• 제목/요약/키워드: 섭동방법

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기설구조물의 손상도 및 내진능력 평가방법 (Damage Assessment and Aseismic Capacity Evaluation of Existing Structures)

  • 윤정방;송종걸;김유진
    • 전산구조공학
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    • 제11권3호
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    • pp.199-212
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    • 1998
  • 본 연구에서는 기설구조물에 대한 손상도 추정기법과 내진능력평가 방법에 대하여 연구하였다. 구조물의 손상도를 추정하는 방법으로는 소수의 계측 데이터를 이용한 모드섭동법(inverse modal perturbation)을 이용하였다. 구조물의 손상은 강성행렬의 감소로 표현하여, 각 요소행렬에 대한 손상을 손상지수를 사용하여 나타내었다. 구조적 손상과 이에 기인한 고유진동 특성의 변화량과의 관계를 섭동방정식으로부터 구한 후, 이로부터 손상지수와 고유진동 특성의 변화량과의 관계를 유동하였다. 따라서 손상 전과 후에서 구조물의 고유진동수와 모드형상을 측정하여 섭동식의 해를 구함으로써 구조물의 강성행렬의 감소로 나타나는 구조물의 손상도를 추정하게 된다. 손상도 추정에 의해 평가된 강성의 변화량에 기인한 손상 후의 기설구조물의 지진응답, 내진능력과 지진손상도의 평가를 손상전과 비교하였다. 내진능력은 구조부재에서 회전연성도 능력의 경험식을 이용하여 평가하였고, 지진손상도의 평가는 가장 많이 사용되는 방법인 Park & Ang 방법을 사용하였다. 예제해석은 다른 지진하중을 받는 2층과 8층의 예제구조물에 대해서 수행하였다.

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시스템 축소기법이 적용된 역섭동법을 이용한 손상탐지 (System Condensation Technique-Based Inverse Perturbation Method of Damage Detection)

  • 최영재;이우식
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.98-104
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    • 2002
  • 본 연구에서는 역섭동법을 이용한 손상탐지의 효율을 개선하는 목적으로 시스템 축소기법을 사용하였다. 이 방법은 손상탐지의 미측정 자유도를 측정된 자유도로 변환하여 역섭동법의 계산효율이 향상되는 장점이 있으나, 부정확한 자유도의 변환으로 수치적인 안정성이 저하될 수 있다. 따라서 자유도 변환식을 수치해법 과정에서 반복적으로 개선하는 방법과, 매우 정확한 accelerated improved reduced system (AIRS) 축소법의 사용으로 역섭동법의 수치적 불안정성을 해결하였다.

섭동법을 이용한 구조 재설계 기법

  • 김종현;임채환
    • 대한조선학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.22-25
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    • 1994
  • 종래의 재설계 방법으로는 시행착오 방법이 있다. (Fig. 1 참고). 이 방법은 설계자의 경험이나 직관 등에 의하여 설계를 변경한 후 다시 구조해석을 하여 재설계조건의 만족여부를 확인하는 방법이다. 이때 재설계조건을 만족하지 않을 경우 설계를 다시 바꾸고 구조해석으로 재설계조 건을 확인하여야 한다. 따라서 이 방법은 비효율적이고 설계조건에 쉽게 맞추기도 어렵다. 이러한 단점을 보완한 새로운 재설계방법으로 민감도 해석(Sensitivity Analysis)과 섭동법(Perturbation )에 의한 방법이 있다. 민감도 해석은 설계조건을 설계변수의 민감도로 나타내는 방법이고 섭동 법은 설계조건을 설계변수들의 함수로 나타내는 방법이다. 대형구조물의 구조해석과 구조설계 문제는 대부분 유한요소법에 의존한다. 따라서 이러한 대형구조물의 재설계 도구가 되기 위해서 쟤설계 프로그램은 유한요소해석 프로그램의 후처리 프로그램(Postprocessor)으로 개발되어야 한다. 이러한 전제조건 때문에 설계가 끝나고 유한요소해석을 행한 후 재설계를 하기 위해서 유한요소해석 모델을 사용하는 것이 바람직하다.

