• 제목/요약/키워드: 운동량이론

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물체의 충돌 시 탄성파에 의한 질량중심의 이동 효과에 대한 해석

  • 정병태
    • 한국산업정보학회:학술대회논문집
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    • 한국산업정보학회 2000년도 추계공동학술대회논문집
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    • pp.353-356
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    • 2000
  • 두 물체의 충격운동량-충격 및 탄성파 발생의 순으로 작용하도록 하면 계 내에서 충돌 후 생기는 운동량의 관성 속도와 충돌기간동안 발생하는 탄성파의 충격에너지 전달속도가 다른 경우가 있다. 이것은 충돌기간동안 총 운동량은 보존되나 선 운동량이 비 보존되는 경우가 있어서 충돌기간동안 비 보존된 내부 운동량의 시간 적분만큼 충돌을 가한 질량중심이 이동했다는 의미이다. 충돌기간동안 충격파는 탄성파에 근사시키고 그것은 군속도에 근사시켜 이론적 근거를 만들고 실험에 의해 확인했다. 폐쇄된 계 내에서 내부에너지를 이용하여 특별한 두 물체의 충돌기간동안 비 보존되는 운동량 때문에 질량중심이 이동되는 것에 대해 해석한다.

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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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충격량-운동량 이론을 접목시킨 발포 폴리프로필렌의 구성방정식 (A Constitutive Equation with Impulse-Momentum Theory for the Expanded Polypropylene)

  • 김병길;조재웅;정광영;김남훈;오범석;한영원;전성식
    • Composites Research
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    • 제29권3호
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    • pp.91-97
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    • 2016
  • 본 연구에서는 EPP(Expanded polypropylene) 준정적 및 충격 하중에 대한 구성방정식을 표현하는 데 있어서, 충격량-운동량 이론을 연계하였다. 또한, 구성방정식을 이루는 물리적으로 의미있는 변수들에 대해, 상대밀도의 함수로 표현하였다. 이를 위해, 연립 비선형 뉴튼-랩손 방법을 사용하여, 준정적 시험결과에 맞는 구성방정식의 변수값을 선정하였다. 또한, 충격량-운동량 이론이 구성방정식과 연계되어, 충격시 응력-변형률 선도를 변형률 속도에 따라 구하였고, 충격시험결과와 비교하였다. 향후에는 다른 재질의 발포고분자에도 본 구성방정식이 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

원통형 실린더의 입수 충격 해석 (The Impact Analysis for Water-Entry of Cylindrical Body)

  • 독고욱;김인학
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.1-8
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    • 2002
  • 물체가 수중에 입수할 때, 원래의 운동에너지는 물체와 그 주위의 물에 부가질량 형태로 분배된다. 이러한 에너지 혹은 운동량의 전달에 기인하여 물체는 유체동력학적 충격력과 가속도를 받는다. 이러한 충격거동은 수중운동체의 공중 발사에 중요한 고려 요인이 된다. 본 논문에서는 구명정 모델을 바탕으로 원통형 물체의 입수에 대한 충격거동을 해석하는 근사기법을 제안하였다. 충격력은 von Karman의 운동량 이론으로 계산하고, 운동, 특히 가속도는 유체동력학적 힘의 평형에 의하여 유도된 운동방정식의 수치 적분으로 계산하였다. 제안된 방법은 입수충격을 받는 물체의 초기설계나 운동 해석을 위한 단순하면서도 효과적인 방안이 될 수 있을 것으로 기대된다.

회전익 이론을 이용한 부메랑의 비행 궤적 연구 (The Flight Trajectory of a Boomerang Simulated with Helicopter Theories)

  • 장세명
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.49-57
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    • 2003
  • 일반적으로 회전익 공기역학에서 기초적인 해석 도구로 이용되고 있는 운동량 이론 (구동 원반 이론)과 깃 요소법을 부메랑에 적용하여 그 비행 궤적을 예측하여 보았다. 실제로 부메랑을 제작하여 수치 모사의 결과와도 비교하고 물리적인 직관을 얻었다. 실제로 부메랑을 제작하여 수치 모사의 결과와도 비교하고 물리적인 직관을 얻었다. 수치 해석과 실험 모두에서 이륙한 부메랑은 마치 ‘날으는 회전차’와 같이 세차 운동을 수반하면서 헬리콥터 모드로부터 오토자이로 모드로 전이하여 가는 것을 관찰할 수 있었다. 전체 시스템은 극도로 비선형적이어서 초기 조건에 매우 민감함을 보였다. 인자들을 변화시키면 다양한 비행 궤적들을 얻을 수 있다.

