• 제목/요약/키워드: 수중요소

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수중 강판에 존재하는 결함탐지를 위한 탄성파 유한요소 시뮬레이션 (Finite Element Simulation of Elastic Waves for Detecting Damages in Underwater Steel Plates)

  • 우진호;나원배
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.623-626
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    • 2011
  • 본 연구는 수중 강판에 존재하는 결함탐지를 위한 탄성파 유한요소 시뮬레이션이다. 일반적으로 수중 강판은 외부의 물로 인하여 결함의 탐지가 어렵다. 이러한 수중 강판의 결함탐지에는 잠수부가 수중 강판 표면에 비파괴 검사 장비를 활용하여 결함을 탐지하는 경우가 많으며 잠수부의 경험과 많은 시간이 소요되는 단점이 있다. 본 연구에서는 수중강판의 표면이 아닌 수중에서 탄성파를 발생시켰을 경우 수중 강판의 결함탐지 유한요소 시뮬레이션을 이용하여 손상의 위치와 손상의 크기에 따라 발생하는 응답을 알아보았다. 강판의 상하부에 기계적인 손상이 발생한 경우를 손상 시나리오로 가정하고 해석을 수행하였다. 손상이 없는 경우의 응답을 기준으로 강판의 상부와 하부에 기계적인 손상이 있는 경우에 발생하는 응답을 비교하였다. 동적유한요소 프로그램인 ANSYS/LS-DYNA를 사용하여 결함탐지 해석을 수행하였다. 결과적으로 손상의 종류에 따라 응답신호의 진폭 감소가 나타났으며 손상의 크기가 커질수록 진폭 감소가 커지는 결과를 나타내었다.

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유한요소/경계요소 연성해석을 통한 수중 구조기인소음 해석 (Underwater Structure-Borne Noise Analysis Using Finite Element/Boundary Element Coupled Approach)

  • 이두호;김현실;김봉기;이성현
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권7호
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    • pp.789-796
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    • 2012
  • 함정의 수중방사소음은 그 해석의 어려움이나 정확성에 있어서 매우 관심이 큰 문제이다. 본 논문에서는 구조물의 수중방사소음을 해석하기 위하여 유한요소/경계요소 연성해석법을 제안하였다. 제안된 방법은 헤름홀츠방정식에 대한 Burton-Miller 적분방정식에 기반하는 부가수 질량과 감쇠행렬을 이용하여 구조물의 구조-유체 연성응답을 해석하고 계산된 구조물의 응답으로부터 수중방사소음을 계산하는 순차적인 방법이다. 구조-유체연성작용의 구조해석은 상용소프트웨어인 MSC/NASTRAN 에 구조-유체연성효과 행렬을 추가하여 해석하는 방법으로 이루어졌고, 수중방사소음의 경우는 전용 소프트웨어를 개발하였다. 개발된 수중방사소음 해석법을 간단한 예제를 통하여 그 특성을 살피고, 실제 함정의 받침대 진동에 의한 수중방사소음의 계산에 적용하여 그 유용성을 보였다.

국방전술을 위한 수중 센서 네트워크 기술

  • 박현문;박수현;김창화;김상경
    • 정보와 통신
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    • 제24권10호
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    • pp.34-43
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    • 2007
  • 해양은 육지, 공중과 같이 매우 중요한 국방전술 대상으로 수중 통신은 물론 수중과 지상을 연결하는 네트워킹 기술이 요구된다. 본 고에서는 해양에서 국방전술통신에 도입하기 위한 수중 센서 네트워크 시스템 기술에 대해 소개하며 이를 위해 해양 환경 분석과 더불어 해양에 알맞은 수중 센서 네트워크 시스템 모델을 제시하고 모델 각 구성요소의 기능에 대해 소개한다. 또한, 각 구성요소 기술 개발에 필요한 통신 프로토콜 계층 별 요구사항과 필요 연구를 소개하고 국내외 기술개발 동향에 대해 살펴본다.

수중음향학에 대한 소개

  • 김재수
    • 소음진동
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    • 제8권2호
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    • pp.223-226
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    • 1998
  • 본 원고에서는 다음과 감은 순서로 수중음향을 소개하고자 한다. 2장에서는 수중음향의 발전배경과 역사, 3장에서는 수중음향의 구성요소, 4장에서는 수중음향의 최근의 연구분야에 대해 논하고, 5장 맺음말에서는 요약을 하였다.

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유한요소법을 이용한 압전 수중음향센서의 음향특성 해석 (Acoustic Characteristics Analysis of piezoelectric Underwater Acoustic Sensors Using Finite Element Method.)

