• 제목/요약/키워드: 통계적 에너지해석법

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효율적인 2단계 최적화를 통한 3차원 해상풍력터빈 블레이드 설계 (Three-Dimensional Offshore Wind Turbine Blade Design by using Efficient Two Step Optimization)

  • 이기학;홍상원;정지훈;김규홍;이동호;이경태
    • 신재생에너지
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    • 제3권3호
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    • pp.63-71
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    • 2007
  • 본 연구의 목적은 3차원 풍력터빈 블레이드 최적형상설계를 위한 실용적이고 효율적인 설계과정을 구현하는 것이다. 국내 연안의 해상풍력에 적용하기 위해서 통계적 모델을 이용하여 풍황자료를 분석하였다. 설계에 관련된 많은 수의 설계변수를 효과적으로 관리하기 위해서 설계과정은 운용조건 최적화와 블레이드 형상설계의 2단계로 구성하였다. 실험계획법에 의해 추출된 각 운용조건 설계점은 형상설계를 위한 입력 값으로 제공된다. 형상설계 단계에서는 최소에너지손실 조건과 결합된 BEMT를 이용하여 각 블레이드 단면에서의 시위길이와 피치각 분포를 최적화하였다. 블레이드 단면 익형은 NREL S830을 이용하였고, 익형의 공력성능은 XFOIL을 이용하여 예측하였다. 설계된 블레이드 형상의 성능해석을 수행하고 그 결과를 바탕으로 반응면을 구성하였다. 좀 더 나은 성능을 가진 블레이드 형상을 찾기 위해서 초기설계공간에서 확률적 방법을 이용하여 타당성 있는 설계공간까지 운용조건 설계변수를 이동시키고 구배최적화 기법을 통해 각각의 제약함수를 만족하면서 연간에너지생산량을 최대로 하는 최적블레이드 형상을 구현하였다. 제시된 최적설계과정은 풍력터빈블레이드 개발에 실용적이고 신뢰성 있는 설계툴로서 사용이 가능하다.

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선박 소음 예측 전산 프로그램의 개발에 관한 연구 -통계적 에너지 해석법을 이용한- (A Study on the Computer Program for the Shipboard Noise Prediction - using Statistical Energy Analysis -)

  • 김사수;신구균;이홍기
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.293-306
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    • 1991
  • 선박은 내부에 소음원을 가지고 있을 뿐 아니라 진동의 전달 특성이 좋은 강판 구조물이기 때문에 기진원과 소음원을 포함한 구조계및 주변 음장계까지 포함한 전체계에 대한 소음 예측을 수행하여야 한다. 이러한 선내 소음 환경을 예측하기 위하여 본 연구에서는 통계적 에너지 해석법을 이용하여 고차 진동의 전달 특성, 음장과 구조물과의 상호 작용 및 음장의 투과 손실등에 대한 해석 이론을 정식화하고 이를 바탕으로 선내 소음 예측을 위한 전산 프로그램을 개발하였다. 또, 소형 연안 여객선을 대상으로 하여 이론적 소음 예측 계산을 수행하고 실선 계측 결과와 비교하여 그 타당성을 확인하였으며, 공기음과 고체음에 대한 전달 특성을 분석하여 보았다.

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허니콤 구조물을 갖는 차체 바닥의 투과손실 해석기법 연구 (Research on the Transmission Loss Analysis of the Honeycomb Structure's Floor Section)

  • 김관주;김상수;박진규
    • 한국철도학회논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.1-6
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    • 2008
  • 본 연구에서는 현 고속 차량의 차체바닥 구조의 투과손실 특성 파악을 연구하고자 하였다. 이를 위하여 우선 허니콤 구조인 알루미늄 시편을 제작하여 투과손실 측정 실험을 수행하였다. 측정된 결과에서는 800Hz이상부터 질량 법칙을 따르는 투과손실의 특성을 파악할 수 있었다. 상용프로그램인 NASTRAN, AUTOSEA2를 사용하여 구조물에 대한 투과손실을 해석한 후 이를 실험치와 비교하여 신빙성 있는 결과를 얻을 수 있었다. 아울러 다른 단면 형상을 갖는 허니콤 구조물에 대한 투과손실 해석을 수행하여 특성을 예측해 보았다.

KOMPSAT-1 위성구조체에 대한 SEA 적용사례 (An Application Example of SEA for the KOMPSAT-1 Satellite Model)

  • 정철호;이정권;김영기;김홍배
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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    • pp.211-214
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    • 2004
  • 이륙과 음속 통과시 랜덤진동형태의 음향/진동환경에 노출되는 위성체의 음향/진동시험은 시제품을 완성한 후에 슨1행되므로 않은 시행착오를 겪거나, 과다한 안전계수를 사용하여 불필요한 무게증가 등의 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 통계적 에너지 해석법 (Statistical Energy Analysis)을 이용한 선행 해석이 필요하다. 본 연구에서는 KOMPSAT-1 (Korea Multi-Purpose Satellite-1) 위성체의 SDM (Structural Dynamic Model)에 대하여 SEA 해석을 수행하였다. 감쇠 손실 인자 (Damping Loss Ffactor)는 단판을 분리하여, 연성 손실 인자(Coupling Loss Factor)는 SDM모델 하부의 두 샌드위치 패널을 분리하여 실험적으로 산정하였다.

