• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.134-140
• /
• 2003

본 논문에서는 공동진동현상을 이용해서 보수비 및 생산 원가를 절감 할 수 있는 기체 유량 측정 기법을 개발하고, 잡음이 있는 환경에서 공동진동주파수를 추정하여 유속 및 유량을 측정하는 기법을 제안하였다. 공동진동주파수를 이용한 기체 유량계인 cavity flowmeter는 기체가 흐르는 관에 설치된 공동으로부터 고유의 진동음을 발생시킨 후 마이크로폰을 이용하여 그 음을 측정한다. 측정된 신호는 적응필터를 이용하여 잡음을 제거한 후 공동진동주파수를 추정하며 이를 이용하여 유속 및 유량으로 계산된다. 여러 가지 측정 변수를 고려하여 계산된 유량의 정확성을 분석하기 위하여 표준 유량계와 제작된 기체 유량 측정 장치를 주파수에 따라 비교 분석하였다. 주위의 잡음이 있을 경우 공동진동주파수 추정에 영향을 받을 수 있음을 고려하여 잡음을 효과적으로 제거할 수 있는 방법으로 NLMS 알고리즘을 적용한 적응 필터를 TMS320C32를 이용하여 구현하였다. 실제 제작된 기체유량 계측 시스템을 이용하여 실험한 결과 표준 유량계와 다소 오차를 보였으나 공동진동 주파수와 유량값 사이의 선형성을 확인할 수 있었다. 공동의 크기나 모양 등을 개선하면 더욱 정확한 결과를 얻을 수 있으리라 기대된다.

• 전산구조공학
• /
• 제4권1호
• /
• pp.20-27
• /
• 1991

본 논문에서는 유체-구조 상호작용해석의 일종의 3차원 접수구조물의 진동해석을 효과적으로 수행하기 위한 해석방법을 제시하기 위하여 동적재해석기법을 검토하였다. 접수구조물의 유한구조 상호작용해석 결과는 구조진동의 관심 주파수역에서는 3차원 연성 부가수질량으로 표현되는 관성력으로 나타난다. 따라서 구조질량행렬에 부가수질량 행렬이 더해져서 전체 관성력으로 표현된다. 이 부가수질량을 추가질량으로 보고 재해석기법을 응용하는 방법을 수치실험을 통해 검증하였다. 이 때 재해석기법이 갖추어야 할 조건은 원구조의 질량과 거의 같은 정도의 질량이 추가되고 또한 완전 연성질량이 추가된 경우에도 정확한 해를 주어야 한다는 것이다. 이를 검증하기 위해 직접재해석기법과 섭동법을 이용한 재해석기법으로 4질량 스프링지지구조에 대한 해석을 수행한 결과 직접재해석기법의 응용이 적합함을 쉽게 입증할 수 있었다. 접수구조물의 예로는 3차원 잠수주상체에 대해 접수진동해석을 수행하였으며 그 결과 선체진동해석에 전통적으로 이용되고 있는 2차원 부가수질량과 3차원 수정계수를 사용한 기준차수법에서는 수지모드와 수평-비틔 연성모드와 같이 서로 독립적인 모드에 대해서는 따로 진동해석을 수행해 주어야 하는 단점이 발견되었다. 이 단점을 보완한 각 모드의 3차원 수정계수행렬을 이용한 재해석기법을 도입하여 모드에 상관없이 동시에 해를 구할 수 있었다. 그러나, 이 방법은 3차원 수정계수가 구해져 있는 경우에 한해서만 적용가능하며 실제 선체진동의 경우에는 10Hz 미만의 저차 주선체 진동에 한해서만 적용가능한 방법이다. 고차의 진도옴드에는 3차원 수정계수를 구할 수 없기 때문에 유체-구조 상호작용 해석결과로부터 얻은 3차원 연성 부가수질량을 이용하게 되며 이 때 이 행렬이 접수구조 표면의 전 자유도와 연성되어 있기 때문에 방대한 방정식을 푸어야 하지만 직접재해석기법을 적용함으로써 정확한 해를 구할 수 있었다. 또한 3차원 부가수질량을 이용한 직접재해석기법은 종래의 2차원 부가수질량과 3차원 수정계수를 이용한 방법에 비해 해석시간 면에서도 전혀 불리한 점이 없는 경제적 방법임이 밝혀졌다. 앞으로 Slamming 혹은 수중폭파 등의 충격하중에 의한 천이 구조응답 해석을 위한 효과적인 방법에 대해서도 연구결과를 발표할 계획이다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.371-379
• /
• 2001

