• 제목/요약/키워드: 유동피드백

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NACA0015 익형의 압력항력 감소를 위한 인공신경망 기반의 피드백 유동 제어 (Feedback Flow Control Using Artificial Neural Network for Pressure Drag Reduction on the NACA0015 Airfoil)

  • 백지혜;박수형
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권9호
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    • pp.729-738
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    • 2021
  • 본 연구에서는 실속 받음각 근처에 발생하는 익형 위의 유동박리를 억제하기 위하여 인공신경망 기반의 피드백 유동제어를 NACA0015 익형에 수치적으로 적용하였다. 익형 위 박리영역 크기의 축소화라는 제어 목표를 달성하기 위해 익형의 박리 지점 근처에 인위적 외란(Blowing & Suction) 제어 신호를 적용하였다. 유동의 운동을 나타내는 시스템 모델링 단계에서 압력데이터에 적합직교분해(Proper Orthogonal Decomposition)를 적용하여 유동제어에 필요한 운동 모드를 추출하고 유동의 특성을 분석하였다. 분해된 모드를 기반으로 NARX(Nonlinear AutoRegressive Exogenous) 구조의 인공 신경망을 학습하여 유동의 운동을 나타내도록 하였으며, 최종적으로 피드백 제어루프에 작동시켰다. 예측된 제어신호를 CFD 해석에 적용하였으며 제어 유/무에 따른 공력특성을 분석하고 익형 주변의 고유 공간모드의 변화를 비교하여 제어 효과를 분석하였다. 본 연구에서 진행된 피드백 제어는 약 29%의 압력항력 감소효과를 보여주었으며, 이는 익형 뒷전의 큰 압력회복으로 인해 나타나는 것을 확인하였다.

피드백이 없는 유체진동기에서 분사되는 Sweeping jet의 유동 특성 (Flow Characteristics of Sweeping Jet Issued by a Feedback-free Fluidic Oscillator)

  • 남상현;김동욱;김경천
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.50-58
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    • 2020
  • This paper presents flow characteristics of a sweeping jet issued by a feedback-free fluidic oscillator. Overall flow characteristics of feedback-free sweeping jet (FFSJ) were analyzed using flow visualization. The feedback-free sweeping jet has a sinusoidal external flow pattern. The oscillating frequency of the FFSJ is three times higher than that of a conventional sweeping jet at the same Reynolds number. Flow structure and turbulence characteristics were investigated using time-resolved particle image velocimetry (TR-PIV). In instantaneous velocity fields, the flow did not stay at ends but changed the direction continuously in contrast to the conventional sweeping jet. Velocity distributions at each plane which were extracted from mean velocity field has Gaussian distribution, which is similar with a circular jet. The sweep angles were constant as 45° at all Reynolds numbers in the high flow rate regime.

공유피드백 유로를 갖는 초음속 유체진동기의 진동특성에 관한 연구 (A Study of Oscillation Characteristics of Supersonic Fluidic Oscillator With Shared Feedback Channel)

  • 이승헌;박상훈;고희창;서송현;이열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권3호
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    • pp.167-174
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    • 2020
  • 내부에 공유피드백 유로를 갖는 공유형 초음속 유체진동기에서 나타나는 유동특성에 관한 연구가 수행되었다. 비정상 전산유체역학적 해석이 수행되었고 수치해석 결과는 동일한 운용조건에서 수행된 실험결과와 비교 검증되었다. 수치해석 결과, 공유피드백 유로가 해당 유체진동기의 진동 메커니즘에 큰 영향을 주어 진동기 출구 각 제트유동의 동조화에 큰 역할을 하고 있음이 확인되었다. 공유형 유체진동기는 동일 형상의 단일형 유체진동기와 비교하여 진동수가 증가하나 압력손실 또한 커짐이 확인되었다.

Dead-time을 갖는 톱니파 발생기를 이용한 이중 피드백 루프 기반 단일 인덕터 이중 출력 승압형 변압기 설계 (Design of Single-Inductor Dual-Output Boost-Boost DC-DC Converter with Dual Feedback Loop Based on Relative Sawtooth Generator)

  • 윤담;김동영;이강윤
    • 전기전자학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.220-227
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    • 2014
  • 이 논문은 Dead-time을 갖는 톱니파 발생기를 이용하여 공통모드와 차동모드 피드백 루프를 구현한 Single-Inductor Dual-Output DC-DC Converter 설계에 관한 내용을 제시하고 있다. 제어회로에는 공통모드와 차동모드 피드백 루프를 Dead-time을 갖는 톱니파 발생기를 이용하여 동시에 사용하였다. 차동모드 피드백 루프에서 duty를 생성하기 위해서 전류 분배기 회로를 사용하여 공통모드 피드백에 의한 duty에 따라 dead-time이 유동적으로 변하는 톱니파형을 만드는 회로인 Dead-time을 갖는 톱니파 발생기를 추가하여 차동모드 피드백 회로를 구성하였다. 0.35um 공정을 사용하여 설계한 SIDO DC-DC Converter는 2.5V 입력으로부터 2.8V와 4.2V의 전압을 출력하며 최대 전력변환 효율은 95%이다. 출력간의 Cross regulation은 출력전류가 2배씩 증가할 경우 Boost1과 Boost2의 출력전압은 각각 3.57%, 4% 수준을 보이고 있다.

