• 제목/요약/키워드: 섭동 이론

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복합지형상에서 비정상 박리흐름에 의한 확산 (Dispersion in the Unsteady Separated Flow Past Complex Geometries)

  • 류찬수
    • 한국지구과학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.512-527
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    • 2001
  • 복합지형을 지나는 박리흐름(separated flows)들이 와도 이론에 의해 모델링 되었다. 흐름은 비회전성 및 비점성으로 가정하였으며, 선형 시어흐름에 대한 유선함수를 결정하기 위해 새로운 기법이 기술되었다. 지형지물의 형태로는 snow cornice과 backward-facing step을 정의하였으며, 이러한 지형지물의 후미에는 유체의 박리현상과 역류현상(reattachment)이 생긴다. 유체의 박리현상이 지형지물의 가장자리에 발생되게 하기 위해 점 와도를 흐름에 발생시켰고, 지형지물의 가장자리에 있는 뾰족한 부분을 완화하고 최대곡률 부근에서의 섭동운동에 중요한 박리흐름 발생지점의 구속조건을 없애기 위해 conformal mapping을 수정하였다. 와도 발생지점에서 와도를 평형으로부터 이동시키거나, 또는 임의의 섭동을 초기흐름에 가하는 방식으로 섭동을 가하여 비정상흐름을 발생시켰다. 박리지점의 풍상측에서 연속적으로 방출되고, 또한 bubble의 이차순환에 의해 변형된 물질의 궤적들이 수치적으로 적분되었으며, 시간에 대한 농도누적이 역류지점의 풍하측 고정된 지점에서 계산되었다. 본 연구에 사용된 모델은 방출물질의 확산형태와 간헐성을 제대로 다룰 수 있음을 알 수 있으며, 이산적인 방법에 의한 다중-와도모델 및 수치모델의 결과들과도 일치한다. 본 연구에 의하면, 박리 및 역류현상이 있는 유체의 흐름 속에 순환하는 bubble들의 비정상상태(unsteadiness)는 풍하측에서 대규모의 고농도 누적을 일으키는 주요 원인이다.

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선형제차조절법을 이용한 정지궤도 위성의 위치보존 궤도조정 (STATION-KEEPING MANEUVERS FOR A GEOSTATIONARY SATELLITE USING LINEAR QUADRATIC REGULATOR)

  • 이선익;최규홍;이상욱
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제14권1호
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    • pp.142-149
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    • 1997
  • 잘 알려진 최적제어 이론의 선형제차조절법을 정지궤도 위성의 위치보존 궤도조정 문제에 적용하였다. 정지궤도 위성의 운동에 가장 큰 영향을 미치는 섭동향을 선택하여 동서방향과 남북방향 궤도조정의 경우 각각 14일간 지구비대칭 중력장의 영향, 28일간 태양과 달의 영향을 예측한 결과로 궤도조정할 경계조건을 적절하게 설정하였다. 비선형방정식을 선형화하여 리카티 방정식(Riccati Equation)을 두 번 적분함으로써 최적궤도와 이에 상응하는 추진 가속도를 알아내었다. 선형제차조절법으로 구한 속도변화량과 기하학적으로 계산한 ${\Delta}V$(속도변화량)을 비교해 봄으로써 제어이론을 통한 궤도조정 방법이 실제상황에 거의 근사한 해를 제공할 수 있는가와 제어이론을 위치보존 궤도조정 문제에 적용한 방법이 경제적인 측면에서의 연료최적화와 이에 따른 정지궤도 위성의 수명연장에 기여할 수 있는가에 대한 해석을 시도하였다.

