Kinematic and kinetic analysis has been performed for Soft Golf swings utilizing realistic three dimensional computer simulations based on three dimensional motion tracking data. Soft Golf is a newly developed recreational sport in South Korea aimed to become a safe and easy-to-learn sport for all ages. The advantage of Soft Golf stems from lighter weight of the club and much larger area of the sweet spot. This paper tries to look into kinematic and kinetic aspects of soft golf swings compared to regular golf swing and find the advantages of lighter Soft Golf clubs. For this purpose, swing motions of older aged participants were captured and kinematic analysis was performed for various kinematic parameters such as club head velocity, joint angular velocity, and joint range of motions as a pilot study. Kinetic analysis was performed by applying kinematic data to computer simulation models constructed from anthropometric database and the measurements from the participants. The simulations were solved using multi-body dynamics solver. Firstly, the kinematic parameters such as joint angles were obtained by solving inverse dynamics problem based on motion tracking data. Secondly, the kinetic parameters such as joint torques were obtained by solving control dynamics problem of making joint torque to follow pre-defined joint angle data. The results showed that mechanical loadings to major joints were reduced with lighter Soft Golf club.
탄소 원자 간의 interaction potential로서 Tersoff에 의해 제안된 반 경험적인 potential을 이용하여 고경질 탄소박막의 합성 거동을 전산 모사하였다. 고에너지의 탄소익사를 diamond (100) 표면에 충돌시켜 고밀도의 비정질 탄소박막을 만들 수 있었으며, 전산모사에 의해 합성된 탄소 박막의 물성과 Shin 등이 발표한 filtered cathodic arc 공정에 의해 합성된 탄소의 물성을 비교하였다. ta-C 합성 실험에서 관찰된 바와 같이 최적의 에너지 영역에서 다이아몬드에 가장 유사한 물성의 필름이 합성되었으며, 이때의 입사원자 에너지인 50 eV 는 실험적으로 최적의 필름이 얻어지는 조건에서의 탄소이온 에너지와 유사하였다. 전산모사에 의해 합성된 박막은 비정질이었으며, 다이아몬드 lattice에 해당하는 short range order를 가지긴 있었다. 그러나, 최적의 에너지 조건에서는 2.1 $\AA$의 거리의 준안정 site에 탄소들이 많이 존재하는 것을 알 수 있었는데, 이는 필름 표면의 국부적 급냉효과가 최대가 되는 조건과 일치하였다. 이러한 결과는 다이아몬드상 카본필름의 합성에 있어서, 고 에너지의 탄소인자가 충돌하면서 발생하는 국소적인 열에너지의 증가가 가장 빨리 제거되는 조건에서 최적의 물성을 가지는 경질탄소 필름이 형성되는 것을 보여주고 있다.
In the kinetic theory of dense fluids the many-particle collision bracket integral is given in terms of a classical collision operator defined in the phase space. To find an algorithm to compute the collision bracket integrals, we revisit the eigenvalue problem of the Liouville operator and re-examine the method previously reported [Chem. Phys. 1977, 20, 93]. Then we apply the notion and concept of the eigenfunctions of the Liouville operator and knowledge acquired in the study of the eigenfunctions to cast collision bracket integrals into more convenient and suitable forms for numerical simulations. One of the alternative forms is given in the form of time correlation function. This form, on a further manipulation, assumes a form reminiscent of the Chapman- Enskog collision bracket integrals, but for dense gases and liquids as well as solids. In the dilute gas limit it would give rise precisely to the Chapman-Enskog collision bracket integrals for two-particle collision. The alternative forms obtained are more readily amenable to numerical simulation methods than the collision bracket integrals expressed in terms of a classical collision operator, which requires solution of classical Lippmann-Schwinger integral equations. This way, the aforementioned kinetic theory of dense fluids is made fully accessible by numerical computation/simulation methods, and the transport coefficients thereof are made computationally as accessible as those in the linear response theory.
In this study, a fractional order proportional integral derivative (FOPID) controller is designed to create the reference power trajectory and to conquer the uncertainties and external disturbances. A fractional nonlinear model was utilized to describe the nuclear reactor dynamic behaviour considering thermal-hydraulic effects. The controller parameters were tuned using optimization method in Matlab/Simulink. The FOPID controller was simulated using Matlab/Simulink and the controller performance was evaluated for Hard variation of the reference power and compared with that of integer order a proportional integral derivative (IOPID) controller by two models of fractional neutron point kinetic (FNPK) and classical neutron point kinetic (CNPK). Also, the FOPID controller robustness was appraised against the external disturbance and uncertainties. Simulation results showed that the FOPID controller has the faster response of the control attempt signal and the smaller tracking error with respect to the IOPID in tracking the reference power trajectory. In addition, the results demonstrated the ability of FOPID controller in disturbance rejection and exhibited the good robustness of controller against uncertainty.
