• 제목/요약/키워드: Hydraulic Physical Model

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Integrated SolidWorks & Simscape Platform for the Model-Based Control Algorithms of Hydraulic Manipulators

  • Ahn, Doo Sung;Lee, Ill Yeong;Kim, Hyun Ho
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제12권4호
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    • pp.41-47
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    • 2015
  • Hydraulic manipulators have been widely used in many different fields due to their high force/torque to inertia ratio. The increased speed of hydraulic manipulators requires solutions to problems ranging from mechanical design to the need to determine a robot model suitable for model-based control. As a solution, this paper presents the integration of SolidWorks with Simscape for designing and controlling hydraulic manipulators. The integration provides a platform for the rapid control prototyping of a hydraulic robot without the need to build actual prototypes. The mechanical drawings of a manipulator are first created using Solidworks and are then imported into Simscape, where the manipulator is represented by connected block diagrams based on the principle of physical modeling. Simulation examples for a 3D manipulator made by KNR SYSTEM INC are verified to show the effectiveness of the presented platform.

일체형 하천호안블럭의 개발 및 모형실험 적용 (Invention and Hydraulic Model Test of Combined Block System in River Bank Protection)

  • 장석환;이창해;박상우
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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    • pp.449-453
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    • 2008
  • This research focused on analyzing and comparing between the results of hydraulic physical modeling and the results of numerical modeling of Grass Concrete which is newly developed in-situ block system. The physical model was built as a scale of 1:50 by Froude similitude measuring the water levels and the water velocities for before and after vegetation and the effects were analyzed after reviewing the results. In consequence, the water velocities were observed to decrease meanly 19.1%, and the water depth were determined to increase meanly 27.8% in case of the of design flood, $Q=200m^3/sec$. Moreover, the velocities were produced reduction effects of 27.2%, and the water levels were derived from addition effects of the highest 31.3% in case of the probability maximum flood(PMF), $Q=600m^3/sec$. To verifying the hydraulic physical modeling, the numerical modeling was conducted for a close examination of before and after vegetation. HEC-RAS model was for 1 dimensional numerical analysis and RMA-2 was for 2 dimensional numerical analysis. The results of the numerical simulation, under the condition of roughness coefficient calibration, shows similar results of the physical modeling. These satisfactory results show that the accomplished results of hydraulic modeling and the predicted results of numerical modeling corresponded reasonably each others.

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수리모형실험과 FLOW-3D를 이용한 배수갑문 통수능력 검토 (Estimation of Gate Discharge Capacity by Physical Model Test and FLOW-3D)

  • 박병준;이상화
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.168-175
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    • 2008
  • 군장 국가산업단지(장항지구) 조성공사 후 단지를 가로지르는 솔리천 하구에 새로 건설될 배수갑문 설계안에 대해 축척모형을 제작하고 현장과 동일한 수리조건을 적용한 수리모형실험을 수행하여 통수능력을 검토함과 동시에 결과의 신뢰도 확보를 위해 상용 3차원 전산유체역학 코드인 FLOW-3D를 이용하여 수치모의를 실시하였다. 수리모형실험과 수치모의에서는 얻어진 통수능은 유사한 결과를 보여주었다.

아산만 방조제 배수갑문 확장사업에 따른 주변해역 수리현상 변화 검토 (Estimation of Hydraulic States Caused by Gate Expansion in Asan Bay)

  • 박병준;이상화
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.184-193
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    • 2008
  • 아산호 상류지역의 도시화 진행과 이상 기후 등에 따른 강수량 증가로 아산만 방조제 배수갑문 확장의 필요성이 제기됨에 따라 배수갑문 확장으로 인한 방류량 증가가 아산만 및 주변 해역에 미치는 영향을 수리모형실험과 범용 수치모의 코드인 Delft3D, FLOW-3D를 이용하여 검토하였다. 그 결과 아산만 방조제 배수갑문확장에 의한 영향은 미흡한 것으로 확인되었다.

WAVESTAR형 파력발전장치의 유압식 2차변환장치의 물리모델 구축에 관한 연구 (A Study on the Physical Model Establishment of Hydraulic Secondary Conversion Device of Wavestar Type Wave Power Generator)

  • 이정희;오재원;하윤진;박지용;천호정;김경환
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제23권6_2호
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    • pp.999-1006
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    • 2020
  • This study was conducted to develop an efficiency prediction program of a hydraulic secondary energy converter for calculating annual power generation of a Wavestar type wave power generator. Using the period and wave height obtained from the frequency domain analysis, the behavior of the floating body was obtained by assuming the sin function. The piston displacement and speed of the hydraulic cylinder were calculated considering the behavior of the floating body and the shape of the mechanism. The numerical simulation of the hydraulic system was performed by physically modeling the hydraulic cylinders, check valves, hydraulic motors, which are the main devices. In the future, this analysis program will be used to develop a program for estimating annual power generation of a moveable body type wave power generation device.

일체형 식생호안블록 시스템 개발 및 수리특성 연구(II) -일체형 호안블록시스템 수치모의를 통한 효과 분석- (Development and Hydraulic Characteristics of Continuous Block System in River Bank Protection (II) - Comparison of Numerical Analysis with Physical Modeling -)

  • 장석환
    • 한국습지학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.99-109
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    • 2008
  • 본 연구는 I편에서 개발된 일체형 블록시스템의 수리모형실험 결과를 검증하고 호안블록의 효과를 해석하기 위하여 수치해석을 통한 수리모형 실험을 수리특성을 모의하고자 하였다. 하도내 적용된 일체형 호안블록의 수치해석을 위하여 1차원 HEC-RAS 모형과 2차원 흐름 모의를 위하여 RMA-2 모형을 적용하여 식생전후의 수리현상을 수리모형 실험결과와 비교하여 홍수 시 유속 저감효과의 분석 및 대안으로 제시하는데 그 목적이 있다. 분석결과 2차원 수치해석 모형이 1차원 수치해석보다는 수위 유속 모두 수리모형실험결과와 근접한 결과를 나타내어 수치해석을 통한 자료구축 시 좀 더 신뢰성 있는 자료를 구축할 수 있는 것으로 판단되었다. 유속은 최저 0.21m/sec에서 최대 1.89m/sec의 저감효과를 나타내었으며, 이는 100m 당 4.89sec에서 7.33sec의 지체시간을 가져오는 것으로 분석되었다.

