• Title/Summary/Keyword: Time Stepping Method

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Wide-range Speed Control Scheme of BLDC Motor Based on the Hall Sensor Signal

  • Lee, Dong-Hee
    • Journal of Power Electronics
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    • 제18권3호
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    • pp.714-722
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    • 2018
  • This paper presents a wide-range speed control scheme of brushless DC (BLDC) motors based on a hall sensor with separated low- and normal-speed controllers. However, the use of the hall sensor signal is insufficient to detect motor speed in the low-speed region because of low sensor resolution and time delay. In the proposed method, a micro-stepping current control method according to the torque angle variation is presented. In this mode, the motor current frequency and rotating angle are determined by the reference speed without the actual speed fed by the hall sensor. The detected torque angle is used to adjust the current value in a limited band to control the current value in accordance with the load. The torque angle is detected exactly at the changing point of the hall sensor signal. The rotor can follow the rotating flux with the variable torque angle. In a normal speed range, the conventional vector control scheme is used to control the motor current with a PI speed controller using the hall sensor. The torque characteristics are analyzed on the basis of the back EMF and current shape. To adopt the vector control scheme, the continuous rotor position is estimated by the measured speed and hall sensor position. At the mode changing point between low and normal speed range, the proper initial current command and reference rotor position are calculated. The calculated current command can reduce the torque ripple during transient mode. The proposed method is simple but effective in extending the speed control range of a conventional BLDC motor with hall sensor without the need for a high-resolution encoder. The effectiveness of the proposed method is verified by various experiments on a practical BLDC motor.

강체-유체 충격문제에 대한 Lagrangian 유한요소 해석 (Lagrangian Finite Element Analysis of Water Impact Problem)

  • 윤범상
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.60-68
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    • 1991
  • 비압축성 유체유동에 대한 Navier-Stokes 방정식과 충돌 접촉면 조건으로 특징지어지는 강체-유체 충돌문제를 Lagrangian 유한요소법에 의해 해석하였으며, 계산의 편의상, 속도장을 점성및 중력항과 압력항으로 나누어 수행하는 소위 fractional step method를 도입하였다. 유체영역은 4절점의 4각형 요소로 분할하였으며, 충분히 작은 시간간격의 도입을 전제로 하여 explicit time marching법으로 수치해석하였다. 매 시간 step의 초기에 우선 운동량-충격량 법칙으로 강체의 수면충돌후 속도를 구했으며, 그 속도로 표현되는 충돌 접촉면의 경계조건과 완전한 형태의 자유표면조건 그리고 운동방정식 및 연속 방정식을 모두 만족하는 속도장을 구하였다. 본 논문에서 제시하는 수치해석법에 의하면, 유체충격문제에 있어 매우 중요하다고 알려져 있는 tip splash를 포함하는 자유표면의 형상을 쉽게 추적해 갈 수 있다. Lagrangian 유한요소법의 적용의 타당성을 확인하기 위하여 대칭형 2차원 쐐기 모양의 강체가 수면충돌하는 경우를 예로하여 시간의 경과에 따른 충격수압의 분포 및 충격외력 등을 추정한 결과, 본 방법의 적용의 유효성과 아울러 몇가지 유용한 결론을 유도할 수 있었다.

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3차원 비선형 자유표면 유동의 수치해석 (A Numerical Simulation of Three- Dimensional Nonlinear Free surface Flows)

  • 강창구;공인영
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.38-52
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    • 1991
  • 자유표면하에서 움직이는 임의의 형상의 3차원 물체로 인한 비선형 유체력을 준 Lagrangian 방법을 사용하여 해석하였다. 경계치 문제는 경계 적분 방법(Boundary Integral Method)을 이용하여 해결하였으며, 물체와 자유 표면의 형상은 곡면 Panel로 표현하였다. 이들 표면은 hi-cubic B-spline 방법을 사용하여 유한개의 작은 표면 요소로 나뉘어지게 되며, 또한 \phi와 (equation omitted) 표면 요소상에서 bi-linear하다고 가정한다. 특이점에 의한 유기 포텐시얼의 계산시 1/R에 비례하는 부분은 제거하고 해석적으로 처리하였다. 물체로부터 멀리 떨어진 곳에서의 유체 유통은 좌표계의 원점에 위치한 Dipole로 표현하였으며, Time Stepping시 Runge-Kutta의 4차 방법을 사용하였다. 3차원인 경우에 대한 적분 방정식과 포텐시얼의 시간 미분간에 대한 경계 조건이 유도되었으며, 이러한 식들을 사용하여 자유표면의 형상과 물체의 운동을 동시에 계산하였다. 대진폭을 가지고 규칙적으로 진동하는 물체에 작용하는 힘과 이때의 자유 표면 형상을 계산하고 기 발표된 자료와 비교하여 보았으며, 자유표면 근처에서 운동하는 물체에 작용하는 비선형 효과를 관찰하였다.