Instability of oblique detonation waves (ODW) at off-attaching condition was investigated through a series of numerical simulations. Two-dimensional wedge of finite length was considered in $H_2/O_2/N_2$ mixtures at superdetonative condition. Numerical simulation was carried out with a compressible fluid dynamics code and a detailed hydrogen-oxygen combustion mechanism. Present result reveals that there is a chemical kinetic limit of the ODW detachment, in addition to the theoretical limit predicted by Rankine-Hugoniot theory with equilibrium chemistry. Result also presents that ODW still attaches at a wedge as an oblique shock-induced flame showing periodically unstable motion, if the Rankine-Hugoniot limit of detachment is satisfied but the chemical kinetic limit is not. Mechanism of the periodic instability is considered as interactions of shock and reaction waves coupled with chemical kinetic effects. From the investigation of characteristic chemical time, condition of the periodic instability is identified as follows; at the detaching condition of the Rankine-Hugoniot theory, (1) flow residence time is smaller than the chemical characteristic time, behind the detached shock wave with heat addition, (2) flow residence time should be greater than the chemical characteristic time, behind an oblique shock wave without heat addition.
A short kinetic mechanism for premixed benzene/air flames was developed with a reduction method of Simulation Error Minimization Connectivity Method(SEM-CM). It consisted of 38 species and 336 elementary reactions. Flame speeds were calculated and compared with those from full mechanisms and experiments of other researcher. Those comparisons are in good agreement between the full mechanism and the short mechanism at high pressure condition. In numerical work the running time with the short mechanism was over 10 times faster than one with the full mechanism.
Current state and perspective of DNS of turbulence and turbulent combustion are discussed with feature trend of the fastest supercomputer in the world. Based on the perspective of DNS of turbulent combustion, possibility of perfect simulations of IC engine is shown. In 2020, the perfect simulation will be realized with 30 billion grid points by 1EXAFlops supercomputer, which requires 4 months CPU time. The CPU time will be reduced to about 4 days if several developments were achieved in the current fundamental researches. To shorten CPU time required for DNS of turbulent combustion, two numerical methods are introduced to full-explicit full-compressible DNS code. One is compact finite difference filter to reduce spatial resolution requirements and numerical oscillations in small scales, and another is well-known point-implicit scheme to avoid quite small time integration of the order of nanosecond for fully explicit DNS. Availability and accuracy of these numerical methods have been confirmed carefully for auto-ignition, planar laminar flame and turbulent premixed flames. To realize DNS of IC engine with realistic kinetic mechanism, several DNS of elemental combustion process in IC engines has been conducted.
Current state and perspective of DNS of turbulence and turbulent combustion are discussed with feature trend of the fastest supercomputer in the world. Based on the perspective of DNS of turbulent combustion, possibility of perfect simulations of IC engine is shown. In 2020, the perfect simulation will be realized with 30 billion grid points by 1EXAFlops supercomputer, which requires 4 months CPU time. The CPU time will be reduced to about 4 days if several developments were achieved in the current fundamental researches. To shorten CPU time required for DNS of turbulent combustion, two numerical methods are introduced to full-explicit full-compressible DNS code. One is compact finite difference filter to reduce spatial resolution requirements and numerical oscillations in small scales, and another is well-known point-implicit scheme to avoid quite small time integration of the order of nanosecond for fully explicit DNS. Availability and accuracy of these numerical methods have been confirmed carefully for auto-ignition, planar laminar flame and turbulent premixed flames. To realize DNS of IC engine with realistic kinetic mechanism, several DNS of elemental combustion process in IC engines has been conducted.
Current state and perspective of DNS of turbulence and turbulent combustion are discussed with feature trend of the fastest supercomputer in the world. Based on the perspective of DNS of turbulent combustion, possibility of perfect simulations of IC engine is shown. In 2020, the perfect simulation will be realized with 30 billion grid points by 1EXAFlops supercomputer, which requires 4 months CPU time. The CPU time will be reduced to about 4 days if several developments were achieved in the current fundamental researches. To shorten CPU time required for DNS of turbulent combustion, two numerical methods are introduced to full-explicit full-compressible DNS code. One is compact finite difference filter to reduce spatial resolution requirements and numerical oscillations in small scales, and another is well-known point-implicit scheme to avoid quite small time integration of the order of nanosecond for fully explicit DNS. Availability and accuracy of these numerical methods have been confirmed carefully for auto-ignition, planar laminar flame and turbulent premixed flames. To realize DNS of IC engine with realistic kinetic mechanism, several DNS of elemental combustion process in IC engines has been conducted.
In this study, a three-dimensional transient simulation with a knock model was performed to predict knock occurrence and autoignition site in a heavy-duty LPG engine. A FAE (Flame Area Evolutoin) premixed combustion model was applied to simulate flame propagation. The coefficient of the reduced kinetic model was adjusted to LPG fuel and used to simulate autoignition in the unburned gas region. Engine experiments using a single-cylinder research engine were performed to calibrate the reduced kinetic model and to verify the results of the modeling. A pressure transducer and a head-gasket type ion-probe circuit board were installed in order to detect knock occurrences, flame arrival angles, and autoignition sites. Knock occurrence and position were compared for different piston bowl shapes. The simulation concurred with engine experimental data regarding the cylinder pressure, flame arrival angle, knock occurrence, and autoignition site. Furthermore, it provided much information about in-cylinder phenomena and solutions that might help reducing the knocking tendency. The knock simulation model presented in this paper can be used for a development tool of engine design.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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