• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제7권1호
• /
• pp.37-45
• /
• 1990

인공위성은 주차궤도(parking orbit)에서 최종궤도(final orbit)에 진입시키기 위해서는 많은 연료가 소모되고 또한 잔여 연료는 위성의 수명을 좌우하므로 궤도전이에 사용되는 연료의 효율을 극대화시키기 위한 한 가지 일환으로 지구의 비대칭 중력장이 궤도전이에 미치는 효과에 대하여 연구해 보았다. 주차궤도는 매우 낮은 고도에 위치하고 있으므로 지구의 비대칭 중력은 주차궤도로부터 최종궤도로 진입하기 위한 전이궤도(transfer orbit)에 비교적 커다란 영향을 미친다. 이러한 영향을 알아보기 위해 6가지 궤도요소 중에서 위성의 고도에 직접 관련이 있는 궤도의 이심률과 반장경의 변화를 토대로 위성의 고도와 속도의 변화량을 알아보았다. 그 결과 전이궤도의 원지점은 비대칭 중력장의 섭동으로 인해 고도가 증가하게 되고, 고도가 증가함에 따라 원지점에서의 속도는 감소하게 된다. 따라서 지구 비대칭 중력을 고려했을 경우에는 그렇지 않은 경우보다 연료의 소모가 적은 것으로 나타났다.

• 한국ITS학회 논문지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.144-151
• /
• 2017

본 논문에서는 실외 주차장 환경에서 무선통신을 이용한 주차장관리시스템용으로 사용될 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 기본형 반파장 마이크로스트립 안테나의 방사소자 크기를 줄이기 위해 무급전 소자를 이용하여 소형화 방법에 대해 연구하였다. 설계된 안테나의 방사소자 크기는 $35mm{\times}35mm{\times}20.1mm$로 기본형 반파장 마이크로스트립 안테나의 방사소자 크기 $309.1mm(0.46{\lambda}){\times}296.1mm(0.441{\lambda}){\times}20.1mm(0.029{\lambda})$에 비해 98.7% 소형화 되었다. 안테나의 전기적 특성으로는 중심주파수 447 MHz에서 이득은 1.1 dBi이며 HPBW는 E-plane에서 무지향성 H-plane에서 $87.5^{\circ}$로 나타내었다. 무급전 소자를 이용하여 소형화된 ${\lambda}/4$ 폴디드 마이크로스트립 안테나는 실외 주차장 환경에서 무선중계장치와 지면에 설치되는 센서노드 및 strop bar에 실장이 용이함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제39권4호
• /
• pp.351-363
• /
• 2020

발사체는 비행 중 공기역학적 현상에 기인하는 음향하중의 영향을 받는데, 특별히 천음속 영역에서 그 영향이 증가된다. 음향하중으로 인한 페어링 내부 소음진동은 탑재물의 오작동을 유발할 수 있어 이를 예측하고 저감하는 과정이 필수적이다. 본 연구에서는 발사체 외부에 작용하는 공기역학적 음향하중에 의한 페어링 내부 음향 진동환경을 예측하고, 음향 블랭킷과 헬름홀츠 공명기를 이용하여 소음저감 설계를 구현하는 프로세스를 개발하였다. 음향하중 예측은 Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) 유동해석 결과와 난류 경계층 내부 압력섭동에 관한 준 경험식을 이용하였고, 음향진동 연성해석은 ANSYS APDL과 VA One SEA의 Finite Element Statistical Energy Analysis(FE-SEA) 하이브리드 해법을 이용하였다. 개발된 절차를 천음속 해머 헤드형 발사체에 적용하여 음향하중 저감효과를 확인하고 개발된 절차의 유효성을 검증하였다. 본 연구에서 개발된 절차는 타당한 수준의 정확도로 신속한 결과를 얻을 수 있어 발사체 초기설계 단계에 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제37권11호
• /
• pp.1131-1139
• /
• 2009

연소불안정현상은 주로 음향파와 열방출률 섭동간의 상호작용에 의해 발생한다고 알려져 있다. 이러한 현상은 헬름홀츠 공진기와 같은 수동제어기를 사용하여 감소시킬 수 있다. 그러나 헬름홀츠 공진기는 일반적으로 좁은 주파수대역에 대해서만 효과가 있는 단점을 가진다. 따라서 본 연구에서는 다양한 작동 범위에서 효과를 가질 수 있도록 피스톤을 사용하여 헬름홀츠 공진기의 부피를 변화시켜가며 연소불안정현상에 적용하였다. 그 결과 피스톤을 최적 위치인 40mm에 동조시킴으로써 연소 불안정 모드의 진폭을 크게 감소시킬 수 있었다. 그리고, 연소기와 헬름홀츠 공진기 사이의 동압의 위상차가 흥미로운 관계에 있음을 나타내었다. 또한 헬름홀츠 공진식과 위상차를 이용한 능동적으로 동조되는 수동제어방식에 대해 알아보았다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제18권3호
• /
• pp.133-142
• /
• 2015

