• 소음진동
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• 제7권1호
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• pp.6-12
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• 1997

물리계에서 일어나는 동적 현상들은 선형해석 만으로 설명하기에는 불충분한 점이 많이 있다. 이는 기계구조물과 같은 실제 계의 진동이 기하학적 비선형성, 강성 의 비선형성 또는 경계조건의 비선형성 등의 영향으로 비선형적인 거동을 하기 때문 이다. 비선형 진동을 하는 기계 계는 우리 주변에서 쉽게 찾아 볼 수 있는데, 그 예로써 진자운동을 포함하여 동흡진기, 회전체계, 공작기계의 절삭운동, 건마찰 (dry friction) 관련 기계장치, 치차 및 기차의 바퀴와 레일 간의 접촉에서 볼수 있는 구분적 선형(piecewise linear) 진동계, 충격 진동계 등을 들 수 있다. 비선형 진동 연구는 limit cycle, 준주기운동(quasiperiodic motion), 점프현상(jump phenomena) 등의 인식에서 시작되어, 과거에는 설명이 안되어 회피되 왔던 랜덤(random) 형태의 비주기운동에 대한 연구로 까지 발전하고 있다. 비선형 진동을 다루는데 있어서 정규모드(normal mode)를 이용하는 방법이 있다. 일반적으로 선형계는 선형 정규모드 (linear normal mode)가 존재하는 것과 같이 비선형계에도 이와 유사한 정규모드가 존재한다는 사실이 연구 보고된 바 있다. 비선형계에 존재하는 정규모드는 계의 매개 변수(system parameters)에 따라 그 안정성이 바뀔 수 있으며, 만일 안정한 정규모드 가 어떤 매개변수에서 그 안정성이 바뀐다면 선형이론으로는 설명될 수 없는 새로운 운동이 일어나고 이러한 운동을 분기모드(bifurcation mode)라고 한다. 안정한 정규 모드 및 분기모드를 포함하여 비선형계를 다류는 것을 "정규모드 동역학(normal mode dynamics)"이라고 한다. 정규모드 동역학은 앞에서 언급된 비선형 현상들의 원인규명, 예측, 안정성해석 및 강제진동 해석을 가능하게 한다. 또한 최근에 활발히 연구되고 있는 혼돈운동(chaotic motion)의 해석도 가능하다. 이 글에서는 비선형 진동해석을 위한 정규모드 동역학에 대한 연구동향 및 기본 이론을 살펴 보았고, 그 적용 예를 통하여 실험결과와 비교 고찰 함으로써 정규모드 동역학의 적용성을 서술하여 보았다. 선형이론으로 이해하기 어려운 현상들에 대하여는 비선형의 관점에서 새롭게 접근하 려는 노력이 필요하며 비선형 이론에 대한 연구가 지속적으로 진행되어야 한다. 진행되어야 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.230-231
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• 2008

본 논문은 KRRI 전륜 조향 차량의 횡 방향 동역학 모델링에 대한 내용을 기술한다. 이 차량은 굴절버스 형태를 갖고 모든 차륜의 조항이 가능하며 트레일러와 트랙터의 후륜이 독립적으로 구동 가능한 시스템을 갖고 있다. 이 시스템의 모델링은 비선형 동역학 방정식을 유도하고 선형화 한 뒤 횡 방향 동역학 모델만을 분리해서 최종적으로 횡 방향 선형 동역학 모델을 유도하는 과정을 거친다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 선형 모델을 검증한다.

• 한국습지학회지
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• 제21권2호
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• pp.132-139
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• 2019

식생과 지하수위 사이의 양방향 상호 작용은 습지 식생의 동역학에 많은 영향을 미친다. 본 연구에서는 지하수위에 의해 영향을 받는 습지 식생의 비선형 동역학이 분석된다. 지하수위에 대한 영향은 습지 식생의 지배방정식에서 손실 항으로 설명되며, 지하수위 변화에 따라서 습지 식생이 어떻게 서로 다른 두 개의 안정적인 상태로 수렴될 가능성이 있게 되는지를 살펴보게 된다. 이러한 개념적 접근법으로부터 지하수위 변화에 따라 현재 습지에 존재하는 식생이 소멸되어 다른 식생 종으로 안정화되는 대변환에 대한 취약성이 분석된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권10호
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• pp.985-993
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• 2015