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코웰방법을 이용한 정지위성의 정밀궤도예측 (PRECISE ORBIT PROPAGATION OF GEOSTATIONARY SATELLITE USING COWELL'S METHOD)

  • 윤재철;최규홍;김은규
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제14권1호
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    • pp.136-141
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    • 1997
  • 임의의 순간 인공위성의 위치와 속도를 정밀하게 계산하기 위해서는 섭동력을 일으키는 우주공간의 환경을 정확하게 이해하고 분석하여 정량화함으로써 섭동력에 대한 수리적인 모형을 만들어야 한다. 이들 우주환경모델에 의해서 인공위성이 받는 총가속도는 2계 미분방정식으로 표현되며, 이 방정식을 두 번 적분함으로써 원하는 시각에서의 인공위성의 위치와 속도를 얻는 코웰방법을 사용하여 궤도예측 알고리즘을 완성하였다. 정지위성의 궤도에 미치는 주요한 섭동력으로는 지구의 비대칭 중력 포텐셜에 의한 섭동력, 태양과 달의 중력에 의한 섭동력, 태양의 복사압에 의한 섭동력들이 있는데, 그것들의 정밀성을 최대한 높이기 위해 spherical harmonic 계수들을 40 $\times$ 40까지 적용할 수 있도록 했으며, JPL DE 403 ephemeris의 polynomial 내삽을 통해 지구로부터 태양과 달까지의 거리를 정밀하게 계산하였다. 그리고 수치적분 방법으로는 적분간격을 자동으로 조절하는 8계 Runge-Kutta single step 방법을 사용하였다.

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비선형 특성을 가진 구조시스템의 진동과 감도해석 방법 (A Method for Vibration and Sensitivity Analysis of Structure Systems with Non-linear Characteristics)

  • 문병영;김사수;암대장
    • 한국해양공학회지
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    • 제13권4호통권35호
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    • pp.10-18
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    • 1999
  • 본 논문에서는 대형구조물의 해석에 있어서 부분구조합성법과 섭동법을 이용하여 복잡한 비선형시스템의 해석방법을 제안하였다. 해석방법은 전체시스템을 먼저 몇 개의 분계로 분할한다. 각 분계의 운동방정식에 비선형항이 존재하여도 전체시스템의 지배적 진동모드는 선형모드라는 가정하에 이 시스템의 각 분계를 모드좌표로 변환한다. 이때, 비선형항은 근사적으로 변환한다. 그리고 섭동법을 이용하여 각 분계의 모드좌표방정식은 섭동좌수별로 정식화되어 순차적으로 구해진다. 비선형의 감도는 비선형계수로 정의되고, 그에 상응하는 강성에 의해 구해진다. 제안된 해석방법으로 비선형회전체, 비선형 베어링-페데스탈로 구성된 대형시계구조물의 진동을 해석하였다. 해석방법의 유효성을 평가하기 위해 응답의 정도와 계산소요시간을 유한요소법의 결과와 비교 분석하였다.

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해석적 방법에 의한 장기 위성궤도 예측 (LONG-TERM PREDICTION OF SATELLITE ORBIT USING ANALYTICAL METHOD)

  • 윤재철;최규홍;이병선;은종원
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제14권2호
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    • pp.381-385
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    • 1997
  • 해석적 방법을 이용한 정지위성의 장기 궤도예측 알고리즘을 개발하였다. 적용된 섭동모델에는 5 $\times$5 지구중력포텐셜, 달과 태양의 중력, 태양복사압에 의한 섭동들이 포함되었으며, 모든 섭동들은 장반경, 이심률 백터, 궤도경사각 백터, 평균경도의 구성요소로 이루어진 춘분점 궤도요소의 영년변화, 단주기 변화, 장주기변화 섭동항들로 급수전개되었다. 해석적 방법에 의한 무궁화 위성의 궤도예측의 결과를 코웰방법을 이용한 궤도예측의 결과와 비교하였다. 이 비교를 통해서 새로 개발된 해석적 방법을 이용한 궤도예측 알고리즘은 3개월동안 약$pm35m$ 이내로 장반경을 정밀하게 예측할 수 있다는 것을 알 수 있다.

