• 제목/요약/키워드: Decoupled Method

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섭동해를 이용한 혼합 누출에 관한 연구 (A study of a combined release model using perturbation solutions)

  • 김명배
    • 에너지공학
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    • 제23권4호
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    • pp.41-48
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    • 2014
  • 지금까지 관행적으로 액체의 누출은 순간누출과 연속누출로 분류 되어 왔다. 본 논문에서는 이러한 분류의 문제점을 인식하고 새로운 분류 방법을 찾기 위하여 제한된 시간 동안 누출되는 극저온 액체의 확산에 관한 연구를 수행하였다. 이러한 물리적 현상은 누출된 액체풀의 부피, 반경, 높이에 관한 연립방정식에 의해 지배되며, 주요 변수는 단위면적당 증발률, 누출시간, 누출량의 3 개 이다. 섭동법에 의한 해를 효율적으로 구하기 위하여 독립된 형태의 부피에 관한 2차 미분방정식을 얻었다. 이 새로운 지배 방정식은 기존의 방법에 비하여 매우 간단하게 해를 얻을 수 있게 한다. 섭동해의 결과, 동일한 누출량인 경우에 누출시간이 작으면 연속누출이 순간누출로 이어지는 혼합 형태의 누출이 되나, 누출시간이 크게 되면 연속누출 형태로만 존재하게 된다. 동일한 누출시간의 경우에는 누출량이 작으면 연속누출 형태로만 존재하지만, 누출량이 증가할수록 혼합형태의 누출로 된다. 이러한 2개의 영역을 분할하는 경계를 섭동해를 이용하여 해석적으로 제시함으로서 누출의 새로운 분류에 대한 명확한 근거를 제시 하였다.

2014년 2월 서울의 고농도 미세먼지 기간 중에 CMAQ-DDM을 이용한 국내외 기여도 분석 (Analysis of Domestic and Foreign Contributions using DDM in CMAQ during Particulate Matter Episode Period of February 2014 in Seoul)

  • 김종희;최대련;구윤서;이재범;박현주
    • 한국대기환경학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.82-99
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    • 2016
  • This study was carried out to understand the regional contribution of Particulate Matter (PM) emissions from East Asia ($82^{\circ}{\sim}149^{\circ}E$, $18^{\circ}{\sim}53^{\circ}N$) to Seoul during high concentration period in February 2014. The Community Multi-scale Air Quality (CMAQ) version 5.0.2 with Decoupled Direct Method (DDM) was used to analyze levels of contributions over Seoul. In order to validate model performance of the CMAQ, predicted PM and its chemical species concentrations were compared to observations in China and Seoul. Model predictions could depict the daily and hourly variations of observed PM. The calculated PM concentrations, however, had a tendency of underestimation. The discrepancies are due to uncertainties of meteorological data, emission inventories and CMAQ model itself. The high PM concentration in Seoul was induced by stationary anticyclone over the West Coast of Korea during 24 to 27 February. The DDM in CMAQ was used to analyze the contributions of emissions from East Asia on Seoul during this PM episode. $PM_{10}$ concentration in Seoul is contributed by 39.77%~53.19% from China industrial and urban region, 15.37%~37.10% from South Korea, and 9.03%~18.05% North Korea. These indicate that $PM_{10}$ concentrations in Seoul during the episode period are dominated by long-range transport from China region as well as domestic sources. It was also found that the largest contribution region in China were Shandong peninsula during the PM event period.

단상 유도전동기의 속도제어 시스템 (Speed Control System of Single Phase Induction Motor)

  • 이득기;이경주;김흥근
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제50권5호
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    • pp.229-237
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    • 2001
  • Until recent years, most of the researches for motor drives focus on the high performance drive of the three phase induction motor, and that of the single phase induction motor(SPIM) is out of interest. The SPIM is widely used at low power level because it has the simple construction and economic advantage. In general such machine has both main winding and auxiliary winding. Conventionally, these winding are fed by only one single phase source, and the speed of the motor is not controlled. The SPIM with an auxiliary winding can be treated as an asymmetrical two phase machine. In this paper the space vector Equivalent circuit of SPIM is derived. For vector control of the SPIM the stator current must be decoupled into the flux producing component and the torque producing component. To accomplish decoupling control, the conventional method requires complex calculation and large computation time. We proposed the equivalent circuit referred to the rotor side, in this case only the stator resistances in the direct axis and the quadrature axis are different each other and the other parameters are represented to be equal. Thus the decoupling of the stator current is similar to that of the three phase induction motor. In this paper, the novel vector control system of the single phase induction motor is proposed. To verify the feasibility of this scheme, simulation and experimentation are carried out. The results prove the excellent characteristics for the dynamic response, which confirms the validity of the proposed system.

