• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.469-475
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• 2015

본 논문은 반도체 센서를 이용하여 공간상 시스템의 자세를 정확히 측정할 수 있도록 확장 칼만 필터를 설계하는 방법에 관한 연구이다. 공간상 자세는 관성좌표계(고정 좌표계)로부터 몸체에 부착된 회전좌표계의 상호 관계로 표현한다. 자세를 표현하는데 있어서 간결한 방법인 쿼터니언을 상태변수로 이용하며, 속도 센서로부터 계측된 값을 입력으로 가정하고, 상태 변화를 추정하였다. 그리고 가속도 센서로부터 획득된 값을 관측 데이터로 하여 추정한 값과의 정합과정을 통해 최적의 추정치를 얻어낸다. 이때 추정의 정밀도를 높이기 위해 추정 주기를 센서특성에 맞춰 조절하도록 확장 칼만 필터를 설계하였다. 그 결과, 3축 속도 센서와 3축 가속도 센서를 이용하여 설계된 추정기의 RMS(: Root Mean Square) 추정오차가 시뮬레이션에서 약 1.7 [$^{\circ}$] 이하로 유지되었고, 실험에서 100 [ms] 의 주기로 상태추정을 함으로 추정기가 유용함을 입증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.279-286
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• 2020

본 연구에서는 점근해석 및 논로컬 이론에서 요구하는 4차 이상의 고차 미분근사를 수행하기 위하여 계방정식에 혼합변분이론을 적용하여 MLS 차분법으로부터 구해지는 고차 미분근사의 정확도를 큰 폭으로 향상시킨다. 또한, MLS 차분법에 존재하는 세 가지 조건변수에 따른 고차미분근사의 정확도를 비교·분석한다. 혼합변분이론의 합응력을 후처리하여 변위의 미분을 근사할 경우 기존의 변위장 기반 계방정식의 차분 결과에 비해 미분 차수가 2차 낮아진다. 해석 범위내 절점 수가 과도하게 많거나 기저 차수가 클 경우 MLS 차분법의 영향영역 내에서 과적합(overfitting)이 발생한다. 또한 영향영역이 최적 범위 이상으로 넓어질 경우 근사의 정확도가 떨어진다. 위 내용을 사인 하중을 받는 단순지지보 수치예제로부터 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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• pp.832-835
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• 2005

본 연구는 지반에 근입된 변단면 말뚝의 자유진동에 관한 연구이다. 이 논문에서는 말뚝이 근입된 지반을 Winkler형으로 이상화하여 변단면 말뚝의 자유진동을 지배하는 상미분방정식을 무차원형으로 표현하였으며, 이를 수치해석하여 대상구조의 고유진동수를 산출하였다. 수치해석 예에서는 상단이 자유, 하단이 회전지점과 회전스프링으로 이루어진 말뚝을 대상으로 회전스프링상수, 근입비, 지반계수, 접촉면의 폭비에 따른 고유진동수를 산출하고 그 결과를 고찰하였다.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제9권1호
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• pp.79-90
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• 2005

In this paper we study the numerical solutions of the stochastic differential equations of the form $$du(x,\;t)=f(x,\;t,\;u)dt\;+\;g(x,\;t,\;u)dW(t)\;+\;\sum\limits_{|q|\leq2m}\;A_q(x,\;t)D^qu(x,\;t)dt$$ where $0\;{\leq}\;t\;{\leq}\;T,\;x\;{\in}\;R^{\nu}$, ($R^{nu}$ is the $\nu$-dimensional Euclidean space). Here $u\;{\in}\;R^n$, W(t) is an n-dimensional Brownian motion, $$f\;:\;R^{n+\nu+1}\;{\rightarrow}\;R^n,\;g\;:\;R^{n+\nu+1}\;{\rightarrow}\;R^{n{\times}n},$$, and $$A_q\;:\;R^{\nu}\;{\times}\;[0,\;T]\;{\rightarrow}\;R^{n{\times}n}$$ where ($A_q,\;|\;q\;|{\leq}\;2m$) is a family of square matrices whose elements are sufficiently smooth functions on $R^{\nu}\;{\times}\;[0,\;T]\;and\;D^q\;=\;D^{q_1}_1_{\ldots}_{\ldots}D^{q_{\nu}}_{\nu},\;D_i\;=\;{\frac{\partial}{\partial_{x_i}}}$.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제73권1호
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• pp.17-25
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• 2020