이 논문은 연속성을 갖는 탄성지반 위에 놓인 곡선부재의 자유진동에 관한 연구이다. 연속성을 갖는 탄성지반을 Pasternak 지반으로 모형화하여 곡선부재의 자유진동을 지배하는 무차원 상미분방정식을 유도하였다. 상미분방정식에는 회전관성과 전단변형효과를 고려하였다. 곡선부재의 선형은 원호형, 포물선형, 정현형, 타원형의 4가지를 채택하였고, 단부조건으로는 회전-회전, 회전-고정, 고정-고정의 3가지를 채택하였다. 실험실 규모의 실험을 실시하고 본 연구의 결과와 비교하여 연구의 타당성을 검증하였다. 수치해석의 결과로 무차원 고유진동수와 곡선부재의 변수들 사이의 관계를 표 및 그림에 나타내었으며 진동형의 예를 그림에 나타내었다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제32권3호
• /
• pp.18-25
• /
• 2014

발파에 의한 진동과 소음은 주변 지역에 대하여 인적 물적 피해를 일으킬 수 있는 대표적인 환경피해 요소이다. 본 연구에서는 지연시차를 7단계로 변화시키고 각 단계마다 3회씩 반복하여 총 21회의 발파를 수행하였으며, 총 50개의 측정값으로 환산거리에 의한 발파진동 추정식을 도출하였고, 진동속도 측정값과 주파수를 이용하여 Langefors 시차이론을 적용하였다. 지연시차가 8ms와 28ms일 경우 진동속도의 평균값은 각각 5.76cm/sec 및 5.75cm/sec로 비교적 낮은 값을 나타내었으며, 지연시차에 따라 주기적으로 높은 측정값과 낮은 측정값이 반복되어 간섭효과를 확인할 수 있었다. 진동속도와 주파수의 측정값으로 Langefors의 시차이론을 적용한 결과, 본 연구에서 발파진동을 저감할 수 있는 최적의 지연시차는 8ms와 24ms로 확인되었다.

• 대한공업교육학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.364-380
• /
• 2006

본 연구는 모델링 오차를 갖는 유연구조물의 잔류진동을 억제하는 입력설계에 대한 방법이다. 개루프 제어방법으로 시간지연방법을 이용하여 여러 가지 형태로 설계된 입력을 사용하여 유연구조물의 강체운동과 잔류진동을 억제함을 시뮬레이션과 실험을 통해 비교 확인해 보았다. 또한 모델 오차에 대한 강인성 측면에서도 해석적으로 개루프 시스템에서 검토해 보았다. 여기서 사용된 입력설계(Input-Shaping) 방법은 일련의 임펄스 콘볼류션을 이용하여 진동이 제어되는 입력을 설계한다. 실린더 모양의 허브와 양쪽에 유연한 날개 모양을 가진 모델이 실험에 이용되었으며 제안된 입력설계 명령과 설계되지 않은 명령에 대한 강체운동과 구조물의 잔류진동을 측정하여 입력설계 방법의 효과를 확인하였다. 날개모양의 구조물은 길고 유연하여 운동 상태에서 낮은 주파수 진동을 수반하는 구조물이다. 또한, 적절히 설계된 입력이 폐루프 제어시스템의 입력으로 사용할 때의 응답을 개루프 제어시스템의 응답과 비교하기 위해 해석적 방법을 통해 살펴보았다. 제어의 목적은 강체의 빠른 정착시간, 유연 구조물의 빠른 잔류진동 감쇄, 모델의 불확실성에 대한 강인성 등을 검토해 보는 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.3557-3566
• /
• 2015

궤도가 역사의 상부에서 연결되는 선하역사 형식의 경우 일반 역사 구조형식과 달리 진동이 직접 전달되는 구조적 특성으로 인하여 진동 및 소음레벨이 타 형식의 역사와 대비하여 상대적으로 높은 상황이다. 따라서 구조물 진동과 이로 인해 발생되는 구조물 기인 소음에 대한 특성 파악과 그 결과를 활용한 저감 방안의 수립이 필요하다. 본 연구에서는 기존 슬래브와 진동을 절연시키는 구조형식의 플로팅 슬래브에 대하여 외력에 의한 가진 시 발생하는 구조적 진동과 이로 인한 구조물 기인 소음의 상관성을 고찰하고자 실험과 해석을 수행하였다. 표준형 및 플로팅 슬래브를 제작하여 가진함으로써 진동응답과 소음을 계측하였고, 수치해석, 유한요소법과 SEA 기법을 활용하여 시뮬레이션을 수행하였다, 실험 및 해석을 통하여 슬래브의 동적 구조적 특성, 구조물 진동과 소음의 상관성, 플로팅 슬래브의 저감 효과 등에 관한 결과를 도출하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.1532-1538
• /
• 2011

