• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.131-134
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• 2009

Krylov 부공간 모델차수축소법은 초기 유한요소모델과 축소모델의 전달함수의 계수인 모멘트를 일치시키는 방법을 이용하는 축소기법으로 이미 대형 유한요소모델의 주파수응답 해석의 효율적인 계산에 많이 사용되고 있는 방법 중의 하나이다. 본 논문에서는 Krylov 부공간 축소기법을 이용한 관심 주파수영역에 대한 주파수응답 해석 및 이를 통하여 계산된 주파수응답의 여러 가지 설계변수에 대한 설계민감도 해석방법을 제안하였다. 일반적으로 구조물의 주파수응답을 고려한 최적설계를 위해서는 설계변수에 대한 관심 주파수영역에서의 주파수응답 및 그의 민감도 정보가 요구되므로, 고려하는 유한요소모델이 대형일 경우에 관심 주파수영역에서의 반복적인 해석으로 인한 계산비용의 문제가 대두된다. 본 논문에서는 축소모델을 이용하여 주파수응답과 주파수응답의 설계민감도 해석을 수행하여 계산의 효율성을 극대화하였다. 민감도 계산에는 시간측면과 구현의 용이성 측면에서 장점이 있는 준해석적 방법을 이용하였다. 수치 예제를 통하여 축소기법을 이용한 주파수응답의 설계민감도 해석 결과를 유한차분법에 근거한 민감도 결과와 비교하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 이용하는 경우, 주파수응답을 고려한 최적설계를 계산비용 측면에서 매우 효율적으로 수행할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.713-716
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• 2010

본 논문에서는 코리올리 효과를 가진 압전-구조 시스템의 주파수응답 해석을 효율적으로 수행하기 위한 크리로프 부공간 모델차수축소법을 제안하였다. 이 방법은 초기 유한요소모델과 축소모델의 전달함수의 계수인 모멘트를 일치시키는 방법을 이용하는 축소기법으로 이미 대형 유한요소모델의 주파수응답 해석에 효과적으로 이용되고 있다. 예제로 고려된 압전형 미소 각속도계의 해석에는 압전구동 하중과 구조체의 회전에 따른 원심력이 동시에 입력하중으로 고려되는 다중입력의 경우이므로 변환행렬 V의 생성시, block Arnoldi 과정을 이용하여 두 하중의 효과를 축소모델에 함께 고려한다. 본 문제에 제안된 축소기법을 이용한 결과, 축소모델을 이용하여 원래 시스템의 관심영역의 주파수응답을 작은 차수의 모델로도 정확하게 계산할 수 있음을 확인하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 이용하면 다양한 가진조건과 각속도 입력 하에서의 주파수응답을 정확하고 더욱 효율적으로 계산할 수 있을 것이다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.23 no.2
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• pp.153-163
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• 2010

In this paper a frequency response analysis using Krylov subspace-based model reduction and its design sensitivity analysis with respect to design variables are presented. Since the frequency response and its design sensitivity information are necessary for a gradient-based optimization, problems of high computational cost and resource may occur in the case that frequency response of a large sized finite element model is involved in the optimization iterations. In the suggested method model order reduction of finite element models are used to calculate both frequency response and frequency response sensitivity, therefore one can maximize the speed of numerical computation for the frequency response and its design sensitivity. As numerical examples, a semi-monocoque shell and an array-type $4{\times}4$ MEMS resonator are adopted to show the accuracy and efficiency of the suggested approach in calculating the FRF and its design sensitivity. The frequency response sensitivity through the model reduction shows a great time reduction in numerical computation and a good agreement with that from the initial full finite element model.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.685-688
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• 2011

본 논문에서는 다양한 음향 가진에 따른 음향 응답을 유한 요소법을 통하여 효과적으로 계산하기 위한 새로운 모델 축소법을 제안한다. 일반적인 유한 요소법을 통한 기계구조물의 응답을 구하기 위해서는 음향 방정식의 강성 및 행렬을 구한 뒤 이들의 조합을 통한 동적 강성행렬을 구한 뒤 역행렬을 구하여 다양한 주파수 응답을 구하게 된다. 현재 컴퓨터 하드웨어의 발전과 소프트 웨어의 발전에 의하여 더 많은 유한 요소를 사용할 수 있게 되었고 이로 인하여 더욱 정확하고 넓은 대역의 음향 응답을 구할 수 있게 되었다. 그러나, 아직까지도 아주 복잡한 구조물의 음향 응답을 구하기 위하여 유한 요소를 무한정으로 증가할 수 없는 경우가 많다. 이를 해결하기 위하여 일반적으로 모델 축소법(Model order reduction) 기법을 사용한다. 이 모델 축소법은 기본적으로 전체 행렬을 아주 작지만 효율적인 작은 행렬로 바꾸어 응답을 예측하는 기법으로 mode superposition method, ritz vector method, quasi-static ritz vector method등이 있다. 기존의 모델 축소법은 기본적으로 질량 및 강성행렬이 가진 주파수에 영향을 받지 않는 행렬이라 가정한다. 그렇기 때문에 경계조건이나 다공성 재료를 모델링할 경우 가진 주파수에 영향을 받는 강성행렬과 질량행렬이 만들어지게 되어 기존의 모델 축소법은 효과적이지 못하게 된다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 이 논문에서는 Quasi-static ritz vector method의 기본적인 개념을 확장하여 여러 개의 중심 주파수(Center frequency)에서 기저를 계산하고 이를 동시에 이용하는 Multi-frequency quasi-static ritz vector method를 제안한다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.24 no.2
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• pp.83-93
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• 2020

