• 설비공학논문집
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• 제5권4호
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• pp.243-248
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• 1993

In this research, unsteady groundwater flow in unconfined and homogeneous three layer aquifers is studied theoretically and experimentally. Numerical solutions are obtained by Runge Kutta and Runge Kutta Gill method after transforming the governing nonlinear partial differential equations to nonlinear ordinary differential equations. Experimental apparatus includes a test section filled with fine, medium and coarse sands. Experimental results are compared with the numerical solutions and both experimental and numerical results correspond well with each other. This numerical approach may be also applied to the cases which have more aquifers.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권2호
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• pp.101-107
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• 2012

본 연구에서는 CFEM을 이용하여 구속조건이 있는 다물체의 운동방정식해석 프로그램을 개발하였다. 다양한 구속조건을 다루기 위하여 7개의 구속모델이 적용되었다. 구속조건으로 보안된 운동방정식은 높은 정확도를 위해 4차의 Runge-Kutta 방법을 사용하여 해석하였다. 다양한 구속조건이 있는 문제에 대하여 개발된 프로그램을 적용하고, 발표된 결과와 비교함으로써 개발 프로그램을 검증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제17권5호
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• pp.721-734
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• 2014

In the current study, we consider a new class of analytical periodic solution for free nonlinear vibration of mechanical systems. Hamiltonian approach is applied to analyze nonlinear problems which occur in dynamics. The proposed method doesn't have the limitations of the classical methods and leads us to a high accurate solution by only one iteration. Two well known examples are studied to show the convenience and effectiveness of this approach. Runge-Kutta's algorithm is also applied and the results of it are compared with the Hamiltonian approach. High accuracy of the proposed approach reveals that the Hamiltonian approach can be very useful for other nonlinear practical problems in engineering.

• 공업화학
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• 제9권7호
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• pp.1079-1084
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• 1998

우레탄 생성반응의 동역학을 조사하기 위해 지방족 이소시아네이트인 4,4'-dihexyl methane diisocyanate($H_{12}MDI$)와 1 관능기 알코올인 n-hexanol간의 반응을 실험적 측정과 수학적 모델링을 통해 연구하였다. 실험은 dibutyltin dilaurate(DBTDL)을 촉매로, 톨루엔을 용매로 온도, 촉매농도, [NCO]/[OH] 비 등을 변화시키면서 실시하였고, 반응동역학은 NCO기와 OH기의 반응에 의한 우레탄 생성반응 및 NCO기와 우레탄간의 반응에 의한 allophanate 생성반응 등 2가지 2차반응식으로 모사하였다. 반응속도상수는 Runge-Kutta 4th order 방법에 의한 전산모사방법으로 계산하였다. 대부분의 조건에서 실험치와 계산치가 잘 일치하여 본 연구에서 제안하는 반응 모델과 속도상수 계산방법이 적절함을 알 수 있었다. 또한 NCO기 90% 전환율에서 allophante/urethane의 비를 계산하였는데 대부분의 조건에서 20% 이상의 높은 값이 얻어져 allophanate 생성반응이 우레탄 물성에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권2호
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• pp.95-101
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• 2017

본 연구에서는 철도차량의 사고의 유형 중 가장 많이 발생되는 지그재깅 현상에 대해 이론 모델을 정립하여 선두차량의 지그재깅 거동에 대한 운동방정식을 도출하였다. 운동방정식을 풀기 위하여 미분방정식 수치해석법 중 가장 대표적인 Runge-Kutta 4차식을 사용하였고, 휠-레일 인터페이스에 의한 휠의 횡 변위는 운동에너지를 이용하여 추정하였다. 그리고 이론식을 검증하기 위하여 재그재깅 현상에서 가장 변위가 큰 연결기 위치에서의 횡 변위에 대해 시뮬레이션과 이론식을 비교한 결과 비 탈선 충돌조건에서 최대 편차율은 0.8 [%] ~ 4.7 [%] 발생하고, 탈선 충돌조건에서는 탈선이 일어나는 시점에서 차량의 횡 변위를 비교한 결과 최대 편차율이 0.6 [%] ~ 5.1 [%]로 잘 일치하는 것을 확인하였다. 이론식을 사용하여 사고나 현상을 시뮬레이션으로 재현할 때 필요한, 전체적인 거동에 부합하는 차량 간 연결의 초기 off-set량을 예측할 수 있다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제25권4호
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• pp.364-371
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• 2022

