• 제목/요약/키워드: Multi-body dynamics simulation

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풍력단지 제어를 위한 생산가능 출력에 대한 연구 (Study on the Available Power of a Wind Turbine for Wind Farm Control)

  • 오용운;백인수;남윤수;라요한
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제34권1호
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    • pp.1-7
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    • 2014
  • A study on the available power of a wind turbine to be used for wind farm control was performed in this study, To accurately estimate the available power it is important to obtain a suitable wind which represents the three dimensional wind that the wind turbine rotor faces and also used to calculate the power. For this, two different models, the equivalent wind and the wind speed estimator were constructed and used for dynamic simulation using matlab simulink. From the comparison of the simulation result with that from a commercial code based on multi-body dynamics, it was found that using the hub height wind to estimate available power from a turbine results in high frequency components in the power prediction which is, in reality, filtered out by the rotor inertia. It was also found that the wind speed estimator yielded less error than the equivalent wind when compared with the result from the commercial code.

열차의 3차원 유한요소해석을 이용한 1차원충돌 동역학 등가 모델링 기법 (Equivalent Modeling Technique for 1-D Collision Dynamics Using 3-D Finite Element Analysis of Rollingstock)

  • 박민영;박영일;구정서
    • 한국철도학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.139-146
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    • 2010
  • 본 연구에서는 복잡한 3차원 유한요소모델 충돌거동과 등가인 1차원 동역학 모델링 방법을 개발하기 위하여 새로운 1-D 모델링 방법을 제안하였다. 충돌 거동을 잘 일치시키기 위해서는 충돌 시너지를 주로 흡수하는 압괴 구간의 특성을 정확하게 모델링하는 것이 중요하다. KHST 편성차량을 대상으로 3차원 유한요소 모델의 차체단면에 설정한 단면 옵션으로 충돌해석 시 차체 단면에 작용하는 충격하중과 변형을 추출하여 새로운 1차원 충돌동역학 모델의 스프링요소 특성으로 모델링하고, 국내철도차량 안전기준의 열차 대 열차 충돌사고 각본으로 수치해석을 수행하였다. 두 모델의 에너지 흡수량, 충돌 가속도, 충격하중-변형 등을 비교한 결과가 잘 일치하였다.

몬테 카를로 시뮬레이션을 통한 발사관 구조 안전성 분석 (Structural Safety Analysis of Launching System Through Monte-Carlo Simulation)

  • 박철우;이온수;신효섭;박진용;이동주
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제27권4호
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    • pp.69-77
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    • 2018
  • 발사관은 탑재물을 보관하고 외부 환경으로부터 부식 및 파손되는 것을 방지하는 역할을 한다. 발사관과 유도탄의 제작, 조립 그리고 장입 상태에 따라 발사할 때 유도탄의 초기 거동을 결정하게 된다. 본 연구의 목적은 유도탄이 발사관에서 사출될 때 유도탄의 초기 거동을 결정하는 요소를 통계적으로 분석하여 발사관의 안전성을 확인하는 것이다. 유도탄이 발사될 때 거동에 영향을 주는 오차 요소들을 선정한 후 Monte-Carlo 시뮬레이션을 수행하여 통계적으로 분석하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로, 각 오차 요소들을 고려한 다물체 동역학 해석을 상용프로그램인 Recurdyn을 이용하여 동역학 해석을 수행하여 유도탄 발사할 때 발생하는 중력 침하 및 레일과 슈 사이에 발생하는 응력을 구하였다. 해당 결과를 바탕으로 현재 설계된 발사관에 대한 안전성을 검증하였다.

가스회로차단기의 성능 개선을 위한 윤곽 최적설계 (Optimum Latch Contour Design for Improving Gas Circuit Breaker Performance)

  • 최규석;차현경;손정현;유완석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권1호
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    • pp.25-30
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    • 2014
  • 가스회로차단기의 거동특성은 스프링 래치 시스템을 가진 고속 작동메커니즘에 좌우된다. 고속회로차단기의 차단시간을 줄이기 위해서 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 고속회로차단기의 차단시간을 단축하기 위하여 래치의 윤곽최적설계에 관한 연구가 수행된다. 회로차단기의 거동특성을 분석하기 위해서 상용 다물체 동역학 해석프로그램인 MSC/ADAMS 를 이용하였으며, 시뮬레이션 결과는 시험을 통하여 매칭하였다. VisualDOC 를 도입하여 래치의 최적윤곽을 구하였다. 최적설계 수행결과 가스회로차단기의 차단시간을 약 8.6% 개선하였다.

