• 제목/요약/키워드: 섭동 이론

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섭동을 고려한 위성편대비행 연료 최적 재배치 문제에 대한 근사 해석해 연구

  • 이상진;박상영
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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    • pp.28.1-28.1
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    • 2010
  • 이 연구에서는 기존 선형 상대운동방정식에 차등중력, 주위성의 이심율, J2 섭동 등의 비선형항을 추가하여 보다 정확한 상대운동방정식을 만든 후 섭동이론을 적용하여 위성편대 연료최적화 재배치 문제에 대한 근사 해석해를 구하고자 한다. 먼저, 비선형 섭동항을 테일러 급수를 이용하여 2차항까지 전개한 후, 이를 기존 선형상대운동방정식에 추가하여 새로운 비선형 상대운동방정식을 만든다. 이 때 사용된 선형상대운동방정식은 힐스 방정식으로 주위성의 궤도가 일반적인 타원이고 위성 간 상대거리가 충분히 가깝다고 가정한다. 최적화 조건으로부터 상태벡터와 라그랑지 곱수로 이루어진 연립 미분방정식이 만들어 지는데, 이 식은 힐스 방정식에 기인한 선형부분과 2차 비선형항에 기인한 섭동부분으로 나뉜다. 이 때, 이 연립미분방정식의 해는 선형부분의 해와 섭동으로 인한 변화량의 합으로 근사할 수 있으며 그 변화량은 섭동이론을 적용하여 얻을 수 있다. 이와 같이 얻어진 해는 여러 섭동의 비선형항을 2차까지 포함한 상대운동방정식을 사용했기 때문에, 기존 선형상대운동방정식을 사용하여 구한 최적해 보다 더 정확한 결과를 얻을 것이라 예상한다.

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시계열 섭동 모델링 알고리즘 : 운전자 프로그래밍과 양자역학 섭동이론의 통합 (Time Series Perturbation Modeling Algorithm : Combination of Genetic Programming and Quantum Mechanical Perturbation Theory)

  • 이금용
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제9B권3호
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    • pp.277-286
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    • 2002
  • 양자역학 섭동이론과 유전자프로그래밍(GP) 기법을 접목시킴으로써 실세계(Real-world)에서 발생하는 카오스 시계열에 대하여 수학모델을 구축, 예측하기 위한 새로운 알고리즘을 개발하였다. 시계열 분석과 양자역학 파동방정식의 해를 구하는 섭동이론과의 절차적 유사성을 논하고, 이것을 GP로 구현하는 전형적 접근방안을 제시한다. 함수집합(Function Set)으로서 직교함수(Orthogonal Functions)를 이용하고 병렬 집단을 사용하는 GP를 이용하여 원 시계열에 대한 초기 수학모델을 구하고, 원 시계열 데이터로부터 모델의 평가값을 뺀 나머지로 구성되는 잔여 시계열에 대하여 다시 GP를 적용하는 과정을 일정한 종료조건이 충족될 때가지 반복함으로써 실세계 카오스 시계열에 대한 정확성 높은 수학모델을 구축하는데 성공하였다. 타 방법론과의 비교와 향후 해결과제에 대하여도 소개한다.

동기발전기에 있어서 brushless여자방식

  • 오병인
    • 전기의세계
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    • 제25권2호
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    • pp.58-61
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    • 1976
  • 최근 동기발전기에 각종 brushless여자방식이 고안되고 있으나 공통된 개발 목표란 신뢰도와 경제성에 있다. 이것은 구성재료의 발달과 반도체의 개발이 크게 작용하였으며 종래의 직류여자기에 비하여 전기적인 섭동부의 완전 제거와 동시에 보다 소형경량화된 동기발전기의 개혁이 필요하다고 본다. 실제 동기발전기에서 전기자와 계자사이에 energy전달은 불가피한 기본원리로서 전기적인 방식과 자기적인 방법으로 구분할 수 있다. 전자는 도체의 섭동 즉 commutator, seipring brush의 마모와 기계적 손실이 있어 신뢰도가 낮은 반면 적은 여자전력으로 가능하나 자기적인 방식은 공극의 reluctance로 인하여 여자전력이 증가한다. 이러한 문제점을 해결할 수단으로서 commutatorless, static excitation, exciterless, harmonics excitation 방식 등이 고안되고 있으나 섭동부의 완전제거란 불가능하여 본고에서는 동기발전기를 중심으로 Brushless여자방식의 종류와 원리에 대하여 이론적으로 해설하고자 한다.

