• 제목/요약/키워드: 선회운동

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유연성 궤도 모델을 사용한 고기동성 궤도차량의 동역학 해석 (Dynamic Analysis of A High Mobility Tracked Vehicle Using Compliant Track Link Model)

  • 백운경;최진환;배대성
    • 소음진동
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    • 제9권6호
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    • pp.1259-1266
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    • 1999
  • 본 연구의 목적은 유연성 궤도 모델을 개발하여 고기동성 궤도차량의 다물체 동역학 해석에 응용하는 것이다. 유연성 궤도 모델을 개발하는데는 대체로 두 가지 어려운 문제가 따른다. 첫째로, 해의 안정성을 유지하기 위해 적분구간이 충분히 작아야 한다는 것이다. 즉, 궤도 링크 사이의 유연성 조인트 모델과 충격적인 접촉력에 따른 고진동 입력을 처리해야 한다. 둘째로, 3차원 다물체 궤도차량 모델에 대한 수 많은 운동 방정식을 풀어야 한다는 것이다. 따라서 궤도차량을 샤시와 궤도 부시스템으로 나누고 회귀적인 방법을 사용하여 운동방정식의 수를 최소화하였다. 본 연구에서 개발된 방법을 검증하기 위하여 차량의 가속, 고속주행, 제동, 선회 등의 시뮬레이션을 수행하였다.

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LCD 로봇 주요 프레임에 대한 설계 최적화 및 용접부 수명평가 (Design Optimization and Endurance Assessment of Weld Area for LCD Robot Frame)

  • 한성욱;강윤식;김태현;김상현
    • 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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    • 제5권2호
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    • pp.89-95
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    • 2017
  • 제품을 개발하는데 있어서 경량화와 원가절감이라는 두가지 요소는 가장 중요한 화두이다. 특히 대형 LCD 로봇은 최대 $3{\times}3m$ 이상의 글라스를 7m 높이까지 상하, 전후로의 직선운동과 선회축을 중심으로한 회전운동을 하면서 작업공정간 이송을 가능케 하는 대형 구조물이다. 따라서 지나치게 무거울 경우에는 클린룸내 설치에 문제가 있을 수 있고 반송물의 정확한 이송을 위하여는 고강성이 요구되며 대량 생산을 위한 연속작업을 충분히 감당할 수 있는 내구강도를 확보하여야 한다. 따라서 경량화, 고강성, 고강도 제품에 대한 요구는 갈수록 증가하고 있다. 현재 개발되고 있는 11 세대 대형 LCD 승강프레임은 이러한 요구조건을 충족하기 위하여 최적설계 기법을 적용하여 기존 제품 대비 경량화와 고강성 요구조건을 만족하였으며 용접부에 대한 상세 수명평가로 내구강도에 대한 신뢰성을 확보하였다.

3차원 공간 탐색을 위한 헬리콥터 조종사 메타포어와 그 구현 (Helicopter Pilot Metaphor for 3D Space Navigation and its implementation using a Joystick)

  • 김영경;정문렬;백두원;김동현
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제3권1호
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    • pp.57-67
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    • 1997
  • 가상공간 탐색은 근본적으로 가상카메라의 조작으로 귀결된다. 이때 가상카메라는 자유도 6을 가지고 움직인다. 그러나 우리가 주로 사용하는 마우스나 조이스틱 등의 입력장치는 2D 장치이다. 따라서 입력장치의 운동에 대응되는 카메라의 운동은 어느 한 순간에는 2D운동이다. 그러므로 카메라의 6DOF(degrees of freedom) 운동은 2D 또는 1D 운동들의 결합으로 표현할 수밖에 없다. 많은 가상공간 탐색 브라우저에서는 이 문제를 해결하기 위해 여러 가지 탐색 모드를 사용한다. 그러나 다수의 모드를 설정하는데 사용된 기준이 분명하지 않고 각 모드에서 가능한 조작들이 서로 중복되는 경향이 있을 뿐만 아니라 입력장치의 감각 대응성(kinesthetic correspondence)이 미흡하기 때문에 사용자가 공간을 탐색할 때 상황을 장악하고 있다는 느낌을 가지기 힘들다. 이 문제를 해결하기 위해서는 일관적이면서도 포괄적인 단일 탐색 메타포어가 필요한데 본 논문에서는 이를 위해 헬리콥터 조종사 메타포어를 제안한다. 헬리콥터 조종사 메타포어를 이용한다는 것은 조종장치들에 의해 사용자가 공간에서 날고있는 가상 헬리콥터의 조종사가 되어 공간 영상을 탐색 한다는 의미이다. 본 논문에서는 헬리콥터의 6DOF 운동을 직관적으로 조작하기 위해서 이를 6개의 2D 운동공간, 즉, (1) 평면상의 이동, (2) 수직면상의 이동, (3) 현위치중심의 피치, 요회전, (4) 현위치중심의 롤, 피치회전, (5) 좌우상하 선회, (6) 물체중심회전, 으로 분할하고, 각 2D 운동공간을 가시화 시켜 그 공간 자체를 메뉴화 하였다. 이렇게하면 사용자로 하여금 의식적으로 특정 모드를 선택하는 부담없이 단지 필요에 의해 적절한 2D 운동공간을 시각적으로 판단할 수 있도록 해준다. 각 운동공간에서의 헬리콥터 운동은 조이스틱의 2D 조작으로 제어한다.

