• 제목/요약/키워드: 상태방정식

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최소 자승법을 이용한 고차계 전달함수의 모델축소 방법에 관한 연구 (Study of model reduction using least mean square method)

  • 최정내;조준호;이원혁;박민정;황형수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2221-2223
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    • 2003
  • 다양한 공정에 범용 적으로 적용할 수 있는 PID 제어기 동조 방법이 많이 연구되고 있다. 한 가지 방법으로서 실제공정에 대한 축소모델을 구하고 축소모델로부터 파라메터를 동조하는 방법이 사용되고 있다. 본 논문에서는 시간응답으로부터 최소 자승법을 이용하여 고차 시스템을 2차계로 축소하는 방법을 제안하였다. 2차계 시스템을 차분 방정식으로 표현하고, 시간응답의 입출력 데이터로부터 최소 자승법을 이용하여 차분 방정식의 계수를 구하였다. 차분 방정식을 이산시간상태방정식으로 변환, 이산시간 상태방정식을 연속시간 상태방정식으로 변환하는 과정을 유도하여, 차분 방정식의 계수로부터 연속시간 상태방정식을 구하는 방법을 제시하였다. 시뮬레이션을 통하여 축소모델의 정확성 및 실제공정과의 특성을 비교하였다.

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초임계 영역에서 실제 기체 상태 방정식에 따른 단일 성분의 열역학적 상태량 비교 연구 (A Comparative Study of Single Component Thermophysical Properties using the Real Gas Equation of State at Supercritical Conditions)

  • 김국진;허준영;김종찬;구자예;성홍계
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.39-51
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    • 2010
  • 실제 기체 상태 방정식에 대한 이론적 원리가 조사되었으며 초임계 조건을 포함한 다양한 압력과 온도 조건에서 액체 로켓 엔진의 추진제로서 사용되는 산소, 수소, 메탄의 열역학적 상태량에 대하여 비교 연구되었다. 또한 이상 기체 상태 방정식을 적용하였을 경우와 실제 기체 상태 방정식(SRK 상태 방정식과 PR 상태 방정식 및 ECS 원리)을 적용하였을 경우의 열역학적 상태량에 대한 비교 연구가 수행되었다. 단일 성분이 액상인 영역에서의 열역학적 상태량 차이가 관찰되었으며 오차 범위에 대한 결과가 고찰되었다.

고분자 액체에 대한 새로운 상태방정식 (A New Equation of State for Polymeric Liquids)

  • 정해영
    • 대한화학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.587-591
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    • 2000
  • 고분자액체의 상태방정식을 구하기 위하여 많은 이론들이 제안되어 왔다. 이론들의 대부분은 cell, hole, free volume 또는 lattice 등의 개념에 근거를 두고 있다. 가장 성공적인 이론중의 하나로 평가받고 있는 것이 free volume의 개념을 근거로 한 Flory의 상태방정식 이론이다. 본 연구에서는 Flory 이론에서 사용한 van der Waals 포텐셜을 수정하여 새로운 상태방정식을 만들었다. 계산결과 새로운 상태방정식은 Flory 이론보다 PVT 실험값과 더 잘 일치함을 알 수 있었다.

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분자의 논랜덤 분포가 기체의 상태방정식에 미치는 영향 (The Effect of Nonrandom Distribution of Molecules on the Equation of State for Gases)

  • 정해영
    • 대한화학회지
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    • 제57권5호
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    • pp.540-546
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    • 2013
  • van der Waals식의 자유부피항, 강체구형입자에 대한 Carnahan-Starling식, 용액의 논랜덤 혼합을 고려한 Wilson식, NRTL식과 본 연구자의 식등을 사용하여 기체에 대한 여러 개의 새로운 상태방정식을 만들었다. 이 식들을 이용하여 순수 기체에 대한 압축인자를 계산하였고 이를 실험적인 Nelson-Obert 압축인자도표와 비교하였다. 분자의 논랜덤 분포를 고려하여 유도된 상태방정식들이 랜덤분포를 가정한 상태방정식보다 더 좋은 결과가 나왔다. 이를 통하여 분자의 논랜덤 분포가 상태방정식에 상당한 영향을 미친다는 것을 알 수 있다.