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Claw Pole Type 영구자석형 스테핑 모터의 정토크 특성 향상에 관한 연구 (A Study on the Improvement of Static Torque Characteristic in Permanent Magnet Stopping Motor with Claw Pole)

  • 임승빈;손영규;김영태;이주
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.80-87
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    • 2006
  • 본 논문에서는 3차원 FEM을 이용하여 Claw pole stoning motor의 특성을 해석하였다. Claw pole stewing motor는 구조상 z-축 방향으로 자화가 발생하고 모델의 특성상 3차원 FEM해석이 필수적이다. 해석 시간을 고려해 볼 때 목적하고자 하는 성능을 갖는 모터 설계 시 시간을 효율적으로 줄이기 위한 방법 중 하나는 해석 대상의 개수를 줄이는 것이다. 이에 본 논문에서는 실험계획법(Design of Experiments)을 이용하여 Claw pole stewing motor의 해석 및 설계 시 중요 변수인 영구자석, 폴형상, 권선수의 설계 변수를 설정하여 이 설계변수의 조합으로 나오는 해석 모델의 개수를 최소화하고 이렇게 줄어든 최적의 모델을 선정하여 3차원 FEM으로 해석하여 특성을 살펴보았다.

가스공급배관에서 응력부식균열 군에 의해 교란된 자속의 유한요소 모델링 (Finite Element Modeling of Perturbation Fields due to Colonies of Stress Corrosion Cracks(SCCs) in a Gas Transmission Pipeline)

  • 양선호
    • 비파괴검사학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.493-500
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    • 2001
  • 기존의 누설자속 탐상용 pig를 이용한 가스배관 검사시 축 방향 길함의 검출은 매우 어렵다. 본 논문에서는 원주 방향의 전류와 축 방향 응력부식균열(SCC)의 상호작용을 이용한 새로운 기술을 소개한다. 이 방법의 타당성은 유한요소법을 통하여 연구하였는데, 이러한 상호작용의 유한요소 해석은 재료의 비선형성, 무체적성 균열의 작은 크기, 속도 효과를 고려한 시간 단계별 계산등으로 인한 컴퓨터성능 제한으로 매우 어렵다. 이 논문에서는 이 문제점을 해결하기 위해 교란방법(perturbation method)을 이용한 새로운 방법을 제시하였다. 전체 해석과정은 순차적으로 수행할 수 있는 4개의 간단한 과정들로 나누어 수행하였다. 모델링 결과는 이 방법이 하나의 SCC 또는 여러 개가 존재하는 SCC 군을 효과적으로 검출 할 수 있음을 보여 주었다.

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공압부양 고속 지상운송채의 비정상 공력해석 (Unsteady Aerodynamic Analysis of an Air-Pressure-Levitated High-Speed Ground Vehicle)

  • 조정현;조진수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권8호
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    • pp.728-733
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    • 2008
  • 경계요소법을 이용하여 비평면 지면 위를 움직이는 공압부양 고속 지상운송체의 비정상 공력해석을 수행하였다. 비정상 공력해석을 위하여 시간전진법과 이에 연계한 자유후류를 도입하였다. 공압부양 고속 지상운송체가 채널 내를 움직일 때, 채널에 갇힌 공기에 의해 지면효과가 증가하여 운송체의 양력계수와 피칭모멘트 계수가 더욱 증가한다. 즉, 채널과 같은 비평면 지면은 운송체의 종방향 불안정성을 증가시킨다. 반면, 채널과 같은 비평면 지면에 의한 양력상승이 운송체 탠덤날개의 왼쪽과 오른쪽에 동일하게 발생하기 때문에 채널과 같은 비평면 지면효과가 운송체의 횡방향 안정성에 미치는 영향은 크지 않다.

건설 VE 프로젝트에서 효과적인 기능분석 적용방안 (An Effective Function Analysis Application for Construction VE Projects)

  • 최석인
    • 한국건설관리학회:학술대회논문집
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    • 한국건설관리학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.78-84
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    • 2002
  • 건설 VE실무에서 기능분석은 VE이론과 달리 업무 자체가 누락되거나 요식적으로 적용되어 왔다. 이는 건설 VE활동의 시간적 제약, VE팀원의 훈련, 경험, 인식 부족 등과 함께 제조업 VE와 근본적으로 다른 건설 VE의 특성에 기인한 것으로 그동안의 국내 건선 VE 성과와 기능분석은 상호 연계되지 못하여 왔다. VE의 핵심인 기능분석이 제외된 건설 VE는 이론상으로 VE가 될 수 없는 모순점을 가지기 때문에 건설 VE실무와 이론의 차이를 좁히기 위해서는 우선 기능분석에서부터 그 해결책이 모색되어야 할 것이며, 이를 동해 건설 VE에 대한 인식의 전환 및 발전방향이 시도되어야 할 것이다. 이에 본 연구는 국내 건설 VE에서 활용되고 있는 기능분석의 방법과 절차, 그리고 적용시기의 문제점을 지적하고 건설 VE활동에서 기능분석의 활용과 효과를 극대화할 수 있는 기능분석 적용방안과 이때 유용하게 활용될 수 있는 전산 FAST 다이어그램 작성 모델(Easy-FAST)을 제안하였다.

