• 제목/요약/키워드: Euler scheme

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Delta 고속 병렬로봇의 동역학 모델링 및 제어 (Dynamics Modeling and Control of a Delta High-speed Parallel Robot)

  • 김한성
    • 한국기계가공학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.90-97
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    • 2014
  • This paper presents a simplified dynamics model, dynamics simulations, and computed torque control experiments of the Delta high-speed parallel robot. Using the typical Newton-Euler method, a simplified but accurate dynamics model with practical assumptions is derived. Accuracy and fast calculations of the dynamics are essential in the computed torque control for high-speed applications. It was found that the simplified dynamics equation is in very god agreement with the ADAMS model, and the calculation time of the inverse kinematics and inverse dynamics is about 0.04 msec. From the dynamics simulations, the cycle trajectory along the y-axis requires less peak motor torque and a lower angular velocity and less power than that along the x-axis. The computed torque control scheme can reduce the position error by half as compared to a PD control scheme. Finally, the developed Delta parallel robot prototype, half the size of the ABB Flexpicker robot, can achieve a cycle time of 0.43 sec with a 1.0kg payload.

고체추진로켓 내부에서 발생하는 동적 파괴 현상과 유체-고체 상호작용의 시뮬레이션 - Part 1 (이론적 측면) (Simulation of dynamic fracture and fluid-structure interaction in solid propellant rockets : Part 1 (theoretical aspects))

  • 황찬규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.286-290
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    • 2008
  • 본 논문은 고체 추진 로켓의 연소 중에 발생하는 고체추진체의 동적 파괴 현상 및 유체-구조 상호작용을 시뮬레이션 하기 위한 프로그램 개발에 대한 것이다. 개발된 프로그램은 구조해석을 위한 CVFE (cohesive Volumetric Finite Element) 방법과 외재적 ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) 방법을 응용한 유한요소법 코드와 유동해석을 위한 외재적 비정렬 유한 체적 오일러 코드(Explicit Unstructured Finite Volume Euler code)로 구성된다. 개발된 프로그램의 또 다른 중요한 특징은 균열의 전파와 고체추진체의 변형에 따라 생기는 추진제 형상의 대변형이 발생할 때, 새로 생긴 유체 영역에서의 격자의 확장과 복구되는 능력이다.

유한차분법에 의한 임의 선체주위의 조파 Simulation (A Numerical Simulation of Ship Waves by Finite Difference Method)

  • 조규종;이강훈;이영길
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.77-94
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    • 1991
  • 일정속도로 항주하는 배에 치하여 생성되는 파를 유한차분법을 이용하여 수치적으로 시뮬레이션 하였다. 지배방정식으로는 3차원 운동량방정식(Euler Eq.)과 연속방정식을 사용하였으며, 직교 좌표 계상에서의 수치계산은 FTCS(forward time/central space)로 차분화하고 시간전진 방법(time marching scheme)으로 수행하였다. 좌표계로 staggered variable mesh system을 채용하여 기존의 계산조직을 개선하므로써, 유체 유동의 변화가 심한 선체주위에 계산 정도를 높이기 위하여 cell을 집중시켰다. 개선된 전산프로그램을 이용하여 Wigley, Series 60($C_{b}$=0.6), 그리고 MS416B 산적화물선 선형등을 대상으로 수치계산을 수행하였으며, 그 결과들을 실험값과 비교하였다.

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정렬 및 비정렬 격자를 이용한 선박 저항 계산에서 Courant 수의 공간 분포 및 LTS 기법의 효율성에 관한 연구 (A Study on Spatial Distributions of Courant Number and Numerical Efficiency of LTS Method in Calculation of Ship Resistance Using Structured and Unstructured Meshes)

  • 이상봉;백광준;박동우
    • 대한조선학회논문집
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    • 제54권2호
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    • pp.83-89
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    • 2017
  • Numerical simulations of ship resistance have been performed to compare spatial characteristics of Courant number when using structured and unstructured meshes. When Euler scheme was used for time integration, the structured mesh provided a more efficient calculation because the calculation time interval was larger than that of unstructured mesh. The automatic generation of very small meshes in the unstructured mesh was mainly responsible for the limitation of calculation time interval. When local time stepping Euler scheme was applied, however, the ship resistance of unstructured mesh showed a rapid convergence while a slow convergence of ship resistance in structured mesh was caused by the small time interval in bulbous bow.

