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엔진 및 프로펠러에 의해 가진되는 소형 위그선 복합재 주날개의 진동 거동 해석 (Investigation on Forced Vibration Behavior of Composite Main Wing Structure of A Small Scale WIG Craft Excited by Engine and Propeller)

  • 공창덕;윤재휘;박현범
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권11호
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    • pp.1028-1035
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    • 2007
  • 논문에서는 시험선인 소형 위그선의 주날개 구조를 엔진 및 프로펠러에 의해 유발되는 진동을 가진력으로 하여 강제진동 해석을 수행하였다. 대상 위그선은 2행정의 왕복엔진을 날개에 장착하여 프로펠러에 의한 추력으로 비행하며, 미는 형식(Pusher Type)의 엔진 배열을 취하고 있다. 유한요소해석을 위해서 구조해석 상용프로그램인 MSC/NASTRAN을 사용하였으며, 엔진의 주요 진동 특성인 H-mode 와 V-mode 그리고 X-mode를 특정 가진 주파수로 하여 주파수 응답 해석을 수행하였고, 엔진의 횡방향 진동 모드인 L-mode를 프로펠러의 회전에 의해 진동을 수반하는 가진 추력으로 가정하여 과도응답 해석을 수행한 후 날개의 진동 특성을 살펴보았다.

엔진 및 프로펠러 가진에 의한 위그선 복합재 날개 진동 해석 (Investigation on Forced Vibration Behavior of Composite Main Wing Structure Excited by Engine and Propeller)

  • 공창덕;윤재휘;박현범
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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    • pp.217-221
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    • 2007
  • 본 연구에서는 대상체인 소형 위그선의 주날개 구조를 엔진 및 프로펠러의 기진에 의한 강제진동 해석을 수행하였다. 대상 위그선은 2행정의 왕복엔진을 날개의 좌 우에 각각 장착하여 프로펠러에 의한 추력으로 비행하며, 미는 형식(Pusher Type)의 엔진 배열을 취하고 있다. 엔진의 주요 진동 특성인 H-mode 와 X-mode 를 특정 가진 주파수로 하여 주파수 응답 해석을 수행하였고, 엔진의 횡방향 진동 모드인 L-mode를 프로펠러에 회전에 의해 진동을 수반하는 기진 추력으로 가정하여 과도응답 해석을 수행하였다.

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Hashin 파손이론을 이용한 복합재 볼트체결부의 점진적 파손 해석 및 강도 예측 (Progressive Failure Analysis and Strength Prediction based on Hashin Failure Criterion of Bolted Composite Joint)

  • 김성민;김평화;도성철;김형근;박정선
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.936-938
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    • 2017
  • 본 논문에서는 발사체 및 무기체계의 연소관 등에 적용되고 있는 복합재의 볼트체결부에 대한 점진적 파손 해석을 수행하였다. 해석에 사용된 Hashin 파손 판정식은 복합재 파손모드에 따라 섬유 인장 파손 모드(Fiber tensile failure mode), 섬유 압축 파손 모드(Fiber compressive failure mode), 기지 인장 파손 모드(Matrix tensile failure mode), 기지 압축 파손 모드(Matrix compressive failure mode)의 4가지 모드로 고려되었으며, 이를 이용해 user subroutine인 UMAT을 개발하였다. 점진적 파손 해석을 통해 복합재 볼트체결부에 대한 파손강도를 예측 하였으며, 이를 시편 시험 결과와 비교하였다.

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프로펠러 엔진에 의해 가진되는 소형 위그선 주날개의 진동 거동 해석에 관한 연구 (Study on Forced Vibration Behavior of WIG Vehicle Main Wing Structure Excited by Propulsion System)

  • 공창덕;윤재휘;박현범
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.7-12
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    • 2007
  • 본 연구에서는 선행연구에 의해 설계되어진 20인승급 소형 위그선의 주날개 구조를 엔진 및 프로펠러에 의해 유발되는 진동을 가진력으로 하여 강제진동 해석을 수행하였다. 대상 위그선은 왕복엔 진을 날개에 장착하여 프로펠러에 의한 추력으로 비행하며, 미는 형식(Pusher Type)의 엔진 배열을 취하고 있다. 유한요소해석을 위해서 구조해석 상용프로그랩인 MSC/NASTRAN을 사용하였으며, 엔진의 주요 진동 특성인 X-mode 와 Y-mode 그리고 Z-mode를 특정 가진 주파수로 하여 주파수 응답 해석을 수행하였고, 엔진의 추력방향 진동 모드인 X-mode를 프로펠러의 회전에 의해 진동을 수반하는 가진 추력으로 가정하여 과도응답 해석을 수행한 후 날개의 진동 특성을 살펴보았다.