A finite element (FE) model for analyzing slender reinforced high-strength concrete (HSC) columns under biaxial eccentric loading is formulated in terms of the Euler-Bernoulli theory. The cross section of columns is divided into discrete concrete and reinforcing steel fibers so as to account for varied material properties over the section. The interaction between axial and bending fields is introduced in the FE formulation so as to take the large-displacement or P-delta effects into consideration. The proposed model aims to be simple, user-friendly, and capable of simulating the full-range inelastic behavior of reinforced HSC slender columns. The nonlinear model is calibrated against the experimental data for slender column specimens available in the technical literature. By using the proposed model, a numerical study is carried out on pin-ended slender HSC square columns under axial compression and biaxial bending, with investigation variables including the load eccentricity and eccentricity angle. The calibrated model is expected to provide a valuable tool for more efficiently designing HSC columns.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제76권6호
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• pp.765-779
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• 2020

This article presents a nonclassical size dependent model based on the modified couple stress theory to study and analyze the bending behavior of perforated microbeams under different loading patterns. Modified equivalent material and geometrical parameters for perforated beam are presented. The modified couple stress theory with one material length scale parameter is adopted to incorporate the microstructure effect into the governing equations of perforated beam structure. The governing equilibrium equations of the perforated Timoshenko as well as the perforated Euler Bernoulli are developed based on the potential energy minimization principle. The Poisson's effect is included in the governing equilibrium equations. Regular square perforation configuration is considered. Based on Fourier series expansion, closed forms for the bending deflection and the rotational displacements are obtained for simply supported perforated microbeams. The proposed methodology is validated and compared with the available results in the literature and an excellent agreement is detected. Numerical results demonstrated the applicability of the proposed methodology to investigate the bending behavior of regularly squared perforated beams incorporating microstructure effect under different excitation patterns. The obtained results are significantly important for the design and production of perforated microbeam structures.

• Wind and Structures
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• 제38권3호
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• pp.161-170
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• 2024

In recent years, there have been an increasing number of experimental studies showing the need to include robustness criteria in the design process to develop complex active control designs for practical implementation. The paper investigates the crosswind aerodynamic parameters after the blocking phase of a two-dimensional square cross-section structure by measuring the response in wind tunnel tests under light wind flow conditions. To improve the accuracy of the results, the interpolation of the experimental curves in the time domain and the analytical responses were numerically optimized to finalize the results. Due to this combined effect, the three aerodynamic parameters decrease with increasing wind speed and asymptotically affect the upper branch constants. This means that the aerodynamic parameters along the density distribution are minimal. Taylor series are utilized to describe the fuzzy nonlinear plant and derive the stability analysis using polynomial function for analyzing the aerodynamic parameters and numerical simulations. Due to it will yield intricate terms to ensure stability criterion, therefore we aim to avoid kinds issues by proposing a polynomial homogeneous framework and utilizing Euler's functions for homogeneous systems. Finally, we solve the problem of stabilization under the consideration by SOS (sum of squares) and assign its fuzzy controller based on the feasibility of demonstration of a nonlinear system as an example.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권3호
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• pp.171-181
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• 2017

2상 횡 유동은 응축기, 증발기와 원자력의 증기 발생기와 같은 열교환기의 튜브와 셀 사이에 존재한다. 공기/물의 2상 유동에 놓인 관군에 작용하는 항력을 실험적으로 평가하였다. 2상 유동에 놓인 관군은 정사각형 배열이다. 피치 직경 비는 1.35이었고, 실린더의 직경은 18 mm이다. 관군에 유동방향으로 작용하는 항력을 측정하여 항력계수와 2상 유동 감쇠비를 계산하였다. 2상 유동 감쇠비는 균질 2상 유동의 이론식을 사용하여 구하여 실험의 결과와 비교하였다. 압력과 항력의 상관계수를 실험결과를 고려하여 평가하였다. 상관계수는 이론적으로 항력을 계산할 때에 사용된다. 질량유량을 증가할수록 측정된 항력으로부터 구한 항력계수와 감쇠비가 균질 유동의 이론적 결과와 잘 일치함을 보이고 있다. 결과적으로 충분히 큰 질량 유량의 기포 유동인 경우에는 감쇠비를 균질 유동에 근거한 이론식으로 계산할 수 있다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2004년도 한국우주과학회보 제13권2호
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• pp.296-299
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• 2004

KARI precision attitude determination system has been developed for high accurate geo-coding of KOMPSAT-2 image. Sensor data from two star trackers and a IRU are used as measurement and dynamic data. Sensor data from star tracker are composed of QUEST and unit vector filter. Filter algorithms consists of extended Kalman filter, unscented Kalman filter, and least square batch filter. The type of sensor data and filter algorithm can be chosen by user options. Estimated parameters are Euler angle from 12000 frame to optical bench frame, gyro drift rate bias, gyro scale factor, misalignment angle of star tracker coordinate frame with respect to optical bench frame, and misalignment angle of gyro coordinate frame with respect to optical bench frame. In particular, ground control point data can be applied for estimating misalignment angle of star tracker coordinate frame. Through the simulation, KPADS is able to satisfy the KOMPSAT-2 mission requirement in which geo-location accuracy of image is 80 m (CE90) without ground control point.