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자기동조 제어기를 이용한 위치확보 시스템에 관한 연구 (Analysis of Dynamic Positioning System Based on Self-Tuning Control)

  • 이상무;이판묵;홍사영
    • 대한조선학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.32-40
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    • 1989
  • 자동위치 확보시스템은 선박이 불규칙 해상에서 작업을 수행할 때 선체의 위치 및 선수를 일정한 작업반경 내에서 유지할 수 있도록 추진기를 자동제어하는 방법이다. 위치확보시스템의 구성은 계측시스템, 제어기시스템, 추진기시스템 및 동력시스템으로 구성된다. 본 논문은 최적제어 기법과 필터링 기법을 이용한 제어기시스템 구성에 관하여 논하였고, 제어시스템 구성을 위한 상태방정식의 정립과정을 서술하였다. 선체의 평면운동은 저주파수 운동과 고주파수 운동의 성분으로 구성되었다고 가정하였다. 저주파수 운동은 추진기에 의한 외력, 조류력 및 2차차수 파랑강제력에 기인하며 고주파수 운동은 1차 차수 파랑강제력에 의해 유기된다. 해상에서 계측되는 신호에는 선체의 운동성분 이외에도 계측오차 성분이 포함된다. 자기동조필터 및 칼만필터를 이용하여 계측신호로부터 저주파수 운동성분과 고주파수 운동성분을 각각 독립적으로 추정하고, 추정된 저주파수 운동성분을 궤환하여 제어를 수행하였다. 제어기는 교란환경 속의 최적제어기인 LQG제어기를 이용하였다. 시뮬레이션을 수행하기 위하여 Wimpey Sealab의 데이타를 이용하였다.

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AE를 이용한 복합재료 T 조인트부의 파괴거동에 관한 연구 (A Study on the Fracture Behavior of Composite Laminated T-Joints Using AE)

  • 김재훈;안병욱;사정우;박병준
    • 비파괴검사학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.277-287
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    • 1999
  • 탄소섬유 복합재료 T 조인트 시험편에 대한 접착특성 및 파손과정을 조사하기 위하여 단순인장 및 하중-제하 인장시험이 수행된다. 시험편은 스킨과 프레임 구조를 가지며, 동시성형과 2차 접착법에 의한 두 종류의 시험편이 제작된다. 단순인장시험동안 시험편의 손상 개시 및 진전시에 AE 특성을 측정하였고, 하중-제하 인장시험동안 진전된 균열길이는 CCD 카메라를 이용하여 측정된다. 또한 시험편 내부의 크랙면 윤곽에 대한 조사는 초음파 C-scan이 사용된다. AE 신호가 급격히 증가하는 하중과 하중-시간 곡선에서 하중강하점은 5% 이내의 오차로 비교적 잘 일치한다. 두 종류의 시험편의 초기균열은 동일한 위치인 중앙 누들부에서 발생되나 최종파단은 동시성형의 경우, 누들부에서, 2차 접착의 경우, 스킨/프레임 끝단에서 일어난다. 이런 결과로부터 두 종류의 시험편은 성형방법에 따라 서로 다른 파손 모드를 보인다.

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중간(中間) 측정(測定) 주기(週期) (3-5년)를 이용(利用)한 인공림(人工林)의 흉고단면적(胸高斷面績) 추정(推定) 함수(函數)의 유도(誘導) (Derivation of Basal Area Projection Function for Forest Plantation Using Medium (3-5years) Measurement Cycles)

  • 이상현
    • 한국산림과학회지
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    • 제89권4호
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    • pp.463-469
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    • 2000
  • 이 연구는 다른 수종에 비해 상대적으로 빠른 생장을 보여 상업적으로 중요하게 여겨지는 뉴질랜드 사우스랜드 지역에 조림된 미송(美松) (Pseudotsuga menziesii Mirb. Franco)의 흉고단면적(胸高斷面績) 추정 함수 유도에 관한 것이다. 흉고단면적(胸高斷面績) 함수를 도출하기 위하여 중간 측정 주기의 영구 표본점 데이터가 사용되었고, 대수차분(代數差分) 방정식을 이용하여 흉고단면적(胸高斷面績) 함수식을 유도하였다. 모수(母數) 추정은 SAS의 비선형 루틴에 의하여 수행하였다. 다양한 생장 추정 함수 모델을 적용한 후 잔차를 분석하여 평균제곱오차가 가장 작고 잔차 패턴이 편의가 없는 생장식을 선발하여, 추가 독립변수를 적용하여 모델의 추정 정도를 분석하였다. 그 결과 여러 추정 생장 함수 중 지위지수(地位指數) 및 간벌주기를 독립변수로 포함한 Schumacher 다형곡선(多形曲線) 생장식이 가장 정밀한 추정을 나타내었다. 이 결과로 흉고단면적(胸高斷面績) 생장과 지위지수(地位指數)사이에는 양(+)의 상관관계(相關關係)가 있음을 알 수 있었다. 그리고 정의된 간벌주기는 흉고단면적(胸高斷面績)식의 정도(精度)를 높이는데 유용한 것으로 나타났다.