정4각 덕트 입구영역에서 층류정상 유동특성에 관한 연구

  • 박길문;고영하
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.927-936
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    • 1990
  • 본 연구에서는 정4각 단면덕트의 입구영역에서 층류 정상유동의 유동특성을 이론적 및 실험적인 방법으로 속도파형과 속도분포를 얻어서 유동이 발달되고 있는 유 동특성과 입구길이를 규정하였다. 이론적인 방법으로는 덕트입구영역에서 공기유동 에 대한 운동량방정식을 유도한 후, 운동량방정식 중의 비선형인 대류항을 선형화시켜 서 Laplace변환으로 속도 분포식의 해를 구하였고, 실험적인 방법으로는 시험덕트의 크기가 40*40*4,000nm(가로*세로*높이)인 정 4각단면덕트에 송풍기로 공기를 흡입 하여 정상유동을 얻었고, 열선유속계에 의하여 속도파형과 속도분포 등의 측정한 결과 를 이론식과 비교검토하였다.

유압 밸브 내의 유동력과 대책 ( II ) (Axial Flow Force and its Countermeasurs in Hydraulic Valves (II))

  • 이정오
    • 기계저널
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    • 제18권2호
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    • pp.118-121
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    • 1978
  • 지난번 강좌에서는 유압밸브의 스푸울에 작용하는 반경방향의 유동력(Iateral flow force)에 대해 서 그 원인과 대책을 소개하였다(대한기계학회지 vol.2, No.1).여기서는 스푸울에 작용하는 축방향 의 유동력(axial flow force)을 기술하는 방법과 이에 대한 보상방법(method of compensation)을 소개한다. 축방향의 유동력은 유체의 운동방정식을 적분형으로 고쳐 쓴, 소위 운동량 이론을 적용 함으로써 그 표현을 용이하게 얻을 수 있다. 그러므로 먼저 유동력의 보석에 적용될 수 있는 운 동량 이론을 소개하고, 스푸울의 형상이 비교적 간단한 경우에 대해서 유동력을 계산하고, 그 보상방법을 논의한다.

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열과 일이 연관된 공학기초교육 실험으로써 Elliptical Trainers(ET) 생체역학 - 역학적 에너지 소비량 및 대사 소비량 (Biomechanics of Elliptical Trainer As an both Heat and Work - Related Experiment of a Fundamental Engineering Education : Energy Expenditure and Metabolic Cost)

  • 황운학
    • 한국실천공학교육학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.146-153
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    • 2010
  • ET 헬스기구에서 적용되는 이론은 공학교육에 좋은 예제가 될 수 있다. 물리교육학적 고찰에 의한 역학적 및 열적 에너지 소비량을 측정하여 에너지 소비량과 근육활성도의 관계, 운동량과 에너지 소비량의 관계, 그리고 에너지 소비량과 대사 소비량의 관계를 알아보았다. 에너지 소비량과 근육활성도의 조사에서 단시간동안 체중감량을 위해서는 고속으로 운동하는 것이 효과적이지만 근육활성도를 높여 기초 대사량을 높이기 위해서는 저속도 운동이 효과적이었다. 운동량과 유산소 에너지 소비량의 조사에서는 ET를 사용하여 유산소운동을 할 경우 효과가 높음을 알 수 있었고 유산소운동을 함으로써 체중을 줄이는 것이 효과적임을 알 수 있었다. 에너지 소비량과 대사 소비량의 조사에서는 고속으로 ET운동하여 체중은 더 줄어든다 하더라도 역학적에너지 소비율은 저속일 때와 별로 차이가 없었다.

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항만내 파랑응답과 계류선박의 운동해석 (Wave Responses and Ship Motion in a Harbour Excited by Long Waves)

  • 조일형;홍길표;최항순
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1992년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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    • pp.135-139
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    • 1992
  • 세계 교역량이 증대되면서 해상 교통량은 계속 증가하고 있으며, 후발공업국에서는 새로운 항만의 건조가 활발하게 이루어지고 있다. 우리나라의 경우에도 연안공업단지의 개발과 서해안 개발의 일관으로 기존 항만의 확충은 물론 신항만 건설이 추진되고 있다. 그러나 항만내 계류된 선박의 운동특성을 밝히는 이론이 아직 정립되어 있지 못하여 이에 대한 연구가 절실히 요구되고 있는 실정이다.(중략)

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BEM 이론을 적용한 풍력발전기 해석용 RecurDyn 모듈 개발 (Development of RecurDyn Module for Wind Turbine Analysis Applying BEM Theory)

  • 임대근;유완석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권2호
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    • pp.115-120
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    • 2014
  • 본 연구에서는 다물체 동역학 해석 소프트웨어인 RecurDyn 을 이용하여 풍력 발전기를 쉽게 모델링하고 동적 거동 해석을 수행할 수 있는 기법을 개발하였다. 풍력 발전기는 타워, 너셀, 허브, 그리고 블레이드로 구성되어 있다. 타워와 블레이드는 탄성체로 가정하였고 탄성효과를 고려하기 위하여 탄성체 이론을 이용하여 모델링 하였다. 바람의 속도는 일정하다고 가정하였고 날개 요소 운동량 이론을 이용하여 공력하중을 모델링 하였다. 이를 통해 계산된 공력을 풍력 발전기에 적용시키고 동적 거동 해석을 수행하였다. 해석의 타당성을 검증하기 위하여 풍력 발전 시스템 상용 소프트웨어인 GH-Bladed를 이용한 해석결과와 비교하였다.