International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제18권1호
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pp.17-27
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2017
The treatment of rotor wake has been a critical issue in the field of the rotor aerodynamics. This paper presents a new free wake model for the unsteady analysis for a wind turbine. A blade-wake-tower interaction is major source of unsteady aerodynamic loading and noise on the wind turbine. However, this interaction can not be considered in conventional free wake model. Thus, the free wake model named Finite Vortex Element (FVE hereafter) was devised in order to consider the interaction effects. In this new free wake model, the wake-tower interaction was described by dividing one vortex filament into two vortex filaments, when the vortex filament collided with a tower. Each divided vortex filaments were remodeled to make vortex ring and horseshoe vortex to satisfy Kelvin's circulation theorem and Helmholtz's vortex theorem. This model was then used to predict aerodynamic load and wake geometry for the horizontal axis wind turbine. The results of the FVE model were compared with those of the conventional free wake model and the experimental results of SNU wind tunnel test and NREL wind tunnel test under various inflow velocity and yaw condition. The result of the FVE model showed better correlation with experimental data. It was certain that the tower interaction has a strong effect on the unsteady aerodynamic load of blades. Thus, the tower interaction needs to be taken into account for the unsteady load prediction. As a result, this research shows a potential of the FVE for an efficient and versatile numerical tool for unsteady loading analysis of a wind turbine.
변형률 쐐기모델은 지반의 변형과 말뚝의 복합적인 상호거동을 반영하는 효과적인 횡방향 지지력 산정방법이며, 국내에서도 근래에 들어 실무에서 그 적용성이 점차 증가하고 있다. 특히 다층지반에서의 변형률 쐐기모델은 아직까지 국내에서 검증된 바가 없어, 다층지반에서 횡방향 하중을 받는 말뚝의 거동을 변형률 쐐기모델로 이해하기 위해서는 충분한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 다층 지반에서도 변형률 쐐기모델이 지반과 말뚝의 복합거동을 모사할 수 있는 유효한 모델인지 확인하기 위하여 모형실험과 수치해석기법으로 그 적용성을 확인해 보았다. 모형말뚝을 이용하여 직접 횡방향 하중을 재하시킴으로써 말뚝의 거동특성을 평가하고, 주면 마찰저항력의 크기로 지반의 변형률을 평가하여 지반의 수동쐐기를 도출하면서 지층의 강성에 따른 수동쐐기의 상태변화를 확인함으로써 다층지반에서의 적용성을 확인하였다. 아울러 수치해석 기법을 이용하여 모형실험을 검증함으로써 모형실험의 신뢰성을 검증하여 변형률 쐐기모델의 적용성을 검증하였다.
This paper presents a simulation method with constant power model for the train load. In power system simulation loads could be modeled as a constant power, constant current, constant Impedance or a function of voltage and frequency. At this time, however, representing a train load as the function is difficult because of the lack of data. Therefore as a first step, simulation method with a constant power model fer a train is studied, and the test result is compared with the simulation result using the constant Impedance model.
최첨단 항공 기술을 3차원 공간이 아닌 평면에서 움직이는 자동차에 적용하므로써, 미래자동차의 가장 큰 목표인 "안전성"을 크게 향상시킬 수 있으며, 무인 자율 자동차 개발에 한발 더 다가갈 수 있다. 이것은 디지털 비행제어시스템에서 항공기의 운동 역학 모델이 구현되어, 자율 비행이 가능하도록 제어값이 찾아지므로 이루어진다. 이러한 첨단 항공 기술을 평면상에서 운동하는 자동차에 적용한다면, 무인 항공기와 같이 자율 운행할 수 있도록 제어 될 수 있을 것이다. 본 논문에서는 첨단 항공기의 비행 제어 시스템 모델로 사용되는 하중 제어 모델을 자동차에 적용하여 자동차의 운동 역학을 재해석하고, 하중제어 모델에서 자동차 움직임에 따른 승차감 분석을 한다. 또한 승차감 상향을 위한 해결 방법을 제시한다. 그리고 자동차의 자율 주행, 차선 변경 및 지능형 제동 시스템을 구현하기 위한 하중 제어 모델의 사용 예를 제시한다.