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GPS 항법메시지 이상이 수신기에 미치는 영향 분석 (Analysis of Influences due to Navigation Message Error of GPS Signals on Receiver)

  • 강희원;조득재;박상현
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권10호
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    • pp.2223-2229
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    • 2010
  • GPS 위성 고장과 같은 GPS 신호 이상에 대한 무결성 감시 연구가 진행되고 있다. GPS 신호의 이상 발생은 GPS 위성의 고장, 이온층 지연 오차의 급격한 증가, 제어부분의 항법 파라미터에 대한 잘못된 모델링 또는 고의적 이상, 전자파 간섭 등이 있는 것으로 알려져 있다. GPS 위성 고장의 경우 반송파, 코드, 항법메시지의 오류에 의해 이상이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 항법메시지에 이상이 있는 상황을 GPS 시뮬레이터를 이용하여 재현하고, 항법메시지 이상이 GPS 수신기에 미치는 영향을 분석하였다. GPS 항법메시지를 구성하는 프리앰블, HOW의 TOW 카운트메시지와 서브프레임의 ID를 나타내는 비트, 위성상태 관련 비트, 그 외의 항법메시지 이상에 대해 정리하고 이를 재현하였으며, 이러한 이상이 GPS 수신기에 미치는 영향을 분석하기 위하여 위성의 개수, DOP, 의사거리를 통해 관찰하였다.

이음면 이격이 확장형 단부판 이음부 성능에 미치는 영향에 대한 실험적 연구 (Experimental Study of the End-plate Gap Effect on the Performance of Extended End-plate Type Splice)

  • 김철환;이명재;김희동;김사빈
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제28권6호
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    • pp.427-438
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    • 2016
  • 두본 연구는 실험적인 방법을 통하여 단부판 이음부의 이음면에서 초기 오차로 발생하는 이격이 이음부의 내력 및 거동에 미치는 영향을 평가한 연구이다. 이를 위하여 총 5가지의 단순보형 실험체를 확장형 단부판 이음부를 이용 계획하였고 주요 변수로는 이음면 초기 이격(gap) 여부, 고력볼트 채결 전 끼움판(finger shim plate) 설치 유무, 고력볼트 체결 후 이음면 이격, 고력볼트 채결 후 끼움판 삽입 여부를 적용하였다. 정적가력실험 결과 이음판의 이격은 이음부의 최대휨강도에 미치는 영향은 제한적이나 수직변형과 초기 및 탄성강성에는 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이격을 제어하기 위해 고력볼트 장력을 이용할 경우 고력볼트의 취성파괴 우려도 있는 것으로 나타나서 이들에 대한 충분한 고려가 필요할 것으로 판단된다.

UHF 윈드프로파일러 레이더 자료의 품질 개선 (Quality Control of the UHF Wind Profiler Radar)

  • 조원기;권병혁;김박사;김민성;윤홍주
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.277-290
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    • 2018
  • 고정점에서 고도별 바람을 산출할 수 있는 장비인 윈드프로파일러에 의해 관측된 바람 자료는 바람 산출 프로그램인 PCL1300을 활용하여 바람벡터로 제공된다. 현재 프로그램에 설정된 매개변수에 따른 운용의 결과는 3 km 이상 상층 대기 영역의 바람 산출이 어렵다는 것이다. 이는 매개변수에 대한 매우 엄격한 기준으로 인해 다량의 자료가 제거되기 때문이다. 본 연구에서는 바람벡터의 자료 수집 영역을 확장시키고 과소측정을 줄이기 위해 매개변수를 재설정하여 운용 방식을 개선하였다. 바람벡터의 수집률은 72.2%에서 92.2%로 증가하였음에도 풍속의 RMSE는 고도별 오차율 15% 미만에 해당하는 1.5 m/s - 3.1 m/s를 유지하였다.

탄성체 경계 트랙션을 구하는 문제에서 상호 수직 기저 함수를 사용한 역문제 해석 방법의 개발 (Development of an Inverse Method Using Orthogonal Basis Functions for the Evaluation of Boundary Tractions on an Elastic Body)

  • 김사영;김현규
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권4호
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    • pp.487-493
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    • 2010
  • 대부분의 구조해석 문제는 외부에서 주어진 하중에 대한 변형과 응력에 관심을 두고 있지만 많은 경우에서 표면 또는 내부에 주어진 응력이나 트랙션을 구하는 역문제 해석이 필요하게 된다. 본 연구에서는 구하고자 하는 트랙션에서 멀리 떨어진 영역의 변위를 측정하여 미지의 트랙션을 평가하는데 유한요소법을 사용한 역문제 수식화를 적용하였다. 일반적으로 역시스템의 불안정으로 인하여 측정 변위의 작은 오차는 해석 결과에 큰 영향을 주게 된다. 이와 같은 역시스템의 불안정성을 개선하기 위하여 본 연구에서는 구하고자 하는 트랙션에 가까운 단면의 변위를 Gram-Schmidt 수직화 기법을 통한 수직기저함수 사용하여 예측하고 보다 안정된 역문제를 해석하는 방법을 개발하였고 장점들을 수치 예제를 통하여 보여주었다.