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섭동 이론을 이용한 정상류 Navier-Stokes 방정식의 주기함수 간극에 대한 삼승 법칙의 수정 (Modification of the Cubic law for a Sinusoidal Aperture using Perturbation Approximation of the Steady-state Navier-Stokes Equations)

  • 이승도
    • 터널과지하공간
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    • 제13권5호
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    • pp.389-396
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    • 2003
  • 본 연구는 정상류 Navier-Stokes 방정식에 섭동(perturbation) 이론을 적용하여 주기함수 간극에 대한 삼승법칙의 수정에 대해 논하였다. 이를 위해, 주기함수를 진폭과 파장에 대한 무차원 함수로 전환한 뒤 미소 계수에 대한 무차원 유동함수와 연속 방정식을 적용하였다. 이러한 과정을 통해 정상류 Navier-Stokes 방정식의 섭동 근사해를 구하였으며 이를 유한 차분법에 적용하였다. 단일 절리 모델에 대한유한 차분 수치해석을 통해, 수정된 삼승 법칙이 주기함수 간극의 유체 유동에 대한 정상류 Navier-Stokes 방정식의 섭동 근사해와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 이를 통해 본 연구에서 제시된 삼승 법칙이 간극 분포에 따른 유체 유동의 평가에 있어 유용하게 적용될 수 있는 것으로 나타났다.

압력섭동에 의한 유량변동 측정 정량화 (Quantifying the Variation of Mass Flow Rate generated by Pressure Fluctuation)

  • 길태옥;김동준;조성호;안규복;한영민;윤영빈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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    • pp.152-156
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    • 2007
  • 로켓 엔진에서 연소챔버 내의 압력섭동에 의해 발생되는 추진제 유량변동에 대한 현상을 파악하는 것은 매우 중요하다. 이를 위해 압력섭동이 발생되었을 때 유량변동의 측정에 대한 정량화를 수행하였다. 오리피스 내의 유동의 속도를 알기 위해 오리피스 내의 압력을 측정한 후 이론식에 입각하여 속도를 풀었고, 액막두에 측정장치를 이용하여 오리피스 내에서의 면적을 측정하였다. 정상상태에서의 속도 및 유량을 분석값과 비교한 결과, 매우 작은 오차내에서 일치함을 알 수 있었다. 따라서, 본 연구에서 도출된 이론식을 바탕으로 비정상상태에서의 유량 변동 측정을 수행하는데 큰 역할을 할 수 있을 것이다.

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불규칙 경계면에 대한 중저주파수 간섭 반사 계수 유도 (Derivation of Coherent Reflection Coefficient at Mid and Low Frequency for a Rough Surface)

  • 추영민;성우제;변성훈;김시문
    • 한국음향학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.174-186
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    • 2009
  • 경계면이 존재하는 해양에서의 수중 음파 전달 모델링 시 일반적으로 평평한 경계면을 가정하고 Rayleigh가 제안했던 반사계수를 이용해 반사파를 계산할 수 있다. 하지만 해수면이나 해저면과 같은 실제 해양의 경계면은 불규칙적인 거칠기를 가진다. 이러한 경계면에서의 반사 손실은 실험식이나 산란 이론에 기반한 간섭 반사 계수를 계산하여 구할 수 있다. 본 논문에서는 섭동 이론, Kirchhoff 근사법, 작은 가지 근사법과 같은 산란 이론을 이용하여 유체-유체 경계면에 대한 간섭 반사 계수를 각각 유도한다. 이를 이용하여 임의의 거칠기를 가지는 해수면과 해저면에 대한 각 산란 이론의 간섭 반사계수를 계산하며, 이 결과를 Rayleigh 반사 계수와 비교하여 경계면의 거칠기에 따른 반사 손실을 분석한다. 또한, 섭동 이론과 Kirchhoff 근사법의 결과를 일반적으로 적용 범위가 넓은 작은 기울기 근사법의 결과와 비교하여 각 이론의 유효범위에 대해 고찰한다.