임의로 움직이는 물체 주위의 유동 해석을 위한 피드백 강제 외력을 이용한 가상경계방법 (AN IMMERSED BOUNDARY METHOD WITH FEEDBACK FORCING FOR SIMULATION OF FLOW AROUND AN ARBITRARILY MOVING BODY)

  • 신수재;황위희;성형진
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.14-20
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    • 2007
  • We present an improved immersed boundary method for computing incompressible viscous flow around an arbitrarily moving body on a fixed computational grid. The main idea is to incorporate feedback forcing scheme of virtual boundary method with Peskin's regularized delta function approach in order to use large CFL number and transfer quantities between Eulerian and Lagrangian domain effectively. From the analysis of stability limits and effects of feedback forcing gains, optimum regions of the feedback forcing are suggested.

임의로 움직이는 물체 주위의 유동 해석을 위한 피드백 강제 외력을 이용한 가상경계방법 (AN IMMERSED BOUNDARY METHOD WITH FEEDBACK FORCING FOR SIMULATION OF FLOW AROUND AN ARBITRARILY MOVING BODY)

  • 신수재;황위희;성형진
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2007년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.23-29
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    • 2007
  • We present an improved immersed boundary method for computing incompressible viscous flow around an arbitrarily moving body on a fixed computational grid The main idea is to incorporate feedback forcing scheme of virtual boundary method with Peskin's regularized delta function approach in order to use large CFL number and transfer quantities between Eulerian and Lagrangian domain effectively. From the analysis of stability limits and effects of feedback forcing gains, optimum regions of the feedback forcing are suggested.

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풍동을 이용한 고속열차 머드플랩 형상변경에 따른 공력소음 특성 분석 (Effects of mud-flap parameters on aeroacoustic noise generation inside high-speed trains)

  • 류지명;박준홍;박기형;송시몬;최성훈
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.469-472
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    • 2007
  • Aeroacoustic sound induced from inter-couch spacing is an important contributor to interior noise generation for high speed trains. Especially the open space between mud-flap has significant impact from flow-structure interactions. To understand noise generation mechanism, experiments were performed using the wind tunnel. To find mud-flap parameters for minimal noise generations the various shape of the mud-flap was installed and its effects on the wall-pressure generation were investigated.

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MIS분야의 기술추격 과정 연구: POSCO 사례

  • 박재민;성태경;박원구
    • 기술혁신연구
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    • 제19권1호
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    • pp.203-228
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    • 2011
  • 본 연구는 소프트웨어적인 기술인 경영정보시스템(MIS)의 발전과정을 기술추격 관점에서 분석한다. 분석사례로는 창업 당시 후발업체로 선진국 기업을 모방하였지만 현재는 MIS 분야에서 선도적인 위치에 서게 된 POSCO를 선정하였다. 기술추격과정 분석을 위해 김인수의 기술혁신단계모델, Henderson and Clark의 유동기 진입이론, Doering and Parayre의 불확실한 기술에 대한 의사결정이론, Nolan의 MIS 발전단계모델 등 네 가지 모델을 활용하였다. 연구결과, POSCO의 MIS기술 발전과정은 기술후진국이 밟는 전형적인 기술추격과정, 즉 경화기${\rightarrow}$과도기${\rightarrow}$유동기로 이행하면서 모방에서 혁신으로 그 위상이 바뀐 것으로 분석되었다. 또한 장치산업이라는 철강산업의 산업적 특성으로 제조기술 및 MIS기술이 커다란 기술패러다임의 변화 없이 유동기로 진입하였으며, MIS 분야에 대한 기업경영자의 역할이 기술추격의 주요 성공요인으로 나타났다. 마지막으로 POSCO는 MIS분야에서 착수${\rightarrow}$확장${\rightarrow}$공식화${\rightarrow}$통합의 단계를 거쳐 왔을 뿐만 아니라, 반복적인 피드백 혹은 반복학습을 통하여 MIS 기술능력을 축적한 결과 기술 추종적 위치에서 기술 선도적 위치로 전환된 것으로 분석되었다. 이는 기업의 기술혁신전략 수립 시에 기술혁신의 진행경로, 산업기술의 특성, 의사결정자의 역할, 반복학습 및 피이드백의 중요성 등이 고려될 필요가 있음을 시사한다.