본 연구의 목적은 재난 취약계층 특히 장애아동을 전문으로 보육하는 어린이집의 피난 부하를 고려한 피난 모델 구축을 통해 장애아동의 피난 환경 개선 방안을 제시하는데 있다. 피난 부하 및 모델에 대한 이론적 고찰 및 장애아전문 어린이집 피난 훈련을 통해 장애아동의 피난 행태 및 방법을 분석하고, 이를 기초로 장애아전문 어린이집의 장애아동 피난 부하 모델을 제시하였다. 이상의 연구 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다. 첫째, 장애아동의 피난은 장애 유형 및 수준, 피난 행태를 고려하여 피난 계획 수립의 필요성이 있으며, 피난시 피난 수단 및 방법의 특별한 고려의 필요성이 있다. 둘째, 재난시 장애아동의 피난 부하는 비장애인의 피난 부하와 상이한 조건을 보이며, 장애아동의 특별한 피난 행태(피난 방법 및 수단)를 반영하는 피난 통로 및 피난 부하 모델 구축의 필요성이 있다. 셋째, 휠체어 또는 뇌성마비 등 장애 유형 및 수준에 따라 수직 피난이 불가능한 경우, 장애아동의 안전한 피난을 위해서 2층 이상의 활동실에는 장애아동의 안전한 구난시까지 대기할 수 있는 피난안전구역을 설정할 필요성이 있다.
Vehicle dynamic models in handing and stability analysis are divided into three groups: bicycle model, roll axis model and full vehicle model. Bicycle model is a simple linear model, which hag two wheels with load transfer being ignored. Roll axis model treats left and right wheels independently. In this model, load transfer has a great effect on nonlinearity of tire model. Effects of suspension system can be analyzed by using full vehicle model, which is included suspension stroke motions. In this paper, these models are validated and compared through comparison with road test, and the effects of suspension kinematics and compliance characteristics on vehicle motion are analyzed. In handling and stability analysis, roll axis model can simulate the real vehicle motion more accurately than full vehicle model. Compliance steer has a significant effect, but the effect of suspension kinematics is negligible.
This paper proposes a short-term load forecasting by using a temperature and load pattern. The forecasting model that represents the relations between load and temperature which get a numeral expected temperature based on the past temperature was constructed. Case studies were applied to load forecasting for 2009 data, and the results show its appropriate accuracy.
The load model representation needs the load composition rate which means the portion of several typical load groups. This paper proposes the refined load composition rate estimation considering the the uncertainty of limit values and an energy portion of a load group.
The reinforced-roadbed materials composed of crushed stones are used for preventing vertical deformation and reducing impact load caused by highspeed train. Repeated load application can induce deformation in the reinforced-roadbed layer so that it causes irregularity of track. Thus it is important to understand characteristics of permanent deformation in the reinforced-subbase materials. The characteristics of permanent deformation can be simulated by prediction model that can be obtained by performing repetitive triaxial test. The prediction model of permanent deformation is a key-role in construction of design method of track. The prediction model of permanent deformation is represented in usual as the hyperbolic function with increase of number of load repetition. The prediction model is sensitive to many factors including stress level etc. so that it is important to define parameters of the model as clearly as possible. Various data obtained from repetitive triaxial test and resonant column test using the reinforced-roadbed of crushed stone are utilized to develop a new prediction model based on concept of shear-stress ratio and elastic modulus. The new prediction model of permanent deformation can be adapted for developing design method of track in the future.
The bonding interface of the concrete slab track and cement-asphalt mortar layer plays an important role in transferring load and restraining the track slab's deformation for slab track structures without concrete bollards in high-speed railway. However, the interfacial bond-slip behavior is seldom considered in the structural analysis; no credible constitutive model has been presented until now. Elaborating the field tests of concrete to cement-asphalt mortar interface subjected to longitudinal and transverse shear loads, this paper revealed its bond capacity and failure characteristics. Interfacial fractures all happen on the contact surface of the concrete track slab and mortar-layer in the experiments. Aiming at this failure mechanism, an interfacial mechanical model that employed the bilinear local bond-slip law was established. Then, the interfacial shear stresses of different loading stages and the load-displacement response were derived. By ensuring that the theoretical load-displacement curve is consistent with the experiment result, an interfacial bond-slip constitutive model including its the corresponding parameters was proposed in this paper. Additionally, a finite element model was used to validate this constitutive model further. The constitutive model presented in this paper can be used to describe the real interfacial bonding effect of slab track structures with similar materials under shear loads.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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