In this paper, a finite element dynamic simulation study was performed to gain an insight about the blast wall test details for the offshore structures. The simulation was verified using qualitative and quantitative comparisons for different materials. Based on in-depth examination of blast simulation recordings, dynamic behaviors occurred in the blast wall against the explosion are determined. Subsequent simulation results present that the blast wall made of high energy absorbing high manganese steel performs much better in the shock absorption. In this paper, the existing finite element shock analysis using the LS-DYNA program is further extended to study the blast wave response of the corrugated blast wall made of the high manganese steel considering strain rate effects. The numerical results for various parameters are verified by comparing different material models with dynamic effects occurred in the blast wall from the explosive simulation.
본 논문에서는 Magnetic Levitation Model 시스템을 이용하여 선형 액추에이터의 기본모델을 제안하고 전원 공급부의 입력 주파수의 변화로부터 액추에이터에 나타나는 현상을 Matlab프로그램을 활용하여 간접적 방법으로 고찰하였다. 그 결과는 실제적인 설계에 적용할 경우 설계 프로그램의 자료나 부분적 변경 시 참조 할 수 있으리라 사료된다. 본 논문에서 제안한 에너지 변환을 고려한Linear Actuator M3d진 시스템의 출력은 입력 주파수의 변화로부터 액추에이터가 고주파보다는 저주파에서 권선부에 나타나는 파형의 응답이 기준 입력파형에 더 근접함을 알 수 있었다. 이 결과를 바탕으로 Linear Actuator Model 시스템의 동작 시 특성이 실제 시스템에 활용할 때 간접적 방법으로 상당히 유용함을 확인 할 수 있었다.
네 개의 평면 반사경과 두 개의 볼록 렌즈로 구성된 Newtonian 망원경 형의 negative branch confocal unstable ring (NBCUR) 공진기를 이용한 진행파형 Nd:YAG 레이전 발진기를 설계 제작하였다. 출력경으로 scraper mirror를 사용하여 원고리형 출력광을 얻었다. 이 레이저 발진기는 22개의 광학면을 가지고 있으며 이의 광학적 시준은 등경사 간섭법에 의해 간섭무늬를 관측함으로서 해결하였다. 일방향 진행파형 레이저 발진을 이룩하기 위하여 고리형 공진기 내에 자체 설계 제작된 영구 자석형 Faraday isolator를 삽입하였고, 이에 의한 발진 효과를 검토 하였다. 전기 입력 에너지 70J에서 레이저 출력에너지 약 80mJ 이었으며, BDN 색소에 의한 수동형 Q 스위칭에 의하여 첨두 출력 0.5 MW를 얻었다.
주파수영역에서 쇄파로 인한 에너지 소산에 관한 그 동안의 논쟁은 주파수의 함수인 소산항의 구체적 형태를 중심으로 진행되어왔다. 본 연구에서는 추계학적 쇄파모형과 이에 기초한 스펙트럼으로부터 소산항을 유추하였다. 기존의 인식과는 상이하게 소산항은 주파수의 삼차함수인 것으로 판단된다. 검증작업은 SUPERTANK Laboratory Data Collection Project(Krauss et al., 1992)에서 축적된 실험자료를 기초로 진행되었다. 추가적인 검증을 위해 단조해안에서의 Cnoidal 파랑의 천수과정을 스펙트럼 파랑모형과 제시된 쇄파모형을 차용하여 수치모의하였다. 그 결과 쇄패대역에서 진행되는 파랑의 왜도와 비대칭성의 진화과정이 비교적 정확히 모의되는 성과를 얻었다.
The present study numerically investigated the influence of the waveform distribution on the tsunami-vegetation interaction using a non-reflected wave generation system for various tsunami waveforms in a two-dimensional numerical wave tank. First, it was possible to determine the wave attenuation mechanism due to the tsunami-vegetation interaction from the spatial waveform, flow field, vorticity field, and wave height distribution. The combination of fluid resistance in the vegetation and a large gap and creates a vortex according to the flow velocity difference in and out of the vegetation zone. Thus, the energy of a tsunami was increasingly reduced, resulting in a gradual reduction in wave height. Compared to existing approximation theories, the double volumetric ratio of the waveform increased the reflection coefficient of the tsunami-vegetation interaction by 34%, while decreasing the transfer coefficient and energy attenuation coefficient by 25% and 13%, respectively. Therefore, the hydraulic characteristics of a tsunami is highly likely to be underestimated if the solitary wave of the approximation theory is applied for the tsunami.
다중채널 탄성파 음원배열에서 불발 음원에 따라 탐사 성능에 미치는 영향을 확인하기 위하여 음원배열의 빔 패턴과 원거리장 파형 변화를 비교 분석하였다. 원거리장 파형의 주신호 진폭은 전체 건 부피의 약 40%에 해당하는 음원들이 불발을 일으킬 경우, 탐사성능이 66% 정도 유지되는 것으로 확인되었다. 154㎐에서 같은 간격의 음원들이 불발 시에는 배열 형태와 관계없이 길이 및 폭 배열의 빔 폭이 동일하게 나타난다. 길이 배열의 빔 패턴에서는 불발된 음원의 부피가 증가됨에 따라 빔 폭이 41°에서 34°로 좁아지는 경향을 나타낸다. 따라서 부피가 작은 음원 배열일수록 빔폭이 좁고 양호한 파형이 생성되므로 작은 에너지가 요구되는 천부 지층탐사에 적합한 것으로 확인되었다.
