위성발사체에 심각한 진동하중을 발생시키는 버펫 현상을 해석하기 위하여, CFD 해석과 반경험식을 결합하여 천음속 영역 해머헤드 발사체에서 발생할 수 있는 압력섭동을 예측하였다. RANS 해석을 수행하여 충격파 진동 영역, 박리영역, 박리 재부착 지점 등을 확인하였으며, 경계층 두께, 배제 두께, 경계층 끝단에서의 유동 정보를 계산하였다. RANS 결과와 공간 분포를 고려한 반경험식을 결합하여 해머헤드 페어링 주위의 압력 섭동과 파워스펙트럼을 예측하였고 시험 결과와 비교하였다.
Mirzaeiabdolyousefi, Majid;Mahmoodzadeh, Arsalan;Ibrahim, Hawkar Hashim;Rashidi, Shima;Majeed, Mohammed Kamal;Mohammed, Adil Hussein
Geomechanics and Engineering
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제30권1호
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pp.11-26
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2022
One of the most important issues in tunneling, is the squeezing phenomenon. Squeezing can occur during excavation or after the construction of tunnels, which in both cases could lead to significant damages. Therefore, it is important to predict the squeezing and consider it in the early design stage of tunnel construction. Different empirical, semi-empirical and theoretical-analytical methods have been presented to determine the squeezing. Therefore, it is necessary to examine the ability of each of these methods and identify the best method among them. In this study, squeezing in a part of the Alborz service tunnel in Iran was estimated through a number of empirical, semi- empirical and theoretical-analytical methods. Among these methods, the most robust model was used to obtain a database including 300 data for training and 33 data for testing in order to develop a machine learning (ML) method. To this end, three ML models of Gaussian process regression (GPR), artificial neural network (ANN) and support vector regression (SVR) were trained and tested to propose a robust model to predict the squeezing phenomenon. A comparative analysis between the conventional and the ML methods utilized in this study showed that, the GPR model is the most robust model in the prediction of squeezing phenomenon. The sensitivity analysis of the input parameters using the mutual information test (MIT) method showed that, the most sensitive parameter on the squeezing phenomenon is the tangential strain (ε_θ^α) parameter with a sensitivity score of 2.18. Finally, the GPR model was recommended to predict the squeezing phenomenon in tunneling projects. This work's significance is that it can provide a good estimation of the squeezing phenomenon in tunneling projects, based on which geotechnical engineers can take the necessary actions to deal with it in the pre-construction designs.
Attempts were made to analyze the behavior of single and multiple-bolted connections through theoretical methods such as European yield theory, empirical approaching method, and semi-rigid theory instead of many experimental methods that have been actually inefficient and non-economical. In the case of a single-bolted connection, if accurate characteristic values of a material could be guaranteed, it would be more convenient and economical to perform the behavior analysis using a model based on the semi-rigid theory, instead of the existing complex yield model, or the empirical formula which produces errors, giving different results from the actual ones. If the variables of equation determining the load and deformation could be appropriately controlled, the analytical method in conjunction with a semi-rigid theory could be effectively applied to obtain the desirably predicted value, considering that the appropriate solution could be derived through a simpler equation using a less difficult method compared to the existing yield model. It is concluded that analytical method with semi-rigid theory can be used in the behavior analysis of bolted connection because our developed method showed excellent analysis ability of behavior until number of bolt is two. Although our analytical method has the disadvantage that the number of bolt is limited to two, it is concluded that it has the advantage than numerical method which complicated and time-consuming.
Kim, Chan Kyung;Cho, Soo Gyeong;Kim, Chang Kon;Kim, Mi-Ri;Lee, Hai Whang
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제34권4호
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pp.1043-1046
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2013
Prediction of physicochemical properties of organic molecules is an important process in chemistry and chemical engineering. The MSEP approach developed in our lab calculates the molecular surface electrostatic potential (ESP) on van der Waals (vdW) surfaces of molecules. This approach includes geometry optimization and frequency calculation using hybrid density functional theory, B3LYP, at the 6-31G(d) basis set to find minima on the potential energy surface, and is known to give satisfactory QSPR results for various properties of organic molecules. However, this MSEP method is not applicable to screen large database because geometry optimization and frequency calculation require considerable computing time. To develop a fast but yet reliable approach, we have re-examined our previous work on organic molecules using two semi-empirical methods, AM1 and PM3. This new approach can be an efficient protocol in designing new molecules with improved properties.
폭발 해석 모델의 해석 방법은 직접적 해석과 간접적 해석으로 구별되며, 간접적 해석으로는 반경험적 해석 방법과 수치 해석적 방법으로 나뉜다. 본 연구에서는 반경험적 모델 해석의 프로그램인 ELS 폭발 해석 프로그램의 적용성을 평가하기 위해, 단순 해석 모델을 선정하고 다양한 반경험적 해석 프로그램인 AT-Blast, RC-Blast와 Kinney와 Graham의 경험식을 이용하여 자유 공중 폭발과 지표면 폭발에서의 폭발 하중 특성을 검토하였다. 단순 해석 모델에 대해 환산거리와 입사각에 대한 폭발 압력을 해석한 결과, 자유 공중 폭발 해석에서 환산거리의 범위는 $0.3{\sim}0.461m/kg^{1/3}$이고, 지표면 폭발 해석에서 환산거리의 범위는 $0.378{\sim}0.581m/kg^{1/3}$ 일 때 적합한 해석을 수행할 수 있으며, 입사각의 경우에는 $45^{\circ}$ 이내에서 해석한 결과가 적합한 것으로 판단된다.
