• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권10호
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• pp.1023-1030
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• 2015

The purpose of this paper is to present the basic mathematical modeling of a hexacopter, which could be used to develop proper methods for stabilization and trajectory control. A hexacopter consists of six rotors with three pairs of counter-rotating fixed-pitch blades. This mechanism is an under-actuated, dynamically unstable, six-degrees-of-freedom system. The whole motion of this object consists of translational and rotational motion in three dimensions, where the translational motion is created by changing the direction and magnitude of the upward propeller thrust. The hexacopter is controlled by adjusting the angular velocities of the rotors, which are spun by electric motors. It is assumed to be a rigid body; thus, the differential equation of the hexacopter dynamics can be derived from the Newton-Euler equation. The Euler-angle parametrization of the three-dimensional rotations contains singular points in the coordinate space that can cause failure of both the dynamical model and control. In order to avoid singularities, the rotations of the hexacopter are parametrized in terms of quaternions. This choice has been made considering the linearity of the quaternion formulation and their stability and efficiency. Further, control simulation of a hexacopter applying cascaded-PID control is also presented in this paper.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.414-419
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• 2007

The contact characteristics of the current collection system are investigated by analyzing data collected during a test run of the Korean high speed rail vehicle. For the analysis, the signals from accelerometers and load cells attached to the various parts of the pantograph are analyzed in both the time and frequency domains. In the frequency domain, the pantograph response consists of low frequency components related to the rigid-body motion of the panhead assembly and high frequency components due to the structural vibration modes of the pantograph. The analysis shows that the inclusion of the high frequency structural vibration modes of the pantograph in the contact force calculation has a negligible effect on the predicted mean value of the contact force but significantly affects the magnitude of its fluctuations. This finding implies that numerical simulations using lumped element models of the pantograph may accurately predict the mean contact force but is limited in its capacity for predicting the fluctuation about the mean. Since the ratio of the fluctuation to the mean in the contact force increases with increased train speed, the limitation of the predictions based on numerical simulation results becomes more pronounced at higher train speed.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권5호
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• pp.437-446
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• 2017

멀티콥터형 소형 드론의 통합 비행 시뮬레이션 프로그램을 개발한 내용을 소개한다. 드론의 강체 동역학, 프로펠러 추력, 배터리 에너지 변화, 자세 및 경로 제어, 대기 상태 등을 통합적으로 시뮬레이션 하여 비행경로에 따라 드론의 상태를 분석할 수 있다. 프로그램 개발을 위하여 모델리카 언어를 선정하였는데, 모델리카는 비인과적, 객체지향적 특성을 갖추고 있어서, 프로그램 개발의 효율을 높일 수 있다. 수평 수직 이동이 포함된 가상 임무에 대하여, 시뮬레이션 결과를 이용하여 드론의 동적 거동을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권4호
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• pp.1154-1163
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• 1996

This paper presents a three dimensional modeling and dynamic anlaysis of a hydraulic excavator. An excavator is composed of a ground, an under-frame, two idlers, two spockets, an upper-frame, a boom, an arm, a bucket two yokes, two connecting rods, two boom cylinders, an arm cylinder, and a bucket cylinder. Each cylinder is modeled with two separate bodies which are linked to each other by a translational joint. The three dimensioanl model of the excavator consists of 22 bodies and each body is assumed as rigid. This paper suggested the maximum lifting capability, a critical load and reaction forces at joints form the DADS simulation. It was presumed that the reaction forces due to a critical load are three times bigger than those due to the maximum lifting capacity.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.515-523
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• 2007

As environmental vibration requirements on precision equipments get more stringent, use of pneumatic vibration isolators becomes more crucial and, hence, their dynamic performance needs to be further improved. Dynamic behavior of those pneumatic vibration Isolation tables is very important to both manufacturer and customer as performance specifications. Together with conventional transmissibility, transient response characteristics are another critical performance index especially when movements of components, e.g., x-y tables, of the precision equipments are very dynamic. In this paper, analysis on transient response of a pneumatic vibration isolation table loaded by a mass moving on it is presented. This is a conventional dynamics problem on a rigid body with 6 degree of freedom and a mass with another degree of freedom. How to obtain transient responses of the isolation table is described when the movements of the mass are prescribed relative to the table.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 특별세미나,특별/일반세션
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• pp.473-479
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• 2009