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Short-term fatigue analysis for tower base of a spar-type wind turbine under stochastic wind-wave loads

  • Li, Haoran;Hu, Zhiqiang;Wang, Jin;Meng, Xiangyin
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제10권1호
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    • pp.9-20
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    • 2018
  • Due to integrated stochastic wind and wave loads, the supporting platform of a Floating Offshore Wind Turbine (FOWT) has to bear six Degrees of Freedom (DOF) motion, which makes the random cyclic loads acting on the structural components, for instance the tower base, more complicated than those on bottom-fixed or land-based wind turbines. These cyclic loads may cause unexpected fatigue damages on a FOWT. This paper presents a study on short-term fatigue damage at the tower base of a 5 MW FOWT with a spar-type platform. Fully coupled time-domain simulations code FAST is used and realistic environment conditions are considered to obtain the loads and structural stresses at the tower base. Then the cumulative fatigue damage is calculated based on rainflow counting method and Miner's rule. Moreover, the effects of the simulation length, the wind-wave misalignment, the wind-only condition and the wave-only condition on the fatigue damage are investigated. It is found that the wind and wave induced loads affect the tower base's axial stress separately and in a decoupled way, and the wave-induced fatigue damage is greater than that induced by the wind loads. Under the environment conditions with rated wind speed, the tower base experiences the highest fatigue damage when the joint probability of the wind and wave is included in the calculation. Moreover, it is also found that 1 h simulation length is sufficient to give an appropriate fatigue damage estimated life for FOWT.

MICROMAGNETISM OF HARD AND SOFT MAGNETIC MATERIALS

  • Kronmuller, Helmut
    • 한국자기학회지
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    • 제5권5호
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    • pp.366-371
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    • 1995
  • High performance magnetic materials are characterized by the combination of outstanding magnetic properties and optimized microstructures, e.g., nanocrystalline composites of multilayers and small particle systems. The characteristic parameters of the hysteresis loops of these materials vary over more than a factor of $10^{6}$ with optimum values for the coercive field of several Tesla and permeabilities of $10^{6}$. Within the framework of the computational micromagnetism (nanomagnetism) using the finite element method the upper and lower bounds of the coercive field of different types of grain ensembles and multilayers have been determined. For the case of nanocrystalline composites the role of grain size, exchange and dipolar coupling between grains and the degree of grain alignment will be discusses in detail. It is shown that the largest coercivities are obtained for exchange decoupled grains, whereas remanence enhancing requires exchange coupled grains below 20 nm. For composite permanent magnets based on $Nd_{2}Fe_{14}B$ with an amount of ~ 50% soft $\alpha$-Fe-phase coercivities of ${\mu}_{0}H_{c}=0.75\;T$, a remanence of 1.5 T and an energy product of $400\;kJ/m^{3}$ is expected. In nanocrystalline systems the temperature dependence of the coercivity is well described by the relation ${\mu}_{0}H_{c}=(2\;K_{1}/M_{s}){\alpha}-N_{eff}{\mu}_{0}M_{s}$, where the microstructural parameters $\alpha$ and $N_{eff}$ take care of the short-range perturbations of the anisotropy and $N_{eff}$ is related to the long-range dipolar interactions. $N_{eff}$ is found to follow a logarithmic grain size size dependence ${\mu}_{0}H_{c}=(2\;K_{1}/M_{s}){\alpha}-N_{eff}(\beta1nD){\mu}_{0}M_{s}$. Several trends how to achieve the ideal situation $\alpha$->1 and $N_{eff}$->1->0 will be discussed.