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뇌졸중 환자의 퇴원 후 일상생활에 대한 고찰 - 일상생활 습관 및 물리치료 중심으로 - (The evaluation of active daily living after patients had stroke - focus on active daily living habit & physical therapy -)

  • 김혜선;이창현
    • 대한물리치료과학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.30-37
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    • 2003
  • Purpose : The purpose of this study is giving the healthy promotion and it's related data base for out-patients who had stroke via evaluating the general characters of their active daily living and physical therapy Method : This study researched 81 patients who had received physical therapy service in 6 general hospitals located Pusan city responded to the self-assessment questionnaires from July 2002 to August 2002. Conclusion : In this study, patients were composed of 61.7% of male, 65.4% of 50's-60's in the age, 56.8% of cerebral infarction, and 60.5% of right hemiplegia. 74.1% of patients received physical therapy after 6 months from an attack, only 62.9% used orthosis & gait aids, and 59.2% received medical care 2 or 3 times per week. 40.7% of patients had over 9 hours sleeping time and 22% had reduced $1{\sim}2hours$ before hospitalization. 90% did not have drinking and smoking. 91.4% had 3 times eating per day, and 67.7% did not have good nutrition. The reasons of that were their eating habit, 542% of eating-giver, 3.7% of economic problem. 46.9% of patients used healthy food. In active daily living, patients can't do drinking by cup, voiding & defication by themselves, however patients can't do wearing/take off, etiquette for dressing, bathing, stepping by themselves. 40.7% of patients don't wear orthosis, 55.6% of patients don't use W/C. Part of physical therapy that patients concerned importantly exercise for prevention of joint distortion, management of affected side, and 80% of patients was also concerned other's part, significantly. 71.8% of patients & care-givers want to receive physical therapy at home, and 74% of patients do physical therapy by themselves at home along teached hospitalization.

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UWB 펄스를 이용한 인체 신호 검출 방법 연구 (A Study on Vital Signal Detection Using UWB Pulse)

  • 장동원;최재익
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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    • pp.465-468
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    • 2014
  • 본 논문은 UWB(Ultra Wide Band) 펄스를 이용해서 인체에 접촉하지 않고 호흡, 심장 박동, 혈압, 혈당 등 생체 신호를 측정할 수 있는 방법을 기술하였다. 생체 신호는 건강을 점검하는 기초 자료로 인간의 활동 영역이 매우 넓어지고 수명이 길어지고 있으므로 기존 병원에 집중된 인적 및 물적 의료 시스템을 환자와 밀접하게 확산시켜서 신속한 치료 및 조치를 취해 건강한 생활을 영위할 수 있도록 요구하고 있다. 이와 같이 환자에 밀접하게 설치되어 지속적으로 불편함 없이 건강을 감시하는 방법으로 전파를 활용하는 방법이 오래 전부터 연구되어 왔으나 전파의 인체에 대한 특성 등을 정확히 파악하지 않고 개발되어 왔으므로 실제 임상에 적용하기에는 원하는 수준의 성능에 도달하지 못해 널리 실용화 되지 않고 있다. 본 논문에서는 기존 문제점인 인체에 대한 UWB 펄스파의 영향 및 특성 등을 분석해서 기술하였다.

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Geomechanical and hydrogeological validation of hydro-mechanical two-way sequential coupling in TOUGH2-FLAC3D linking algorithm with insights into the Mandel, Noordbergum, and Rhade effects

  • Lee, Sungho;Park, Jai-Yong;Kihm, Jung-Hwi;Kim, Jun-Mo
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제28권5호
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    • pp.437-454
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    • 2022
  • The hydro-mechanical (HM) two-way sequential coupling in the TOUGH2-FLAC3D linking algorithm is validated completely and successfully in both M to H and H to M directions, which are initiated by mechanical surface loading for geomechanical validation and hydrological groundwater pumping for hydrogeological validation, respectively. For such complete and successful validation, a TOUGH2-FLAC3D linked numerical model is developed first by adopting the TOUGH2-FLAC3D linking algorithm, which uses the two-way (fixed-stress split) sequential coupling scheme and the implicit backward time stepping method. Two geomechanical and two hydrogeological validation problems are then simulated using the linked numerical model together with basic validation strategies and prerequisites. The second geomechanical and second hydrogeological validation problems are also associated with the Mandel effect and the Noordbergum and Rhade effects, respectively, which are three phenomenally well-known but numerically challenging HM effects. Finally, sequentially coupled numerical solutions are compared with either analytical solutions (verification) or fully coupled numerical solutions (benchmarking). In all the four validation problems, they show almost perfect to extremely or very good agreement. In addition, the second geomechanical validation problem clearly displays the Mandel effect and suggests a proper or minimum geometrical ratio of the height to the width for the rectangular domain to maximize agreement between the numerical and analytical solutions. In the meantime, the second hydrogeological validation problem clearly displays the Noordbergum and Rhade effects and implies that the HM two-way sequential coupling scheme used in the linked numerical model is as rigorous as the HM two-way full coupling scheme used in a fully coupled numerical model.