Dynamic analysis is necessary for the High-Speed Railway vehicle which aims to run on max 400km/h. Especially, dynamic simulation using CAE(Computer Aided Engineering) can help to reduce the time of development of the High-Speed Railway vehicles. Also, it helps to reduce prices and improve the quality such as safety, stability and ride. There are many dynamic software for a railway vehicle, such as Vampire and ADAMS-Rail. There are limitations for each software and difficulties to analyze overall dynamics for entire railway system. To overcome these limitations, in this study, a program which can simulate entire railway vehicles was developed. This program is easy to use because it was developed using C++, which is object-oriented programming language. In addition, the basic platform for the development of dynamic solver is prepared using the nodal, modal coordinate system with a wheel-rail contact module. Rigid, flexible and large deformable body systems can be modeled by a user according to the characteristic of a desired system. Its reliability is verified by comparison with a commercial analysis program.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권1호
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• pp.31-40
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• 2021

현대의 항공기는 고성능이면서도 경량이다. 그래서 유연한 구조물의 특성이 나타나며 비행 성능에 영향을 미치거나 한계를 짓기도 한다. 이러한 유연 특성은 항공기 설계 초기 단계부터 분석이 필요한데, 이를 위해 유연 항공기의 동적·정적 거동을 분석할 수 있는 프로그램을 개발하였으며, 그 결과를 제시한다. 다물체 동역학 시뮬레이션 기법에 기반하여, 강체 비행 역학, 구조 진동 거동, 그리고 비정상 공기력 등을 세부 모듈로 개발하고 통합하였다. 마지막으로, 통합 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 유연 특성 항공기의 등속 수평 비행과 선회비행을 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.379-384
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• 2014

본 논문은 갠트리 크레인의 설계를 위해 컨테이너 하역작업 시 특정하중 조건하의 RTGC(Rubber Tired Gantry Crane)의 동적거동과 그에 따른 윤하중을 분석한 내용을 기술하고 있다. 먼저 RTGC의 동적거동을 살펴보기 위해 거대 구조물인 크레인의 유한요소 모델을 개발하고 고유진동수와 고유모드의 모달시험결과를 이용하여 유한요소모델을 검증하였다. RTGC의 기타 부속품은 3차원 CAD모델링을 통해 다물체 동역학해석 소프트웨어인 ADAMS에서 강체로 모델링하였다. 본 연구에서 하중 조건은 일반적인 컨테이너의 이송조건(OP1)과 외부부하조건 없이 단순히 트롤리를 이용하여 컨테이너를 하역하는 2가지 경우로 고려하였다. 해석 결과 RTGC의 컨테이너 작업 시 발생하는 크레인의 진동은 거대 구조물의 강성과 변형에 주로 기인함을 확인하였으며 이러한 크레인의 진동은 RTGC의 움직임을 발생시켜 컨테이너 하역작업 불능 등의 거동을 발생시킬 수 있음을 분석할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권6호
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• pp.617-622
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• 2013

해양 부유체 내부 유체는 파랑에 의한 외력을 받게 되면 슬로싱(sloshing)이 발생하게 된다. 부유체의 슬로싱에 의한 영향을 해석하기 위해서, 파랑에 의한 부유체의 거동뿐만 아니라 슬로싱에 의한 부유체의 응답을 고려한 결합적인 해석이 필요하다. 전산유체역학(CFD) 해석에 있어서, 외란은 비선형 파랑인 Stokes 5차 이론을 사용했고, 유동 해석은 Navier-Stokes 방정식과 Shear-Stress Transport(SST) 난류 모델을 이용하였다. 해양 부유체는 Pitch, Heave 운동에 대한 2자유도 해석을 진행 하였고, 결과에서는 슬로싱을 포함한 강체 운동을 확인 할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권11호
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• pp.903-910
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• 2020

본 논문은 AESA 레이다를 탑재한 항공기가 비행 중 발생하는 바람과 진동에 의해 받는 영향을 평가하기 위한 시뮬레이터를 소개한다. AESA 레이다는 항공기의 노즈콘(nose cone)에 탑재하며, 비행 시 공기의 저항력에 의한 진동이 발생한다. 이 진동은 AESA 레이다의 거동에 영향을 주며, 수신한 신호의 위상 오차를 야기할 수 있다. 시뮬레이터는 레이다의 위치와 자세를 정확하게 모의하기 위해 강체 동역학, 평균 바람/난류, 그리고 모드/환경 진동에 대한 수학적 모델과 노즈콘에 대한 기하모델을 고려한다. 일련의 테스트 시나리오에 기반한 연구가 개발된 시뮬레이터의 효율성을 입증하기 위해 수행되었다.