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CFD를 이용한 KVLCC1의 Circular Motion Test 시뮬레이션 (Circular Motion Test Simulation of KVLCC1 Using CFD)

  • 신현경;정재환
    • 대한조선학회논문집
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    • 제47권3호
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    • pp.377-387
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    • 2010
  • In this study, the turbulent free surface around KVLCC1 employed in the circular motion test simulation is numerically calculated using a commercial CFD(Computational Fluid Dynamics) code, FLUENT. Also, hydrodynamic forces and yaw moments around a ship model are calculated during the steady turning. Numerical simulations of the turbulent flows with free surface around KVLCC1 have been carried out by use of RANS equation based on calculation of hydrodynamic forces and yaw moments exerted upon the ship hull. Wave elevation is simulated by using the VOF method. VOF method is known as one of the most effective numerical techniques handling two-fluid domains of different density simultaneously. Boundary layer thickness and wake field are changed various yaw velocities of ship model during the steady turning. The calculated hydrodynamic forces are compared with those obtained by model tests.

Hybrid Cartesian/Immersed Boundary 법을 이용한 2차원 변형날개 주위 점성유동 해석 (Numerical Simulation of a Viscous Flow Field Around a Deforming Foil Using the Hybrid Cartesian/Immersed Boundary Method)

  • 신상묵;김형태
    • 대한조선학회논문집
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    • 제43권5호
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    • pp.538-549
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    • 2006
  • A code is developed to simulate a viscous flow field around a deformable body using the hybrid Cartesian/immersed boundary method. In this method, the immersed boundary(IB) nodes are defined near the body boundary then velocities at the IB nodes are reconstructed based on the interpolation along the normal direction to the body surface. A new method is suggested to define the IB nodes so that a closed fluid domain is guaranteed by a set of IB nodes and the method is applicable to a zero-thickness body such as a sail. To validate the developed code, the vorticity fields are compared with other recent calculations where a cylinder orbits and moves into its own wake. It is shown the code can handle a sharp trailing edge at Reynolds number of $10^5$ under moderate requirements on girds. Finally the developed code is applied to simulate the vortex shedding behind a deforming foil with flapping tail like a fish. It is shown that the acceleration of fluids near the flapping tail contributes to the generation of the thrust for propulsion.

PIV에 의한 펌프장 흡입수조의 자유표면에서 발생하는 와의 운동특성에 관한 연구 (A study on the Flow Characteristics of a Vortex originated in the Free Surface within a Sump in a Pump Station by PIV)

  • 최종웅;김범석;이현;김유택;이영호
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.95-101
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    • 2002
  • The head-capacity curves for pumps developed by the pump manufacturer are based on tests of a sin91e pump operating in a semi-infinite pool with no nearby walls or floors and no stray currents. Hence, flow into the pump suction is symmetrical with no vortices or swirling. Pump station designers rely on these curves to define the operating conditions for the pump selected. But various constraints such as size, cost, and limitations on storage time require walls, floors, and pump intakes to be close proximity to each other. From this background, the authors are carrying out a systematic study on the flow characteristics of intakes within a sump found within a sump of pump stations. Model pump intake basin is designed and PIV is adopted as a measuring tool to capture the instantaneous flow patterns. Special attention is paid to investigate the flow patterns near the free surface due to different clearances from back-wall to vertical intake pipe with bell mouse and without. Moreover, the locations and vorticities of the various types of vortices that were found in the examinations are discussed.

