• Title/Summary/Keyword: 진동량

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Electrical Properties of DC-DC Converter Circuit using Piezoelectric Energy Harvesting (압전 에너지 하베스팅를 이용한 DC-DC 컨버터회로의 전기적특성)

  • Kang, Jin-Hee;Seo, Byeong-Ho;Hwang, Lak-Hoon;Yoo, Ju-Hyun
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2010.06a
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    • pp.301-301
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    • 2010
  • 현재 전 세계는 앞으로 사용 될 대체 에너지에 많은 관심 가지고 있다. 지금 사용하고 있는 에너지 연료는 한정되어 있기 때문에 대체에너지에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 그 중 압전체를 이용한 에너지 하베스팅은 많은 주목을 받고 있다. 주변 환경에서 필요한 에너지를 끌어 쓸 수 있는 대표적인 청정에너지 시스템 중 하나이기 때문이다. 최근 전원 공급원으로써 에너지 수확 시스템은 현 사회에 사용되고 있는 배터리로 전원을 사용하는 제품들을 소용량과 저전압 분야에서의 에너지 수확의 원리를 이용하여 전기전자제품의 사용시간 연장 및 응용분야 확대를 시도하는 연구가 활발히 수행되고 있다. 압전세라믹스를 이용한 에너지 하베스팅은 진동에너지를 전기에너지로 변환하는 것으로서 압전 특성이 높아야 한다. 일반적으로 압전 세라믹스는 PbO 성분이 들어가므로 환경적 오염 뿐만 아니라 인체에도 영향이 좋지 않으므로 많은 나라에서 이러한 성분을 제한하고 점차적으로 줄어들고 있는 시점에서 PbO를 사용하지 않고 Lead-Free 세라믹를 사용한 연구가 진행되고 있다. 이 논문에서는 일반적인 소결 방법을 이용하여 (Na,K)NbO3 세라믹에 CeO2를 첨가한 압전 세라믹을 제작하였다. 제작된 압전 세라믹스로 에너지 하베스팅 소자를 제작하고, 이 소자로 수확된 에너지로 DC-DC Converter 응용 특성에 대하서 연구하였다. 압전 세라믹스의 좋은 압전 특성을 출력하기 위하여 캔틸레버의 고유 진동수가 진동원의 주파수와 일치하는 공진을 일으켜야 한다. 따라서 구동회로는 주파수원을 찾아 설계하였고, 압전 세라믹스의 진동은 가진기를 이용하여 구동실험을 하였다. 지금까지 나와있던 에너지 하베스팅 회로와 비교하여 그 특성을 분석하고, 시뮬레이션 및 실험을 통하여 검증하였다.

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Development of acoustic emission monitoring system for the safety of geotechnical structures (지반구조물 안전감시용 미소파괴음 계측시스템 개발)

  • Cheon, D.S.;Jung, Y.B.;Park, E.S.
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.16 no.5
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    • pp.471-485
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    • 2014
  • The monitoring method of geotechnical structures using acoustic emission(AE) and microseismicity(MS) is to detect the microscopic deformation and fracture behavior in the inner structures by measuring induced acoustics and vibrations. It can identify a pre-indication of failure by taking advantage of the characteristics that the amount and occurrence rates of AE and MS increase rapidly prior to large scale destruction of the target structures. The monitoring system consisting of high-quality sensors, high-speed data acquisition device and the operation program is required for the practical application of this method. Recently, the AE and MS monitoring systems have been localized. In particular, the developed operation software which can analyze and interpret the measured signals was demonstrated through a number of applications to domestic fields. This report introduces the configuration and features of developed monitoring system, then the challenges and future direction of AE monitoring in geotechnical structures are discussed.

Dynamic Characteristics of Railway Plate Girder Bridges with Increase of Diesel Locomotive Speed (철도차량의 증속에 따른 판형교의 진동특성)

  • Cho, Eun Sang;Kim, Hyun Min;Hwang, Won Sup;Oh, Ji Taek
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.18 no.6
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    • pp.769-782
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    • 2006
  • As the ambient vibration test (AVT) of railway bridges has a limited range of speed, it has a limitation in examining the dynamic behavior of bridges accordingto speed. Thus, in order to analyze the correlation between the speed of a train passing over a bridge and the bridge's dynamic response, we conducted a speed-increasing experiment using a real diesel locomotive. To analyze the acceleration response characteristics, we attached seven vertical accelerometers at equal intervals throughout the entire section of the bridge except the supports, and one horizontal accelerometer to the middle span. Linear variable differential transformers (LVDT) were installed at the bridge's center in both vertical and horizontal directions to investigate the vertical and horizontal behaviors. The test train was statically loaded at the center and at the end of the bridge. And its speed was increased from 5 km/h to 90 km/h. With data obtained from the experiment, the vibration level was evaluated in each direction by the filtering frequency, and the level of horizontal vibration was examined in comparison with vertical vibration. The displacement and wheel load variation was analyzed by speed.