자유피스톤 스털링 엔진(Free-piston Stirling Engine, FPSE)은 석유자원 고갈로 인한 에너지 비용 상승으로 활발하게 연구되고 있는 신재생 에너지와 폐에너지 회수를 위한 핵심 에너지 변환장치로 주목받고 있다. 기존 스털링 엔진은 두 개의 피스톤과 기구부로 구성되어 열에너지를 기계동력을 변환한다. FPSE 는 기존 스털링 엔진의 단점인 기구부를 제거하고 각각의 피스톤에 스프링을 연결하여 진동 시스템으로 구성된 엔진으로서, 올바른 엔진 설계 및 운전 제어를 위하여 정교한 동역학 성능 예측이 필수적이다. 본 논문에서는 FPSE 의 외부 부하를 고려한 동역학 성능 예측 모델을 제시하고 선형 및 비선형 해석을 통한 성능 예측 방법론을 제시하였다. 선형 해석은 고유치 해석을 통한 근궤적 선도를 이용하여 엔진의 작동점을 예측한다. 비선형 해석은 외부 부하 감쇠의 선형항과 비선형항을 고려하여 수치적분을 통해 엔진 피스톤의 진폭을 예측한다. 이러한 동역학 성능 데이터는 엔진 출력 성능 예측에 활용된다. 또한, 본 논문의 해석 모델은 대표적인 FPSE 인 RE-1000 의 실험결과 및 기존 해석 연구들과 비교/검증하여 신뢰성을 검토하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권11호
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• pp.1371-1377
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• 2013

본 연구에서는 다물체 동역학 모델을 이용한 철도차량의 임계속도 계산 방법을 제시하였다. 휠과 레일의 접촉 구속조건과 접촉력을 휠셋 단위에서 수식화하였다. 이를 대차모델에 합하여 구속조건을 가진 다물체 동역학 운동방정식으로 철도차량의 동적모델을 표현하였다. 철도차량의 다물체 동역학 모델에 대한 비선형 구속조건식과 운동방정식은 QR 분해법을 이용하여 독립좌표만으로 이루어진 선형방정식으로 유도하였다. 유도된 선형방정식으로부터 휠셋 및 이륜 대차에 대한 고유치 해석결과를 통해 임계속도를 구하였다. 임계속도에 영향을 미치는 차량 파라미터의 영향에 대한 결과를 제시하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.201-206
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• 2015

이 논문에서는 역학적 지식파 EDISON 구조동역학 서버에서 지원하는 이공계 교육 및 연구용 시뮬레이션 프로그램 중 Co-rotational Plane Beam with Arbitrary Section을 이용하여 캔틸레버 보의 처짐을 기하 비선형적으로 해석한다. 또한 해석에 사용된 프로그램이 실제 교육에 적용이 가능한 지를 고찰함에 그 목적이 있다. 처짐을 해석하기 위하여 수계산, 프로그램을 이용하여 얻은 결과값을 비교하였고 캔틸레버 보의 변화 형상을 시각화 하였다.

• 소음진동
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• 제14권3호
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• pp.38-44
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• 2004

어렵다고만 인식 되어온 비선형진동을 실험을 통하여 비선형 현상을 재현하고, 이를 이론해석을 통하여 기계계의 물리적, 역학적 동특성을 이해하는 데 초점을 두고 있으며, 실제 산업현장에서 발생하는 문제점, 즉 기계 및 설비의 고장을 진단하고 대처방안을 마련하고자 하고 있다. (중략)

• 한국해양공학회지
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• 제8권1호
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• pp.16-22
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• 1994

수중 예인시스템의 동적 거동 해석을 위한 3차원 비선형 수학모델이 제시되었다. 수중 예인체는 세장보로 이상화되었으며, 보요소의 굽임강성 및 비틈강성의 영향이 수학모델에 포함되었다. 축류가 지배적인 비정상 상대유동장내의 세장예인체의 횡방향 운동에 따른 유체동역학적 반력과 기진력에 관한 비선형 3차원 수학 정식화가 수행되었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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• pp.423-423
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• 2005

A carbon nanotube-based nanoelectromechanical device in resonance is examined theoretically. Mechanical deflections are electrically induced and resonantly excited at the fundamental frequency in cantilevered carbon nanotube. The electrically conducting elastic beam with van der Waals interactions at the tip is used for the modeling of the carbon nanotube device. Due to the elastic, electrical, and van der Waals interactions, the total energy of the system shows the unsymmetric two-well potentials. The predictions can be made that the device exhibits its nonlinear dynamic features in the two-well potentials. Also it is predicted that the fundamental frequency of the carbon nanotube device was changed by the nonlinear interactions induced by electrical and van der Waals potentials between carbon nanotube and ground surface of the device.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1319-1326
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• 2012

본 논문은 구동력이 자전거의 self-stability 에 미치는 영향을 해석한다. 운전자의 제어를 고려하지 않는 자전거의 self-stability 는 자전거의 선형 모델로부터 고유치를 구하여 해석 할 수 있다. 전륜과 후륜에 작용하는 자전거 구동력을 고려한 선형모델을 개발하고 이로부터 구동력이 안정성에 미치는 영향을 규명하였다. 선형모델의 결과가 다물체 동역학 모델의 시뮬레이션을 통한 비선형 자전거 모델에서도 같은 결과를 보임을 확인하였다.