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수평원통관에서 선회유동의 난동속도에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Swirl Fluctuation Velocity in a Horizontal Circular Tube)

  • 장태현;김희영
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.29-37
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    • 2003
  • During the past five decades or so, the characteristics of turbulent swirling flow have been studied extensively because of its great technological and scientific importance. It is well known that the swirling flow improves heat transfer in duct flow. The reason for this is due to the effect of streamline curvature associated with the tangential velocity component. Although many studies have been carried out to investigate the characteristics of the swirling flow in a circular tube. The experimental methods for measuring the velocity components are by hot-wire or LDV (Laser-Doppler-Velocimetry) measuring single point velocity so far. The present study was aimed to analyse the flow characteristics of swirling flow such as time-mean velocity vector, local velocity turbulence intensity and turbulence kinetic energy by using PIV(Particle-Image Velocimetry). The experiment was carried out for four Reynold numbers $1.0\times10^{4}$, $1.5\times10^{4}$, $2.0\times10^{4}$ and $2.5\times10^{4}$ of the measuring area.

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스월에 의한 하이브리드 로켓의 연소압력과 연소반응 진동의 결합 거동 (Coupling Behavior of Pressure and Heat Release Oscillations by Swirl Injection in Hybrid Rocket)

  • 김정은;이창진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권7호
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    • pp.567-574
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    • 2018
  • 스월은 연료의 후퇴율 증가뿐 아니라 연소 압력의 진동을 감소시키며, 하이브리드 로켓의 연소안정화에 기여하는 것으로 알려져 있다. 따라서 스월 산화제 분사에 의한 주연소실 내부의 유동 구조의 변화를 이해하고 연소안정화의 물리적 과정을 실험적으로 연구하였다. 결과에 의하면, 스월은 주연소실의 유동 구조를 변화시켜 후연소실의 500Hz 대역 p'과 q'의 발생을 억제할 뿐 아니라 두 진동의 위상차를 변화하여 상호결합(coupling)에 영향을 주고 있음을 확인했다. 또한 후연소실 화염 가시화를 통하여 스월에 의한 선회운동량의 증가로 와류발생과 흘림 등이 변화하여 연소안정화에 기여하는 것으로 분석됐다.

저널 베어링의 동기화된 선회 운동에 관한 연구 (A Study on Synchronously Whirling Motion of Hydrodynamic Journal Bearings)

  • 김경웅;노병후
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권9호
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    • pp.1432-1437
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    • 2001
  • In this paper, a control algorithm which is synchronously excitating the bearing with whirl speed of rotor is employed to suppress the whirl instability and unbalance response of the rotor-bearing system. Also, the cavitation algorithm implementing the Jakobsson-Floberg-Olsson boundary condition is adopted to predict cavitation regions in the fluid film more accurately than a conventional analysis with the Reynolds condition. The stabilities and unbalance responses of the rotor-bearing system are investigated for various control gains and phase differences between the bearing and journal motion. It is shown that the unbalance response of the system can be greatly improved by synchronous control of the bearing, and there is an optimum phase difference, which gives the minimum unbalance response of the system, for given operating condition. It is also found that the onset speed of the instability can be greatly increased by synchronous control of the bearing.

제한된 제어입력을 갖는 유연우주구조물에 대한 확장된 LQR (Extension of the LQR to Accomodate Actuator Saturation Bounds for Flexible Space Structures)

  • 이상철
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권8호
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    • pp.71-77
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    • 2002
  • 본 논문에서는 강성 중앙동체에 끝단 질량을 갖는 두 개의 유연구조물이 부착되어 있는 구조 모델의 선회기동과 진동억제를 동시에 제어하는 문제를 고려하였다. 구조모델의 선형 운동방정식을 구하기 위해 유한요소법을 사용하였다. 우주구조물 모델의 LQR문제에 있어서 물리적 의미를 갖는 성능지수를 제공하는 간단한 방법을 제안하였다. 제안된 성능지수는 일반적으로 사용하는 에너지 형식의 성능지수와 비교할 때 수학적으로는 큰 차이가 없으나 물리적으로는 의미있는 차이를 갖는다. 특수해 방법을 사용하여 부등호 제어 제약조건이 있는 시변 LQR문제를 해결하는 수치적 절차를 소개하였다.