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페리다이나믹스 이론과 병렬연산을 이용한 균열진전 문제의 형상 설계민감도 해석 (Shape Design Sensitivity Analysis of Dynamic Crack Propagation Problems using Peridynamics and Parallel Computation)

  • 김재현;조선호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권4호
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    • pp.297-303
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    • 2014
  • 페리다이나믹스 이론과 이진분해 기법의 병렬연산을 이용하여 동적 균열진전 문제에 대한 애조인 형상 설계민감도 해석법을 개발하였다. 페리다이나믹스에서는 균열의 연속적인 분기를 다룰 수 있으며, Explicit 시간적분법을 채택한다. 설계민감도 해석은 애조인 변수법은 경로의존성 문제에는 적합하지 않으나 여기서는 응답해석의 경로를 이미 알고 있으므로 채택하여 사용할 수 있었다. 얻어진 해석적 설계민감도는 유한차분과 비교하여 그 정확성을 검증하였다. 유한차분법은 설계섭동량에 민감하여 비선형성이 강한 페리다이나믹스 문제에서 부정확한 설계민감도를 제시할 수 있다. 정확한 설계민감도 해석을 위해서는 이산화과정에서 $C^1$ 연속성을 가지는 체적율이 필요함을 알 수 있었다.

Rib형 광 방향성 결합기의 결합효율 (Coupling Efficiency of Optical Directional Coupler with Rib-Type)

  • 이원석;호광춘;김영권
    • 전기전자학회논문지
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    • 제3권1호
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    • pp.86-92
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    • 1999
  • 유효 유전체 해석법에 기초한 정확한 모드 전송선로 해석법이 rib형 광 방향성 결합기의 설계 특성을 분석하기 의하여 소개되고 발전되었다. 이 접근법은 모든 가능한 전송 성분을 고려한 정확한 수치 해석적 알고리즘을 제공하며 유효 굴절을 방법과 섭동 이론 같은 근사적 해석법의 정확도를 평가하기 위한 비교 해석법으로 이용될 수 있다. 결국, rib형 광 결합기의 최대 전력전송 특성을 평가하기 위하여 그 동작 주파수, rib형 도파로들 사이의 간격 그리고 전송 층의 두께에 따른 전력 결합효율의 변화를 분석하였다.

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광의의 Integral Hellmann-Feynman Theorem과 결정장론에서의 배치간 작용의 효과 (Generalized Integral Hellmann-Feynam Theorem and Configuration Interaction in Crystal Field Theory)

  • 김호징
    • 대한화학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.198-205
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    • 1976
  • Parr의 Integral Hellmann-Feynman이론을 비대각꼴에 까지 일반화하여 의의를 갖도록 하였으며 그 특징을 논하였다. 그리하여 이 비대각꼴을 결정장론에 미치는 배치작용의 효과를 검토하는데 적용함으로서, 모든 차의 섭동 에너지를 하나의 묶음으로서 도입하였다. 그 결과 ${\Gamma}$, S 및 m로 특징지워지는 상태들에게, 파라미터화 할 수 있는 공통적인 동경적분이 존재하지 않음을 밝혔다. 그러나 만일 각 성분에 변형이 없고 동경성분에게 동등한 변형만이 있는 여기된 배치들의 작용만을 허락한다면, 이는 고전적인 결정장론에서 결정장 파라메터 10 Dq와 Condon-Slater 적분 $F^n$의 척도를 변경시키는 결과를 초래함을 알게 되었다.

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불확실성을 고려한 횡축형 자기 베어링 시스템의 로버스트 제어에 관한 연구 (A Study on the Robust Control of Horizontal-Shaft Magnetic Bearing System Considering Perturbation)

  • 김창화;정병건;양주호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제34권1호
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    • pp.92-101
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    • 2010
  • 본 연구에서는 회전체를 지지하는 자기 베어링에 관하여, 2장에서는 적분형 서보계를 이용하여 횡축형 자기베어링 시스템(Horizontal-shaft Magnetic Bearing System: HMBS)에 대한 불확실성을 고려하면서 과도상태 응답개선에 대한 이론적인 고찰과 제어기설계 수식을 유도한다. 그리고 HMBS에 대해 물리 퍼래미터 변동에 대한 강인성과 외란의 영향을 저감하고 기준위치 변경에 따른 추종성을 갖도록 상태 피드백 제어기를 LMI 기법을 이용하여 설계한다. 3장에서는 설계한 제어칙을 가지고 시스템 불확실성의 변동에 대해 시간영역의 설계사양을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대하여 시뮬레이션을 행하고 실제 적용 가능성을 검토한다.