본 연구에서는 MDO 프레임워크 개발을 위하여 다양한 준경험적 방법에 근거한 해석적 방법으로 경비행기인 창공-91의 비행운동 특성 파라미터를 추출하고 비행시험 방법을 기준으로 비교하여 평가하였다. 비교 대상의 준경험적 분석 방법은 Perkins 방법, McCormick 방법, 그리고 Smetana 방법이며, 각각의 방법을 통하여 주요 안정성/조종성 미계수와 동안정 계수를 산출하였다. 이에 대한 비교 기준은 비행시험을 수행하여 취득한 데이터로부터 출력오차방법을 활용하여 비행운동 미계수와 동안정 계수를 추출하였다. 아울러 경비행기의 비행특성을 우리나라 국토교통부의 항공기기술기준(KAS, Korean Airworthiness Standard)의 항목과 미 군용의 MIL-F-8785C의 기준으로 분석하여 평가하였다.
In order to predict trailing edge noise from a flat plate more effectively and accurately, the prediction algorithm based on semi-analytic model for point pressure spectrum is proposed. The semi-analytic model consists of empirical models for point pressure spectra and theoretical model to determine the boundary layer characteristics needed for the empirical models. The proposed methods are applied to predict the trailing edge noise of the flat plate located in the mean flow of speed 38 m/s, for which the measured data are available. In present study, six empirical models for point pressure spectra are utilized for the predictions of trailing edge noise and their prediction results are compared to the measured data. Through the analysis of these comparisons, it is revealed that the present method based on non-frozen formula using Efimtsov model and Smol'yakov-Tkachenko model can provide more accurate and efficient predictions of trailing edge noise.
In order to predict trailing edge noise from a flat plate more effectively and accurately, the prediction algorithm based on semi-analytic model for point pressure spectrum is proposed. The semi-analytic model consists of empirical models for point pressure spectra and theoretical model to determine the boundary layer characteristics needed for the empirical models. The proposed methods are applied to predict the trailing edge noise of the flat plate located in the mean flow of speed 38 m/s, for which the measured data are available. In present study, six empirical models for point pressure spectra are utilized for the predictions of trailing edge noise and their prediction results are compared to the measured data. Through the analysis of these comparisons, it is revealed that the present method based on non-frozen formula using Efimtsov model and Smol'yakov-Tkachenko model can provide more accurate and efficient predictions of trailing edge noise.
n-부탄, n-부틸 라디칼, 그리고 테트라메틸렌 디라디칼(3중항)의 여러 기하학적 구조에 관하여 STO-3G 방법으로 얻은 고유값 및 고유함수 성질들을 반경험적인 MO계산으로 얻은 결과와 비교하여 보기 위하여 EHT, CNDO/2, MINDO/3, 그리고 MNDO계산을 수행하였다. 그 결과 n-부탄의 여러 형태에 대한 안정성 순서는 모든 방법에서 같았으며 일전자에너지항에 의존하였고 ${\pi}$-오비탈에너지 변화는 반경험적 계산에서 훨씬 중요함을 알았다. $(n-{\sigma}^{\ast})_{trans}$에서 $(n-{\sigma}{\ast})_{cis}$로 구조가 바뀔때 수반되는 hyperconjugation 에너지 변화는 EHT, CNDO/2, MINDO/3 계산에서 작게 계산된 반면에 MNDO 계산에서는 크게 계산되었다. 주로 $(n-{\sigma}{\ast})_{trans}$의 구조에 수반되는 매우 큰 핵간 반발에너지 때문에 $(n-{\sigma}{\ast})_{trans}$는 알짜 불안정화 효과를 나타내었다. Through-space 상호작용으로 디라디칼의 $n_1$ 및 $n_2$ 오비탈간의 에너지 차이 ${\Delta}E-{sp}$ 및 ${\Delta}{\varepsilon}={\varepsilon}_0$-${\varepsilon}_{av}$를 작게함을 알았다 : through-space 상호작용은 through-bond 상호작용과 반대의 효과를 나타내었다. 비교적 심하지 않은 NDO 근사를 사용한 MNDO법에서는 이러한 에너지 차이가 작아지는 효과가 확대되어 나타났다. 특히 ${\sigma}-{\sigma}{\ast}$ 및 $n-{\sigma}{\ast}$ 상호작용이 수반되는 경우에서는 일반적으로 반경험적 방법으로 계산한 오비탈 성질들은 STO-3G 방법으로 계산한 결과와 만족스럽게 일치 하였으나 고유값에 관여된 성질들은 만족스럽지 못함을 알았다.
본 논문에서는 비행 중 비행체 표면에 작용하는 음향하중 예측을 수행하였다. 비행 중 음향하중은 비행체 표면의 압력 변동에 의해 발생한다. 기존의 비행 중 음향하중 예측방법은 반경험적 방법으로 이론과 실험 결과를 기반으로 도출한 경험식을 활용한다. 하지만 경험식의 입력 값으로 사용되는 비행체 주변 유동특성 및 경계층 파라미터를 매번 실험을 통해 얻는 것에는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 전산유체해석(Computational Fluid Dynamics, CFD) 결과를 반경험적 방법과 혼합하는 하이브리드 방법을 이용하여 비행 중 비행체에 작용하는 음향하중을 예측하였다. Cone-cylinder-flare 형상 비행체에 대해 아음속, 천음속, 초음속, 최대동압도달(Maximum dynamic pressure, Max-q) 시점의 비행 환경에 대한 음향하중 예측을 수행하였다. 하이브리드 방법 적용 시 전산유체해석결과를 기반으로 한 경계층 끝단 영역 판단 방법에 대해 비교하였고 여러 연구자에 의해 제시된 경험식에 따른 음향하중 예측결과를 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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