선체 저차 상하고유진동 감도해석 (Sensitivity Analysis of Vortical Hull Girder Vibration)

  • 조대승;김사수
    • 대한조선학회논문집
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    • 제35권3호
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    • pp.54-61
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    • 1998
  • 본 논문에서는 보유추 이론을 적용하여 초기 설계된 선체거더에 대한 상하 고유진동해석을 수행함과 동시에 설계변수 변경에 따른 고유진동수 및 고유모드의 변화율을 계산하는 감도해석방법을 활용하여 설계변경 또는 적화상태 변화시의 선체 고유진동 특성을 신속하게 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 이때, 이산화 해석방법은 전달행렬법을 적용하였으며, 설계변수로는 각 이산화 요소의 선체 중량, 2차원 부가수질량 및 동 3차원 수정계수, 유효굽힘강성 등으로 설정하였다. 감도해석 결과를 이용하여 중형 광석/살물운반선의 적화상태 변경시의 고유진동수를 추정한 결과는 통상적 재해석 결과와 비교하여 오차 2%이내의 매우 양호한 부합성을 나타내었다.

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재료의 탄소성 파괴인성치 $J_{IC}$의 온도 의존성에 관한 연구 I - AST과 JSME의 $J_{IC}$ 시험법에 관한 비교연구 - (A Study on the Effect of Temperature on the Elastic-Plastic Fracture Toughness $J_{IC}$ of Materials (I) - A Comparative Study of $J_{IC}$ Test Methods Recommended by ASTM and JSME -)

  • 석창성;최용식;양원호;김영진
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.653-659
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    • 1989
  • 본 연구에서는 실험방법과 해석방법 등의 차이가 J$_{IC}$ 값에 미치는 영향을 고찰하여 보았으며, E 813-81법으로 해석된 J$_{IC}$ 값으로 환산하는 방법을 제안하고 몇 가지 재료와 환경에서 그 오차를 검토하였다.하였다.

고차경계요소법에 의한 선체주위 유동해석 (Analysis of Steady and Unsteady Flow Around a Ship Using a Higher-Order Boundary Element Method)

  • 홍사영;최항순
    • 대한조선학회논문집
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    • 제32권1호
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    • pp.42-57
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    • 1995
  • 자유표면의 유동문제는 저항추진성능과 내항성능이 우수한 선박과 파랑중 작업성능이 우수한 해양구조물의 설계와 관련되어 조선해양공학분야에서 지속적으로 관심의 대상이 되어온 연구분야이다. 본 논문에서는 선체주위 유동을 정확하고 효율적으로 해석하기 위한 3차원 수치해법의 개발을 목적으로 하였다. 수치해법으로 경계요소법을 사용하였으며, 그린함수는 간단한 랜킨소오스를 사용하였다. 전 경계요소면은 8점 경계요소로 표시하여 기하학적 특성을 정밀하게 반영하고자 하였다. 자유표면에서 속도포텐셜의 변화를 정규화된 8점 경계요소에서 이중 2차 스플라인함수(bi-quadratic spline function)로 표시함으로써 자유표면에서의 수치감쇠 및 분산오차를 개선하였다. 한편 물체표면에서의 물리량은 8점 경계요소의 특성을 살려 이중 2차 다항식(bi-quadratic function)으로 근사하였다. 이와같이 계산영역에 따라 해의 특성에 부합하는 수치방법을 채택함으로써 수치해의 정확성과 효율성이 향상되도록 하였다. 개발한 수치해법의 효능을 검증하기 위해 계산예로서 정상유동 및 비정상유동의 경우 Neumann-Kelvin문제를 다루었다. 본 방법에 의한 몰수 타원체 및 Series 60선에 대한 조파저항 계산결과는 적은 파넬수를 사용하고도 기존의 계산치는 물론 실험치와 좋은 일치를 보였다. 변형된 Wigley선형에 대한 동유체력 계산결과도 기존의 실험치 및 계산치와 비교적 잘 일치하였다. 비정상 유동의 경우 랜킨소오스법에서 일반적으로 적용하는 상류방사조건은 무차원주파수가 1/4보다 큰 경우에만 유효하므로, 본 논문에서는 파동방정식 연산자를 이용하여 무차원주파수가 1/4보다 작은 경우에 적용할 수 있는 상류방사조건을 유도하였다. 수면하에서 전진하며 동요하는 소오스에 대하여 적용한 결과 본 논문에서 유도한 방사조건이 유효함을 입증하였다.

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