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경계층 내에 위치한 각진 물체 주위의 와류 전산 해석 (Computational Analysis of Vortex Structures around Wall-Mounted Bluff Body in Boundary Layer)

  • 이주용;김현우;이승수
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제2회(2013년)
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    • pp.354-359
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    • 2013
  • 일반적으로 건축물의 설계시 풍동 실험을 통한 풍환경의 평가를 수행하고 있으며, 이는 환경 영향 평가법에서 정한 건축 사업 시행 시 수반되어야 할 자연환경, 생활환경 그리고 사회경제환경의 영향 평가의 일환으로 실시되고 있다. 그러나, 풍동 실험의 경우 여러 가지 현실적 제약조건으로 설계와 실험의 피드백 (Feedback)이 원활하지 못하며, 특히 대상 건축물이 공장과 같이 대기 오염원이 되는 경우 실험은 더욱 어려운 형편이다. 이에 대한 보완책으로 전산 유체 역학을 이용한 건축물의 풍압 해석에 의한 풍하중 추정이나 인접 지형-지물의 영향을 고려한 건축물 주위의 풍환경 평가가 있다. 전산 모사에 의해 풍동 실험의 미비점을 보완하고, 보다 상세한 정보를 확보함으로써 건축물의 구조적 안전성의 증대와 환경 피해 감소를 기할 수 있다. 그러나 복잡한 지형-지물이나 건축물 주위의 풍환경에 대한 전산 모사는 주로 두 가지의 기술적 어려움을 수반하게 되다. 그 중 하나는 고정 경계면을 이루는 형상의 복잡성으로 인해 기존에 많이 이용하고 있는 Body-fitted 격자계를 이용하는 경우, 격자 생성 과정이 매우 복잡하고 어려울 뿐 만 아니라 생성된 격자가 주로 비정렬 (unstructured) 특성을 갖게 되어 수치해석 과정의 효율을 저하시키는 요인이 되며, 격자의 형상도 수치해석의 수렴성을 저하시키는 예가 많다. 다른 어려움으로 풍환경은 전형적인 난류 유동장으로서 난류의 전산 해석은 아직도 해결하지 못한 부분이 많다는 점이다. 이에 본 논문에서는 복잡한 지형-지물이나 건축물의 풍하중과 풍환경의 전산 모사 기술 확보를 위하여 수행중인 연구의 일환으로 물체 형상의 기하학적 복잡성의 극복을 위한 가상경계법 (Immersed Boundary Method)과 난류 유동장의 물리적 엄밀성을 높이기 위한 다와동 모사 (Large Eddy Simulation)을 이용한 물체 형상과 무관한 유동장 해석 기술 개발에 대하여 다루고자 한다. 먼저 최근에 유동 해석에 이용되는 방법인 가상경계법(IBM)은 물체를 포함한 전체 전산 영역을 직교 좌표계에 의해 이산화하고, 유동장내 존재하는 물체의 표면에서의 점착 조건을 만족시키기 위하여 지배 방정식에 적절한 외력을 추가로 고려하는 방법이다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용하여 경계층에 위치한 건물 형상의 각진 물체 주위 사이에 형성되는 공동 내부의 비정상 유속 및 압력에 대한 전산 해석을 수행하고, 풍상측 전면에 형성되는 경계층에 의한 영향을 분석하였다.

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고조파 전류와 전류 제어기의 안정성을 고려한 LCL필터 설계 (LCL Filter Design with Consideration for Current Harmonics and Stability of Current Controller)

  • 신동설;이경준;김희제;이종필;김태진;유동욱
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.429-430
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    • 2013
  • 대용량 계통연계형 인버터에서 필터의 사이즈와 가격을 줄이고, 빠른 동적 특성을 얻기 위해서 LCL필터가 많이 사용된다. LCL필터 설계 시에 계통으로 유입되는 고조파 전류를 제한하는 것이 주된 목적이지만, LCL필터가 가지는 공진 특성 또한 고려되어야 한다. 그리고 인버터 전류 피드백으로 전류 제어 루프를 구성하는 경우와는 달리 계통 전류 피드백으로 인버터의 전류 제어 루프를 구성하게 되면 전자보다 더 안정적인 운전영역을 확보하게 된다. 하지만 이러한 운전영역 또한 LCL필터를 어떻게 설계하느냐에 따라 달라진다. 본 논문에서는 계통전류의 고조파 제한과 함께 전류제어기의 안정성을 고려한 LCL필터 설계 기법을 제안하고자 한다. 제안된 설계 기법을 통해서 얻어진 결과를 7.5kW급 계통연계형 인버터 시작품을 통해서 검증하였다.

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