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일체형 식생호안블록 시스템 개발 및 수리특성 연구(I) -일체형 호안블록 개발 및 수리모형실험을 통한 적용성 검토- (Development and Hydraulic Characteristics of Continuous Block System in River Bank Protection (I) - Development and Application Review through Hydraulic Model Test -)

  • 장석환
    • 한국습지학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.87-97
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    • 2008
  • 본 연구는 현재 대부분의 자연형 하천에 적용되는 프리캐스트 호안블록 대신 현장 타설식 일체형 블록시스템을 개발하고 수리특성분석을 위하여 수리모형 실험을 실시하여 수위와 유속의 변화를 통하여 호안 적용성을 검토하였다. 기존의 프리캐스트 불록은 홍수 시 빠른 유속과 집중하중에 유실 및 탈락의 문제점이 나타나고 있으나 이를 보완한 일체형 호안블록 시스템은 홍수시나 수충부에 적합한 호안식생블록 시스템이다. 수리모형실험에서는 성덕댐이 위치한 보현천의 하도에 1/50 축척으로 모형을 재현하고 설계홍수량을 방류하는 조건으로 하도에서 원형과 개발된 블록의 식생유무에 대한 흐름 및 특성의 변화를 검토하였다. 검토결과, 설계홍수량 $200m^3/sec$에서 유속 저감 평균 10.1%, 수위 상승 평균 17.8%의 실험 결과를 얻었다. 연구(II)에서는 수치모형실험을 통하여 실험결과를 검증하고자 하였다.

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ER 댐퍼의 이력현상을 고려한 댐핑력 특성 고찰 (Damping Force Characteristics of ER Damper Considering Hysteresis)

  • 홍성룡;송현정;한상수;최승복
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.489-494
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    • 2002
  • This paper presents hydraulic model which can capture the hysteric damping force behavior of ER damper. A flow mode rue ER damper is manufactured, and its field-dependent damping forces are measured. Newly proposed hydraulic model which derived from physical hydro-mechanical parameters of ER damper are conventional Bingham model are investigated to represent the field-dependent damping force characteristics of ER damper. After principal parameters of two models are estimated from the measured damping forces data, the force vs velocity hysteresis cycles are then reconstructed. The results show that the proposed hydraulic model can capture the hysteresis behavior of ER damper accurately.

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토양의 물리적 특성의 변화를 고려한 강우의 침투모형 개발 (Development of Infiltration Model Considering Temporal Variation of Soil Physical Properties Under Rainfalls)

  • 정하우;김성준
    • 한국농공학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.36-46
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    • 1993
  • The purposes of this study are to develop three-layered Green-Ampt infiltration model considering temporal variation of physical properties of soil and to evaluate the model with field experiment on bare-tilled and soybean-growing soil plots under natural rainfalls. Infiltration tests were conducted on a sandy loam soil. The model has three-layered soil profile including a surface crust, a tilled layer, a subsoil and considers temporal variation of porosity, hydraulic conductivity, capillary pressure head on a tilled layer by natural rainfalls and canopy density variation of crop. Field measurement of porosity, average hydraulic conductivity and average capillary presure head on a tilled layer were conducted by soil sampler and air-entry permeameter at regular intervals-after tillage. It was found that temporal variation of porosity and average hydraulic conductivity might be expressed as a function of cumulative rainfall energy and average capillary pressure head might be expressed as a function of porosity of a tilled soil. The model was calibrated by an optimization technique, Hooke and Jeeves method using hourly surface runoff data. With the calibrated parameters, the model was verified satisfactorily.

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시추공 수리전도도 상수를 결정하기 위한 전기전도도검층 기법을 이용한 예비모형실험 (A Preliminary Conductivity Model Experiment for Determining Hydraulic Constants in Physical Model Borehole)

  • 김영화;임헌태
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제8권1호
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    • pp.48-56
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    • 2003
  • 간단한 모형시추공을 이용한 전기전도도 측정실험을 실시하고 이로부터 시추공에서의 수리상수 결정에 관련된 제반기초 환경을 검증하고 실험에 의한 모델방정식을 유도하였다. 실험은 상대적으로 높은 염도를 공내수로 하고 증류수를 지하수를 사용하여, 지하수의 유입과 유출되는 유량을 일정하게 유지한 상태에서 전기전도도를 측정하는 것으로 이루어졌다. 관찰의 주 대상은 지하수의 유량, 공내수와 지하수 사이의 염도차 및 밀도차에 따른 공내에서의 전기전도도 변화 양상에 있었다. 실험결과, 공내에서의 시간에 따른 전기전도도 변화가 매우 일정한 양상으로 나타남을 보였으며, 유량과 전기전도도 변화율 사이에 양호한 상관관계가 얻어졌다. 이 결과는 향후 추가될 일반적인 수리상수와 검층수리 상수들의 비교연구로 모델방정식에 대한 검증이 이루어진다면, 희석모델에 근거한 전기전도도검층 기법이 수리 상수 결정을 위한 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여 주었다.