Experimental/ Computational Study on the Passive Control of Supersonic Cavity Flow using a Sub-Cavity (Sub-cavity를 이용한 초음속 cavity 유동의 피동제어에 대한 실험 및 수치해석적 연구)

  • Lim, Chae-Min;Lee, Young-Ki;Kim, Heuy-Dong
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2007.04a
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    • pp.295-298
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    • 2007
  • The effectiveness of passive control techniques for reducing the pressure oscillation generated in a supersonic cavity flow was investigated numerically and experimentally, respectively. The control device includes a sub-cavity installed in the upstream edge of a rectangular cavity. Time-dependent supersonic cavity flow characteristics with turbulent features were examined by using the three-dimensional, mass-averaged Navier-Stokes computation based on a finite volume scheme and large eddy simulation. The results show that the pressure oscillation near the trailing edge dominates overall time-dependent cavity pressure variations. Such an oscillation can be attenuated more significantly in the presence of the sub-cavity compared with the cavity without sub-cavity, and a larger sub-cavity leads to better control performance.

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Vibration Control of Vehicle using Road Profile Information (외란 형상 정보를 활용한 진동제어)

  • Kim, Hyo-Jun
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.6
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    • pp.431-437
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    • 2017
  • In this study, based on the RPS algorithm, the application results to an electrically controlled suspension system using previewed road information are presented. Reducing the excessive vibration induced by a disturbance transmitted to the system and secure its stability is a major issue. In particular, in the automotive industry, the demand is constantly being raised. A typical external disturbance causing vibration and instability of a vehicle is an irregular roadway surface that contacts a running vehicle tire. Therefore, obtaining such profile information is an important process. The RPS algorithm using a multi sensor system was constructed and implemented in a real car. Through experimental work using the RPS system included non-contact type optical sensors, it could robustly reconstruct the road input profiles from the intermixed data onto the vehicle's dynamic motion while traveling at an uneven roadway surface. A controller with a preview control was designed in the framework of a semi-active suspension system based on the 7 degrees of freedom full vehicle model. The control performance of the system was evaluated through simulations and the results were compared with the passive vehicle condition. These results highlight the feasibility of the presented control frame.

Aerodynamic Retrofit of Bridge and Energy Harvesting by Small Wind Turbines (소형 풍력발전기를 이용한 교량의 공력성능 개선 및 에너지 생산)

  • Kwon, Soon-Duck;Lee, Seongho;Lee, Hankyu
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.30 no.1A
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    • pp.27-33
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    • 2010
  • This study addresses a methodology to use small wind turbines for dual purposes, improving aerodynamic performance of flexible bridges and wind energy harvesting. A way to proper placement of small wind turbines on flexible bridges were proposed according on the analogy of conventional aerodynamic appendages. From the wind tunnel tests, it was found that the wind turbine attached like fairing was effective to reduce the vortex-induced vibration of bridge and the optimal spanwise interval of the wind turbine was 3-4.5 time of turbine diameter. Moreover the aerodynamic coefficients of the bridge were improved after installation of the wind turbines. Present results showed the general availability of wind turbine for improvement of aerodynamic performance and energy supply of flexible bridges although the capacity of wind power generation was strongly dependent on wind characteristics of the bridge site.

Propagation Characteristics of Ground Vibration Caused by Blast Hole Explosion of High Explosives in Granite (고위력 폭약의 화강암 내 장약공 폭발에 의한 지반진동 전파특성에 관한 연구)

  • Gyeong-Gyu Kim;Chan-Hwi Shin;Han-Lim Kim;Ju-Suk Yang;Sang-Ho Bae;Kyung-Jae Yun;Sang-Ho Cho
    • Explosives and Blasting
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    • v.41 no.4
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    • pp.29-40
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    • 2023
  • Rock blasting is utilized in various fields such as mining, tunneling, and the construction of underground structures. The role of rock blasting technology has became increasingly significant with the growing utilization of underground cavity. Blast hole pressure, generated during rock blasting, is a critical variable directly impacting factors such as crushing and blast vibration. It stands out as one of the most important parameters for assessing explosive performance and predicting blasting effects. While blast hole pressure has been studied by several researches, comparisons are challenging due to variations in experimental conditions such as explosive type, charge, and blasting conditions. In this study, blast hole pressure sensors and observation hole pressure sensors were developed to measure pressure during single-hole blasting, The experimental results were then used to discuss the propagation characteristics of pressure around the blast hole and the corresponding blast vibration.