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로터리형 원자층 증착법을 이용한 Bi-Te계 소결체의 열전 성능 개선 (Thermoelectric Performance Enhancement of Sintered Bi-Te Pellets by Rotary-type Atomic Layer Deposition)

  • 정명준;박지영;은수민;최병준
    • 한국분말재료학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.130-139
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    • 2023
  • Thermoelectric materials and devices are energy-harvesting devices that can effectively recycle waste heat into electricity. Thermoelectric power generation is widely used in factories, engines, and even in human bodies as they continuously generate heat. However, thermoelectric elements exhibit poor performance and low energy efficiency; research is being conducted to find new materials or improve the thermoelectric performance of existing materials, that is, by ensuring a high figure-of-merit (zT) value. For increasing zT, higher σ (electrical conductivity) and S (Seebeck coefficient) and a lower κ (thermal conductivity) are required. Here, interface engineering by atomic layer deposition (ALD) is used to increase zT of n-type BiTeSe (BTS) thermoelectric powders. ALD of the BTS powders is performed in a rotary-type ALD reactor, and 40 to 100 ALD cycles of ZnO thin films are conducted at 100℃. The physical and chemical properties and thermoelectric performance of the ALD-coated BTS powders and pellets are characterized. It is revealed that electrical conductivity and thermal conductivity are decoupled, and thus, zT of ALD-coated BTS pellets is increased by more than 60% compared to that of the uncoated BTS pellets. This result can be utilized in a novel method for improving the thermoelectric efficiency in materials processing.

Newmark-방식 강체블럭 변위해석에 대한 유연도의 영향 (EFFECT OF COMPLIANCE ON NEWMARK-TYPE RIGID BLOCK DEFORMATION ANALYSIS)

  • 김진만
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권12호
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    • pp.117-124
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    • 2007
  • 지진으로 인해 사면에 발생한 영구적 변형 계산시 고려된 공간평균과 유연도의 영향을 조사하였다. 현재 변위계산에는 Newmark이 제안한 강체블럭해석기법이 이 기법의 효율적인 계산능력으로 인해 광범하게 사용되고 있다. 그러나 이 해석기법은 지진응답해석과 변위해석을 별도로 수행하는 소위 분리해석법을 채택하고 있다. 당초의 Newmark 해석기법은 활동토사를 강성체로 가정했으며 이로 인하여 비보수적 결과가 도출될 수 있다는 비판을 받아왔다. 본 논문은 Newmark-형식의 해석에서 강성체 가정의 영향을 검토하였다. 활동토사에 작용하는 지진하중의 전체 효과를 공간평균기법을 사용하여 평가하였으며 그 결과를 주파수 영역에서 분석하였다. 해석결과로부터 활동토사의 유연도 수준을 결정하는 경우 사용할 수 있는 단순한 지표를 제시하였다.

비선형 탄성파 파동장 역산 방법에서 탄성파 변수 세트에 관한 정보의 수치적 연구 (Numerical studies of information about elastic parameter sets in non-linear elastic wavefield inversion schemes)

  • 주정 명남
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권1호
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    • pp.1-18
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    • 2007
  • 비선형 파동장 역산은 지하의 암석과 물성을 결정하는 물리적인 제약을 위한 탄성파 변수들을 평가하는데 강력한 방법이다. 이 논문에서는 현장자료와 2 차원 탄성파 속도 모델로부터 탄성파 속도 변화를 재구성하여 만들어낸 6 가지 탄성파 속도 모드를 제시하였다. 탄성파 반사파 자료의 정보는 종종 단파장과 장파장 성분으로 나뉘어진다. 지역검색 방법은 만약 초기모델이 실제 모델로부터 동떨어지면 장파장의 속도 변화를 측정하는데 어렵다. 그러면 송신주파수들은 낮은 대역에서 더 높은 대역들로 모델의 탄성파 변수들을 측정하기 위해 변환된다 (frequency-cascade scheme) 탄성파 변수들은 P 파와 S 파 속도가 섬도에 따라 선형으로 변화는 초기 모델 가정하에 각 역산단계에서 (simultaneous mode) 계산된다. P 파와 S 파 속도 $('V_P\;V_S\;mode')$, P 파 임피던스와 포와송 비 $('I_P\;Poisson\;mode')$, P 파와 S 파 임피던스 $('I_P\;I_S\;mode')$와 같은 세가지 모드들이 탄성파 변수들의 역산을 위해 얻어진다. 각 탄성파 역산 단계에서 밀도값들은 세가지 가정하에 개선(update)된다. 탄성파 모델을 위한 각 변수 세트들에서 역산의 정확도를 평가한 결과 $V_P\;V_S$ 모드와 $I_P$ Poisson 모드 사이에 별다른 역산 차이는 없었다. $I_P\;I_S$ 모드들에 대해서도 같은 결론이 예상된다. 이러한 결과들은 전 파장에 걸친 탄성파 파동장 역산의 견고한 기초를 제공한다.