지구대기압력이 지각에 변위를 일으키는 현상은 오래 전부터 인식되었으며, 근래의 측지-측량, 특히 우주측지에서 이의 정확한 산정이 필요하게 되었다. 육지에서의 대기 하중에 의한 변형은 주어진 대기압 분포와 하중함수로부터 바로 계산할 수 있으며, 해양에 근접한 지역에서는 근사적인 모델이 사용되고 있다. 지구 대기대순환의 변화와 계절별 지구 양반구에서의 대기압의 분포의 변화들이 각각 지구자전속도 변화와 극운동의 가장 큰 요인으로 알려져 있으며, 바람과 대기압의 변화는 여러 주기영역에서 지구상의 지점들의 좌표의 섭동 및 지구자전상태의 큰 변화 요인이 되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 현상들을 기술하며 관련된 이론과 모델들을 요약하고, 또한 한반도를 지나가는 가상적인 태풍에 의한 효과를 예시하였다. 마지막으로 관련된 몇몇 문제점들과 향후 연구방향을 논의하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제39권3호
• /
• pp.232-241
• /
• 2011

하이브리드 로켓은 난류 산화제 유동과 고체 추진제의 기화로 인한 분사 유동 사이의 상호 작용에 의해 복잡한 형태의 혼합 전단층이 존재한다는 특별한 성질을 가지고 있다. 본 논문에서는 유동 간섭에 의해 표면에서 발생하는 진동 유동의 물리적 특성을 연구하기 위하여 압축성 효과를 고려한 질량분사가 있는 덕트 유동의 LES(Large Eddy Simulation) 해석을 수행하였다. 계산 결과에 따르면, 기화 질량이 분출됨에 따라 주유동방향 와류의 특성이 강해지고 국부적으로 발생하는 역류 현상을 근거로 벽면 근방에서 원주방향 와류가 생성됨을 확인하였다. 그리고 시간 특성을 갖고 나타나는 와류 흘림 현상은 혼합 전단층에 기인한 유동 불안정성에 의해 촉진되었으며, 분출유동에 의해 발달한 고유 진동 유동을 의미하는 압력 섭동의 특정 진동수가 $\omega$=8.8에서 검출됨을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제23권1호
• /
• pp.29-38
• /
• 2006

이 논문에서는 통신해양기상위성 1호기의 영상위치유지를 위한 영상오차보상 알고리즘을 설계하였다. 영상오차보상 알고리즘은 관측영상의 위치결정 및 위치유지를 위한 INR시스템의 핵심요소이다. 궤도와 자세에 대한 다양한 섭동 때문에 위성체의 움직임에 변화가 생기고, 이로 인해 영상기의 포인팅 어긋남이 발생하며, 그 결과로 관측영상의 일그러짐이 유발된다. 포인팅 어긋남을 바로잡기 위하여 보정해 야할 스캔 거울의 각도를 GEOS 위성과 다른 방법으로 계산하였다. 새로 설계된 영상오차보상 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 미국의 기상위성 GOES의 INR시스템에 적용된 영상오차보상 알고리즘과 비교평가를 하였다. 설계된 영상오차보상 알고리즘은 영상기의 포인팅 어긋남을 효과적으로 보상함으로써 약 40% 이상의 지향정밀도를 향상시킬 수 있었다.

