• 제목/요약/키워드: 자유물체도

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패널법을 이용한 유한수심에서의 조파저항 계산 (Computation of Wave Resistance in the Water of Finite Depth Using a Panel Method)

  • 이승준
    • 대한조선학회논문집
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    • 제29권4호
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    • pp.66-74
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    • 1992
  • 유한수심의 해역에서 운동하는 잠수체 혹은 부유체의 조파저항을 계산하기 위하여 Hess & Smith(1962)와 Dawson(1977)류의 패널법을 개발하였다. 수면상에서의 경계조건은 소위 Poisson 식을 사용하였는데, 비슷한 문제에 대해 Yasukawa(1989)는 이중물체유동을 기본유동으로 하는 Damson식을 사용한 바 있다. 수저면에서의 경계조건을 자동적으로 만족시키기 위하여 Rankine 쏘오스와 수저면에 대한 경상 쏘오스의 합을 Green 함수로 취하였으며, 따라서 특이점은 선체와 자유표면 상에만 분포시키면 되므로 필요한 패널의 수는 Yasukawa의 방법에 비해 절반이하로 감소되었다. 계산예로서는 잠수한 구와 Wigley선형을 택하였으며, 기존의 해석해 및 수치해와 비교하여 잘 일치하는 결과를 얻었다.

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정현파중에서의 잠수된 원형실린더의 비선형 운동에 관한 연구 (A Study on Nonlinear Motions of Submerged Circular Cylinder in Regular Wave)

  • 이호영;황종흘
    • 대한조선학회논문집
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    • 제35권1호
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    • pp.32-39
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    • 1998
  • 잠수된 원형실린더의 대진폭운동에 대한 수치해석이 제시된다. 방법은 포텐셜이론에 근간을 두고 정현파중에서 2차원 운동은 초기치 문제로 귀결된다. 완전한 비선형자유표면 조건은 수치 계산영역에서 적용되고, 비선형 수치해는 수치계산의 임의의 가정된 경계를 따라 외부영역에서의 선형해로서 부과된다. 잠수된 원형실린더의 대진폭운동의 계산은 직접적으로 시간영역에서 시뮬레이션된다. 계산결과로 부터 물체와 유체입자의 상호 운동은 부양운동과 표류운동에 중요한 효과를 준다.

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4족 로봇의 정지 밸런스를 위한 경계 조건 분석 (Analysis on Boundary Condition for Standing Balance of Four-Legged Robots)

  • 김병호
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.673-678
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    • 2011
  • 본 논문에서는 물체의이동이나 정보 탐색을위하여 유용하게 사용될 수 있는 4족 로봇의 정지 밸런스를 분석하고자 한다. 이 목적을위하여, 일반적인 4족 로봇의유용한 모델을 제시하고, 정지 안정성을 고려한 경계 조건을 제안한다. 착지된 상태에서 4족 로봇의 정지 밸런스를 분석하기 위하여 다양한 자유 운동을 고려하며, 시뮬레이션을 통하여 밸런스 여유를 고찰한다. 이러한 분석은 4족 로봇 보행의 효과적인 밸런싱 제어를 위하여 유용하게 활용될 수 있을것이다.

근전위 신호구동형 전동의수의 제어시스템 설계 (Design of Control System for Myoelectric Signal Driving Type Myoelectric Hand Prosthesis)

  • 최기원;이명언;라순길;최규하
    • 전력전자학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.248-257
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    • 2007
  • 본 논문은 사람의 근육에서 발생하는 근전위 신호를 사용하여 2 자유도를 갖는 전동의수를 구동하기 위한 제어시스템을 제안한다. 근전위 신호를 측정하기 위한 표면 근전위 센서는 근전위 신호의 출력 특성을 이용하여 근전위 센서의 입력부와 회로부를 설계한다. 제어시스템은 전동의수를 구동하기 위하여 두 개의 제어기와 전동의수의 파지력을 측정하기 위한 파지력 센서와 파지한 물체의 미끌림을 감지하기 위한 미끌림 센서로 구성되어 있다. 가상의 근전위 신호를 이용한 실험과 정상인의 실험을 통하여 제안된 제어시스템의 신뢰성을 검증하였다.

