• Title/Summary/Keyword: Implicit Integration

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비등방경화 구성모델을 이용한 대변형 해석 :II. 해석 (Large Deformation Analysis Using an Anistropic Hardening Constitutive Model : II. Analysis)

  • 전병곤;한성수;오세붕
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.215-228
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    • 2002
  • 동반논문(오세붕, 2002)에서는 전체 변형도 영역의 거동을 모델할 수 있는 GUX( 구성모델을 ABAQUS 코드(Hibbit 등, 2001)에 구현하였다. 먼저 정확도 해석을 통하여 동반논문에서 구현한 내재적 응력적분 기법이 해의 정확도를 확보함을 알 수 있었다. GUX 모델은 전응력 개념에 의거한 비등방경화 탄소성 구성모델이므로 완전 배수 또는 비배수 삼축시힘시 응력-변형도 관계를 입력하여 대상문제를 배수 및 비배수조건에 따라 해석할 수 있다. 본 연구에서는 연약지반 및 풍화토 지반상 성토시 안정성 문제와 지반-말뚝계의 축하중 재하시 거동에 대한 예제 해석을 수행하였다. 그리고 대변형 해석을 통하여 기하학적 비선형성을 고려하였고 전체 변형도 거동을 합리적으로 모델하는 GUX 모델을 이용한 결과를 Mises 모델 결과와 비교하였다.

매끄러운 하상위 난류의 내부 영역 유속 분포 공식 (An Inner Region Velocity-Profile Formula of Turbulent Flows on Smooth Bed)

  • 류권규;윤병만
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제39권9호
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    • pp.737-744
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    • 2006
  • 난류의 내부 영역의 유속은 단순한 공식으로 표현하기 매우 어려운 형태를 가지고 있다. 이 속도 분포를 기술하는 여러 가지 공식들이 제안된 바 있지만, 모든 공식들은 많은 항들을 가지거나 적분형 또는 음함수꼴을 가지고 있다. 이것은 이 식들이 적용하기 힘들거나, 매개 변수들을 추정하기 어렵다는 것을 의미한다. 이 연구에서는 매끄러운 바닥 위를 흐르는 난류 내부 영역의 유속 분포를 표현할 수 있는 간단한 형태의 새로운 공식을 제안하였다. 이 공식은 전통적인 대수 법칙에 감쇄 함수를 곱한 형태이다. 단 하나의 추가적인 매개 변수를 도입하여, 전체 내부 영역의 유속 분포를 적절하게 표현할 수 있었다. 이 공식은 벽법칙이 성립하는 바닥 근처의 유속과 대수 법칙이 성립되는 중복 영역의 유속 분포까지를 적절하게 나타낼 수 있다. 또한, 추가된 매개 변수인 감쇄 계수는 쉽게 추정할 수 있다. 이 변수는 Reynolds 수의 변화에 민감하지 않으며, 공식에 의하여 계산된 유속 분포도 또한 이 매개 변수의 변화에 대해서 민감하지 않다.

유동점성 및 공탄성 변형효과를 고려한 스테이터-로터 케스케이드 시스템의 성능평가 (Performance Evaluation of Stator-Rotor Cascade System Considering Flow Viscosity and Aeroelastic Deformation Effects)

  • 김동현;김유성
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.72-78
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    • 2008
  • 본 연구에서는 블레이드 구조 변형 효과를 고려하여 스테이터-로터 상호간섭 케스케이드 모델의 성능평가를 위한 유체-구조 연계해석 시스템을 개발하였다. 고정된 스테이터와 회전하는 로터는 상호간섭 영향이 유동해석에 고려되었으며, 레이놀즈-평균화 난류 방정식인 Spalart-Allmaras 모델과 k-ω SST 난류 모델이 압축성 유동박리 효과를 고려한 유동하중을 예측하기 위해 적용되었다. 정적인 유체-구조 연계해석과 수렴율 증진을 효과적으로 수행하기 위하여 큰 인공 감쇠를 가지는 연계 Newmark 시간적분 기법을 적용하였다. 수치실험을 통해 탄성축 위치에 따른 구조변형 효과가 케스케이드 성능에 미치는 영향을 파악하였다. 구조변형 효과가 고려된 경우 일반적인 강체 블레이드 모델에 대한 성능예측 결과와 다소 차이가 유발될 수 있음을 보였으며 공력탄성학적 영향을 고찰하였다.

