• 제목/요약/키워드: 비선형 k-모델

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선형 등가모델을 이용한 유연날개 구조해석 (Structural analysis of flexible wing using linear equivalent model)

  • 김성준;김동현;임주섭;이상욱;김태욱;김승호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권8호
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    • pp.699-705
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    • 2015
  • 항공기가 적은 동력으로 장시간 체공을 하기 위해서는 높은 양항비(Lift Drag Ratio)와 구조경량화가 요구된다. 일반적으로 고고도 장기체공 비행기에는 가로세로비가 큰 날개가 적용된다. 또한 기체의 주요 구조물에 고강도, 고강성 탄소섬유복합재료를 사용하고, 날개의 표피(Skin)에 박막(Membrane) 소재인 얇은 마일러(Mylar)를 사용된다. 그 결과 날개 구조물이 다른 구조물에 비하여 유연해진다. 그리고 박막 소재인 얇은 마일러의 강성이 동적 안정성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 비선형 갭(Gap) 요소를 사용하여 마일러의 박막 특성을 모사하였다. 그리고 비선형해석 결과를 이용하여 등가강성을 갖는 선형 쉘(Shell) 요소로 등가모델링 하는 방법을 제시하였다. 선형 등가 쉘 모델은 멤브레인 요소법를 이용한 비선형해석 결과와 비교하여 결과의 타당성을 검증하였다. 제안된 선형등가 쉘 모델은 모드 해석에 적용하여 마일러의 기계적 물성이 고유진동수에 미치는 영향을 평가하였다.

사이버 중독의 수학적 모델링과 비선형 거동 해석 (Mathematical Modelling and Chaotic Behavior Analysis of Cyber Addiction)

  • 김명미;배영철
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.245-250
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    • 2014
  • 중독은 크게 매개체 자체가 중독성을 가진 매개성 중독과 매개체 자체가 중독성을 가진 것이 아니라 예민한 개인과 잠재된 어떤 행동과 결합하여 중독을 유발하는 유발성 중독으로 나눌 수 있다. 매개성 중독은 약물 중독, 알코올 중독과 주로 화학물질의 직접 적인 원인이 되어 중독현상을 일으킨다. 유발성 중독은 쇼핑 중독, 일 중독, 게임 중독, 인터넷 중독, TV중독, 도박 중독 등의 사이버 중독이 있다. 유발성 중독은 개인의 감수성의 문제로서 개인에 따른 편차가 존재한다. 본 논문에서는 전기 시스템의 R-L-C 직렬 회로와 기계 시스템의 Spring-Damper-Mass를 이용하여 등가적으로 동일한 2차원의 중독 모델을 제안한다. 제안한 중독 모델에 비선형 항을 추가하여 Duffing을 구성한 후 파라미터 변화에 의해 주기운동과 카오스 운동을 시계열과 위상공간으로 나타내었다. 또한 파라미터 중 통제계수의 변화에 의해 주기 운동은 중독 되기 전의 상태를 카오스 운동은 중독된 상태임을 확인하였다.

비선형 PID 제어기를 이용한 선박용 가스터빈 엔진의 속도 제어 (Speed Control of Marine Gas Turbine Engine using Nonlinear PID Controller)

  • 이윤형;소명옥
    • 한국항해항만학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.457-463
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    • 2015
  • 가스터빈 기관은 우주항공, 발전 플랜트뿐만 아니라 해상운송 분야에 사용되는 원동기로서 매우 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 그 구조가 복잡하고 연소과정에서 시간지연 요소가 포함되어 있어 가스터빈 기관을 잘 제어할려면 정교한 수학적 모델링이 필요하다. 본 논문에서는 가스터빈 기관의 주요 구성품인 가스발생기, PLA 액추에이터, 미터링 밸브에 대한 모델링 기법을 설명한다. 또한, 가스터빈 기관의 시운전 데이터를 기초로 몇 가지 정상상태 때의 동작점에서 서브모델을 구하고, 각 서브모델에 대해 비선형 비례적분미분 제어기를 설계하여 기관의 속도를 제어하는 방법을 제안한다. 제안하는 비선형 제어기는 비선형 함수로 구현되는 3가지 이득을 사용한다. 비선형 제어기의 파라미터는 제어시스템의 목적함수를 최소화하는 관점에서 실수코딩 유전자알고리즘으로 동조한다. 제안한 방법은 가스터빈 기관에 적용하고 시뮬레이션을 실시하여 그 유효성을 확인한다.