고 임계 압축인자를 갖는 탄화수소 연료의 초임계 열역학적 물성 예측을 위한 상태방정식 분석 (Cubic Equation of State Analysis for the Prediction of Supercritical Thermodynamic Properties of Hydrocarbon Fuels with High Critical Compressibility Factor)

  • 김재승;서지완;김규홍
    • 한국추진공학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.24-34
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    • 2022
  • 초임계 영역에서 작동하는 탄화수소 연료를 사용하는 재생냉각채널의 냉각성능을 예측하기 위해서는 타당한 물성 예측이 필수이다. 본 연구는 고분자 탄화수소의 임계 압축인자에 따라 밀도와 비열을 적절하게 예측하기 위해 2-파라미터 상태방정식인 SRK(Soave-Redlich-Kwong) 및 PR(Peng-Robinson) 상태방정식과 이를 합한 3-파라미터 상태방정식인 RK-PR 상태방정식에 대한 비교 분석을 수행하였다. 대표적으로 낮은 임계압축 인자를 갖는 n-dodecane 연료와 높은 임계압축 인자를 갖는 JP-10 연료를 선정하여 두 연료의 열역학적 물성을 예측할 때 적합한 상태방정식을 제시하였다. 마지막으로 밀도와 비열의 예측 결과를 NIST REFPROP 데이터와 비교하여 검증하였다.

리튬 이온 전지의 전기적 등가 회로에 대한 연속시간 및 이산시간 상태방정식 연구 (Continuous and discrete time state-space equation analysis about electrical equivalent circuit for lithium-ion battery)

  • 한승윤;이평연;김성근;김종훈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.204-205
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    • 2019
  • 리튬 이온 전지를 사용하기 위해선 내부 상태를 추정하는 알고리즘이 필요하다. 알고리즘 적용을 위해 리튬 이온 전지에서 나오는 전압과 전류신호를 이용해 전기적 등가 회로 모델을 설계한다. 이 모델은 전압원, 저항, 캐패시터로 구성되어 있으며, 충전과 방전 시 발생하는 전기적 신호를 모사한 것이다. 전기적 등가 회로 모델 분석에 사용되는 상태방정식은 알고리즘과 상황에 따라 변경된다. 본 논문에서는 연속시간 상태방정식과 이산시간 상태방정식에 대해 다루었다. 그리고 실제 알고리즘에 적용해 성능을 확인하였다.

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초임계 영역에서 대체 모델 연료를 이용한 케로신의 열역학적 상태량 연구 (Investigation of Thermophysical Properties of the Kerosene Using the Surrogate Model Fuel at Supercritical Conditions)

  • 김국진;허준영;성홍계
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권8호
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    • pp.823-833
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    • 2010
  • 액체 로켓 및 항공용 엔진 연료로서 사용되는 케로신의 열역학적 상태량을 연구하기 위해 surrogate 모델이 조사되었다. 초임계 조건에서 실제 기체 상태 방정식(SRK 상태 방정식, PR 상태 방정식)과 NIST SUPERTRAPP(ECS 원리)을 이용하였을 경우의 밀도 분포가 기존의 실험 결과와 비교되었다. 또한 surrogate 모델의 종류에 따른 열역학적 상태량의 오차 범위에 대한 고찰이 수행되었다. 탄화 수소 계열 연료에 대해서는 PR 상태 방정식과 ECS 원리가 높은 정확도를 나타내지만 압력, 온도와 같은 작동 환경에 따라 적절한 surrogate 모델을 선별하여 선택해야 함을 확인하였다.