확률론적 특성을 갖는 선형 동적계의 과도 응답 해석 (Transient Response Analysis of Linear Dynamic System with Random Properties)

  • 김인학;독고욱
    • 전산구조공학
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    • 제10권3호
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    • pp.125-131
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    • 1997
  • 대부분의 동적계는 기진력 및 계 인자들에 있어서 다양한 불확정 특성을 갖고 있다. 본 연구에서는 기진력의 불확정성과 계 인자들의 불확정성을 모두 갖는 선형 동적계에 대한 응답해석 과정을 제안하였다. 확률특성을 갖는 계 인자와 응답은 섭동법에 의해 모델링되었으며, 응답해석은 불규칙 진동 이론에 의하여 정식화 되었다. 또한 제안된 응답 모델에 의해 계산되기 어려운 응답의 평균에 대한 해석은 확률유한요소법을 사용하였다. 적용 예로서 정상 백색잡음 기진력을 받으며 불확정 질량과 스프링 상수를 갖는 1자유도계 문제에 대하여 과도응답을 계산하고, 그 결과를 수치 시뮬레이션 결과와 비교하여 그 타당성을 검토하였다.

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음향교란을 받는 난류박리기포의 이산와류 수치해석 (Discrete-vortex Simulation of Turbulent Separation Bubble Excited by Acoustic Perturbatioons)

  • 임재욱;성형진
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.775-786
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    • 1992
  • 본 연구에서는 DVM의 이론적 배경과 수치계산에 대해 자세히 다루었다. 음향 교란이 가졌을 때의 재부착에 대한 수치해석결과는 Kiya등의 실험결과와 비교하 였으며 만족할만한 일치를 보여주었다. 결과 및 고찰에서는 주로 음향교란이 있는 경우의 재부착길이를 최소화하는 주파수와 교란이 없는 유동의 난류구조해석을 평균속 도 및 압력과 그의 섭동치, 그리고 파워 스펙트럼과 상관계수등을 통해 자세히 비교검 토하였다.

포고억제장치(PSD) 동특성 모델링에 관한 연구 (Study on Dynamics Modeling of Pogo Suppression Device (PSD))

  • 이준경
    • 한국추진공학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.23-30
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    • 2007
  • PSD(pogo suppression device)는 액체 추진 로켓의 추진제 공급부를 모사한 배관 시스템에 대한 기존의 실험 연구를 통해 배관 시스템의 동특성을 변화시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는, PSD에 대한 수학적 모델을 만들고, 각 변수에 대한 값을 결정하는 과정에서 이론적으로 구하기 힘든 변수를 파악하여, 이를 기존의 실험 결과로부터 구하고자 하였다. 그를 위해, 선형화된 전달함수를 만들어 전체 시스템에 대한 불안정성을 판단하는 방법에 대해, PSD를 유체 섭동에 대한 연속 방정식 등의 지배 방정식을 이용하여, 제작된 PSD의 실제 적용시 중요한 이너턴스, 컴플라이언스, 레지스턴스 등의 변수를 수식화하고, 실험 결과를 이용하여 이를 정량화 하는 방법을 제시하였다.

광디스크를 위한 주파수 적응 알고리즘과 함께하는 강인 출력 제어기 (Robust Output Regulator with Frequency Adaptation Algorithm for Optical Disc Drives)

  • 김상현;김형종;심형보
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제48권4호
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    • pp.17-24
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    • 2011
  • 본 논문에서는 알 수 없는 주파수를 가지는 주기적인 외란이 존재하는 광디스크 드라이브에 대하여 주파수 적응 알고리즘과 출력 제어기를 추가하여 외란을 제거하는 제어기법을 제안한다. 여기서 IMP(internal model principal)에 기반을 두는 주파수 적응 알고리즘은 주기적인 외란의 주파수를 알아내는 역할을 한다. 전체 시스템의 안정도 및 외란제거 성능은 특이섭동이론(singular perturbation theory)으로 증명된다. 본 논문의 기여는 주파수 범위에 따른 설계의 제약이 없다는 점과 모델 불확실성이 존재할 때도 외란을 제거할 수 있다는 점을 들 수 있다.