논문 : AUSM 계열 수치기법의 수치적 불안정성에 대한 분석 (Papers : Analysis of Numerical Instability of AUSM - type Schemes)

  • 김규홍;이경태;김종암;노오현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.27-36
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    • 2002
  • AUSM계열 수치기법의 수치적 불안정성에 대한 원인과 해결방안에 대한 연구를 수행하였다. Euler 유동에서 수치적 불안정성은 제어면에 수직한 방향의 유동속도가 영인 영역에서 발생하며 이 영역에서 Eule r 방정식은 근본적으로 부정해를 가지게 되어 무수히 많은 해를 가지게 된다. 지배방정식 자체로는 유일해를 찾는 것이 불가능하고 주위의 유동조건이나 외부교란에 의해 유일해를 결정하게 된다. 이러한 특징은 충격파 영역에서 교란이 존재할 경우 초기 상태에 대한 정보를 상실하게 되어 충격파 불안정성을 유발하게 된다. slip유동을 정확히 계산할 수 있는, 즉 유일해를 결정할 수 없는, 수치기법은 충격파 불안정성을 근본적으로 제거할 수 없다.

비정렬 격자계에서 Block LU-SGS 기법의 개선에 관한 연구 (Improvement on Block LU-SGS Scheme for Unstructured Mesh)

  • 김주성;권오준
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2001년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.38-44
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    • 2001
  • An efficient Gauss-Seidel time integration scheme is developed for solving the Euler and Navier-Stokes equations on unstructured meshes. Roe's FDS is used for the explicit residual computations and van Leer's FVS for evaluating implicit flux Jacobian. To reduce the memory requirement to a minimum level, off-diagonal flux Jacobian contributions are repeatedly calculated during the Gauss-Seidel sub-iteration process. Computational results based on the present scheme show that approximately $15\%$ of CPU time reduction is achieved while maintaining the memory requirement level to $50-60\%$ of the original Gauss-Seidel scheme.

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점성 및 비점성 유동장 해석을 위한 BGK 수치기법의 효율적 계산 (Efficient Calculation of Gas-kinetic BGK scheme for Analysis of Inviscid and Viscous Flows)

  • 채동석;김종암;노오현
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.65-72
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    • 1998
  • From the Boltzmann equation with BGK approximation, a gas-kinetic BGK scheme is developed and methods for its efficient calculation, using the convergence acceleration techniques, are presented in a framework of an implicit time integration. The characteristics of the original gas-kinetic BGK scheme are improved in order for the accurate calculation of viscous and heat convection problems by considering Osher's linear subpath solutions and Prandtl number correction. Present scheme applied to various numerical tests reveals a high level of accuracy and robustness and shows advantages over flux vector splittings and Riemann solver approaches from Euler equations.

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UNCONDITIONAL STABILITY AND CONVERGENCE OF FULLY DISCRETE FEM FOR THE VISCOELASTIC OLDROYD FLOW WITH AN INTRODUCED AUXILIARY VARIABLE

  • Huifang Zhang;Tong Zhang
    • 대한수학회지
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    • 제60권2호
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    • pp.273-302
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    • 2023
  • In this paper, a fully discrete numerical scheme for the viscoelastic Oldroyd flow is considered with an introduced auxiliary variable. Our scheme is based on the finite element approximation for the spatial discretization and the backward Euler scheme for the time discretization. The integral term is discretized by the right trapezoidal rule. Firstly, we present the corresponding equivalent form of the considered model, and show the relationship between the origin problem and its equivalent system in finite element discretization. Secondly, unconditional stability and optimal error estimates of fully discrete numerical solutions in various norms are established. Finally, some numerical results are provided to confirm the established theoretical analysis and show the performances of the considered numerical scheme.

액적 가열을 고려한 분무 연소의 수치 해석 (Numerical Analysis for Spray Combustion Considering Droplet Heating)

  • 성형건;정대권;이상명;노태성
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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    • pp.208-211
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    • 2005
  • 연소기 설계에 유용한 자료를 제공하기 위해 연소실내에서 연료와 산화제의 분무 연소에 관한 수치적 해석을 수행하였다. 분무 모델로 DSF 모델과 Euler-Lagrange 방법을 사용하였다. 액적 가열을 고려하여 액적의 온도 변화를 계산하였다. 액적과 가스상의 커플효과와 가스상과 증발된 기체상의 커플효과를 고려하기 위해 PSIC 모델을 사용하여 계산하였다.

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PERFORMANCE OF TWO DIFFERENT HIGH-ACCURACY UPWIND SCHEMES IN INVISCID COMPRESSIBLE FLOW FIELDS

  • Hosseini R;Rahimian M.H;Mirzaee M
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.99-106
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    • 2005
  • Performance of first, second and third order accurate methods for calculation of in viscid fluxes in fluid flow governing equations are investigated here. For the purpose, an upwind method based on Roe's scheme is used to solve 2-dimensional Euler equations. To increase the accuracy of the method two different schemes are applied. The first one is a second and third order upwind-based algorithm with the MUSCL extrapolation Van Leer (1979), based on primitive variables. The other one is an upwind-based algorithm with the Chakravarthy extrapolation to the fluxes of mass, momentum and energy. The results show that the thickness of shock layer in the third order accuracy is less than its value in second order. Moreover, applying limiter eliminates the oscillations near the shock while increases the thickness of shock layer especially in MUSCL method using Van Albada limiter.