자유수면 밑을 전진하는 세장체에 작용하는 수면흡입력의 추정 (Free Surface Suction Force Acting on a Submerged Slender Body Moving Beneath a Free Surface)

  • 윤범상;담반퉁
    • 대한조선학회논문집
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    • 제46권6호
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    • pp.688-698
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    • 2009
  • In this paper, the steady lift force acting on a slender body moving beneath regular wave systems of arbitrary wavelengths and directions of propagation is considered. The momentum conservation theorem and the strip method are used to obtain the hydrodynamic forces acting on the body and affecting its motions on the assumption that the body is slender. In order to obtain the vertical steady force acting on it, or the free surface suction force, the second-order hydrodynamic forces caused by mutual interactions between the components of the first-order hydrodynamic forces are averaged over time. The validity of the method is tested by comparison of the calculated results with experimental data and found to be satisfactory. Through some parametric calculations performed for a typical model, some useful results are obtained as to the depth of submergence of the body, wavelengths, directions, etc.

고차경계요소법에 의한 선체주위 유동해석 (Analysis of Steady and Unsteady Flow Around a Ship Using a Higher-Order Boundary Element Method)

  • 홍사영;최항순
    • 대한조선학회논문집
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    • 제32권1호
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    • pp.42-57
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    • 1995
  • 자유표면의 유동문제는 저항추진성능과 내항성능이 우수한 선박과 파랑중 작업성능이 우수한 해양구조물의 설계와 관련되어 조선해양공학분야에서 지속적으로 관심의 대상이 되어온 연구분야이다. 본 논문에서는 선체주위 유동을 정확하고 효율적으로 해석하기 위한 3차원 수치해법의 개발을 목적으로 하였다. 수치해법으로 경계요소법을 사용하였으며, 그린함수는 간단한 랜킨소오스를 사용하였다. 전 경계요소면은 8점 경계요소로 표시하여 기하학적 특성을 정밀하게 반영하고자 하였다. 자유표면에서 속도포텐셜의 변화를 정규화된 8점 경계요소에서 이중 2차 스플라인함수(bi-quadratic spline function)로 표시함으로써 자유표면에서의 수치감쇠 및 분산오차를 개선하였다. 한편 물체표면에서의 물리량은 8점 경계요소의 특성을 살려 이중 2차 다항식(bi-quadratic function)으로 근사하였다. 이와같이 계산영역에 따라 해의 특성에 부합하는 수치방법을 채택함으로써 수치해의 정확성과 효율성이 향상되도록 하였다. 개발한 수치해법의 효능을 검증하기 위해 계산예로서 정상유동 및 비정상유동의 경우 Neumann-Kelvin문제를 다루었다. 본 방법에 의한 몰수 타원체 및 Series 60선에 대한 조파저항 계산결과는 적은 파넬수를 사용하고도 기존의 계산치는 물론 실험치와 좋은 일치를 보였다. 변형된 Wigley선형에 대한 동유체력 계산결과도 기존의 실험치 및 계산치와 비교적 잘 일치하였다. 비정상 유동의 경우 랜킨소오스법에서 일반적으로 적용하는 상류방사조건은 무차원주파수가 1/4보다 큰 경우에만 유효하므로, 본 논문에서는 파동방정식 연산자를 이용하여 무차원주파수가 1/4보다 작은 경우에 적용할 수 있는 상류방사조건을 유도하였다. 수면하에서 전진하며 동요하는 소오스에 대하여 적용한 결과 본 논문에서 유도한 방사조건이 유효함을 입증하였다.

