• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2008년도 한국우주과학회보 제17권2호
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• pp.36.1-36.1
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• 2008

An Unscented Kalman Filter(UKF) for estimation of attitude and rate of a spacecraft using only magnetometer vector measurement is presented. The dynamics used in the filter is nonlinear rotational equation which is augmented by the quaternion kinematics to construct a process model. The filter is designed for low Earth orbit satellite, so the disturbance torques include gravity-gradient torque, magnetic disturbance torque, and aerodynamic drag. The magnetometer measurements are simulated based on time-varying position of the spacecraft. The filter has been tested not only in the standby mode but also in the detumbling mode. To stabilize the attitude, linear PD controller is applied and the actuator is assumed to be thruster. A Monte-Carlo simulation has been done to guarantee the stability of the filter performance to the various initial conditions. The UKF performance is compared to that of EKF and it reveals that UKF outperforms EKF.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권5호
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• pp.335-341
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• 2013

풍동시험 중에 발생하는 시스템오차의 변동에 관한 연구를 수행하였다. 회전익 항공기의 기체 공력특성 측정실험에 실험설계 방법론이 적용되었다. 풍동시험 중에 발생하는 시스템오차의 변동에 관한 연구를 수행하였다. 허용 실험오차 내에서 항상 동일한 결과를 얻어야 하는 전제조건에도 불구하고 한 개의 실험시간 블록에서 측정된 힘과 모멘트가 다른 시간블록에서 측정된 것과 상당량 다르게 측정되었다. 실험관련 시스템오차는 존재하지 않는다고 임의로 간주해서는 안되며 이러한 오차의 감소는 랜덤화, 블록화 및 반복화 등의 실험설계원리의 적용을 통해 가능하다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권1호
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• pp.77-88
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• 2015

The dynamics of relative motion in a perturbed orbital environment are exploited based on Gauss' and Cowell's variational equations. The inertial coordinate frame and relative coordinate frame (Hill frame) are used, and a linear high fidelity model is developed to describe the relative motion. This model takes into account the primary gravitational and atmospheric drag perturbations. Then, this model is used in the design of a navigation, guidance, and control system of a chaser vehicle to approach towards and to depart from a target vehicle in proximity operations. Relative navigation uses an extended Kalman filter based on this relative model to estimate the relative position/velocity of the chaser vehicle with respect to the target vehicle. This filter uses the range and angle measurements of the target relative to the chaser from a simulated LIDAR system. The corresponding measurement models, process noise matrix, and other filter parameters are provided. Numerical simulations are performed to assess the precision of this model with respect to the full nonlinear model. The analyses include the navigation errors and trajectory dispersions.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제6권1호
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• pp.27-33
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• 2002

Recently, the application of the electric propulsion system becomes popular because of its advantage over conventional propulsion. However, the complicated flow mechanism and interaction around the azimuth thruster are not fully understood yet, and the studies on the powering performance characteristics with azimuth/pod thrusters are now in progress. The experimental method developed in KRISO(Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering) is introduced and the results of the powering performance tests, consisting of resistance, self-propulsion and propeller open water tests for a cable layer with two azimuth thrusters are presented. For the analysis of powering performance with azimuth thrusters, it is necessary to evaluate the thrust/drag for components of a thruster unit, Extrapolation results could differ according to the various definitions of the propulsion unit; that is the pod, thruster leg and/or nozzle can be treated as hull appendages or as part of propulsion unit, The powering performances based on several definitions are investigated for this vessel. The results of the measurements for the 3-dimensional velocity distribution on the propeller plane are presented to understand the basis of the difference in propulsion characteristics due to the propeller rotational directions.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.810-818
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• 2020

A moored floating structure may exhibit resonant motion responses to low-frequency excitations. Similar to the resonant responses of many vibration systems, the motion amplitude of a moored floating structure is significantly affected by the damping of the entire system. In such cases, the damping contributed by the mooring lines sometimes accounts for as much as 80% of the total damping. While the damping induced by catenary mooring lines is well-investigated, few studies have been conducted on the damping induced by taut mooring lines, especially one partly embedded in soil. The present study develops a simple but accurate model for estimating the damping contributed by mooring lines. A typical type of taut mooring line was used as the reference and the hydrodynamic drag force and soil resistance were taken into consideration. The proposed model was validated by comparing its predictions with those of a previously developed model and experimental measurements obtained by a physical model. Case studies and sensitivity studies were also conducted using the validated model. The damping induced by the soil resistance was found to be considerably smaller than the hydrodynamic damping. The superposition of the wave frequency motion on the low-frequency motion was also observed to significantly amplify the damping induced by the mooring lines.

