• Journal of KSNVE
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• v.7 no.1
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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.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.04a
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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.

• Journal of Wetlands Research
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• v.21 no.2
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• pp.132-139
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• 2019

Bi-directional interaction between vegetation and groundwater table has a great influence on the dynamics of wetland vegetation. In this study, nonlinear dynamics of wetland vegetation affected by groundwater are analyzed. The effect on groundwater is described as a loss term in the governing equation of wetland vegetation and it is explored how the wetland vegetation is likely to converge into two attractors by groundwater table change. From this conceptual approach, the vulnerability to catastrophic shifts in stable state where the current vegetation species are extinct and stabilized by other vegetation species is analyzed in response to groundwater table.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.10
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• pp.985-993
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• 2015

Free-piston Stirling engines (FPSEs) have attracted much attention in the renewable energy field as a key device in the conversion from thermal to mechanical energy, and in the recycling of waste energy. Traditional Stirling engines consist of two pistons that are connected by a mechanical link, while FPSEs are formed as a vibration system by connecting each piston to a spring without a physical link. To ensure the correct design and control of operations, this requires elaborate dynamic-performance predictions. In this paper, we present the performance-prediction methodology using a linear and nonlinear dynamic analytical model considering the external load of FPSEs. We perform linear analyses to predict the operating point of the engine using the root locus technique. Using nonlinear analysis, we also predict the amplitude of pistons by performing numerical integration considering both the linear and nonlinear damping terms of the external load. We utilize the predicted dynamic behavior to predict the engine performance. In addition, we compare the experiment results and existing model predictions for RE-1000 to verify the reliability of the analytical model.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.11
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• pp.1371-1377
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• 2013

In this analysis, a method is presented to calculate the critical speed of a railway vehicle by using a multibody dynamic model. The contact conditions and contact forces between the wheel and the rail are formularized for the wheelset model. This is combined with the bogie model to obtain a multibody dynamic model of a railway vehicle with constraint conditions. First-order linear dynamic equations with independent coordinates are derived from the constraint equations and dynamic equations of railway vehicles using the QR decomposition method. Critical speeds are calculated for the wheelset and bogie dynamic models through an eigenvalue analysis. The influences of the design parameters on the critical speed are presented.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2015.03a
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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.

• Journal of KSNVE
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• v.14 no.3
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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)

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.8 no.1
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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.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2005.05a
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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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.11
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• pp.1319-1326
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• 2012

This study focuses on the influence of tractive forces on the self-stability of a bicycle. The eigen-value analysis of the self-stability of a passive rider control linear bicycle model can be used to analyze the self-stability. A linear bicycle model with front and rear driving forces is developed. The influence of tractive forces on the self-stability is identified by using the developed model. A nonlinear multi-body bicycle model is used to confirm the results of the linear analysis.