초폭굉속도 램가속기의 정상발진과 불발과정에 대한 수치해석 (Numerical Study of Normal Start and Unstart Processes In a Superdetonative Speed Ram Accelerator)

  • 문귀원;정인석;최정렬
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2002년도 제24회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.123-132
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    • 2002
  • A numerical study was conducted to investigate the combustion phenomena of normal start and unstart processes based on ISL's RAMAC 30 experiments with different diluent amounts and fill pressures in a ram accelerator. The initial projectile launching speed was 1.8 km/s which corresponded to the superdetonative speed of the stoichiometric $H_2/O_2$ mixture diluted with 5 $CO_2$ or 4 $CO_2$. Experiments with same condition except for projectile surface material demonstrated that ignition was successful with an aluminum projectile, but no combustion was observed in case of a steel projectile. In this study, it was found that neither shock nor viscous heating was sufficient to ignite the mixture at a low speed of 1.8 km/s, as was found in the experiments using a steel projectile. However, we could succeed in igniting the mixtures by imposing a minimal amount of additional heat to the combustor section and simulate the normal start and unstart processes found in the experiments with an aluminum projectile. For the numerical simulation of supersonic combustion, multi-species Navier-Stokes equations coupled with a Baldwin-Lomax turbulence model and detailed chemistry reaction equations of $H_2/O_2/CO_2$ suitable for high-pressure gaseous combustion were considered. The governing equations were discretized by a high order accurate upwind scheme and solved in a fully coupled manner with a fully implicit, time accurate integration method. The numerical results matched almost exactly to the experimental results. As a result, it was found that the normal start and unstart processes depended on the strength of gas mixture, development of shock-induced combustion wave stabilized by the first separation bubble, and its size and location.

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전투기 형상의 외부장착물이 꼬리날개에 미치는 영향에 대한 수치적 연구 (Numerical Investigation of The Effect of External Stores on Tail Wing Surfaces of a Generic Fighter Aircraft)

  • 김민재;권오준;김지홍
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.211-219
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    • 2008
  • 본 연구에서는 삼차원 비정렬 비점성 유동 해석 코드를 이용하여 전투기 형상의 외부 장착물이 꼬리 날개에 미치는 공력 간섭효과에 대한 연구를 수행하였다. 수치적 기법으로는 격자점 중심(vertex-centered)에 기초한 유한체적법과 시간 적분을 위한 내재적인 point Gauss-Seidel 반복 계산법을 사용하였다. 해석 코드의 검증을 위해 전투기 형상에 대한 정상 유동 계산을 수행하였으며 결과를 실험 데이터와 비교하였다. 외부 장착물의 후류(wake)를 정확히 포착하기 위해 예상되는 후류 영역에 대해 국부적인 격자 조밀화를 수행하였으며 천음속 영역에서의 비정상 유동 해석을 통해 외부 장착물에서 발생하는 후류가 수평꼬리날개에 미치는 간섭효과를 확인하였다. 공력 간섭효과를 감소시키기 위한 대안으로는 뒷전 플랩 꺽임각(trailing edge flap deflection)을 고려하였으며 이에 대한 정량적인 감소효과를 제시하였다.

수평가진에 의한 계류라인의 장력응답 해석 (Analysis on Tension Response of Mooring Line by Lateral Excitation)

  • 정동호;김현주;문덕수;박한일;최학선
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.185-191
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    • 2004
  • 계측주라인은 부체를 일정 위치에 유지시키기 위한 구조요소로 이용된다 본 연구에서는 부소파제의 계류라인으로 사용되는 체인에 대한 동적거동 특성을 파악하기 위해서 체인에 대한 구조해석을 수행하였다. 먼저 체인에 대한 3차원 동적방정식을 유도하는데, 장력이 0부근인 영역에서 복원력을 표현하기 위하여 굽힘강성 성분을 포함시켰다. 수치적인 방법 통하여 3차원 동적 방정식을 해석하였다. 유한차분법을 적용하였는데, 조건에 상관없이 안정적인 음해법과 함께 비선형 해법인 뉴톤-랍슨 반복법을 사용하였다. 본 연구를 통하여 가진 주기에 따른 계류라인의 위치에 따른 장력응답 경향을 파악할 수 있었으며, 본 연구의 해석결과는 참고문헌의 실험결과와 그 경향이 잘 일치하였다. 본 연구결과는 향후 부소파제를 위한 계류라인 설계에 잘 이용될 수 있을 것이다.

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뇌졸중 편마비환자의 작업치료에 적용되는 운동학습의 원칙 (Motor Learning Concepts Applied to Occupational Therapy With Adults With Hemiplegia)

  • 심선화;박지혁
    • 재활치료과학
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    • 제1권2호
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    • pp.14-22
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    • 2012
  • 서론 : 뇌줄중 환자의 상지 운동 결손은 일상생활에서 수행하는 많은 활동에 큰 어려움을 겪게 만든다. 작업치료사들은 다양한 활동을 제공함으로써 일상생활의 참여를 돕기 위해서 노력하지만 학습자의 특성과 환경을 고려하지 않은 채 훈련이 이루어지고 있다. 따라서 본 연구는 운동 학습 이론과 원칙에 대해 알아보고 작업치료 영역에 적용하기 위한 임상적 고려에 대해 제언해보고자 한다. 본론 : 운동학습의 원칙으로는 학습의 단계, 과제의 형태, 실행 또는 연습, 피드백이 있는 학습의 단계에 따라 운동학습의 원칙을 적용할 수 있을 것이다. 초기단계에서는 학습목표와 작업환경에 대한 충분한 이해가 선행되어야 하며 지속적이며 차단된 연습, 전체 과제 연습이 학습을 촉진시킨다. 후기단계에서는 내제적 피드백에 의존하도록 유도하여야 하며 열린과제, 무작위 연습이 수행을 증진시킨다. 결론 : 치료기전으로 제공되는 다양한 운동학습의 원칙을 적용하기 위해서는 치료계획 수립 시에 체계적으로 결정되어야 할 것이다. 작업치료사들은 환자 각각의 평가결과를 바탕으로 환자의 수준에서 수행을 증진시킬 수 있는 효과적인 운동학습의 원칙을 계획하고 치료적 변화를 계속 모니터링하면서 변경시켜나가야 할 것이다.

