물체를 한 위치에서 타 위치로 잔류 진동없이 움직이려 하는 경우가 많다. 본 논문에서는 한 질량이 다른 질량과 스프링에 의해 움직이는 경우와 진자가 지지 점의 운동에 의해 움직이는 경우에 관해 논하였다. 각 경우에 있어서 시스템은 정지 상태에서 출발한 후 최종위치에서 다시 멈추는 것으로 간주하였다. 본 논문에 주어진 운동방식에 대한 기본 전략은 엔진 캠-구동자 형태의 설계시 단순화된 모형으로부터 도출되었다. 이와 같은 형태로 시스템을 움직이는데 필요한 힘과 최대힘 및 그때 소요되는 시간이 계산되었다.
안전벨브설비의 기계적설계와 해석에관련된 가장 중요한 고려사항중의 하나는 설비내의 임계점을 찾아내고 그 점에서의 모우멘트를 계산하는 것이다. 만약 굽힘모우멘트를 적절히 계산하지 않으 연 기술기순에 포함된 하중 및 응력기준에 합격할 수 없을 것이다. 이 모우멘트를 결정하는데 최 소한도 본 부록의 2부에 설명된 다음 하중들을 포함함이 바람직하다. 1. 열팽창 2. 사하중 3. 지진 4. 벨브 송출로부터의 반작용력 5. 기타 기계적하중 안전밸브설비의 핵석에서 교차점, 엘보우, 변이점등을 포함한 모든 중요단면 및 기타 관련된 배 관, 용기및 배관설비와 상호작용하는 그들의 지지점들을 포함함이 바람직하다. 안전밸브설비와 그 에 관련된 배관을 직선 또는 곡선 요소들을 연결된 하나의 통합된 질량계로서 모형화하는 것이 가장 적절하다.
날개 없는 선풍기는 특유의 형태로 인한 안전성과 청소의 간편함, 심미성으로 제품화에 성공하였다. 그러나 기존 선풍기에 비해 약한 바람과 모터에 의한 소음과 같은 단점은 구매력을 감소시키는 주요인이며, 따라서 모터의 속도를 증가시키지 않고 바람의 세기를 증가시키는 방안이 필요하다. 본 연구에서는 질량유량에 영향을 주는 인자, 수준을 선정하고 이를 실험계획법인 직교배열표를 이용하여 실험점을 배치하였다. 질량유량의 값은 전산유체해석 프로그램인 ANSYS FLUENT를 사용하여 질량유량의 값을 확인하였으며, 평균분석을 통해 질량유량에 가장 큰 영향을 주는 인자는 노즐 간격임을 확인할 수 있었다. 또한 예측 모델 식을 통해 얻은 질량유량의 값과 전산유체해석의 질량유량의 값이 가장 큰 값으로 일치하는 것을 나타내었다. 본 연구를 통해서 모터의 속도를 증가시키지 않더라도 형상 변화를 통해 질량유량의 증가시킴을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 시간영역에서 최소자승법을 이용하여 실린더 용기의 슬로시 주파수와 댐핑 계수와 함께 슬로시 모드 질량 및 슬로시 힘 작용점 높이를 시험을 통해 추정하였다. 추정한 결과가 해석 결과와 비교적 잘 일치함을 확인 할 수 있었으며 추정기법의 정확성을 파악할 수 있었다. 향후 이 기법을 이용해 액체 연료 용기의 슬로시 모델 파라미터를 추정하는데 적용할 예정이다.
현재까지 초음파 모터는 소형 경량이면서도 저속에서 큰 출력을 가지며 정확한 위치 제어가 가능하다는 점에서 큰 관심을 끌고 있다. 대부분 회전형 로우터리 모터가 주종을 이루고 있으며 특수한 용도로 초음파 리니어 모터가 일부 사용되고 있다. 본 연구에서는 진행파를 이용하여 쌍방향으로 움직일 수 있는 새로운 구조의 진행파형 초음파 리니어 모터를 설계하고 제작하였다. 설계는 유한요소해석법을 이용하여 구조의 가능성과 진행파가 왜곡되지 않는 최적구조, 계질, 크기, 경계조건을 결정하였다. 그 결과에 따라 리니어 모터를 실제로 제작하여 알루미늄판 위에서 주파수 변화 및 부하질량 변화에 대한 모터의 성능을 측정하였는데, 제작된 모터는 부하질량이 100 g일 때 14.6cm/s로 가장 빠른 속도특성을 보였다. 본 모터는 다양한 정밀위치제어 및 이동 소자로서 활용될 수 있을 것이다.
The large mass method for dynamic analysis of statically determinate beams subjected to in-phase support motions is justified by showing that the equation of motion of the beams under consideration is equivalent to that of large mass model of the beam when an appropriate large mass ratio is employed. The accuracy of the stress responses based on the beam large mass method is investigated through careful numerical tests. The numerical results are compared to analytic solutions and the comparison shows that the large mass method yields not only the time history of motion but also the distributions of bending moment and shear force accurately.