병렬 연결된 해상 크레인을 이용한 대형 중량물 인양 작업의 동적 거동 계산 시뮬레이션 (Dynamic Response Simulation of a Heavy Cargo Suspended by Parallel Connected Floating Cranes)

  • 차주환;구남국;노명일;이규열
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권6호
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    • pp.681-689
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    • 2012
  • 본 연구에서는 병렬 연결된 해상 크레인을 이용하여 5,000ton 이상의 기가 블록급 대형 중량물을 인양할 때 해상 크레인과 대형 중량물 사이에 연결된 와이어 로프에 작용하는 장력을 계산하기 위해 다물체계 동역학 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 위해, 해상 크레인, 바지선, 대형 중량물은 각각 6 자유도 운동을 하고, 이들 사이에는 서로간의 구속에 의한 연성을 가지도록 모델링 하였다. 또한 해상 크레인 및 바지선에 작용하는 외력으로 유체 정역학 힘과 유체 동역학 힘을 고려하였고, 각각의 물체에 독립적으로 작용한다고 가정하였다. 본 시뮬레이션 결과, 향후 해상크레인을 병렬 연결하여 대형 중량물을 인양하는 공법의 안정성을 확인하고 공학적인 지침을 마련할 수 있는 근간이 될 수 있으리라 예상한다.

Multi-fidelity uncertainty quantification of high Reynolds number turbulent flow around a rectangular 5:1 Cylinder

  • Sakuma, Mayu;Pepper, Nick;Warnakulasuriya, Suneth;Montomoli, Francesco;Wuch-ner, Roland;Bletzinger, Kai-Uwe
    • Wind and Structures
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    • 제34권1호
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    • pp.127-136
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    • 2022
  • In this work a multi-fidelity non-intrusive polynomial chaos (MF-NIPC) has been applied to a structural wind engineering problem in architectural design for the first time. In architectural design it is important to design structures that are safe in a range of wind directions and speeds. For this reason, the computational models used to design buildings and bridges must account for the uncertainties associated with the interaction between the structure and wind. In order to use the numerical simulations for the design, the numerical models must be validated by experi-mental data, and uncertainties contained in the experiments should also be taken into account. Uncertainty Quantifi-cation has been increasingly used for CFD simulations to consider such uncertainties. Typically, CFD simulations are computationally expensive, motivating the increased interest in multi-fidelity methods due to their ability to lev-erage limited data sets of high-fidelity data with evaluations of more computationally inexpensive models. Previous-ly, the multi-fidelity framework has been applied to CFD simulations for the purposes of optimization, rather than for the statistical assessment of candidate design. In this paper MF-NIPC method is applied to flow around a rectan-gular 5:1 cylinder, which has been thoroughly investigated for architectural design. The purpose of UQ is validation of numerical simulation results with experimental data, therefore the radius of curvature of the rectangular cylinder corners and the angle of attack are considered to be random variables, which are known to contain uncertainties when wind tunnel tests are carried out. Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations are solved by a solver that employs the Finite Element Method (FEM) for two turbulence modeling approaches of the incompressible Navier-Stokes equations: Unsteady Reynolds Averaged Navier Stokes (URANS) and the Large Eddy simulation (LES). The results of the uncertainty analysis with CFD are compared to experimental data in terms of time-averaged pressure coefficients and bulk parameters. In addition, the accuracy and efficiency of the multi-fidelity framework is demonstrated through a comparison with the results of the high-fidelity model.