붐(Boom)의 탄성을 고려한 해상크레인의 비선형 정적/동적 거동을 위한 수치 해석 (Numerical Analysis for Nonlinear Static and Dynamic Responses of Floating Crane with Elastic Boom)

  • 차주환;박광필;이규열
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권4호
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    • pp.501-509
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    • 2010
  • 해상크레인은 크레인을 탑재한 선박으로서, 조선소에서 대형 블록이나 구조물의 탑재 및 해상 운송 작업에 사용된다. 본 논문에서는 해상크레인과 중량물의 전후 동요(Surge), 상하 동요(Heave), 종 동요(Pitch)에 대한 정적/동적거동을 분석하였다. 이 때, 유연 다물체계 동역학을 적용하여 해상크레인의 붐(boom)을 탄성으로 고려하였으며, 플로팅 프레임(floating frame)과 노드 좌표(nodal coordinates)를 사용하였다. 질량 행렬, 탄성 강성 행렬, 2 차 속도 벡터, 일반화 좌표 방향으로 작용하는 외력 등을 고려하여 모든 운동이 연성된 비선형 운동 방정식을 구성하였다. 외력으로는 비선형 유체정역학 힘, 선형화된 유체동역학 힘, wire rope 힘, 계류력이 고려되었다. 수치 해석을 위해 Hilber-Hughes-Taylor 방법을 비선형 운동방정식에 적용하였다. 정적 거동 분석을 통한 정적 평형 자세를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대해 결과를 비교하였으며, 수치 해석 방법에 대한 정적/동적 거동 분석 결과를 비교하였다.

비정렬격자계를 이용한 헬리콥터 덮개 꼬리 로터의 제자리 비행 유동 해석 (Detailed Flow Analysis of Helicopter Shrouded Tail Rotor in Hover Using an Unstructured Mesh Flow Solver)

  • 이희동;권오준;강희정;주진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.1-9
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    • 2003
  • 본 연구에서는 비정렬격자계를 사용하여 덮개 꼬리 로터의 제자리 비행에 대한 압축성, 비정성 유동을 해석하였다. 유동계산을 위한 수치적 기법으로는 셀 중심에 기초한 유한체적법과 내재적인 시간적분법을 사용하였다. 계산은 로터의 한 블레이드에 대해 수행되었으며, 블레이드와 블레이드 사이에는 주기적 경계조건을 설정하였다. 덮개가 없는 로터 형상에 대한 성능은 실험 결과와 잘 일치함을 보였다. 덮개를 포함하는 로터 형상에 대한 계산은 비교된 실험 형상의 불확실성을 고려하여 추력이 일치하는 피치각을 가지는 경우에 대해 수행하였으며, 자세한 유동은 실험결과와 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 그 결과로부터 본 방법이 블레이드 끝단간극을 포함하는 복잡한 3차원 덮개 꼬리 로터 형상 해석에 매우 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있었다.

마찰을 고려한 포일저널베어링의 동특성해석: 회전불균형 응답 (The Dynamic Performance Analysis of Foil Journal Bearings Considering Coulomb Friction: Rotating Unbalance Response)

  • 김경웅;이동현;김영철
    • Tribology and Lubricants
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    • 제23권5호
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    • pp.219-227
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    • 2007
  • The dynamic performance of air foil bearings relies on a coupling between a thin air film and an elastic foil structure. A number of successful analytical techniques to predict dynamic performance have been developed. However, the evaluation of its dynamic characteristic is still not enough because of the mechanical complexity of the foil structure and strong nonlinear behavior of friction force. This work presents a nonlinear transient analysis method to predict dynamic performance of foil bearings. In this method, time dependent Reynolds equation is used to calculate pressure distribution and a finite element method is used to model the bump foil structure. The analysis is treated with a direct implicit integration technique that can handle nonlinear problems and the stick-slip algorithm is used to consider friction force. Using this method the response to the mass unbalance excitation is investigated for various design parameters and operating conditions. The results of analysis show that foil bearing is very effective on the restriction of vibration at the resonance frequency compared to the rigid surface bearings and the effectiveness depends on the operating conditions, static load and a amount of mass unbalance. In addition, there exist optimum values of friction coefficient, bump foil stiffness and number of circumferential slit with regards to minimizing dynamic response at the resonance frequency. These optimum values are system dependent.