고유치 수치기법을 이용한 지하저장공동 주위의 용질이동해석 (A Solute Transport Analysis around Underground Storage Cavern by using Eigenvalue Numerical Technique)

  • 정일문;김지태;조원철;김남원
    • 지질공학
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    • 제18권4호
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    • pp.381-391
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    • 2008
  • 본 연구에서는 수치해석의 시간차분에서 발생하는 절단오차를 극복하는 방안으로 고유치 기법을 도입하였다. 고유치기법은 모의를 할 때 공간만을 이산화하는 특징을 가지며, 공간적으로 이산화된 방정식을 대각화시킴으로써 선형동력학적 시스템을 분리시킨 후 시간적분을 이용한 계산이 임의의 위치에서 임의의 시간에 대해 개별적으로 또 연속적으로 수행된다. 이러한 고유치기법을 이용하여 오염물 이동을 모의하고 이를 해석해와 비교 검증하였고, 동일한 조건에서 유한요소법을 이용한 수치모형과 고유치 기법을 이용한 용질이동의 예측을 실시한 결과 고유치기법을 이용할 경우 계산시간과 저장용량이 수치모형에 비해 절약됨을 확인할 수 있었다. 고유치 기법을 이용하여 지하유류저장 공동주위의 불균일 유속장에서 용질의 이동을 분석하였다 이 방법이 모의발생에 오랜 시간이 걸리는 문제에 유용하게 사용될 수 있으므로, 공동에 인접한 오염원으로부터 공동의 안전성을 평가하기 위한 민감도 분석에 이 방법을 적용하였으며, 모의결과에 의하면, 종분산지수와 횡분산지수가 각각 50 m, 5 m일 때 공동에 도달하는 시간은 약 50년으로 추정되었다.

나노 정밀도 스캐닝 용 공기베어링과 보이스 코일 모터의 초정밀 이중 스테이지 설계 및 제어 (Design and Control of Ultra-precision Dual Stage with Air bearings and Voice coil motor for nm scanning system)

  • 김기현;최영만;김정재;이문구;이석원;권대갑
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1883-1886
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    • 2005
  • In this paper, a decoupled dual servo (DDS) stage for ultra-precision scanning system with large working range is introduced. In general, dual servo systems consist of a fine stage for short range and a coarse stage for long range. The proposed DDS also consists of a $XY\theta$ fine stage for handling and carrying workpieces and one axis coarse stage. Its coarse stage consists of air bearing guide system and a coreless linear motor with force ripple. The fine has four voice coil motors(VCM) as its actuator. According to a VCM's nature, there are no mechanical connections between coils and magnetic circuits. Moreover, VCM doesn't have force ripples due to imperfections of commutation components of linear motor systems - currents and flux densities. However, due to the VCM's mechanical constraints the working range of the fine is about $25mm^2$. To break that hurdle, the coarse stage with linear motors is used to move the fine about 500mm. Because of the above reasons, the proposed DDS can achieve higher precision scanning than other stages with only one servo. With MATLAB's Sequential Quadratic Programming (SQP), the VCMs are optimally designed for the highest force under conditions and constraints such as thermal dissipations due to its coil, its size, and so on. And for their movements without any frictions, guide systems of the DDS are composed of air bearings. To get precisely their positions, a linear scale with 5nm resolution are used for the coarse stage's motion and three plane mirror laser interferometers with 5nm for the fine's $XY\theta$ motions. With them, on scanning the two stages have same trajectories. The control algorithm is named Parallel method. The embodied ultra-precision scanning system has sub 100nm following error and in-positioning stability.

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