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철도차량 충돌시 선두차량의 타고오름량 예측 연구 (A Study on Prediction of Overriding Behavior Leading Vehicle in Train Collision)

  • 김준우;구정서;김거영;박정필
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권8호
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    • pp.711-719
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    • 2016
  • 본 연구에서는 철도차량의 대형사고의 주요원인 되는 타고오름 충돌에 대해 이론 모델을 정립하여 선두차량의 타고오름 거동에 대한 이론식을 도출하였다. 이론식을 검증하기 위하여 상용 소프트웨어인 LS-DYNA를 사용하여 이론모델과 동일한 단순 2차원 모델과 실제 동력대차 모델이 적용된 단순 3차원 모델을 만들어 시뮬레이션으로 비교하였다. 타고오름 현상에서 가장 중요한 전두 완충기 수직변위에 대해 시뮬레이션과 이론식을 비교한 결과 최대 편차율은 0.5 [%]과 3.9 [%] 발생하여 이론식이 실제 모델에도 잘 적용될 수 있음을 확인하였다. 또한, 고무 완충기와 유압 버퍼 2가지를 적용한 여러 가지 충돌조건에 대해 이론식을 적용하여 선두 차량 간 타고오름 량을 분석하고, 사고 후 재현 시뮬레이션이나 전두부 충돌완충 설계 시 활용할 수 있는 이론적 방법을 제시하였다.

휴대용 다짐도 측정기의 현장실험을 통한 다짐도와 관입깊이 상관성 연구 (A Study on the Correlation with the Degree of Compaction and the Penetration Depth Using the Portable Penetration Meter at Field Test)

  • 박근현
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제19권11호
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    • pp.5-14
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    • 2018
  • 전 세계적으로 토목공사 현장에서 토사의 다짐작업은 중요한 공종 중 하나의 공종이다. 특히 도로공사에서의 다짐작업은 공사 후에도 부실시공과 밀접한 관계를 가지고 있으므로 매우 중요하게 평가된다. 현재는 여러 가지 다짐도 측정방법 중에 평판재하시험이나 모래 치환법에 의한 흙의 단위 중량 시험방법을 가장 많이 사용하고 있으나 많은 시간과 장비가 필요하며 인력도 많이 소모되어 경제성을 확보하지 못하고 있다. 본 연구에서는 중력에 의한 자유낙하 물체의 관입 깊이에 따라 다짐도 측정방법인 자유낙하 관입깊이별 다짐도 시험(Free-Fall Penetration Test, FFPT) 일명 휴대용 다짐도 측정기를 이용하여 현장실험을 실시하여 다짐도와 관입깊이 그래프를 작성하였고 낙하고 10cm에서 결정계수 값이 0.963으로 가장 정확도가 높았으며 그래프는 가로축과 세로축 모두 10진법 그래프로 작성하였으며, 허용오차범위는 관입깊이 기준으로 ${\pm}1.28mm$로 작성되었다. 휴대용 다짐도 측정기를 통하여 현장에서 간단하고 신속, 정확한 다짐도 측정이 가능하여 경제성 확보와 공정 관리가 편리하게 진행될 것이다.

자유낙하 콘관입시험법을 활용한 휴대용 다짐도 측정기의 실내시험을 통한 검증 연구 (A Study on the Verification of an Indoor Test of a Portable Penetration Meter Using the Cone Penetration Test Method)

  • 박근현;양안승
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.41-48
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    • 2019
  • 국내에 많은 도로공사, 공항공사, 항만공사, 구조물 되메우기 공사 등의 토목공사에서 흙의 다짐은 가장 중요한 공정 중 하나이다. 특히 도로공사에서 흙의 다짐공사는 노체다짐과 노상다짐으로 구분하며 다짐도 부족으로 부실공사의 원인으로 작용하기도 하는 중요한 작업이다. 현재는 여러 가지 다짐도 측정방법이 있으나 가장 많이 사용되는 평판재하시험이나 모래치환법에 의한 흙의 단위중량 시험방법을 가장 많이 사용하고 있으나 경제성이 없어 여러 측정방법이 개발되고 있다. 간편한 다짐도 측정 방법의 목적으로 측정기를 개발하고 제작한 것이 자유낙하 관입깊이별 다짐도 시험기(Free-Fall Penetration Test; FFPT)이다. 본 연구에서는 실내시험을 위하여 균질한 시료를 공사현장에서 확보하여 체가름 시험을 통해 흙을 분류하고 입도분석시험과 비중시험을 실시하였다. 자유낙하 관입깊이별 다짐도 시험기(FFPT)의 원리는 지구중력을 이용한 자유낙하 물체의 선단에 설치된 관입 침이 노체 또는 노상의 다짐이 완료된 노면에 관입 되는 깊이를 관측하고 그 위치에 모래치환법에 의한 흙의 단위중량시험을 통하여 다짐도 값을 구하여 분석하고 연관성을 검증하는 것으로 흙의 최대허용입경이 2.36mm로 시험하였으며 $A_1$다짐의 경우는 낙하고 10cm에서 시험한 결과 값으로 추세선을 작성하고 추세선의 결정계수 $R^2=0.8677$ 값을 도출하였으며 $D_2$다짐의 경우는 낙하고 20cm에서 측정 시 결정계수 $R^2=0.9815$ 값이 관측되었다. 자유낙하시험은 낙하높이를 10cm에서 50cm까지 10cm 간격으로 변경을 하면서 시험하였다. 본 연구는 모래치환법에 의한 흙의 단위중량시험을 통하여 얻은 다짐도 값과 FFPT 시험기를 통해 얻은 관입침의 관입깊이와의 연관성을 비교 분석하여 현재의 다짐도 측정방법의 단점인 시간, 장비, 인력의 소모를 최소화하여 경제성을 확보하고 정확성과 간편성을 보장하는 다짐도 측정기 제작으로 여러 공사현장에서 다짐도 측정이 간단하게 진행될 것이다.

