• 제목/요약/키워드: 섭동

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압력진동에 대한 액체 로켓엔진의 음향 응답의 민감도에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on Sensitivity of Acoustic Response to Pressure Oscillations in Liquid Rocket Engine)

  • 손채훈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.79-87
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    • 2002
  • 로켓엔진에서 발생하는 음향 불안정성의 정성적 경향성을 파악하기 위해 축대칭 연소실에서의 음향파 응답 특성을 수치해석적으로 조사하였다. 주로 작동조건의 변화와 외부교란의 가진 주파수 변화에 따른 응답 특성을 계산하였다. 외부교란으로 연소실 입구부분의 전압이 정현파 형태로 섭동하도록 인위적으로 부여하였다. 음향 응답의 정성적 경향성이 유지되는 범위내에서, 분무 연소과정에 수반되는 여러 가지 물리 화학적인 과정들을 단순화하였다. 먼저, 주어진 작동조건에서 정상상태의 연소장을 구하고, 다음 단계로 압력섭동에 대한 연소장의 거동을 시간의 경과에 따라 구하였다. 작동조건의 변화에 따른 음향파 응답의 계산 결과, 반응 지역에서 약한 강도의 화염이 형성되는 경우 민감한 응답이 나타나 불안정안 압력분포를 나타냈다. 또한, 가진되는 압력 섭동의 주파수에 따라 응답 특성이 변하였고, 특히 높은 가진 주파수의 압력 섭동에 대해서 불안정한 응답이 나타났다. 해석 결과로 나타난 거시적 현상의 이해를 돕기위해, 기존의 화염소 모델을 채택한 음향파 응답 연구 결과와의 상관성을 찾아 본 해석 결과를 분석하였다.

구조물의 손상탐지를 위한 역섭동법과 센서위치의 선정 (Inverse Perturbation Method and Sensor Location for Structural Damage Detection)

  • 박윤철;최영재;조진연;김기욱
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.31-38
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    • 2003
  • 본 연구는 최적설계에 사용되는 역섭동법을 구조물의 손상탐지에 적용하였다. 이 방법은 손상의 위치를 정확하게 탐지하기 위하여 미지수보다 많은 수의 구속조건이 필요하므로, 최적설계와는 달리 비선형 회소자승법을 수치기법에 사용한다. 한편 손상탐지의 경우, 모든 자유도의 응답이 측정가능한 것은 아니며 제한된 수의 센서에서 부분적인 진동모드만 측정할 수 있다. 이처럼 부분적인 정보를 사용하여, 손상진단을 성공적으로 수행하기 위해서는 사용될 센서의 수와 위치를 결정하는 연구가 매우 중요한다. 본 논문에서는 센서의 개수가 결정되었을 때, 손상탐지에 적합한 센서 위치의 선정방법에 관하여 연구하였다. 이러한 연구의 결과로 순차적 소거법이 역섭동법을 이용한 손상탐지에 가장 적합한 센서위치의 선정방법임을 수치 예에서 확인하였다.

일방향 응고 재료의 결정립 성장 방향 섭동이 고압터빈 노즐 저주기 피로 수명에 미치는 영향에 대한 연구 (A Study on the Effects on Low Cycle Fatigue Life of a High Pressure Turbine Nozzle due to the Perturbation of Crystal Orientation of Grain of DS Materials)

  • 허재성;강영석;이동호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권7호
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    • pp.653-658
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    • 2016
  • 가스터빈엔진의 고온 부품은 초내열 합금 재료를 이용하며, 냉각설계 적용으로 형상이 복잡하여 정밀 주조 과정을 거치게 된다. 터빈 부품에 주로 적용이 되는 일방향 응고 및 단결정 재료는 제조 과정에서 결정립 성장 방향이 설계와 다르게 섭동을 가지게 되며, 이는 각 방향에 대한 재료 상수의 섭동을 유발하여 응력 분포의 변화와 함께 피로 수명에 큰 산포를 야기하게 된다. 본 연구에서는 일방향 응고 재료 노즐에 대하여 결정립 성장 방향의 섭동에 대한 구조 건전성의 영향을 저주기 피로 수명을 통해 확인하여, 향후 제작 허용값에 대한 제안 및 좀 더 정교한 통계적 접근이 필요함을 확인하고자 한다. 이를 위해 복합 열전달 해석을 통해 금속 온도 분포를 계산하고 이를 근거로 구조 해석 및 저주기 피로 수명을 계산하였다.