Surface state change of ammunition generated during the storage period increases the surface roughness and this affects the flight of ammunition, but there are no research results quantitatively indicating this. In this study, the drag force for each Mach number of howitzer shells was calculated through CFD to which the surface data of the howitzer shell was applied, and analysis of trajectory was performed using drag force values as an input of the 4th Runge-Kutta method, and the degree of decrease of the maximum range caused by the surface roughness of the howitzer shell was estimated. As a result, it was confirmed that the maximum range of howitzer shell with high surface roughness was 1.12 % shorter than that of howitzer shell without roughness. It was confirmed that the effect of surface roughness on the trajectory is not negligible.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.86-96
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• 1995

본 논문은 퍼지이론을 이용한 고전적인 역학문제의 확장에 관한 연구이다. 자중 및 휨강성 등 불확실한 매체를 갖는 기둥의 좌굴하중을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 수치해석예에서는 일단은 전형적인 자유, 회전, 고정단이고, 타단은 애매한 상수로 정의되는 회전스프링으로 지지된 기둥을 택하였다. 퍼지함수의 연산을 위하여 vertex method를 이용하였으며, 지배미분방정식의 수치적분과좌굴하중 결정을 위해 Runge-Kutta method와 행렬값탐사법을 각각 이용하였다. 좌굴하중의 소속함수를 산출하였으며,애매성의 흐름을 정량적으로 판단하기 위하여 퍼지지수를 정의 하였다. 지배인자의 애매성 변화에 따른 좌굴하중의 퍼지지수 변화를 분석하였으며, 단부 조건에 따른 감도를 고찰하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제50권4호
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• pp.487-500
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• 2014

An analytical solution for the nonlinear in-plane free oscillations of the suspended cable which contains the quadratic and cubic nonlinearities is investigated via the homotopy analysis method (HAM). Different from the existing analytical technique, the HAM is indeed independent of the small parameter assumption in the nonlinear vibration equation. The nonlinear equation is established by using the extended Hamilton's principle, which takes into account the effects of the geometric nonlinearity and quasi-static stretching. A non-zero equilibrium position term is introduced due to the quadratic nonlinearity in order to guarantee the rule of the solution expression. Therefore, the mth-order analytic solutions of the corresponding equation are explicitly obtained via the HAM. Numerical results show that the approximate solutions obtained by using the HAM are in good agreement with the numerical integrations (i.e., Runge-Kutta method). Moreover, the HAM provides a simple way to adjust and control the convergent regions of the series solutions by means of an auxiliary parameter. Finally, the effects of initial conditions on the linear and nonlinear frequency ratio are investigated.

• Tribology and Lubricants
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• 제33권6호
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• pp.309-314
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• 2017

This paper presents a theoretical investigation of the dynamic characteristics of externally pressurized air pad bearings with closed loop grooves. These grooves are made on the surface of bearings to reduce the number of supply holes so that manufacturing costs can be reduced. The semi-implicit method is applied to calculate the time varying pressure profile on the air bearing surface owing to the advantages of numerical stability and fast time tracing characteristics. The static pressure of the groove bearings is much higher than that without grooves, so the groove bearings can provide high load carrying capacity. The equation of motion considering vertical motion and tilting motion are also solved using the Runge-Kutta 4th order method. By combining the semi-implicit method and the Runge-Kutta method, fast calculations of the dynamic behavior of the air bearing can be achieved. The variations of bearing reaction force, air film reaction moment, height, and tilting angle are investigated for the step force input, which is 20% higher than the bearing reaction, when the nominal clearance is 6 mm. The effect of the groove width and the groove depth are investigated by calculating the dynamic behavior. The possibility of the air hammering with the depth of the groove is found and discussed.

• 한국자기학회지
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• 제6권5호
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• pp.281-286
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• 1996

전기 기계의 운동 특성을 정확히 해석하기 위해서는 해석모델의 전자장방정식과 운동방정식이 함께 고려되어야 한다. 본 논문에서는 자장내에서 두 개의 스프링에 의해 진동 운동을 하는 도체를 해석함에 있어 순차적인 결합방법을 채책하였다. 한 시점에서 속도가 주어지면 전자장해석 및 유도전류 계산은 유한요소법을 이용하였고, 그때마다 전자력을 게산하였다. 또한 전자장방정식이 풀린다음 4차 runge-kutta 미분방정식 해법을 이용하여 운동방정식과 결합하였다. 위의 과정을 순차적으로 계속 반복함으로써 시간에 대한 위치, 속도, 유도전류 및 전자력을 알아내어 운동체의 운동특성을 알아보았다. 계산된 결과는 에너지보존 법칙에 적용하여 제안한 순차적인 결합방법의 유용성을 검증하였다.