기술과 교육에서 TRIZ(창의적 문제해결 이론)의 적용 방안 탐색 (Exploring Strategies for Applying TRIZ to Technology Education)

  • 문대영
    • 대한공업교육학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.155-176
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    • 2006
  • 이 연구는 기술과 교육에서 TRIZ의 도입 가능성과 적용 방안을 찾기 위해 수행되었다. TRIZ가 갖는 강력한 잠재력을 과연 초 중등 기술과 교육에 도입할 수 있는지, 어떻게 적용할 수 있는지에 대한 총체적인 탐색을 통해 기술과 교육에서 추구하는 기술적 창의력과 기술적 문제 해결력을 학교 현장에 구체적으로 구현하기 위한 이론적 근거를 제시하고자 하였다. 연구의 목적을 달성하기 위해서 Contradiction, 40 Principles, 76 Standard solutions, Multi screen method, Effects, The law of technology evolution, ARIZ 등의 TRIZ 개념과 핵심 원리를 파악하였다. 또한, 이를 바탕으로 하여 초 중등 기술과 교육에서 TRIZ의 도입 가능성과 적용 방안을 탐색하고, 타당성을 검토하였다. 이 연구에서는 초 중등 기술과 교육에서 모순, 40가지 원리, 76가지 표준해, 다차원 분석, 자연 효과, 기술 진화 법칙, ARIZ 등과 같은 TRIZ의 기본 개념을 어떻게 적용할 수 있을까에 대한 방안을 각각 제시하고 이들에 대하여 타당성 검토를 실시하였으며, 그 결과 '40가지 원리'만 초 중등 기술 교육에 적용하기에 적합한 것으로 판정되었다. 또한, 40가지 원리 중에서 초등 기술 교육에서는 분할 나누기, 추출 제거, 국부적 특성, 비대칭, 병합 동시 수행, 다용도 범용성, 균형 유지, 반대 조치, 매개체 사용, 자체 해결, 값 싼 물체로 대체 일회용, 유연하고 얇은 막 사용, 색상 변화, 동질성, 폐기와 재생, 복합 재료 등과 같은 15가지 원리가 적합하며, 중등 기술 교육에서는 분할 나누기, 추출 제거, 국부적 특성, 비대칭, 병합 동시 수행, 다용도 범용성, 균형 유지, 사전 반대 조치, 사전 조치, 사전 예방, 반대 조치, 자유도 증가, 조금 덜 또는 조금 더, 유용한 조치의 지속, 해로운 것을 이로운 것으로 전환, 매개체 사용, 자체 해결, 값 싼 물체로 대체 일회용), 유연하고 얇은 막 사용, 색상 변화, 동질성, 폐기와 재생, 특성 변화, 상태 전이, 열팽창, 복합 재료 등과 같은 26가지 원리가 적합함을 확인할 수 있었다.