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2중 퓨리에 해석에 의한 망상하천에서 사주의 특성 분석 (Characteristics of Braid bars by Double Fourier Analysis)

  • 장창래
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.529-533
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    • 2012
  • 본 연구에서는 실내실험을 통하여, 하안침식을 고려한 망상하천에서 저수로의 이동특성을 조사하며, 2중 퓨리에 해석에 의하여 사주의 거동특성을 분석하였다. 실내실험은 평균입경이 1.4 mm이고, 표준편차가 1.35인 균일사로 10 cm 의 두께로 전체가 균등하게 채워진, 길이가 12 m, 넓이 2 m 수로에서 수행하였다. 각 시간별 하도의 지형변화에 대하여 2 중 Fourier 해석에 의한 지배적인 성분, 즉 모드(mode)의 변화를 분석하였다. 여기서 1-1 mode는 교호사주(alternate bars)이고, 1-2 mode와 2-2 mode는 2차 횡방향 모드로서 중앙 사주(central bars)를 나타낸다. 1-3 mode와 2-3 mode는 한 단면에서 횡방향으로 3개의 사주가 형성된 것(triple row bars)를 나타낸다. 초기에는 1-1 mode인 교호사주가 지배적이지만, 시간이 증가함에 따라, 교호사주인 1-1 mode는 감소하고, 한 단면에서 3개의 사주가 형성되는 2-3 mode가 지배적인 것으로 나타났다. 이러한 원인은 시간이 지나면서 사주가 발달하고, 하안침식이 되면서, 하폭이 증가하여 상대적으로 수심이 감소하면서 복렬사주가 발달하기 때문이며, Colombini 등(1987)이 이론적으로 예측한 결과와 잘 일치한다. 한 단면에서 3개의 모드가 나타나는 것은 하상에서 변화를 일으키는데 중요한 역할을 한다. 직선하도에서 사주의 수가 증가하는 것은 교호사주의 강한 비선형으로 상호작용하기 때문이다.

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개선된 Mode Acceleration Method에 의한 해양(海洋) 구조물(構造物)의 동적(動的) 해석(解析) (Dynamic Analysis of Offshore Structures by the Advanced Mode Acceleration Method)

  • 김태남
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.13-20
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    • 1994
  • 동적(動的) 해석(解析)에 널리 사용되는 Mode Superposition Method(MSM)에 있어서 몇개의 모우드를 포함하여 해석(解析) 하느냐 하는 문제는 공학적(工學的) 판단에 의지할 수 밖에 없는 문제이다. 합리적(合理的)이고 알맞은 모우드수를 결정(決定)하기란 어려운 과제이고, 또 대단히 중요(重要)한 문제이다. 이러한 문제점을 보완할 수 있는 한 방법으로 Mode Acceleration Method(MAM)가 발표(發表)되었으나 주파수(周波數) 영역(領域)에서는 그 수식(數式)이 너무 복잡(複雜)하고, 까다로와서 또 다른 단점(短點)이 대두되었다. 본(本) 연구(硏究)에서는 이 단점을 극복할 수 있는 실용적(實用的)으로 간편화된 Advanced Mode Acceleration Method(AMAM)을 유도하였다. 예제(例題) 해석(解析)을 통하여 AMAM이 MSM 및 MAM보다 우수한 해법(解法)이 됨을 입증할 수 있었다.