항공기 Wing-box 구조해석을 위한 비선형 쉘 유한요소 및 병렬계산 기법 개발 (Nonlinear Shell Finite Element and Parallel Computing Algorithm for Aircraft Wing-box Structural Analysis)

  • 김혜진;김성환;홍지우;조해성
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권8호
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    • pp.565-571
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    • 2020
  • 본 논문에서는 항공기 Wing-box 모델에 대한 비선형 구조해석의 계산을 정확하고 효율적으로 수행하기 위해 병렬계산 알고리즘을 개발하였다. 이를 위해 co-rotation 이론 기반 비선형 쉘 요소를 적용하였으며 요소기반 분할 병렬계산 알고리즘을 개발하였다. 기 개발 해석은 선행연구결과 및 기존 상용프로그램의 예측결과와 비교하여 정확성을 확인하였으며 병렬계산의 효율성을 분석하였다. 마지막으로 고세장비 날개 wing-box 구조에 적용하였으며 단방향 공력-구조 결합해석을 수행하였다.

평판에서 미세틈새에 의한 비선형 음향반응 연구 (A Study of Non linear Acoustic Response from Defect in a Plate)

  • 박래범;정경일;윤석왕
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2000년도 학술발표대회 논문집 제19권 2호
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    • pp.307-310
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    • 2000
  • 평판에서 발생되는 램파가 물체 내에 존재할 수 있는 미세 결함과의 상호작용에 의해 비선형 음향효과를 발생시키는지 관찰하고 이로부터 결함의 존재 유$\cdot$무를 확인하고자 했다. 이차원의 판형 매질로서 $2000{\times}110{\times}2{\cal}mm^3$인 강철판을 사용했으며 결함은 강철판의 임의의 위치에 인위적으로 미세틈새를 형성하여 모델화시켰다. 488kHz의 저주파수 연속파와 톤버스트 형태의 1MHz 고주파수 음파를 입사시켰다. 결함의 유$\cdot$무에 따른 강철판에서의 수신음파에 대한 주파수 응답을 통하여 비선형 음향반응인 배진동 주파수와 합$\cdot$차 주파수의 발생을 관측함으로써 매질 내의 결함 유$\cdot$무를 판별하고자 했다. 결함이 존재할 경우, 존재하지 않을 경우와 비교했을 때 배진동 주파수는 진폭이 15dB, 합$\cdot$차주파수는 진폭이 18dB이상 증가됨을 관찰함으로써 평판에서의 결함의 존재 유$\cdot$무를 확인할 수 있었다.

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데이터 입자 기반 퍼지 집합 퍼지 모델의 최적 동정 (Optimal Identification of Data Granules-based Fuzzy Set Fuzzy Model)

  • 박건준;김완수;오성권;김현기
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2005년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제15권 제1호
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    • pp.317-320
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    • 2005
  • 본 논문은 비선형 시스템의 퍼지모델을 설계하기 위해 데이터 입자 기반 퍼지 집합 퍼지 모델의 최적 동정을 제안한다. 퍼지모델은 주로 경험적 방법에 의해 추출되기 때문에 보다 구체적이고 체계적인 방법에 의한 동정 및 최적화 될 필요성이 요구된다. HCM 클러스터링을 통한 데이터 입자는 입력 변수의 개별적인 퍼지 규칙을 형성하고, 퍼지 공간 분할 및 삼각형 멤버쉽 함수의 초기 정점을 정의한다. 또한, 데이터 입자의 중심을 이용하여 후반부의 구조를 결정한다. 초기 퍼지 모델을 동정하기 위해 유전자 알고리즘을 이용하여 입력 변수의 수, 선택될 입력 변수, 멤버쉽 함수의 수, 그리고 후반부 형태를 결정한다. 데이터 입자에 의한 전반부 멤버쉽 파라미터는 유전자 알고리즘을 이용하여 최적으로 동정한다 제안된 모델을 평가하기 위해 수치적인 예를 사용한다.