해석함수전개 노달방법의 수학적 수반해 (Mathematical Adjoint Solution to Analytic Function Expansion Nodal (AFEN) Method)

  • Cho, Nam-Zin;Hong, Ser-Gi
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제27권3호
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    • pp.374-384
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    • 1995
  • 해석함수 전개 노달방법의 수학적 수한해를 AFEN코드에 약간의 수정을통하여 AFEN노달 방정식의 전치행 렬 방정식을 풀어서 계산하였다. 또한 이 수반해를 사용하여 섭동이론(정확한 섭동이론과 일차근사 섭동이론)을 이용한 계산이 반응도 변화를 예측하기 위해 두개의 잘 알려진 표준문제를 통하여 수행되었다. 본 연구에서 수반해의 계산방법은 물리적 수반해 및 정방정식의 고유치를 필요로 하지 않는다. 계산결과들은 본 논문에서 계산된 수반해가 AFEN방법의 정화한 수학적 수반해임을 보여준다.

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모델매칭 기법을 이용한 시스템 섭동을 갖는 비선형 크레인시스템 제어 (Control of Nonlinear Crane Systems with Perturbation using Model Matching Approach)

  • 조현철;이진우;이영진;이권순
    • 한국항해항만학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.523-530
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    • 2007
  • 크레인 시스템은 항만 터미널 등의 산업현장에서 무거운 물체를 이송하는데 사용되는 장비로서 그 정확성과 신속성을 동시에 만족시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 적응제어기의 일종인 모델매칭 기법을 이용하여 복잡한 3 자유도 비선형 크레인의 제어 시스템에 대한 연구를 제안한다. 피드백 선형화(feedback linearization)를 통해 비선형 크레인 모델을 선형화한 후 PD 제어기를 적용하여 선형 공칭 모텔을 구한다. 이 모델은 시스템 섭동을 갖는 실시간 시스템 모델과 함께, 리아푸노브(Lyapunov) 이론을 적용하여 실시간 섭동에 의해 발생되는 제어오차를 감소하기 위한 보조 제어규칙의 산출에 이용된다. 또한 리아푸노브 안정성이론을 적용하여 구성한 크레인 제어시스템의 안정성 해석을 실시한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘의 타당성을 검증하며 기존의 제어방식과 비교 분석하여 그 우수성을 입증한다.

생브낭 원리를 이용한 고전 보 이론의 고유진동수 및 좌굴하중 예측 개선 (Improvement of Euler-Bernoulli Beam Theory for Free Vibration and Buckling Analyses via Saint-Venant's Principle)

  • 정용민;김준식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권4호
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    • pp.381-387
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    • 2016
  • 본 논문에서는 생브낭의 원리가 근본적으로 구조물의 거동 예측에 잠재적으로 적용되어 있다는 점에 착안하여, 응력해석에 국한되어 있던 방법론을 자유진동 및 좌굴 문제 등에 적용하여 고전 보 이론의 정확도를 고차이론 수준으로 개선한다. 먼저 생브낭의 원리를 소개하고, 고전 보 이론에 의한 자유진동 그리고 좌굴해석 정식화를 진행하였다. 고전 보 이론의 변위장에 워핑함수와 섭동항을 추가하고, 합응력 등가(즉, 생브낭의 원리)를 적용하여 섭동항을 찾는다. 여기서 워핑함수들은 응력 평형방정식을 통하여 계산하였으며, 이 워핑함수들은 추가된 섭동항에 의하여 보의 응력 평형을 만족하게 된다. 제안된 방법론을 외팔보와 단순지지 보 문제에 적용하여 주파수 및 좌굴하중을 개선하였으며, 전단수정계수의 도입 없이 예측을 개선할 수 있음을 보였다.