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소산파 집적광학 바이오센서에 적합한 Si3N4 립-광도파로 해석 및 설계에 관한 연구 (Analysis and Design of Si3N4 Rib-optical Waveguides for Evanescent-wave Integrated-optical Biosensors)

  • 정홍식
    • 한국광학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.15-22
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    • 2019
  • 소산파 기반 집적광학 바이오센서에 적합한 $Si_3N_4$ 립-광도파로 구조에 대한 해석적 분석을 통해서 단일모드 도파조건을 도출하였다. 두-모드 간섭현상을 이용하는 집적광학 바이오센서 구조를 제시하고, 단일모드와 두-모드(감지영역)에 해당되는 립-광도파로 제원인 폭, 립 및 코어 두께 각각에 대해서 $3{\mu}m$, 2 nm, 150 nm와 $3{\mu}m$, 20 nm, 340 nm를 제안하였으며, FMM 전산해석을 통해서 감지영역의 두-모드들에 대한 광학적 특성들을 검토하였다.

비소멸 모드 해석을 이용한 유전체 삽입 원통형 공동 공진기 하이브리드 공진 모드 구분 (A Hybrid Resonant Mode Identification using Non-decaying Mode Analysis in Dielectric Loaded Cylindrical Cavity Resonators)

  • 이원희;허정
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.655-662
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    • 2003
  • 유전체 봉이 삽입된 원통형 공진기의 정밀한 필드 해석이 비소멸 모드와 컨투어 그래프 방법에 의해 제안되었다. 공진주파수들과 저차 모드들이 유전체 봉이 삽입된 원통형 공진기에 대해 계산되었다. 공진기의 설계를 위해 모드 차트가 제안되었다. 비소멸 모드 해석을 사용하여 하이브리드 모드들(TE, TM, HEM 모드)이 상세하게 해석되었고, 모드 차트를 완성하였다. 이론적 타당성은 실험에 의해 확인하였다. 이론과 실험 결과는 전반적으로 만족하였다. TE 모드, TM 모드, HEM 모드의 실험값과 이론값의 평균 오차는 각각 0.20 %, 0.14 %, 0.28 %이다.

해양구조물(海洋構造物)의 추계학적(推計學的) 한 해법(解法) (A Stochastic Analysis of Offshore Structures)

  • 이용재
    • 대한토목학회논문집
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    • 제5권4호
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    • pp.65-73
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    • 1985
  • Mode-Acceleration Method 를 사용하여 파력을 받는 해양구조물의 추계학적 해석법을 유도하고, 그 이론에 따라 computer program 을 작성하여 예제 구조물을 해석하고, 이미 발표된 Mode-Displacement Method 에 의한 추계학적 해석법과 비교한 결과, 본 논문에서 사용한 방법에 의한 경우 적은 수의 모우드를 사용함으로써 믿을 수 있는 결과를 경제적으로 얻을 수 있어, 이러한 구조물의 해석에 매우 유력한 한가지 방법임이 입증되었다.

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항공기용 외부연료탱크 진동모드 측정시험 (Vibration Mode Measurement Test of External Fuel Tank for Aircraft)

  • 김현기;최현경;김성찬;박형배;안수홍;김영신
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.88-94
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    • 2022
  • 진동모드 측정시험은 대상 시험체의 고유진동 특성을 측정하는 시험으로써, 측정된 고유모드 특성은 수치해석 결과와의 비교를 통해 수치해석의 신뢰성을 검증하고, 필요시 동특성 해석에 사용하는 시험체의 수치해석 모델을 보완하는데 활용된다. 본 연구에서는 진동모드 측정시험과 유한요소 모델을 이용한 수치해석을 통해서 외부연료탱크의 고유주파수와 고유모드를 각각 구하고, 그 결과를 비교하여 항공기 전기체 모델에 적용하고자 하는 외부연료탱크의 수치해석 모델에 대한 신뢰성을 검증하고자 한다. 시험체의 진동모드 측정을 위해 번지코드를 이용하여 시험체에 대한 자유경계 조건을 모사하였다. 그리고, 시험체에 3축 가속도계를 설치하고 임팩트 해머로 가진하여 시험체의 응답특성을 측정하였다. 시험결과로, 응답 가속도에 대한 주파수 응답해석을 수행한 후, 시험체의 고유주파수와 해당 진동모드를 확인하였다. 그리고, 시험과 수치해석을 통해 구해진 고유주파수와 진동모드를 비교하여 수치해석 모델에 대한 신뢰성을 검증하였다.