Energy harvesting characteristics on curvature based PVDF cantilever energy harvester due to vortex induced vibration (곡면을 가진 외팔보형 PVDF 에너지 하베스터의 와류유기진동으로 인한 에너지 수확 특성)

  • Woo-Jin Song;Jongkil Lee
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.43 no.2
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    • pp.168-177
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    • 2024
  • When designing an underwater Piezoelectric Energy Harvester (PEH), Vortex Induced Vibration (VIV) is generated throughout the cantilever through a change in curvature, and the generation of VIV increases the vibration displacement of the curved cantilever PEH, which is an important factor in increasing actual power. The material of the curved PEH selected a Polyvinyline Di-Floride (PVDF) piezoelectric film, and the flow velocity is set at 0.1 m/s to 0.50 m/s for 50 mm, 130 mm, and 210 mm with various curvatures. The strain energy change of PEH by VIV was observed. The smaller the radius of curvature, the larger the VIV, and as the flow rate increased, more VIV appeared. Rapid shape transformation due to the small curvature was effective in generating VIV, and strain energy, normalized voltage, average power, etc. To increase the amount of power of the PEH, it is considered that the average power will increase as the number of curved PEHs increases as well as the steep curvature is improved.

Ground Vibration Test of the Aircraft (항공기 지상진동 시험)

  • 유홍주;조창민;주영식;김광로
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1993.04a
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    • pp.35-39
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    • 1993
  • 항공기의 플러터 현상을 예방키 위한 개발시의 주요 공학적 임무로는 플러 터 해석, 풍동 플러터 시험, 실기체에 대한 지상진동시험 및 비행 플러터 시 험이 있다. 이들 업무는 군용 항공기의 경우에는 군사 규격서, 민간 항공기 의 경우는 FAR 규정 등에 항공기 개발 및 개조시에는 필히 수행토록 명시 되어 있으며, 특히 개발항공기의 인증을 받기 위해서는 초도 비행전까지 필 수적으로 완료되어야 하는 업무이다. 이중 항공기 지상진동시험은 개발항공 기의 초도 비행전에 실기체를 대상으로 하는 구조 동특성 규명시험으로써 플러터 해석 모델의 정확도를 입증하고 그 해석모델을 수정하거나 개선시키 는데 필요한 구조의 동특성 변수들을 실험적으로 규명하는 시험이다. 이 시 험은 개발된 항공기의 초도비행허가를 획득하고 비행속도제한을 설정키 위 해서 초도비행 직전에 초도 개발 비행기를 대상으로 필수적으로 수행되어야 하는 필수적 시험이다. 이에 따라 개발된 항공기의 전기체 지상진동시험을 수행하였고, 시험데이터의 모달해석을 하였다. 이 시험을 수행하기 위해 3개 의 가진기를 사용하였고, 모두 159개의 지점에서 주파수응답 함수를 얻었다. 최대 48 채널의 데이터 획득시스템을 사용하였으므로, 네번에 걸쳐 측정위치 를 옮겨 전체데이타를 획득하였다. 지상진동 시험의 최종해석 결과는 유한요 소 모델의 유효성을 검토하는데 사용되었고, 시험 데이타를 이용한 가진응답 해석(Forced Response Analysis)을 통하여 비행플러터 시험시에 사용되는 플러터 가진기의 위치선정 및 가진력의 크기를 결정하는데 이용하였다.ncy)가 저주 파수대로 천이(Lower Shift)하는 현상이 나타났으며, 일정한 작업량이라도 작업중량을 줄이고 작업 빈도를 높여서 작업할 경우에 이러한 현상이 더욱 두드러졌다. 작업시간의 경과에 따른 MVIS의 감소 현상은 작업빈도가 높고 비대칭형 작업일 때 가장 크게 나타났다. 총손실을 줄이고, 상대적 비용절감효과를 갖게할 수 있다고 하였다. 따라서 본 연구에서는 성인 여성기성복의 치수적합성을 높이기위하여 출산 후 중년에 접어 들면서 체형이 변화되는 것을 고려하여 연령을 분류하고(18세-34세, 30세-51세), 각 연령 집단에 따른 체형을 각각 3가지로 분류하였다. 이에 따라 의복 생산시의 총손실을 줄이기위한 상의, 하의생산시 필요한 부위별 최적규격치 간격을 제시하였다.적인 기능으로 보여지는 것에 좁혀서 작업능력의 연령증가 변화에 대하여다원적 평가를 하는 것이 실제적이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 인간이 가지고 있는 다수의 기능중에서 수지교 치성과 연령증가와의 관계를 조사한다. 만약 연령증가 만으로 수지교치성을 평가 할 수 없는 경우에는 어떠한 요인이 수지기민성의 변화에 영향을 미치는가를 검토한다.t list)에서 자동적으로 사건들의 순서가 결정되도록 확장하였으며, 설비 제어방식에 있어서도 FIFO, LIFO, 우선 순위 방식등을 선택할 수 있도록 확장하였다. SIMPLE는 자료구조 및 프로그램이 공개되어 있으므로 프로그래머가 원하는 기능을 쉽게 추가할 수 있는 장점도 있다. 아울러 SMPLE에서 새로이 추가된 자료구조와 함수 및 설비제어 방식등을 활용하여 실제 중형급 시스

