• 전자공학회논문지SC
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• 제46권6호
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• pp.73-79
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• 2009

운동하는 물체를 제어하기 위한 제어이론은 디지털 컴퓨터(임베디드시스템)를 이용하여 복잡한 신경망 이론, 인공지능 이론, 비선형 모델 예측 제어 이론등이 제어기 설계 단계에서 구현되고 있다. 비행제어 시스템의 비선형 모델 예측 제어 예측기는 구현하는 컴퓨터의 성능과 각종 모듈의 응용프로그램을 하드실시간(Hard Real-Time)으로 처리할 수 있도록 응답 시간을 충족 하여야 한다. 이와 동시에 제어 시스템에의 성능을 충분히 발휘할 수 있는 정확성도 고려하여야 한다. 수학적 영역에서의 오류는 전체 알고리즘 구현에 영향을 준다. 그러나 이러한 수학적 오류 발생 요인은 예측기에서 생성되는 파라미터에서 최종 정확도 계산에 가끔 고려하지 않는다. 본 논문에서는 비행체 제어를 위한 디지털 제어 시스템에서 하드실시간 하중제어 모델 예측기를 구현하고, 알고리즘의 응답시간을 살펴본다. 또한 이에 따른 정밀도를 보장하는 고효율 예측기를 구현하는 알고리즘을 살펴본다. 예측기는 하중 제어 모델에서 오일러 방법, Heun 방법, Runge-kutta 방법, 테일러 방법의 수치적분 알고리즘을 사용하여 구현된다.

• 유변학
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• 제8권2호
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• pp.139-146
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• 1996

2차원 비점성 Euler 방정식의 Stuart 해에 의하여 주어지는 주기적인 유동장, 소위 말하여 Stuart와동장내에 놓여있는 아주 작은 비대칭성 입자의 다양한 부력 변수에 따른 침 강운동을 고찰하엿다. 본 연구에서 사용한 수치방법은 매질의 준전적인 Stokes 방정식과 입 자의 평형방정식을 연계하였다. 다양한 초기 배향각 또는 형상비에 따른 궤적이나 각변화를 예측하기 위하여 힘과 토오크 관계식을 입자의 운동방정식에 적용하였으며 4차 Runge-Kutta 방정식을 이용하여 입자의 운동을 규명하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.266-273
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• 1981

갑자기 작용하는 외압을 받는 직교이방성원통쉘의 동적좌굴을 해석하였다. Donnell-Karnam 형의 비선형방정식을 유도하였으며 쉘의 초기불완전성도 고려하였다. Galerkin의 방법을 사용하여 운동방정식을 구하고 Runge-Kutta 수직해법으로 비선형방정식을 풀었다. 쉘의 직교이방성특성이 처짐-하중 관계식의 비선형성에 미치는 영향을 검토하였으며 동적산출하중의 판별법을 정의하였다. 본 연구의 결과, 직교이방성원통쉘은 쉘의 초기불완전성에 그리 민감하지 않음을 보여주었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.5689-5695
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• 2012

본 연구에서는 차량에 적용되는 시트 재질인 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성을 고려하여 시트와 인체의 진동특성을 시험 및 수치해석 방법을 이용하여 분석하였다. 압축 시험을 통해 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성인 비선형성과 준-정역학적 특성을 구하였다. 또한 컨벌루션 적분법 및 비선형 강성 모델을 이용하여 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성을 수학적으로 모델링하였다. 시트의 승차감 기여도를 분석하기 위하여 시트의 동역학 모델과 ISO5982의 표준 인체 수직진동 모델을 이용하여 수직 진동모델을 구성하고 관련 운동방정식을 유도하였다. 비선형 운동방정식은 Runge-Kutta 적분법을 이용하여 수치해석 시뮬레이션을 수행하였다. 철도차량의 차체 바닥에서 측정한 진동가속도 입력에 대한 시트와 인체의 응답 특성을 분석하고 시트 설계 파라미터에 대한 승차감 지수 값들의 변화를 분석하여 시트 설계에 대한 방법론을 제시하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.143-150
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• 2021

본 연구에서는 지진시 옹벽의 수평변위량을 예측하는 기법을 개발하고자 옹벽과 지반의 진동시스템에 대한 운동 방정식을 유도하고 그로부터 도출되는 미분방정식은 Runge-Kutta-Nystrom 방법을 이용하여 해를 구하였다. 이러한 계산과정을 고려하여 지진시 옹벽의 수평변위를 얻는 해석과정을 프로그램화하였는데 해석기법의 핵심이 되는 변위-힘 관계를 탄성완전소성으로 모델링하는 계산 알고리즘을 제시하였다. 개발된 프로그램을 가정한 옹벽문제에 적용한 결과 해석을 통해 얻은 시간-변위관계와 시간-힘 관계 그리고 변위-힘 관계는 합리적인 결과를 보임을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 개발된 해석기법에 의하면 진동시간이 경과함에 따라 옹벽에는 전면방향으로 변위가 발생되게 되는데 사이클당 변위량은 시간이 경과됨에 따라 일정한 값에 수렴됨을 알 수 있었다. 자연 진동주기에 따른 옹벽의 변위를 계산해 보았는데 한 개의 스프링을 적용한 경우의 스프링상수로부터 유도되는 자연 진동주기가 지진 진동주기와 같을 때 보다는 약간의 차이를 보일 때 변위가 가장 크게 계산되었다. 이러한 이유는 옹벽-지반 진동시스템이 강성이 다른 두 개의 스프링으로 모사되었기 때문으로 볼 수 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제2권1호
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• pp.19-33
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• 1985