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연결된 보의 랜덤진동해석 (Random Vibration of Coupled Beams)

  • 김현실;강현주;김재승
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권10호
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    • pp.2491-2497
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    • 1993
  • Random vibration of the coupled identical beams subject to band-limted white noise is studied. The mean-square displacements average dspatially over each beam are derived analytically using two different modal analysis techniques and compared to the results by SEA(Statistical Energy Analysis). It is shown that when frequency is high and a large number of modes are included in the frequency band, the modal analysis methods and the SEA yield the same results provided that the loss factors are very small and the modal separation is much larger than the half-power bandwidth.

레이 추적 기법을 이용한 연속 평판 구조물의 고주파수 진동해석 (High Frequency Vibration Analysis of Arrayed Panel Structures Using a Ray Tracing Method)

  • 채기상;이정권;전재진
    • 한국음향학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.32-39
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    • 1999
  • 본 논문에서는 2차원 구조물의 고주파수 대역 진동 해석을 위하여, 원형파를 기본으로 한 레이 추적 기법(RTM)의 특성에 관한 논의를 하였다. 발산되는 원형파를 묘사하는 레이튜브 개념을 사용하여, 연성경계에서 입사파, 전달파, 그리고 반사파가 경계조건을 만족하도록 관계식을 유도하였다. 제안된 레이 모델을 직렬 배열 연결 평판 구조물에 적응하였는데, 직렬로 배열된 2개의 연결된 평판, 3개 및 4개의 연결된 평판에 대한 해석 결과를 통계적 에너지 해석법(SEA) 및 파동 인텐시티 해석법(WIA)과 비교하여 보았다. 그 결과, SEA 보다 개선된 예측을 할 수 있으며, WIA와는 비슷한 예측 성능을 보임을 확인할 수 있었다. 또한, 제안된 RTM을 사용하면 진동 에너지와 진동 인텐시티의 대략적 공간 분포를 알 수 있는 장점이 있다. 제안된 RTM은 2차원 연성 구조물의 고주파수 진동 해석을 위한 유용한 기법으로써 쓰일 것으로 기대된다.

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자동차 유동기인 실내소음 예측을 위한 CFD/FEM/BEM/SEA 의 조합 및 검증 - CAA German Working Group (Combining CFD/FEM/BEM/SEA to Predict Interior Vehicle Wind Noise - Validation Case CAA German Working Group)

  • Blanchet, D.;Golota, A.
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.800-811
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    • 2014
  • Recent developments in the prediction of the contribution of windnoise to the interior SPL have opened a realm of new possibilities in terms of i) how the convective and acoustic sources terms can be identified, ii) how the interaction between the source terms and the side glass can be described and finally iii) how the transfer path from the sources to the interior of the vehicle can be modelled. This work discusses in details these three aspects of wind noise simulation and recommends appropriate methods to deliver required results at the right time based on i) simulation and experimental data availability, ii) design stage at which a decision must be made and iii) time available to deliver these results. Several simulation methods are used to represent the physical phenomena involved such as CFD, FEM, BEM, FE/SEA Coupled and SEA. Furthermore, a 1D and 2D wavenumber transformation is used to extract key parameters such as the convective and the acoustic component of the turbulent flow from CFD and/or experimental data whenever available. This work focuses on the validation of the wind noise source characterization method and the vibro-acoustic models on which the wind noise sources are applied.

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자동차 유동기인 실내소음 예측을 위한 CFD/FEM/BEM/SEA 의 조합 및 검증 - 현대자동차 BMT4 (Combining CFD/FEM/BEM/SEA to Predict Interior Vehicle Wind Noise - Validation Case Hyundai BMT4)

  • ;;;임종윤
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.563-564
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    • 2014
  • Recent developments in the prediction of the contribution of windnoise to the interior SPL have opened a realm of new possibilities in terms of i) how the convective and acoustic sources terms can be identified, ii) how the interaction between the source terms and the side glass can be described and finally iii) how the transfer path from the sources to the interior of the vehicle can be modelled. This work discusses several simulation methods that can be used to represent the physical phenomena involved such as CFD, FEM, BEM, FE/SEA Coupled and SEA. This work focuses on the validation of the wind noise source characterization method and the vibro-acoustic models on which the wind noise sources are applied in the framework of a benchmark proposed by Hyundai Motors Corporation.

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다목적 실용위성 2호 구조-열모델의 음향 환경 시험 (High Intensity Acoustic Test for KOMPSAT-2 STM)

  • 김홍배;문상무;김영기;우성현;이상설;김성훈
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.862-866
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    • 2002
  • High intensity vibro-acoustic testing is the appropriate method for flight qualification testing of space flight vehicle which must ensure the acoustic environment of launch. To qualify vibro-acoustic environment during its flight, High Intensity Acoustic Test was performed for KOMPSAT-2(Korea Multi-Purpose SATellite) STM(Structural Thermal Model). This paper presents the detailed description on the high intensity acoustic test for KOMPSAT-2. Additionally the test results was compared with the analysis ones, which were estimated with 3-D SEA(Statistical Energy Analysis) model.

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선박소음해석에 있어서 SEA 모델링 정밀도의 영향 (Influence of modeling fineness of SEA in shipboard noise predictions)

  • 강현주;김재승;김현실;김봉기;김상렬
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.355-358
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    • 2008
  • This study deals with a substantial problems with SEA modeling methods in shipboard noise predictions. As a first problems with respect to modeling, fineness of model that represents a real structure is numerically investigated by comparison among 3 models, Fine, Coarse and Simplified models. Comparison reveals that Fine model shows the lowest noise level among them since this model involve more energy transfer paths than the other models. Influence of in-plane wave is also examined by numerical comparison. It is clear that inclusion of in-plane wave affects the high frequency and the cabin far from a source.

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