A Study on the Steering Performance and Turning Radius of Four-Rows Tracked Vehicle on Hard Ground

  • Oh, Jaewon;Lee, Changho;Min, Cheonhong;Hong, Sup;Cho, Huije;Kim, Hyungwoo
    • Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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    • 제1권2호
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    • pp.134-147
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    • 2015
  • This study proposes a method to determine the effective angular velocity of each motor of a specific four-rows tracked vehicle (FRTV) in order to follow a given turning radius. The configuration of the four-rows tracked vehicle is introduced, and its dynamics analysis model is built using the DAFUL commercial software. The soil has been assumed to be hard ground, and the friction force between the ground and the tracked links is calculated using the Coulomb friction model. This paper uses a simulation to show that the error in the position increased with respect to the angle of the curvatures, so a method is proposed to compensate for the error in the motion of the motors. Various simulations are then carried out to verify the proposed formulation. The effects of the soil characteristics and the driving velocity will be further investigated in future studies.

Massless Links with External Forces and Bushing Effect for Multibody Dynamic Analysis

  • Sohn, Jeong-Hyun;Yoo, Wan-Suk;Hong, Keum-Shik;Kim, Kwang-Suk
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제16권6호
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    • pp.810-818
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    • 2002
  • When the contribution of lightweight components to the total energy of a system is small, tole inertia effects are sometimes ignored by replacing them to massless links. For example, a revolute-spherical massless link generates two kinematic constraint equations between adjacent bodies and allows four relative degrees of freedom. In this paper, to implement a massless link systematically in a computer program using the velocity transformation technique, the velocity transformation matrix of massless links is derived and numerically implemented. The velocity transformation matrix for a revolute-spherical massless link and a revolute-universal massless link are appeared as a 6$\times$4 matrix and a 6$\times$3 matrix, respectively. A massless link model in a suspension composite joint transmitting external forces is also developed and the numerical efficiency of the proposed model is compared to a conventional multibody model. For a massless link transmitting external forces, forces acting on links are resolved and transmitted to the attached points with a quasi-static assumption. Numerical examples are presented to verify the formulation.

통신위성의 임무 및 위성체 동역학 해석 시스템 개발 (DEVELOPMENT OF MISSION ADN SPACECRAFT DYNAMICS ANALYSIS SYSTEM FOR GEOSTATION COMMUNICATION SATELLITE)

  • 공현철;김방엽;김정아;윤진원
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제15권1호
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    • pp.251-260
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    • 1998
  • 통신위성의 임무 및 위성 체 동역 화 해석 시스템은 서브 시스템별로 몸체를 분류하고 이들 몸체각각의 운동뿐 아니라 위성 체 전체의 운동을 고려하여 정해진 임무에 대하여 위성 체의 자세제어와 궤도조정을 할 수 있도록 다 몸체 동역 학 모델 링 방법을 채택하였다. 따라서 본 시스템은 어느 특정한 통신위성에만 적용되는 것이 아니라 일반적인 통신위성에 적용할 수 있는 통신위성 임무 및 위성 체 동역 학 해석 시스템이다. 시뮬레이션 결과를 2차원 그래픽 및 3차원 동화상으로 파악할 수 있도록 하였으며 또한 사용자 친화방식을 채택하여 누구든지 본 시스템을 쉽게 사용할 수 있도록 하였다. 개발된 시스템의 성능을 검증하기 위하여 현재 운용 중에 있는 정지궤도 통신위성인 무궁화위성 1,2호의 시나리오에 대하여 시뮬레이션을 수행하였다.

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궤도차량의 동적 궤도장력 조절시스템 개발 (Development of a Dynamic Track Tensioning System in Tracked Vehicles)

  • 서문석;허건수;홍대건;이춘호;최필환
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권10호
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    • pp.1678-1683
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    • 2001
  • The mobility of tracked vehicles is mainly influenced by the interaction between tracks and soil, so that the characteristics of their interactions are quite important fur the tracked vehicle study. In particular, the track tension is closely related to the maneuverability of tracked vehicles and the durability of tracks and suspension systems. In order to minimize the excessive load on the tracks and to prevent the peal-off of tracks from the road-wheels, the Dynamic Track Tensioning System (DTTS) which maintains the optimum track tension throughout the maneuver is required. It consists of track tension monitoring system, track tension controller and hydraulic system. In this paper, a dynamic track tensioning system is developed for tracked vehicles which are subject to various maneuvering tasks. The track tension is estimated based on the idler assembly model. Using the monitored track tension and con sidering the highly nonlinear hydraulic units, fuzzy logic controllers are designed in order to control the track tension. The track tensioning performance of the proposed DTTS is verified through the simulation of the Multi -body Dynamics tool.