• 전산구조공학
• /
• 제4권1호
• /
• pp.20-27
• /
• 1991

본 논문에서는 유체-구조 상호작용해석의 일종의 3차원 접수구조물의 진동해석을 효과적으로 수행하기 위한 해석방법을 제시하기 위하여 동적재해석기법을 검토하였다. 접수구조물의 유한구조 상호작용해석 결과는 구조진동의 관심 주파수역에서는 3차원 연성 부가수질량으로 표현되는 관성력으로 나타난다. 따라서 구조질량행렬에 부가수질량 행렬이 더해져서 전체 관성력으로 표현된다. 이 부가수질량을 추가질량으로 보고 재해석기법을 응용하는 방법을 수치실험을 통해 검증하였다. 이 때 재해석기법이 갖추어야 할 조건은 원구조의 질량과 거의 같은 정도의 질량이 추가되고 또한 완전 연성질량이 추가된 경우에도 정확한 해를 주어야 한다는 것이다. 이를 검증하기 위해 직접재해석기법과 섭동법을 이용한 재해석기법으로 4질량 스프링지지구조에 대한 해석을 수행한 결과 직접재해석기법의 응용이 적합함을 쉽게 입증할 수 있었다. 접수구조물의 예로는 3차원 잠수주상체에 대해 접수진동해석을 수행하였으며 그 결과 선체진동해석에 전통적으로 이용되고 있는 2차원 부가수질량과 3차원 수정계수를 사용한 기준차수법에서는 수지모드와 수평-비틔 연성모드와 같이 서로 독립적인 모드에 대해서는 따로 진동해석을 수행해 주어야 하는 단점이 발견되었다. 이 단점을 보완한 각 모드의 3차원 수정계수행렬을 이용한 재해석기법을 도입하여 모드에 상관없이 동시에 해를 구할 수 있었다. 그러나, 이 방법은 3차원 수정계수가 구해져 있는 경우에 한해서만 적용가능하며 실제 선체진동의 경우에는 10Hz 미만의 저차 주선체 진동에 한해서만 적용가능한 방법이다. 고차의 진도옴드에는 3차원 수정계수를 구할 수 없기 때문에 유체-구조 상호작용 해석결과로부터 얻은 3차원 연성 부가수질량을 이용하게 되며 이 때 이 행렬이 접수구조 표면의 전 자유도와 연성되어 있기 때문에 방대한 방정식을 푸어야 하지만 직접재해석기법을 적용함으로써 정확한 해를 구할 수 있었다. 또한 3차원 부가수질량을 이용한 직접재해석기법은 종래의 2차원 부가수질량과 3차원 수정계수를 이용한 방법에 비해 해석시간 면에서도 전혀 불리한 점이 없는 경제적 방법임이 밝혀졌다. 앞으로 Slamming 혹은 수중폭파 등의 충격하중에 의한 천이 구조응답 해석을 위한 효과적인 방법에 대해서도 연구결과를 발표할 계획이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
• /
• pp.432-437
• /
• 2010

V-gutter 형 화염안정화장치를 장착한 공기흡입식 엔진의 연소기에서 발생하는 저주파 연소 불안정을 저감시키기 위해 화염안정화장치 뒤쪽에 2차 연료를 분사하는 장치를 고안하였다. 해당 장치는 모델 연소장치를 통해 성공적으로 발생된 110~120 Hz, 180dB 크기의 저주파 연소불안정을 84%까지 저감시키는 데에 성공하였다. 연소불안정의 감소는 2차 연료 공급 유량에만 의존하였으며, 특정 값 이상의 연료 공급량에서만 효과가 나타났다. 이와같은 결과는 2차 연료 공급에 의해 화염안정화장치 뒷면의 화염이 주연료 공급량의 섭동과 독립적으로 유지되어 연소 시스템과 연소기의 음향 시스템의 연계를 끊어주기 때문인 것으로 생각된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.235-242
• /
• 2011

지진동에 대처하기 위한 구조물의 능동제어기를 설계할 때, 모델링의 오차 및 외란의 불확실성을 무시하고 진행하면 제어성능이 크게 퇴화될 수 있다. 심지어 시스템 전체가 불안정하게 되어 제진이 불가능하게 될 가능성도 배제할 수 없다. 본 연구의 목적은 슬라이딩 모드제어기(SMC)라 불리는 비선형제어기의 제어성능을 TMD가 장착된 구조물에 설계하여 그 적용 가능성을 검토하는 것이다. 이때 가진 외란은 FFT 해석으로 탁월주파수를 분석한 3개의 지진동이다. SMC로 제어한 결과, 구조물의 질량과 강성이 ${\pm}30%$ 섭동되어도 강인성을 유지하고 있음을 확인할 수 있었다. 다만, 오버슈트가 증대되고 정정시간이 증가하는 등 과도응답성능은 다소 퇴화되는 것을 확인할 수 있었다. 전반적으로 SMC는 모델링 및 외란의 불확실성에 대해 강인함을 유지하고 지진동을 효과적으로 제어하는 능동제어법으로 TMD 구조물과 결합시켜 지진동제어에 적용해 볼 수 있는 유용한 기법이라 판단된다.