• 한국해양학회지
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• 제19권2호
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• pp.141-152
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• 1984

금강 하구의 6개 정점에서 대.소조기때 순간물리장 측정기법으로 25시 동시 관측된 300개의 유속장을 분석하여 흐름에 대한 유체역학적 제특성을 규명했다. 본 연구결과, 마찰속도, 저면마찰응력, 저면마찰계수 및 거칠기 높이 등이 크기의 차수 이상의 범위로 변하며 분산됨이 밝혀졌다. 저면마찰계수는 6.78$\times$$10^{-5}$ ~1.15$\times$$10^{-1}$의 변화폭을 나타내고 전 관측치의 평균은 1.6$\times$$10^{-2}$ 이다. 마찰속도와 저면마찰계수 사이에도 분산이 나타나고 있다. 두 조석 주기에 대해 평균을 취한 값에서는 U* 1cm/s이면 $C_{100}$은 그 값을 예측하기 어렵게 변하지만, U* 1cm/s이면 $C_{100}$은 U*의 비례하여 증가됨이 밝혀졌다. 또한 Re$_{100}$ 3.6$\times$$10^{5}$구간에서는 $C_{100}$은 예측 불가이지만 Re$_{100}$ 3.6$\times$$10^{5}$구간에서는 1.4$\times$$10^{-2}$를 나타냈다. 본 연구에서 밝혀진 유체역학적 제특성에 근거하여 금강 하구의 흐름을 규정한다면 이는 완전 난류 상태의 상류임이 밝혀졌다.혀졌다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제7권6호
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• pp.61-74
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• 2004

Hydraulic engineers and scientists working on river restoration recognize the need for a deeper understanding of natural streams as a complex and dynamic system, which involves not only abiotic elements(flow, sediments) but also biotic components. From this point of view, the role played by riverine vegetation dynamics and flow conditions becomes essential. Hydro-mechanic interaction between flow and flexible plants covering a river bed is studied in this paper and some previous works are discussed. Measurements of turbulence and flow resistance in vegetated open channel were performed using rigid and flexible tube. Measuring detailed turbulent velocity profiles within and above submerged and flexible stems allowed to distinguish different turbulent regimes. Some interesting relationships were obtained between the velocity field and the deflected height of the plants, such as a reduced drag coefficient in the flexible stems. Turbulent intensities and Reynolds stresses were measured showing two different regions : above and inside the vegetation domain. In flexible vegetated open channel, the maximum values of turbulent intensities and Reynolds stresses appear above the top of canopy. Method to predict a flow resistance in flexible vegetated open channel is developed by modifying an analytical model proposed by Klopstra et al. (1997). Calculated velocity profiles and roughness values correspond well with flume experiments. These confirm the applicability of the presented model for open channel with flexible vegetation. The new method will be verified in the real vegetated conditions in the near future. After these verifications, the new method should be applied for nature rehabilitation projects such as river restorations.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권7호
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• pp.647-654
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• 2010

본 연구에서는 날갯짓 비행체 날개의 유체-구조 연계를 고려한 설계나 날갯짓 비행체의 비행 동역학 및 제어 시뮬레이션에 적용 가능한 효율적인 공력모델을 제안하고, 풍동 실험을 통해 공력모델의 특성을 검증하고자 한다. 날갯짓 비행체는 저 레이놀즈 수 영역의 비정상 유동장의 지배를 받기 때문에, 이 영역에서 날개 운동에 따른 공력을 효과적으로 측정할 수 있도록 풍동실험장치를 설계 및 개발하였다. 본 연구의 실험장치 특성상 힘을 측정하는 2축-로드셀은 비관성계에 있기 때문에, 순수한 날개의 공력을 측정하기 위해서는 관성력을 보정해주어야 하며, 이에 대한 방법론을 수립하였다. 최종적으로 유동속도, 날개의 운동 주파수 및 고정 받음각에 따라 날개에 작용하는 양력 및 항력의 평균값 및 평균 제곱근 값을 비교함으로서 실험결과와 공력모델의 특성을 비교 검증하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권1호
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• pp.123-128
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• 2016

프로펠러 표면의 생물 부착이 프로펠러 성능에 상당한 영향을 미치지만 프로펠러 표면 거칠기와 관련된 연구는 상대적으로 선체 표면에 비하여 많지 않다. 본 연구에서는 Schultz(2007)가 발표한 Granville's similarity-law scaling 절차에 기초하여 실선 7 m 크기의 탱커 프로펠러에 표면 부착물 상태가 서로 다른 3가지 경우를 고려하여 프로펠러 단독 효율의 감소의 변화를 Lifting surface code를 사용하여 수치적 계산을 수행하여 효율을 비교하였다. 본 논문에서의 결과는 표면 거칠기가 큰 석회질 부착물($k_s=0.001$)은 선박 설계 속도(J=0.5)에서 최대 15 %의 프로펠러 효율 감소를 보였음을 확인하였으며 이는 선박 운항 시 생물 부착에 의한 효율 감소에 대한 평가가 고려되어야 한다는 점을 나타내고 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.702-715
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• 1990

본 연구에서는 개수로 후래시 증발기 내부를 단순화된 형태로 가정하여 앞서 언급된 운전조건 및 유입되는 기포의 갯수유량(혹은 기공률)에 따라 증발기 내부의 속 도 및 온도분포를 수치적으로 계산해 보고자 한다. 이를 위해 유동을 정상상태의 난 류유동으로 가정하였으며, 구형의 기포에 대해 평균적인 운동 및 성장을 지배하는 방 정식을 세우고 상변화에 의한 증발량을 구하였다. 즉 입구에서 유입된 기포들이 성 장하면서 자유표면을 통해서 빠져나가는 운동 궤적을 추적함으로써 증발기 내부 유동 의 속도 및 온도분포를 구하고 이를 바탕으로 총 증발량 및 증발성능을 예측해 보고자 하는 것이다. 그리고 이렇게 계산된 결과들을 기존의 실험값과 비교하였다.