Dynamic pressure transducer needs to be flush-mounted on hardware due to frequency response characteristics of pressure transmission system. However, it is sometimes necessary to be mounted in recessed configuration due to insufficient space for sensor installation and for protection of sensor from thermal damage. Dynamic response characteristics should be considered due to distortion of original dynamic pressure signal in the pressure transmission system. In this study, small perturbation model and 2nd order reduced model were compared with experiments and a guideline for selecting a frequency response model was suggested.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.233-238
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• 1995

주파수 응답함수를 직접 이용하는 응답함수 방법을 이용하여 8자유도계, 보, 그리고 보구조물의 모의실험과 실험을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 잡음이 혼입된 경우도 데이타를 취하는 주파수 점의 개수를 늘려줌으로써 정확한 결과를 얻는 것이 가능하다. 둘째, 실제 보에 대해서 유한요소모델의 개선을 행하여 실험과 일치하는 결과를 얻을 수 있다. 세째, 볼트로 체결된 보구조물에 대해 유한요소모델의 개선을 통한 결합부의 동정을 통해 실험과 더 잘 일치하는 유한요소모델을 얻을 수 있다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.9
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• pp.933-941
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• 2014

This paper provides a comparison between the Krylov subspace method (KSM) and modal truncation method (MTM), which are typical projection-based model order reduction methods. The frequency responses are compared to determine the numerical accuracies and efficiencies. In order to compare the numerical accuracies of the KSM and MTM, the frequency responses and relative errors according to the order of the reduced model and frequency of interest are studied. Subsequently, a numerical examination shows whether a reduced order can be determined automatically with the help of an error convergence indicator. As for the numerical efficiency, the computation time needed to generate the projection matrix and the solution time to perform a frequency response analysis are compared according to the reduced order. A finite element model for a car suspension is considered as an application example of the numerical comparison.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.13 no.2
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• pp.110-122
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• 1996

본 논문에서는 전기유동유체(Electro-Rheological Fluid : ERF)를 함유하는 지능구조물의 동적 모델링 및 진동제어를 수행하였다. 먼저 실리콘 오일을 기본용매로 하여 조성된 ERF의 복소 전단모듈러스를 전장부하와 가진 주파수의 함수로 동적 회전모드 실험을 통하여 도출한 후, 이를 샌드위치 보 이론과 연계하여 동적 모델링을 실시하였다. 도출된 6차 편미분방정식 형태의 지배 방정식을 유한요소 모델로 이산화하여 전장부하에 따른 지능구조물의 동탄성 특성값인 감쇠 고유 주파수 및 모달 손실계수를 주파수 영역에서 얻었다. 그리고 ERF를 함유한 샌드위치 형태의 지능구조물을 제작한 후 실험적으로 얻은 동탄성 특성값과 모델에 의해 예측된 동탄성 특성값을 비교 고찰하여 제시된 동적 모델에 대한 타당성을 입증하였다. 또한 모델을 통해 전장부하 함수로 예측된 주파수 응답곡선 중에서 각 주파수 대역에 대해 최소 변위가 되는 응답곡선을 요구응답으로 설정한 후, 그에 해당하는 전장부하를 선정하는 논리적인 능동 진동제어 알고리즘을 제안하였다. 제어알고리즘의 유용성을 입증하기 위해 실험적으로 수행된 능동 진동제어 결과를 주파수영역과 시간영역에서 제시하였다.

• Journal of Convergence for Information Technology
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• v.10 no.7
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• pp.131-137
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• 2020

The characteristics of forced vibration with excited sinusoidal force was introduced. Also, numerical analyses and FRF in frequency domain were performed in detail. In this regard, the responses of displacement, velocity and acceleration were investigated in a forced vibration model. The FRF characteristics in real and imaginary part around natural frequency are also discussed. This response approach of forced vibration in time domain is used for the identification and monitoring of sinusoidal forced vibration. For acquiring a displacement, velocity and acceleration, a numerical technique of Runge-Kutta-Gill method was performed. For the FRF(frequency response function), These responses are used. Also, the FRF can represent the intrinsic characteristics of the forced vibration. These performed results and analysis are successful in each damped condition for the forced vibration model. After numerical analysis of the different mass, damping and stiffness, the forced vibration response characteristics with sinusoidal force was discriminated considering its amplitude and frequency simultaneously.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.10a
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• pp.127-128
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• 2007

본 논문에서는 Personal Computer(K)와 CompacRIO(CRIO)를 이용하여 주파수 응답 분석 및 식별 시스템을 구현하는데 중점을 두고 있다. 설계된 시스템을 이용하여 선형 전자회로를 대상으로 주파수 응답 실험을 실시하여 주파수 분석에 의한 모델을 추정함으로써 설계된 시스템의 정확성을 검증하였다.