이산시간 적정제어이론의 응용사례에 관한 연구 (The Application of Discrete Time Optimal Control Theory to Natural Resource Problems)

  • 김진형;이덕만
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제12권1호
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    • pp.157-175
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    • 2003
  • 본 연구는 이산시간 적정제어이론을 사용하여 동태적 경제 문제의 최적해를 구하기 위해 사용되는 두 가지 형태의 극대원리를 분석하고 있다. 이산시간 적정제어이론에 관한 선행연구들은 상태방정식이 차분방정식의 형태를 띠는 경우에 적용할 수 있는 극대원리를 제안하고 있다. 그러나 본 연구는 상태방정식이 차분방정식이 아닌 일반방정식의 형태를 띠는 경우에 적용할 수 있는 극대원리를 개발하였다. 그리고 본 연구를 통해 개발된 극대원리와 선행연구들이 제안한 극대원리와의 차이는 공동상태 변수의 운동법칙에 있음을 보여주고 있다. 특히 본 연구는 Bellman의 최적원리를 이용하여 본 연구에서 개발된 극대원리는 선행연구들이 제안한 극대원리를 포함하는 일반적인 극대원리임을 설명하고 있다. 마지막으로 본 연구는 목재공급모형인 TSM2000에 포함된 경제변수의 동태적 최적화를 구하는 과정을 통해 본 연구에서 개발된 극대원리가 경제 문제에 적용되는 사례를 보여 주고 있다.

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질소, 산소, 아르곤에 대한 상태방정식의 신뢰도 (A Reliability of Equation of State for Nitrogen, Oxygen and Argon)

  • 용평순;문흥만;손무룡;이성철
    • 한국가스학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.41-48
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    • 1997
  • 가스물성의 계산방법으로 상태방정식이 널리 사용되고 있으나 상태방정식의 종류에 따라서 물성예측에 서로 다른 차이를 보이고 있다. 본 연구는 가스의 액화온도에서 상온에 이르는 온도범위와 1bar에서 30bar에 이르는 압력범위에서 질소, 산소, 아르곤에 대한 상태방정식의 물성계산 신뢰도를 검토하고자 하였다. 이를 위하여 Aspen plus에서 제공하는 Soave-Redlich-Kwong, Peng-Robinson, BWR-Lee Staring 상태방정식을 비교대상으로 하였고 계산결과는 문헌치 및 virial식과 비교하였다. 또한 물성계산식이 공정에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 초저온 공기분리장치의 증류탑 및 팽창터어빈 계산을 수행하여 상태방정식 차이에 의한 공정계산 차이를 비교, 분석하였다.

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실제기체 상태방정식을 적용한 열압축기 내부유동에 대한 수치해석 (Numerical Analysis for the Internal Flow of Thermal Vapor Compressor with real gas equation of state)

  • 강위관;최두열;신지영;김무근
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제35권2호
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    • pp.216-223
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    • 2011
  • 열압축기는 고압 증기를 이용하여 저압 증기를 중간압으로 이송하는 일종의 이젝터이다. 이젝터에 대한 기존의 수치해석 연구는 대부분 작동유체를 이상기체로 취급하고 있으나 상변화가 발생하는 경우 이상기체 거동에서 크게 벗어날 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이상기체 상태방정식 대신 Redlich-Kwong 방정식을 적용하여 열압축기 내부 유동을 수치 해석하였고, realizable k-${\epsilon}$ 모델과 SST k-${\omega}$ 모델을 비교한 결과 SST k-${\omega}$ 모델이 shock diamond 패턴과 박리 및 난류경계층을 잘 예측하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 실제기체 상태방정식을 사용한 경우가 이상기체 상태방정식을 사용한 경우에 비해 상대적으로 디퓨저 입구 부분과 디퓨저 목부분에서 에너지 손실이 많은 것을 알 수 있었으며, 디퓨저 출구부분에서 shock train에 의한 압력상승은 상대적으로 적으나 pseudo shock에 의한 압력상승은동일한 것으로 확인되었다.