• 한국해양공학회지
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• 제27권6호
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• pp.22-26
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• 2013

The purpose of this study was to improve the design of a mooring line by attaching a lumped mass to it on the seabed. A numerical analysis of the redesigned mooring system is performed to analyze the effect of the weight of the attached lumped mass using the commercial software Orcaflex. The ultimate tension of the mooring system with the lumped mass is compared with that of a bare mooring line in the original design. An appropriately designed weight for the lumped mass is found to induce a critical lifted point in the mooring line by floater motion in the ultimate condition to move toward the floater position from the anchor point, while maintaining a similar safety factor for the mooring line. On the other hand, it is shown that excess weight for the lumped mass induces snapping in a mooring line, resulting in low safety factor for the mooring system. The distance between lumped weights is shown to be a minor parameter affecting the safety of a mooring line, although a shorter line has an advantage from an economic point of view. Using the optimal weight for the lumped mass attached to the mooring line on a seabed reduces the mooring line length and installation area occupied by a mooring system under real sea conditions.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제5권6호
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• pp.44-52
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• 1997

As part of the effort to reduce the weight of powertrain, a hollow crankshaft has been designed. The mass reduction of the crankshaft changes the dynamic properties of the crankshaft such as moment of inertia, and torsional, bending stiffness. The purpose of this paper is to compare the dynamic behavior of the hollow crankshaft with that of the original, solid crankshaft. Global dynamic behavior of the crankshaft is analyzed bgy the transfer matrix method(TMM). The crankshaft has been modeled by 38 lumped mass and stiffness elements. The dynamic patameters of each lumped element are provided by Finite Element Method(FEM). The responses of the crankshaft from TMM are fed back as loading conditions to the Finite Element model to obtain dynamic stresses for critical areas of the crankshaft.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1997년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관; 6 Nov. 1997
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• pp.333-338
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• 1997

A hollow crankshaft is considered as part of an effort to reduce the weight of the automobile powertrain. Since the resulting mass reduction alters both the inertia and stiffness properties of the crankshaft, the vibration characteristics of the hollow crankshaft needs to be investigated in comparison with the original solid crankshaft. The crankshafts are modeled by 38 lumped mass and stiffness elements, in which the dynamic parameters for each lumped element are obtained by the finite element calculation. The fluid-film bearings supporting the crankshaft give rise to linear spring and damping elements that can be derived from the hydrodynamic bearing model. The transfer matrix method is applied to yield the natural frequencies and mode shapes of the crankshaft vibration. The natural frequencies of the hollow crankshaft are founded to be greater than that of the solid crankshaft, and the incorporation of the bearing stiffness tends to accentuate the difference.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권1호
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• pp.29-35
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• 2015

본 연구에서는 10 MW 용 라이저의 개념설계를 수행하며, 수치해석을 통하여 개념설계안에 대한 동적거동 특성을 분석한다. 전체 시스템은 크게 두 가지 개념으로 제안하며, 라이저가 자유롭게 매달린 형상을 가지는 경우에 대하여 라이저의 단면 설계를 수행한다. 라이저의 단면계수를 증가시키고, 비중을 조절하기 위하여 라이저 두께에 따라 중공을 형성하는 설계안에서는 라이저 아래 끝단에 중량체를 설치한다. 중공 없이 균일한 FRP 재질로 이루어진 라이저는 끝단 중량체 없이 자유롭게 매달린 형상으로 설계된다. 두 가지 설계 개념에 대하여 거동 특성 분석과 안전성 평가를 위하여 동적 거동해석을 수행한다. 끝단 중량체가 설치된 중공을 가지는 라이저의 응력은 중량체의 중량에 지배되는 것을 알 수 있다. 중량체 없이 자유롭게 매달린 라이저는 강한 조류가 작용하는 환경에서 파랑 및 부유체 가진이 작용하는 경우에, 해수면 부근에 응력이 집중되는 것을 알 수 있다. 자유롭게 매달린 대구경 라이저의 설계에서 조류는 매우 중요한 설계 요소라는 것을 알 수 있으며, 라이저 하부 끝단에 중량체를 설치함으로써 응력을 일부 줄일 수 있다는 것으로 나타났다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.1028-1032
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• 2004

In order to prevent machine tool feed slide system from transient vibrations during operations, machine tool designers usually adopt some typical design solutions; box-in-box typed feed slides, optimizing moving body for minimum weight and dynamic compliance, and so on. Despite all efforts for optimizing design, a feed drive system may experience severe transient vibrations during high-speed operation if its feed rate control is unsuitable. A rough feed rate curve having discontinuity in its acceleration profile causes a serious vibration problem in the feed slides system. This paper presents a feed rate optimization of a ball screw driven machine tool feed slide system for its minimum vibration. Firstly, a ball screw feed drive system was mathematically modeled as a 6-degree-of-freedom lumped parameter system. Next, a feed rate optimization of the system was carried out for minimum vibrations. The main idea of the feed rate optimization is to find out the most appropriate smooth acceleration profile with jerk continuity. A genetic algorithm was used in this feed rate optimization

• Coupled systems mechanics
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• 제6권3호
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• pp.273-286
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• 2017

We present a simple and easy-to-implement lumped stiffness model to elucidate the load transfer mechanism among all individual tube shells and intertube van der Waals (vdW) interactions in transversely compressed multi-walled carbon nanotubes (CNTs). Our model essentially enables theoretical predictions to be made of the relevant transverse mechanical behaviors of multi-walled tubes based on the transverse stiffness properties of single-walled tubes. We demonstrate the validity and accuracy of our model and theoretical predictions through a quantitative study of the transverse deformability of double- and triple-walled CNTs by utilizing our recently reported nanomechanical measurement data. Using the lumped stiffness model, we further evaluate the contribution of each individual tube shell and intertube vdW interaction to the strain energy absorption in the whole tube. Our results show that the innermost tube shell absorbs more strain energy than any other individual tube shells and intertube vdW interactions. Nanotubes of smaller number of walls and outer diameters are found to possess higher strain energy absorption capacities on both a per-volume and a per-weight basis. The proposed model and findings on the load transfer and the energy absorption in multi-walled CNTs directly contribute to a better understanding of their structural and mechanical properties and applications, and are also useful to study the transverse mechanical properties of other one-dimensional tubular nanostructures (e.g., boron nitride nanotubes).