철도차량용 제동장치 성능시험기는 제륜자의 마찰계수, 마모량, 열반점 등의 물리적 성질을 실차와 유사한 환경조건에서 시험을 수행함으로써 제륜자의 연구개발 및 성능평가의 목적으로 활용한다. 제륜자는 차량의 운동에너지를 열에너지로 변환한다. 성능시험기는 철도차량의 주행 운동에너지에 해당하는 관성질량으로부터 회전 운동에너지에 해당하는 관성모멘트를 조성하여야 한다. 공용 시험기에서 각종 철도차량에 대한 관성모멘트를 기계적 관성모멘트인 플라이휠로 모의하기에는 용량도 크고 구조가 복합하여 현실적으로 한계가 있다. 본 연구에서는 기계적 관성모멘트의 한계를 극복하고자 전기적 관성모멘트를 부가적으로 활용하는 기법을 제시하고 이를 적용한 시험기를 소개하고자 한다. 이러한 연구는 시험기의 외형적인 크기를 줄이고 또한 각종 철도차량에서 요구하는 정량적인 관성질량의 모의가 가능하리라고 사료된다.
Thermal mass flow meter was developed using principle of convective heat transfer. The advantage of thermal mass flow meter is measuring mass flow directly, therefore, it is not required to use densitometer or temperature/pressure and DP gages. The final accuracy of this thermal mass flow meter is $\pm1.0{\%}$ or better, reproducibility is $\pm0.2{\%}$, and the response time is 600 ms. The thermal mass flow meter was developed from a single point to multi-points (maximum is 9 points), and the number of points is determined according to desired accuracy and size of piping/duct. Since this thermal mass flow meter adopted microprocessor based design, it is intrinsically accurate, self-error detectable, and has self-diagnosis function. The applications of this thermal mass flow meter are for measurement and control of HVAC air flow, other gas flow, and liquid flow.
가상 현실이나 게임 제작 분야에서는 움지임에 따른 변형을 실시간으로 처리하는 것이 요구되고 있다. 변형 처리를 위한 일반적인 모델은 질량-스프링(mass-spring) 방법을 이용한 것으로, 그 구현이 쉽고 처리 속도가 빨라 대화형 시스템(interactive system)에서 실시간 처리를 위한 모델로 주목되고 있다. 반면에, 이 모델은 외부의 제어에 대하여 super-elastic한 문제를 내포하여 그 적용이 제한되어 있다. 본 논문에서는 스프링 모델의 근본적인 문제인 super-elastic 문제를 극복하기 위한 근사 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 하이브리드 접근 방식으로, 이산 점 사이의 내부 힘들을 선처리(pre-processing)하여 elastic한 성분을 나누어 처리한다. 선처리 과정에서는 변형 물체의 물리적 속성에 따라 늘어나는(elongation) 성분과 굽어지는(bending) 성분을 따로 처리함으로써, 극심히 늘어나는(super-elongation) 문제를 극소화할 수 있다. 본 논문의 결과로는 빈번한 제어에 대응되는 움직임을 빠르게 생성할 수 있음을 보이며, 안정적이면서 그럴 듯한 움직임을 생성할 수 있음을 보인다.
일반 반사법 탐사 모델링에서 효율적인 주파수영역 수치모델링의 실용화를 위해 무엇보다 해결해야할 과제는 파장당 격자수를 줄이는 것이다. 본 연구에서는 이에 착안하여 수치분산 및 수치이방성을 최소화시키면서 한 파장당 필요한 격자수를 줄일 수 있는 가중평균 유한요소법을 개발하였다. 강성행렬과 질량행렬은 네 개의 사각형 유한요소로 확장하였으며, 모든 격자점이 포함되도록 유한요소를 배열하여 조합하였다. 확장된 네 개의 강성행렬과 질량행렬은 가중평균계수를 주어 선형결합하는 방법으로 가중평균하였다. 가중평균계수는 확장된 25점 평균차분법을 사용하여 가중평균계수를 결정하였다. 또한, 정확도 향상은 2차원 균질모델 과 수평층 모델에서 해석해와 한 파장당 4개의 격자점을 준 가중평균 유한요소법 수치해 비교를 통하여 검증하였다. 또한, 석유탐사에서 활용성이 높은 향사구조 모델을 선정하여 이의 반응을 관찰한 결과 지층경계면외에 네 개의 사각형 유한요소들의 구성으로 인한 인위적인 파의 도달이 인식되지 않았다. 따라서, 본 연구에서 고안된 가중평균 유한요소법은 주파수영역에서 폭 넓은 수치모델링연구을 가능하게 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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