0.4~1.6kJ의 비교적 낮은 전기에너지를 갖는 수중 전기방전 시스템으로부터 발생하는 음파의 파형을 깊이별, 거리별로 관측하였다. 파형의 특성은 이미 보고된 에너지와 수심 의존도를 그대로 유지하고 있으나, 다른 두가지 특징적인 현상들이 관측되었다. 첫째는 내파에 의한 1차 bubble 펄스들의 피크 음압이 초기 충격파의 것보다 높게 관측되었는데, 이것은 10kJ 이상의 고에너지 방전시스템에서만 뚜렷하게 나타나던 현상이다. 둘째는 음향에너지 변환효율이 통상 5kJ에서 0.02, 1kJ에서 0.01로 저에너지대에서 그효율이 감소하는 경향을 보인다고 보고되었으나 1kJ의 부근에서는 0.01로 그 효율이 다시 일정하게 유지되고 있음이 확인되었다.
최근 대두되고 있는 에너지 문제와 더불어 대체에너지 개발 및 에너지의 이용효율을 높이려는 연구가 많이 이루어지고 있다. 수소에너지는 비 탄소계 연료로서 그 중요성에 대한 인식이 높아지고 있으며, 다양한 분야에서 수소에너지를 이용하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 수소는 재순환이 가능하고, 환경에 미치는 영향이 적기 때문에 미래형 에너지원으로 각광을 받고 있다. 수소이용 기술 중 연료 전지는 에너지 변환효율이 높고 유해 배출물이 생성되지 않아 차세대 발전시스템으로 유망하지만 비용과 기술적 제약으로 단기간에 상용화하기에는 어려움이 있다. 따라서 저비용, 고효율의 수소에너지를 이용 할 수 있는 시스템 개발이 요구되고 있다. 리니어동력/발전시스템은 저비용으로 제작이 가능하고 기존 기술의 인프라를 활용할 수 있는 장정과, 크랭크 기구가 없기 때문에 얻어지는 변환손실, 열손실을 최소화 할 수 있는 효율의 장점 때문에 고효율의 수소 이용 기관으로 평가되고 있다. 본 연구에서는 수소이용 통력시스템의 직선운동을 전기적인 에너지로 변환 할 수 있는 고효율의 리니어 발전시스템 개발을 위해 Prototype의 평판형 및 원통형의 리니어발전기를 제작했고 각각의 성능에 대한 평가와 엔진과 발전기의 연계운전 결과를 비교하여 시스템 전체에 대한 성능예측을 했으며 연계운전을 통해 출력된 발전기의 출력파형을 PCS로 변환하여 정현파의 AC 출력을 얻었다.
계단형 보와 여수로 같은 수공구조물의 상부에서는 스키밍 흐름 그리고 직하류부에서는 정상파를 포함하는 도수 현상인 파형흐름과 같이 다양한 형태의 흐름이 발생한다. 연구에서는 하이브리드 RANS-LES 난류 모델링 기법과 자유수면 변동을 해석하기 위한 VOF (volume of fluid)기법을 병합한 3차원 부정류 수치모형을 이용하여 계단형 보가 설치된 사각형 개수로에서 발생하는 파형흐름과 스키밍 흐름을 포함하는 난류흐름을 수치모의 하였다. 시간평균 수치모의 결과와 기존 수리모형 실험 결과를 비교분석한 결과, 수치모의는 보 하류부에서의 평균유속분포의 변화, 정체파와 수면와류를 포함하는 파형흐름의 전반적인 수면 변화, 파형흐름의 파고와 길이, 정체파 하부에서 발생하는 재순환 흐름 영역의 길이 등을 양호하게 잘 재현하는 것으로 나타났다. 수치모의를 통해서 자유수면과 순간 유속 벡터의 변동, 전단응력과 난류에너지의 분포 그리고 3차원 난류조직구조와 총압력분포의 형태와 변동 자료를 제시하여 스키밍 흐름과 파형흐름 영역에서의 독특한 흐름 거동 특성을 규명하였다.
펄스파워기술은 저장된 전자에너지를 시공간적으로 압축 중첩하여 극히 짧은 시간안에 대전력을 발생시켜 좁은 공간에 에너지를 집중 공급하는 기술이다. 여기에는 에너지를 저장하는 충전장치에 대한 기술과, 빠른 시간에 에너지를 방출하는 스위칭기술, 파형을 성형하는 펄스포밍 네트워크 기술등을 포함하며, 이를 이용한 응용기술로 플라즈마건, 이온빔 가속장치, 펄스성형용접, 수처리 발라스트, 파암장비, 코일건, 레일건 등이 있으며, 이 응용분야에 오래전부터 이용되어 왔다. 이러한 분야에 적용되는 펄스전원장치는 이동성이 용이해야 하고, 부피 또한 작은 구조를 가져야 한다. 본 논문은 고집적화 펄스전원장치의 츠로토 타입 설계, 제작, 실험에 관한 논문으로 그 중 펄스성형을 이뤄내는 인덕터에 대한 성능 실험 결과를 위주로 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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