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화재 및 화재 후 냉각상태의 철근콘크리트 부재 수치해석 (A Numerical Model of Reinforced Concrete Members Exposed to Fire and After-Cooling Analysis)

  • 황주영;곽효경
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.101-113
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    • 2015
  • 이 논문은 화재에 노출된 철근콘크리트 구조에 대한 수치해석 모델을 제시하고, 기존의 자료 및 설계 규준과의 비교를 통해 구조물의 설계 시 고려 사항에 대해 제안하고 있다. 수치해석은 비정상 열전달 해석과 비선형 구조해석의 두 단계로 수행되며, 비정상 열전달 해석을 통해서 얻어진 화재시간에 따른 단면 온도분포를 바탕으로 비선형 구조해석하여 부재의 상태에 대한 정보를 얻게 된다. 이때, 철근콘크리트의 재료모델을 화재진행상태(Under-Fire)와 화재종료 후 냉각상태(After-Cooling)로 나뉘어 해석수행하여 각각의 재료상태에 따른 거동의 변화를 살펴본다. 해석된 결과는 여러 구조물에 대해 기존의 실험결과와 비교하여 검증하고, 설계 규준과의 비교를 통해 화재 시 구조물의 안전성에 대해 고찰하였다.

선박 자동 이접안을 위한 비선형 제어알고리즘 연구 (A Study on a Nonlinear Control Algorithm for the Automatic Berthing of Ships)

  • 원문철;홍성국;정윤하;김선영;손남선;윤현규
    • 한국해양공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.34-40
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    • 2008
  • his study discusses the design of an automatic berthing control algorithm for ships with a haw thruster and a stern thruster, as well as a rudder. A nonlinear mathematical model for the law speed maneuvering of ships was used to design a MIMO (multi-input multi-output) nonlinear control algorithm. The algorithm consists of two parts, the forward velocity control and heading angle control. The control algorithm was designed based on the longitudinal and yaw dynamic models of ships. The desired heading angle was obtained by the so-called "Line of Sight" method. An optimal control force allocation method forthe rudder and the thrusters is suggested. The nonlinear control algorithm was tested by numerical simulations using MATLAB, and showed good tracking performance.

고력볼트로 체결된 T-stub의 지레작용력 및 부재 접촉력 예측모델 (Prediction Models for the Prying Action Force and Contact Force of a T-stub Fastened by High-Strength Bolts)

  • 양재근;백민창
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.409-419
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    • 2013
  • 인장력을 받는 고력볼트로 체결된 T-stub는 지레작용력과 부재 사이의 접촉력 등의 영향을 받는다. 이러한 지레작용과 부재 사이의 접촉력 등이 고려된 설계식이 제안되지 않는 경우, 인장력을 받는 T-stub는 예측한 설계강도 보다 더 작은 강도에도 파괴될 가능성이 있다. 이를 방지하기 위하여 지금까지 많은 연구를 통하여 고력볼트로 체결된 T-stub의 지레작용력과 부재 사이의 접촉력 예측모델이 제안되었다. 그러나 아직도 우리나라에서는 이를 반영한 설계식의 제안이 이루어지고 있지 않다. 따라서 이 연구는 3차원 비선형 유한요소해석법을 적용하여 그동안 제안된 예측모델을 개선한 보다 정확한 지레작용력 및 접촉력 예측모델을 제안하고자 진행하였다. 3차원 비선형 유한요소 해석 결과, 이 연구에서 제안한 지레작용력 및 접촉력 예측모델은 기존의 예측모델보다 더 근사적인 예측값을 제공하였다.

풍속 예측 보정을 위한 Genetic Programing 탐색 기법의 개선 (Improvement of Search Method of Genetic Programing for Wind Prediction MOS)

  • 오승철;서기성
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.1349-1350
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    • 2015
  • 풍속은 다른 기상요소들보다 순간 변동이 심하고 국지성이 강하여 수치 예보 모델만으로 예측의 정확성을 높이기가 어렵다. 기상청의 단기 풍속 예보는 전 지구적 통합 예보모델인 UM(Unified Model)의 예측값에 MOS(Model Output Statictics)를 통한 보정을 수행하며, 보정식의 생성에 다중선형회귀분석 방법을 사용한다. 본 연구자는 유전프로그래밍(Genetic Programming)을 이용한 비선형 회귀분석 기반의 보정식 생성을 통하여 이를 개선한 바 있는데, 본 연구에서는 보다 향상된 성능을 얻기 위하여 GP 기법 측면에서 Automatically Defined Functions과 다군집(Multiple Populations) 수행을 통해 성능을 높이고자 한다.

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