본 연구에서는 반복되는 동하중에 의한 구조물 상부바닥에 나타나는 균열에 대한 연구를 수행하였다. 물류 센터 상층 바닥슬라브에 균열발생 원인으로 의심되는 지게차의 진동이 향후 운영상에 문제가 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 주요지점에서 지게차의 운행/적하차시 발생하는 진동을 측정 및 분석 하였다. 측정된 진동을 바탕으로 진동허용규제치와 비교분석한 결과, 허용규제치를 초과하는 과도진동으로 판명되어 구조적 균열의 원인을 규명하였다. 또한 측정 결과 값을 바탕으로 범용 유한요소모델링 및 해석을 통해 진동저감을 위한 영향성을 평가하였다. 이에 따른 대책방안을 제시하였으며, 대책 안 시공 후 진동저감효과를 검증할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제21권4호
• /
• pp.41-53
• /
• 2022

본 연구에서는 도시철도에 인접하여 암반굴착공사를 실시할 때 발생하는 지반진동이 도시철도 구조물에 미치는 영향을 수치 해석을 통하여 검증하였다. 암반굴착공사는 발파공사와 굴착기계공사의 두 경우에 대하여 실시하였다. 발파공사는 굴착부지가 넓은 경우에 정밀진동제어방법과 소규모진동제어방법에 대한 해석을 실시하고 실무에서 기준처럼 사용하고 있는 발파진동 영향권을 검증하였다. 이 발파진동 영향권에서 제시하는 발파 이격거리는 범위가 매우 커서 범위 값 중 최소치에 발파점이 위치할 때 진동한계치를 넘어갈 수 있다. 굴착기계공사는 천공공사를 위한 어스오거와 착암공사를 위한 브레이커에 의한 지반진동이 도시철도 구조물에 미치는 영향을 검증하였다. 시험시공을 통하여 어스오거와 브레이커의 지반진동을 측정하고 보정을 거쳐서 수치해석을 위한 입력하중을 산출하였다. 수치해석은 터널구조, 개착식 박스구조, 고가교량구조에 대하여 실시하였다. 터널구조의 해석에서 결과는 어스오거는 현장 추정치와 비슷하나 브레이커에서는 현장에서 얻어지는 추정치보다 작다. 발파공 사이의 충전매질을 통한 충격파 전파 효과를 수치적으로 시뮬레이션하고 검증하였다. 개착식 박스구조에서는 굴착공과 박스사이의 매립토가 지반진동을 증폭시키는 형상이 발생하며 진동파가 박스구조물에 도달하면 일정한 값으로 수렴한다. 고가교량의 경우에는 진동하중이 상대적으로 작은 어스오거 지반진동은 파일기초에 도달하면서 작아지는데, 상대적으로 크고 주기적인 브레이커 지반진동은 교량 상부구조에 추가적인 지반 진동하중으로 작용함을 볼 수 있다.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.33-38
• /
• 2008

For study on the unsteady blockage effect, flows around a rotationally oscillating circular cylinder with relatively low forcing frequency in closed test-section wind tunnels have been numerically investigated by solving compressible Navier-Stokes equations. The numerical scheme is based on a node-based finite-volume method with the Roe's flux-difference splitting and an implicit time-integration method coupled with dual time-step sub-iteration. The computed results of the oscillating cylinder in the test section showed that the fluctuations of lift and drag are augmented by the blockage effects. The drag further increases because of low base pressure. The pressure on the test section wall shows the harmonics having the oscillating and the shedding frequencies contained in the blockage effect.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제13권5호
• /
• pp.364-374
• /
• 2003

The performance of an acoustic transducer is determined by the effects of many design variables. and mostly the influences of these design variables are not linearly independent of each other To achieve the optimal performance of an acoustic transducer, we must consider the cross-coupled effects of the design variables. In this study with the FEM. we analyzed the variation of the resonance frequency and sound pressure of a flextensional transducer in relation to Its design variables. Through statistical multiple regression analysis of the results, we derived functional forms of the resonance frequency and sound pressure in terms of the design variables, and with which we determined the optimal structure of the transducer by means of a constrained optimization technique, SQP-PD. The proposed method can reflect all the cross-coupled effects of multiple design variables, and can be utilized to the design of general acoustic transducers.