I-모양 슬롯 섭동과 수직한 급전구조를 이용한 원형 편파 마이크로스트립 안테나 (Circularly Polarized Microstrip Antenna Using I-Shape Ground Slot Perturbation and Perpendicular Feeding Network)

  • 신윤철;노윤상;이민재;표성민
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제28권6호
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    • pp.497-500
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    • 2017
  • 본 논문은 I-모양의 슬롯 섭동과 수직한 급전구조를 이용한 원형 편파 마이크로스트립 안테나를 제안하였다. 제안한 안테나는 대칭 및 수직한 급전구조와 접지면의 I-모양 슬롯 섭동이 구비된 방사체로 구성된다. 수직한 급전구조와 접지면의 슬롯 섭동 구조로 인하여 90도 위상 차이를 가지는 모드가 형성되어 좌회전 편파(left-handed circular polarization)가 발생한다. 제작한 안테나는 위성통신시스템을 위한 S-대역 2.2 GHz로 설계하였으며, 측정 결과 91 MHz의 -10 dB 대역폭이 관찰되었다. 대역폭 내에서 측정된 안테나의 이득, 원거리 방사패턴 그리고 축비는 이론적인 실험 결과와 잘 일치함을 확인하였다.

7톤급 터보펌프 산화제펌프의 고주파 신호 분석 (High Frequency Signal Analysis of Oxidizer Pump for 7-tonf Turbopump)

  • 배준환;최창호;최종수
    • 한국추진공학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.61-68
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    • 2020
  • 7톤급 터보펌프 실매질시험에서 계측된 고주파 신호인 가속도와 압력섭동에 대한 주파수 분석(waterfall, frequency spectrum), 실효값(RMS) 계산 등의 신호 처리를 통해 산화제펌프의 신뢰성을 평가하였다. 계측된 압력섭동 신호 분석을 통해 산화제펌프의 누설 유로에 위치한 산화제 후방 플로팅 링에 의한 강한 압력섭동이 발생하였고 이는 산화제펌프 입구 및 출구 압력과 가속도 신호에도 영향을 주는 것을 확인하였다. 터보펌프의 가속도 실효값 계산을 통해 정격 운용 조건에서의 터보펌프는 양호한 진동 성능을 보여주고 있으며 가속도 회전수 성분 중 축계에 영향을 주는 회전수 동기 주파수 성분이 강하게 나타나는 것을 확인하였다.

해머헤드 발사체의 천음속 음향하중 수치해석 (Numerical Prediction of Acoustic Load Around a Hammerhead Launch Vehicle at Transonic Speed)

  • 최인정;이수갑
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.41-52
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    • 2021
  • 발사체가 대기 중에서 상승 비행 시 공기역학적 현상에 기인한 음향하중을 받는데 천음속 영역에서 그 영향이 커진다. 본 연구에서는 천음속 조건에서 해머헤드 발사체 외부에 작용하는 음향하중을 ��-ω SST 난류모델 기반 IDDES 법으로 해석하여 시간 평균 압력계수, 표면 압력섭동, 압력섭동 파워 스펙트럼을 분석하고 가용한 풍동실험 데이터와 비교하였다. IDDES 결과의 격자 의존성을 검토하였으며, 난류 스케일 분해가 가능한 적절한 계산격자를 사용한 경우 천음속 헤머헤드 발사체의 특징적인 유동 현상인 페어링 어깨에서의 유동 박리와 박리 유동의 후방 동체 재 부착, 보트 테일 후방에서의 높은 압력섭동을 공학적으로 유의미한 정확도로 예측 가능함을 확인하였다.