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이동 통신용 ZST세라믹스의 소결조건에 따른 고주파 유전 특성 (The Microwave Dielectric Properties of Sintering Condition of ZST Ceramics for Movile Telecommunication System)

  • 서정철;이희영
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 영호남학술대회 논문집
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    • pp.257-260
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    • 2000
  • 소결온도 및 소결시간의 변화가 ZST세라믹의 유전상수 $\varepsilon_{\tau}$, 품질계수 $Q{\cdot}f$ 및 공진주파수의 온도계수 $\tau_f$에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 소결온도를 $1420^{\circ}C$까지 올렸을 때 공진기 섭동방법으로 1.6GHz에서 측정한 품질계수 Q가 가장 높았으나, 소결밀도 및 유전상수는 오히려 감소하였다. 소결시간의 증가에 따른 품질계수 Q는 $1300^{\circ}C{\sim}1380^{\circ}C$ 온도 범위에서는 소폭 상승하였으며, 소결밀도 및 유전상수는 거의 일정하였다. 공진주파수의 온도계수 $\tau_f$는 소결온도 및 소결시간의 변화에는 거의 의존하지 않았다.

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비최소위상 비선형 시스템의 새로운 제어 방법 (A New Approach to Control of Nonminimum-phase Nonlinear Systems)

  • 이주일;송은한;하인중
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2188-2191
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    • 2002
  • MIMO 비최소위상 시스템에 대한 입출력 선형화 제어에 대해서 새로운 접근 방식을 제안한다. 처음에 몇가지 조건 하에서 비선형 궤환과 상태 변환을 하고 또한 magnitude & time scaling을 해서 일반적인 비선형 시스템을 특이 섭동 시스템으로 변환할 수 있다는 것을 보였다. 특히 제안된 방법에 의하여 변환된 특이 섭동 시스템에서 숨겨진 동적 특성이 fast subsystem의 역할을 하게 된다. 그 다음에는 잘 알려진 composite control 기법을 적용하여 시스템이 거의 선형적이고 비간섭적인 I/O 동적 특성을 갖게 하고 내부 상태가 안정화되도록 한다. 기존의 방식 보다 제안된 제어 방법의 가장 큰 이점은 적용될 수 있는 비최소위상 시스템의 범위를 보다 넓히게 되었다는 것이다. 게다가 특이 섭동 방법은 제어기 설계 과정을 단순화시켜 제어기 구현에 있어서 계산 시간을 단축시킨다.

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궤도섭동을 고려한 저궤도 위성의 추진제 소모량 예측 및 궤도 해석 (The Estimation of Fuel Consumption of Satellites and Orbit Analysis under Orbit Perturbations)

  • 정도희;이상기
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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    • pp.65-70
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    • 2003
  • 본 연구에서는 섭동가속도의 변화식으로 주어지는 궤도 섭동 방정식으로부터 지구 편원현상과 대기저항에 의해 기인하는 궤도요소들의 변화를 표현하고 궤도 일회전당 변화량을 근거로 하여 대기저항에 의한 속도 보정과 그에 필요한 연료소모량을 효과적으로 예측하는 방법을 제시하고 그 기법을 다목적위성 궤도해석에 적용하였다. 그리고 궤도 해석을 위해 위성에 영향을 미치는 섭동력을 비대칭 중력장, 대기 저항력, 태양과 달의 인력, 태양 복사압에 의한 영향을 계산하여 정량적으로 비교 분석하였다.

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Cowell 방법에 의한 인공위성의 동경반경의 변화 (Variation of Radius Vector of an Artificial Satellite by Cowell's Method)

  • 신종섭;박재우;최규홍
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제3권1호
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    • pp.15-27
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    • 1986
  • 인공위성이 원궤도를 유지하도록 초기궤도 요소를 주고, 섭동요소들에 의한 동경 반경의 변화를 계산하였다. 위성의 궤도에 영향을 미치는 섭동 요소로는 지구의 비대칭 potential, 달과 태양 의 인력을 고려하였다. 계산결과로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 위성의 례도 청사각이 $0^{\circ}$ 일 때, $J_2$ 항은 전혀 섭동을 일으키지 않는다. 2) 이 경우에는 tesseral harmonics 만이 큰 섭동을 냐타내며 영년 변화가 나타난다. 3) 기타의 다른 섭동은 비교적 작지만 주기성을 갖는다.

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