3체 문제에 있어서 Newtonian 운동방정식의 특이접은 수치적분에 의한 특수해를 구하는 과정에서 정확도를 떨어뜨리고 computer 사용시간을 증가시킨다. 이러한 특이점은 Newtonian 운동방정식의 독립변수와 좌표축을 변환하는 정칙화(regularization)과정을 통해 제거할 수 있다.이 논문에서는 정칙화된 Newtonian 운동방정식을 $5^{th}$ -order Runge-Kutta 방법으로 특수해를 구하기 위해 BASIC 언어로 작성한 computer program 으로 적절한 초기위치와 초기속도를 가정하여 시간에 따른 3체의 위치와 속도를 계산하였다. 그 결과, 이러한 3중성계의 진화는 결국 분열되어 3체 중 1개는 쌍곡선 궤도를 그리면서 계를 탈출하고 나머지 2개는 연성계를 형성하게 되었다. 이는 연성계의 기원을 설명할 수 있는 하나의 방버이 되지 않을까 생각한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권7호
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• pp.605-611
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• 2011

쉬미는 항공기의 이착륙 시 랜딩기어가 주행도중 측방향 및 조향방향의 진동이 발생하는 현상이다. 쉬미 현상은 스트럿의 낮은 강성, 랜딩기어 내부의 유격, 휠의 불균형이나 마모된 부품 등으로 인해 발생하며, 항공기의 안정성을 저하시킨다. 본 연구는 소형항공기의 쉬미 안정성 검토를 위해 수행되었다. 수치해석을 위하여 소형항공기의 전방 착륙장치를 선형시스템으로 모델링하고 상태방정식을 수립하였다. 근궤적 기법을 이용한 주파수 영역 해석과 4차 Runge-Kutta 방법을 이용한 시간영역 해석을 통해 쉬미 현상을 예측하였고 주요 변수의 설계범위를 검토하였다. 현 착륙장치는 와셔의 압축력을 이용하여 조향 방향 마찰을 가함으로써 쉬미현상을 저감하는 기법을 채택하고 있으므로 마찰을 기술함수를 이용하여 선형화시키고 상태방정식에 적용하여 해석을 수행함으로써 쉬미의 발생이 저감되는 결과를 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.1-9
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• 1986

동하중(動荷重)을 받는 양단(兩端) 힌 지 포물선(抛物線) 아치의 연동방정식(連動方程式)을 Runge-Kutta 방법(方法)으로 수치해석(數値解析)하므로써 동적(動的) 임계하중(臨界荷重)을 구했다. 낮은 양단(兩端) 힌 지 포물선(抛物線) 아치에 step하중(荷重)과 impulse하중(荷重))이 작용(作用)하는 경우에 관해 Budiansky-Roth criterion을 적용하여 동적(動的) 임계하중(臨界荷重)을 정의(定義)하고, 이를 상관곡선(相關曲線)으로써 동적(動的) 안정영역(安定領域)을 제안하였다. 포물선(抛物線) 아치에 대하여 얻어진 결과를 정현(正弦) 아치의 경우와 비교(比較)하여 아치의 기하학적(幾何學的) 형상(形狀)이 동적(動的) 안정영역(安定領域)에 미치는 영향을 밝혔고, 동적(動的) 안정영역(安定領域)은 아치의 높이에 큰 영향을 받는다는 것을 밝혔다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.37-46
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• 1991

이 논문(論文)은 변단면(變斷面) 보의 자유진동(自由振動)을 해석한 연구(硏究)이다. 보의 기하학적(幾何學的) 형상(形狀)은 보의 단면(斷面)이 직선적으로 변하는 변단면(變斷面) 보(tapered beam)를 택하였으며 균일폭 변화높이의 구형단면(矩形斷面), 균일(均一)높이 변화폭(變化幅)의 구형단면(矩形斷面), 정방형단면(正方形斷面) 또는 원형단면(圓形斷面)의 3가지 단면형상(斷面形狀)을 고려하였다. 보의 동적(動的) 평형방정식(平衡方程式)을 이용하여 변단면(變斷面) 보의 자유진동(自由振動)을 지배하는 미분방정식(微分方程式)을 유도하고, 이를 수치해석 기법인 Runge-Kutta method와 행렬(行列)값 탐사법(探査法)을 이용하여 고유진동수(固有振動數)와 진동형(振動形)을 산출할 수 있는 수치해석 기법을 개발하였다. 또한 타(他) 문헌(文獻)의 결과와 본 연구의 결과를 비교하여 본 연구방법의 타당성을 입증하였다. 실제의 수치해석 예는 힌지-힌지, 힌지-고정, 고정-고정, 자유-고정의 4가지 단부조건(端部條件)에 대하여 수치해석하였다. 수치해석의 결과로 $C_i-d_b/d_a$의 관계를 도시(圖示)하였고, 단부조건(端部條件)과 단면형상(斷面形狀)이 무차원 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였다.

• 멤브레인
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• 제16권3호
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• pp.204-212
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• 2006

이산화탄소에 대한 가소화 안정성 및 이산화탄소/질소의 분리특성이 탁월한 폴리이서술폰(PES)중공사 분리막에 의한 이산화탄소 분리특성을 수치해석으로 알아보고자 하였다. 공정변수에 따른 이산화탄소 분리 거동을 예측하기 위하여 공급 기체와 투과기체가 같은 방향으로 흐르는 병류 흐름에 대한 분리막 공정 지배 방정식을 5차 Runge-Kutta-Verner 방법을 사용하여 Compaq Visual Fortran 6.6 소프트웨어를 이용 공정모사 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램을 사용하여 수치해석을 수행한 결과, 이산화탄소 투과특성에 영향을 주는 가장 중요한 인자로서 공급 이산화탄소 분압, 투과측과 분리막 내부의 압력비 그리고 공급 기체가 분리막 내부에 머무르는 체류 시간임을 알 수 있었다.