• 제목/요약/키워드: 섭동법

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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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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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섭동법을 이용한 공기윤활 슬라이더 베어링의 동특성 해석 (An Analysis of Dynamic Characteristics of Air-Lubricated Slider Bearing by Using Perturbation Method)

  • 강태식;최동훈;정태건
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권6호
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    • pp.1520-1528
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    • 2000
  • This study presents a method for determining bearing stiffness and damping coefficients of air-lubricated slider bearing, and shows influences of air-bearing surface geometry(recess depth, crown an d pivot location) on flying attitude and dynamic characteristics. To derive the dynamic lubrication equation, the perturbation method is applied to the generalized lubrication equation which based on linearized Boltzmann equation. The generalized lubrication equation and the dynamic lubrication equation are converted to a control volume formulation, and then, the static and dynamic pressure distributions are calculated by finite difference method. The recess depth and crown of the slider show significantly influence on flying attitude and dynamic characteristics comparing with those of pivot location.

시분할구간 호모토피 섭동법을 이용한 공간 트러스의 비선형 동적 해석 (Nonlinear Dynamic Analysis of Space Truss by Using Multistage Homotopy Perturbation Method)

  • 손수덕;하준홍;이승재
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제22권9호
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    • pp.879-888
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    • 2012
  • This study aims to apply multistage homotopy perturbation method(MHPM) to space truss composed of discrete members to obtain a semi-analytical solution. For the purpose of this research, a nonlinear governing equation of the structures is formulated in consideration of geometrical nonlinearity, and homotopy equation is derived. The result of carrying out dynamic analysis on a simple model is compared to a numerical method of 4th order Runge-Kutta method(RK4), and the dynamic response by MHPM concurs with the numerical result. Besides, the displacement response and attractor in the phase space is able to delineate dynamic snapping properties under step excitations and the responses of damped system are reflected well the reduction effect of the displacement.

고속철도차량의 공력소음 측정 시험법 개발 (Development of aerodynamic noise measurement method for high-speed trains)

  • 정민승;김재환;장형석;김종환;정철웅;이권기
    • 한국음향학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.131-137
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    • 2024
  • 고속으로 주행하는 열차의 주변 유동에 의해 발생하는 공력소음은 실외소음과 실내소음에 모두 영향을 미친다. 본 연구는 열차표면의 압력섭동데이터를 통해 공력소음을 측정하고 실내소음에 영향을 미치는 성분을 정량적으로 평가하기 위한 시험법을 개발하고 분석하는 것이다. 실내소음을 정확히 평가하기 위해서는 취득한 표면 압력섭동 데이터에서 혼재되어 있는 압축성 압력섭동과 비압축성 압력섭동을 각각 분리하여 평가하는 것이 중요하다. 이는 두 압력섭동의 소음 전달 특성이 다르기 때문이다. 먼저 마이크로폰의 설치 길이와 간격을 결정하여 표면 압력섭동 데이터를 취득하였고, 파수-주파수 분석을 수행하여 비압축성 압력섭동과 압축성 압력섭동을 분리하여 음압 스펙트럼을 취득하였다. 마지막으로 전두부와 후두부에서 측정한 시험 결과값을 비교한 결과 전두부 표면 압력섭동이 후두부 압력섭동보다 더 큼을 확인하였다.

자유-자유보의 동적해석에 대한 섭동법의 적용 (Application of Perturbation Method to the Dynamic Analysis of Free-free Beam)

  • 곽문규
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.46-52
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    • 2005
  • This paper is concerned with the application of perturbation method to the dynamic analysis of free-free beam. In general, the rigid-body motions and elastic vibrations are analyzed separately. However, the rigid-body motions cause vibrations and elastic vibrations also affect rigid-body motions in turn, which indicates that the rigid-body motions and elastic vibrations are coupled in nature. The resulting equations of motion are hybrid and nonlinear. We can discretize the equations of motion by means of admissible functions but still we have to cope with nonlinear equations. In this paper, we propose the use of perturbation method to the coupled equations of motion. The resulting equations consist of zero-order equations of motion which depict the rigid-body motions and first-order equations of motion which depict the perturbed rigid-body motions and elastic vibrations. Numerical results show the efficacy of the proposed method.

섭동법을 이용한 우주 구조물의 동적 운동 해석 (Dynamic Analysis of Space Structure by Using Perturbation Method)

  • 곽문규;성관제
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.674-679
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    • 2005
  • This paper is concerned with the application of perturbation method to the dynamic analysis of space structure floating in space. In dealing with the dynamics of space structure, the use of Lagrange's equations of motion in terms of quasi-coordinates were suggested to derive hybrid equations of motion for rigid-body translations and elastic vibrations. The perturbation method is then applied to the hybrid equations of motion along with discretization by means of admissible functions. This process is very tiresome. Recently, a new approach that applies the perturbation method to the Lagrange's equations directly was proposed and applied to the two-dimensional floating structure. In this paper, we propose the application of the perturbation method to the Lagrange's equations of motion in terms of quasi-coordinates. Theoretical derivations show the efficacy of the proposed method.

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계단지형을 지나는 파군에 의한 장파의 생성: 지배방정식 (Long Waves Generated by Short Wave Groups over a Step: Governing Equations)

  • 조용식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.651-657
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    • 2001
  • 본 논문에서는 단파의 파군이 계단형 지형을 통과할 때 발생하는 2차 장파를 이론적으로 연구하였다. 먼저, 수심 변화에 의한 단파의 회절을 해석하였으며, 다변수 섭동법을 이용하여 2차 장파의 지배방정식을 유도하였다. 2차 장파 방정식을 해석하여 서로 다른 속도로 진행하는 자유장파와 구속장파가 발생함을 보였다.

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