감압 밸브 배관 시스템 내 파수-주파수 분석을 통한 곡관의 유동소음 저감에 대한 수치적 연구 (Numerical investigation on the flow noise reduction due to curved pipe based on wavenumber-frequency analysis in pressure relief valve pipe system)

  • 구가람;정철웅
    • 한국음향학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.705-712
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    • 2022
  • 감압밸브에서 발생하는 급격한 압력저하는 강한 소음원으로 작용하여 배관을 따라 압축성 압력섭동을 전파시키며, 이는 음향유기진동의 가진원으로 작용한다. 따라서 본 연구에서는 감압밸브가 있는 배관 시스템에서 곡관에 의한 압축성 압력섭동의 저감 효과를 확인할 수 있는 수치기법을 개발하였다. 배관 내 밀도 변화에 의한 음향파 성분을 모사하기 위해 고정밀 해석기법인 비정상 압축성 대와류모사 기법을 적용하였으며, 아격자 모델로는 Smagorinsky-Lilly 모델을 적용하였다. 배관을 따라 전파되는 압축성 압력섭동 성분을 유동장 정보로부터 추출하기 위하여 파수-주파수 분석을 수행하였으며, 곡관을 기준으로 상류방향 배관과 하류방향 배관의 벽면 압력을 활용하였다. 이를 통해 평면파 성분과 n=1에 해당하는 모드 성분이 하류 방향을 따라 강하게 나타나는 것을 확인하였으며, 곡관을 전후로 전체 음향파워가 3 dB 저감되는 것을 확인함으로써 곡관에 의한 압축성 압력섭동 저감 효과를 확인하였다.

암호화된 영상의 가역적 데이터 은닉을 위한 일반화된 섭동 함수 설계 (Design of Generalized Fluctuation Function for Reversible Data Hiding in Encrypted Image)

  • 김영훈;임대운;김영식
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권11호
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    • pp.1329-1340
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    • 2016
  • 최근 Zhang은 동기식 스트림 암호를 통해 암호화된 영상에 데이터를 은닉하는 방법을 제안하였다. 수신자는 먼저 암호화된 영상을 복호하고, 복호된 영상에 섭동 함수(fluctuation function)를 이용하여 공간 상관 특성 값을 계산함으로써 데이터를 추출한다. 그 후 Hong은 사이드 매치(side match) 기법을 이용하여 Zhang의 데이터 은닉 기법을 개선하였다. 본 논문에서는 데이터 추출과정에서 발생하는 오류를 감소시키기 위해 새로운 섭동 함수를 제안하고, 표본 영상들에 대한 컴퓨터 모의실험을 통해 제안하는 기법이 기존의 방법들보다 우수함을 검증하였다.

예조건화된 오일러 방정식의 수렴특성 (Convergence Characteristics of Preconditioned Euler Equations)

  • 이상현
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.27-37
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    • 2004
  • 예조건화된 오일러 방정식의 수렴특성에 대한 연구를 수행하였다. 지배방정식의 거동을 이해하기 위하여 섭동 해석을 수행하였다. 중앙부에 10% 원호를 가진 2차원 관을 통과하는 다양한 마하수의 비점성 유동장에 대해 수치 계산을 수행하였다. 공간차분은 Roe의 FDS를 사용하고 시간적분은 LU-SGS 기법을 사용하였다. 압력 및 속도의 수렴특성은 마하수와 상관없이 일정하게 유지되었으나, 온도의 수렴성은 마하수가 작아질수록 악화되는 것으로 나타났다. 섭동 해석을 통해 이러한 지배방정식의 수렴특성을 설명할 수 있었으며, 수렴특성이 예조건화 행렬의 거동 특성에 의해 결정된다는 사실을 알 수 있었다.

슬라이딩 섭동 관측기를 이용한 에어셀과 반능동 서스펜션의 통합 제어 (Integration Control of Air-Cell Seat and Semi-active Suspension Using Sliding Perturbation Observer Design)

  • 유기성;윤정주;이민철;유완석
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.159-169
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    • 2004
  • In this study, integration control of air-cell seat and semi-active suspension is proposed to minimize the road-tyre force which can cause uncomfortable feeling to rider. The proposed integration control with sliding perturbation observer is consisted of air-cell seat control which uses the force generated by air-cell and the sky-hook control. The air-cell seat itself has been modeled as a 1 degree of freedom spring-damper system. The actual characteristics of the air-cell have been analyzed through experiments. In this paper, we introduces a new robust motion control algorithm using partial state feedback for a nonlinear system with modelling uncertainties and external disturbances. The major contribution of this work is the development and design of robust observer for the state and the perturbation. The combination skyhook controller and air-cell controller using the observer improves control performance, because of the robust routine called Sliding Observer Design for Integration Control of Air-Cell Seat and Semi-active Suspension. The simulation results show a high accuracy and a good performance.