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Identification and Modification of Dynamic Characteristics of Engine Mount System using Sensitivity Analysis (감도해석법을 이용한 엔진 마운트계의 동특성 규명 및 개선)

  • Oh, Jae-Eung;Choe, Sang-Ryoul;Jo, Jun-Ho;Lee, Jung-Hwan;Pack, Ho
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1992.10a
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    • pp.25-30
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    • 1992
  • 최근 전자계산기를 이용한 진동해석 방법이 눈부시게 발달하여, 일반 구조물 이나 기계 구조물 등의 동특성을 설계 단계에서 정도 높게 예측하는 것이 가능하게 되었다. 그러나 종래의 구조해석은 주어진 시스템의 동특성을 위한 것으로 얻어진 동특성으로부터 질량, 관성제원 및 스프링상수값 등의 설계상 수값을 규명하는 연구는 미미한 실정이다. 이것에 대한 해결방법으로 크게 해석적인 방법과 실험적인 방법으로의 접근이 있어 왔다. 해석적인 방법으로 유한요소해석에서 얻은 모드좌표를 물리좌표로 변환하는 방법으로 Guyan의 정축소와 같은 절점축소를 행하는 방법이 고찰되었다. 실험적인 방법으로 가 진실험에서 얻은 전달함수나 모드파라미터로부터 [M], [K] 행렬을 결정하는 연구가 있었지만 어떤것도 질량, 스프링상수 등의 설계상수를 완전히 규명하 지는 못하였다. 또한, 설계 단계에서 필요한 질량, 관성제원 또는 스프링상수 등의 최적한 값이나, 원하는 시스템특성을 얻을 수 있는 설계상수의 적정한 폭을 구하는 연구는 설계자의 경험과 반복된 시행착오에 의존하는 실정이다. 감도해석은 이러한 문제점을 개선하는 수단으로 설계변수에 대한 동특성의 변화율을 구하는 것이다. 감도해석을 수행하는 것은 어느 설계변수를 수정하 는 것이 주어진 동특성에 부합되는 지를 알려주고, 어느 것을 수정하는 것이 원하는 방향의 동특성변화에 가장 효과적인지를 알려주는 것이다. 따라서 감 도해석을 이용하여 설계의 최적화 프로그램을 만들수 있고, 이것은 설계자가 요구하는 동특성을 목적함수로 하여 주어진 구조물을 최적화하는 설계상수 값을 얻을 수 있게 한다. 본 논문에서는 강체모델의 동특성으로부터 모델의 설계 상수를 규명하고, 동특성의 개선을 위하여 설계변수의 변경량을 물리좌 표계에서 얻는것을 목적으로 한다. 강체 마운트계의 관성제원 및 마운트강성 의 규명을 위하여 임으로 주어진 설계상수를 모델데이타로 하여 관성제원과 스프링 강성을 구하였다. 관성제원의 규명은 주어진 모델의 관성값을 모르는 것으로 하여 임의의 초기 관성값으로 감도해석에 의해 주어진 계의 관성값 을 물리 좌표계에서 규명하였다. 마운트 강성의 규명도 관성제원의 규명과 같은 방법으로 임의의 강성값으로 감도해석을 하여 강성값을 규명하였다. 또 한 감도해석에 의한 동특성 변경은 특정한 고유진동 수의 변경이 필요할 때, 고유진동수의 이동을 위한 관성제원의 변경 및 마운트 강성변경값을 예측할 수 있다. 본 연구수행의 기본적인 흐름도는 Fig.1.1과 같다. 위와 같은 작업 으로 엔진 마운트와 같은 강체 모델의 시스템 규명을 행하는 경우에 유한요 소해석 및 가진 실험으로 얻은 고유진동수의 정보 또는 원하는 고유진동수 의 특성을 기본으로 실제 설계에서 사용이 가능하도록 물리 좌표계에서 관 성 제원 및 스프링상수를 구할 수 있을 것이다.

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