  • 손선봉;김재환
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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    • pp.253-256
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    • 2000
  • 본 연구에서는 유한요소법(FEM)을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 복합구조 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE(Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Topilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS(Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나(SONAR) 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는 데 큰 도움이 될 것이다.

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유체-구조물 상호작용을 고려한 실린더형 수중 구조물의 유한요소모델링 및 동적 응답 스펙트럼 해석 (Finite Element Modelling of a Submerged Cylindrical Structure Considering Fluid-Structure Interaction Effect and Dynamic Response Spectrum Analysis)

  • 이희남;신태명
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.1-9
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    • 2001
  • 유체-구조물 상호작용 효과를 고려하여, 실린더형 수중 구조물의 유한요소 모델을 상용 전산코드를 사용하여 작성하고 동적하중에 대한 응답해석을 수행하였다. 구조 유한요소에 부착되는 유체 유한요소로 인하여 발생하는 요소행렬의 비대칭성으로 인하여, 일반적으로 사용되는 유한요소 해석 전산코드로 유체-구조물 상호작용 모델에 대한 응답스펙트럼해석을 수행하는 것은 불가능하다. 이 문제의 해결을 위하여, 등가 비 유체-구조물 상호작용 모델을 구성하고, 등가비 유체-구조물 상호작용 모델에 대한 응답스펙트럼 해석 및 조화가진 응답해석 결과를 이용하여 유체-구조물 상호작용 모델의 스펙트럼 가진에 대한 동적 응답을 계산할 수 있는 효율적인 방법을 제시하였다.

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수중 산란체의 수치적 산란해석 (Wave Scattering Analysis of Scatterers Submerged in Water by Using a Hybrid Numerical Approach)

  • 김재환;김세환
    • 한국음향학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.84-92
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    • 2000
  • 본 논문에서는 유한요소와 무한요소를 사용하여 수중 산란체의 산란해석을 수행하였다. 무한영역을 유한영역으로 나누어 유한영역은 유한요소를 사용하여 모델링하고 무한/유한 영역의 경계면에서는 비반사조건을 만족시키기 위하여 무한요소를 사용하되 파동 특성이 가미된 IWEE(Infinite Wave Envelope Element)를 사용하였다. 수중 강체구의 산란해석에 유한요소의 차수, 크기 및 유한요소 모델 그리고 IWEE가 미치는 영향을 살펴보았다. 수치적 산란해석에서 인위적 반사를 줄이기 위해서는 유한요소와 IWEE의 연결을 유연하게 하기 위하여 유한요소는 잘게 나누거나 이차요소를 사용하는 것이 좋으며 IWEE에서는 고차를 사용하는 것이 바람직하다.

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수중주거공간계획을 위한 수중 Habitat 사례분석 연구

  • 박상욱;김승일;이한석
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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    • pp.310-312
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    • 2022
  • 거주공간은 외부 환경으로부터 거주자를 안전하게 보호하고 사람의 생존을 위한 기본적인 환경을 갖추어야 한다. 또한 사회적 소통과 활동, 그리고 보다 안전하고 쾌적한 생활(업무 등 목적 행위 포함)을 보장할 수 있어야 한다. 수중주거공간은 일반적인 거주환경과 다른 극한 환경이며, 입지에 따른 고립과 공간 활용의 제한이 있다. 따라서 수중주거공간의 거주성 확보를 위해 공간설계기술 및 관련 기준 개발이 필요하다. 수중 habitat 프로그램은 1962년부터 1977년까지 선진국 17개국이 총 65개 수중거주공간을 해저에 설치하고 운영한 것으로서 수중주거공간에 대한 많은 데이터를 축적하였다. 이 연구에서는 수중 habitat 프로그램의 사례를 분석하고, 특성을 도출하여 수중주거공간 계획에서 고려해야 할 요소를 정리하였다.

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2차원 유한요소법을 이용한 불투과성 사각형 수중방파제의 Bragg 반사 해석 (Analysis of Bragg Reflection of Waves due to Rectangular Impermeable Submerged Breakwaters with Two-Dimensional Finite Element Method)

  • 조용식;정우창
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제36권3호
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    • pp.447-454
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    • 2003
  • 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 일정 수심상에서 사각형 형상의 불투과성 수중방파제에 의한 파랑의 Bragg 반사를 수치적으로 고찰하였다. 유한요소법에 의해 계산된 반사율은 수리모형실험을 통해 얻어진 결과와 비교하였을 때 비교적 잘 일치하였으며, 고유함수전개법에 의한 결과와도 좋은 일치를 나타내었다. 그밖에 본 연구에서 개발된 모형은 불투과성 수중방파제의 폭과 길이의 변화에 따른 반사율 계산에 적용되었다.