• 대한토목학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.11-23
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• 1989

본 논문에서는 guyed tower의 mooring system에 관한 수치해석결과를 제시하였다. 가상일의 원리와 유한요소법을 사용하여 기본식을 유도하였으며 케이블의 기하학적 비선형성을 고려하였다. 유체의 항력과 관성력은 Morrison식을 사용하여 고려하였으며 비선형 운동방정식의 해는 Newton-Raphson방법과 Newmark-${\beta}$ 방법을 사용하여 구하였다. Tower와 mooring line의 부착점에서의 초기경사각, 인장력, clump weight를 집중하중으로 이상화 시키는 종래의 해석방법의 문제점도 아울러 고찰하였다. 수치해석 예를 통하여 본 논문에서의 해석방법의 정당성을 입증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.23-39
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• 2014

인공 빗물 저류조는 도심지에 설치되어 빗물의 재활용이 가능하도록 한 친환경 우수유출 저감시설이나 지면에 내린 빗물을 직접 이용하기 위해서는 도심지의 초기강우에 포함된 고농도의 비점오염원을 정화할 수 있는 시설이 수반되어야 한다. 본 논문에서는 인공 빗물 저류조에 적용할 수 있는 비점오염원 정화시설로서 경제성과 정화효율이 우수한 토양여과시설을 채택하여 실제 비점오염물질에 대한 모래 정화층의 입도분포에 따른 폐색특성을 연구하였다. 이를 위해 일련의 실내 챔버시험을 수행하고 폐색이론에 의한 비점오염원 제거 예측 모델을 제시하였다. 우선, 실내 챔버시험은 미세입자로 구성된 점토와 서울시내 도로에서 채집된 실제 비점오염원으로 제조된 인공 오염수를 이용하여, 5종류의 다양한 입도로 구성된 모래 정화층을 대상으로 수행되었다. 실내 챔버시험에서는 모래 정화층에 유입 및 유출된 인공 오염수의 TSS(총 부유물질)와 COD(화학적 산소 요구량)를 측정하여 오염입자의 크기에 따른 모래 정화층의 정화효율을 평가하였고, 정화층 간극에 폐색되는 비점오염입자의 누적무게를 산출하였다. 다음으로, 모래 정화층의 폐색특성을 이론적으로 규명하기 위해 비점오염원 제거 예측모델을 모래 정화층의 입도와 구성에 따른 특성과 투수계수 및 간극률의 변화 조건을 고려하여 제시하였다. 실내 챔버시험과 예측 모델로부터 산정한 모래 정화층에 폐색된 입자의 누적무게를 비교하여 폐색특성 지표인 Lumped parameter ${\theta}$를 추정하였으며, ${\theta}$는 모래 정화층에 폐색되는 오염입자의 양에 큰 영향을 주는 것을 확인하였다. 모래 정화층의 폐색 예측모델로부터 현장 인공 빗물 저류조에 적합한 최적의 비점오염 제거 시스템으로 유효입경 1.49mm(상부)와 유효입경 0.93mm(하부)의 모래로 구성된 이중 정화층을 제시하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권1호
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• pp.22-28
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• 2015

1 MW 해수온도차발전 시스템의 라이저에 관한 설계를 수행한다. 라이저의 직경은 1 MW 발전을 위한 심층수 취수량에 기초하여 결정되고, 관종은 제작 가능한 상업용 파이프를 대상으로 종류별 특성을 분석한 후 선정한다. 강관, GFRP관, 그리고 HDPE관 중 HDPE관을 선정하며, 선정된 관종의 중량과 강도를 보강하기 위하여 설계를 수행한다. HDPE 라이저 하부 끝단에 중량체를 설치하여 중량을 보강하며, HDPE 라이저 축방향으로 와이어로프를 설치하여 강도를 보강한다. 중량체의 중량은 GFRP관 무게 대비 25%와 50%가 되도록 설계되며, 라이저 끝단에 연결되는 중량체의 모든 하중은 와이어로프가 지지하도록 설계된다. 설계된 HDPE라이저는 연중 온도차발전이 가능한 하와이 인근 해역에 설치되는 것으로 가정하여, 수치해석적 방법에 의한 안전성 평가를 수행한다. 안전성이 검증된 HDPE 라이저에 대하여 경제적으로 가장 유리한 HDPE 라이저의 최종 제원을 결정한다. 설계된 라이저는 향후 1MW 해수온도차발전 시스템 실증을 위한 설계 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1834-1835
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• 2006

A robust adaptive position control algorithm is proposed for servomotor drive system with uncertainties and load disturbance. The proposed controller is comprised of a nominal controller and a robust control. The nominal controller is designed in the condition without all the external load disturbance, nonlinear friction and unpredicted uncertainties. The robust controller containing lumped uncertainty approximator using fuzzy-neural network(FNN) is designed to dispel the effect of uncertainties and load disturbance. The interconnection weight of the FNN can be online tuned in the sense of the Lyapunov stability theorem thus asymptotic stability of the proposed control system can be guaranteed. Finally, simulation results verify that the proposed control algorithm can achieve favorable tracking performance for the induction servomotor drive system.