따른 시스템의 동적 응답 특성을 파악하기 위하여 기존의 네트워크 모델에 스피커를 통한 외부 사인-스윕 가진 기능을 추가한 수치해석적 모델이 개발되었다. 본 모델을 통하여 대상 연소기의 물리적 치수 및 경계조건과 같은 시스템 매개변수에 따른 주파수 및 압력 진폭 변화의 민감도를 넓은 주파수 영역에서 분석하였다. 대상 연소기의 가진 응답 특성 분석 결과, 높은 동압 반응을 보이는 주파수 영역은 동일 연소기에서 계측된 불안정 범위와 유사하였으며, 특히 음향 가진 소스항의 위치에 따라 시스템의 반응이 크게 의존하는 것으로 나타났다.

스트라치 시스템의 긴장응력해석을 위한 명시적 해석법의 개발 (A Development of Explicit Algorithm for Stress-Erection Analysis of STRARCH System)

  • 이경수;한상을
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.513-520
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    • 2011
  • 본 연구에서는 스트라치 시스템의 긴장설치과정 해석을 수행하기 위한 개선된 명시적 해석법을 제안하였다. 스트라치 시스템은 Stressed-Arch에서 유래한 용어로 슬리브에 의한 갭이 도입된 유동 하현재가 내부의 긴장재에 의한 초기장력의 도입으로 서서히 닫히게 되고, 이에 따라 전체 구조물이 상승하여 최종적인 아치형태의 구조물을 형성하는 독창적인 구조시스템이다. 스트라치 시스템의 초기장력 도입과정을 긴장설치(stress-erection process) 과정이라 하며, 초기곡률의 도입에 따라 유동 상현재에는 과도한 초기변형이 발생하여 소성거동에 의한 강체회전이 발생하는 불안정 구조물이 된다. 본 연구에서는 이러한 스트라치 시스템의 불안정 거동특성을 해석하기 위해서 소성힌지가 적용된 보-기둥요소를 사용하여 유동상현재를 모델링하였고, 불안정 구조물의 해석법에 효과적으로 사용되는 동적이완법의 개선된 알고리즘을 개선하여, 실제 스트라치 구조물의 긴장설치과정 해석을 수행하였으며, 실제 프로젝트에 대한 해석결과의 분석을 통하여 제안된 해석법의 적용성을 검증하였다.

평행관 모델링을 통한 보일러 화로벽관 내 밀도파 불안정의 해석 (Analysis of Density Wave Oscillation in Boiler Furnace Wall Tubes with Parallel Channel Modeling)

  • 김진일;최상민
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권2호
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    • pp.187-196
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    • 2013
  • 화력발전용 관류보일러 화로벽관에서의 밀도파 불안정 예측을 목적으로 수치모델을 개발하였다. 시간 도메인에서 1 차원 유한체적법을 적용하여 관내 비정상상태의 유동장을 계산하였으며, 화로벽관의 평행관 연결을 모사하기 위해 헤더의 모델도 포함하였다. 평행관들 가운데 하나의 관에 열 섭동을 부가 후 관 입출구 유량의 변동을 관찰함으로써 밀도파 불안정을 찾았다. 개발된 모델은 문헌의 실험결과와 검증을 거쳐 700MW 보일러 화로벽관에 적용하였다. 그 결과 Takitani 의 실험결과에서는 평행으로 연결된 우회 유량이 줄어들수록 불안정 경계 열량이 상승하는 경향이 있었던 반면, 보일러 화로벽관의 경우에는 평행관 모델링에 크게 영향을 받지 않음을 확인하였다.

공작기계기술의 현재와 미래(6) (Machine Tool Technology;The Present And The Future(6))

  • 강철희
    • 한국정밀공학회지
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    • 제12권9호
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    • pp.5-21
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    • 1995
  • 공작기계의 가공 정밀도에 영향을 주는 주요 요인은 정적특성(Static behavior), 동적특성(Dynamic behavior), 그리고 열적특성(Thermal behavior)에 있다는 것은 이미 언급한 바 있다. 열적영향으로 인한 정밀도를 안정시키는 완전한 해결책은 아직 발견되지 못하고 있다. 그 이유는 공작기계 자체뿐만 아니라 부품들이 복잡하고 공작기계의 내부, 기계와 주위환경사이에 복잡한 열적상호작용이 존재하고 있기 때문이다. 그럼에도 불구하고 공작기계에는 더욱 높은 생산능력과 가공정도에 대한 요구가 점점 커지고 있다. 과거 40년 간에 걸쳐 공작기계의 열적거동에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔지만 일반적으로 적용하여 만족할 만한 열적 불안정의 해결책은 아직 나오지 않고 있으며 단지 여러가지의 기계구성요소, 즉 Spindle, Column이나 Bed와 같은 본체의 구조나 Table이나 Slide에 대해서 열적 최적화를 얻는 노력이 집중적으로 행해지고 있다. 공작기계 의 열변형에 대한 연구는 1950년대부터 시작되었으며, 선반이나 연삭기의 열변형 측정기술과 해당하는 설계변경 방법 그리고 냉각을 함으로서 열적 불안정을 극복시키는 방법이 주요 연구과제였으나 1960년대 후반에는 구성 요소의 온도분포와 열의 흐름에 관한 수학적 모델을 한들어 해석적 수법올 열적 거동의 연구가 행하여졌었다.

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비정상 통계적 난류모형을 이용한 중력류의 수치모의 (Numerical Simulations of Gravity Currents Using Unsteady Statistical Turbulence Models)

  • 백중철
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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    • pp.570-574
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    • 2009
  • 벽 근처에서의 흐름(near wall flow)을 해석하기 위한 낮은 레이놀즈수 수정(low-Reynolds number modification)을 포함하는 통계학적 난류모형을 이용한 3차원 비정상 레이놀즈-평균 나비어-스톡스 (URANS) 계산을 실시하여 사각형 수로에서의 중력류를 모의하였다. 3차원 계산 결과를 2차원 URANS 모의에 의한 계산 결과 그리고 실험결과와 비교하였다. 이 연구 결과는 적정 시 공간적 수치해상도를 가지고 벽 근처에서의 흐름을 주의 깊게 직접 해석하는 3차원 URANS 수치모의는 2차원 계산으로는 해석할 수 없는 대규모 Kelvin-Helmholtz 와구조 (vortical structure)의 붕괴(breakdown) 그리고 중력류 선단부에서 발달하는 Lobe-and-Cleft 흐름 불안정 등을 포함하는 중력류의 동적 특성을 높은 정확도로 재현할 수 있음을 보여준다.

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