• 동력기계공학회지
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• 제21권2호
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• pp.35-40
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• 2017

In this study, the multi-body dynamics model for a wave energy converter is established. The equations of motions for the mechanical parts of the wave energy converter are derived to analyze the dynamic behavior. A spring method with the same performance as the counter weight method is proposed. The counter weight method and spring method are analyzed for evaluating the performance of the wave energy converter. RecurDyn program which is a kind of commercial multi-body dynamics program is used to perform the dynamic simulation of the wave energy converter.

• Steel and Composite Structures
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• 제27권3호
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• pp.255-271
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• 2018

This paper deals with the transient dynamic analysis and elastic wave propagation in a functionally graded graphene platelets (FGGPLs)-reinforced composite thick hollow cylinder, which is subjected to shock loading. A micromechanical model based on the Halpin-Tsai model and rule of mixture is modified for nonlinear functionally graded distributions of graphene platelets (GPLs) in polymer matrix of composites. The governing equations are derived for an axisymmetric FGGPLs-reinforced composite cylinder with a finite length and then solved using a hybrid meshless method based on the generalized finite difference (GFD) and Newmark finite difference methods. A numerical time discretization is performed for the dynamic problem using the Newmark method. The dynamic behaviors of the displacements and stresses are obtained and discussed in detail using the modified micromechanical model and meshless GFD method. The effects of the reinforcement of the composite cylinder by GPLs on the elastic wave propagations in both displacement and stress fields are obtained for various parameters. It is concluded that the proposed micromechanical model and also the meshless GFD method have a high capability to simulate the composite structures under shock loadings, which are reinforced by FGGPLs. It is shown that the modified micromechanical model and solution technique based on the meshless GFD method are accurate. Also, the time histories of the field variables are shown for various parameters.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제52권3호
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• pp.633-646
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• 2014

A semi-analytical numerical approach for the effective structural dynamic response analysis of spar floating substructure for offshore wind turbine subject to wave-induced excitation is introduced in this paper. The wave-induced rigid body motions at the center of mass are analytically solved using the dynamic equations of rigid ship motion. After that, the flexible structural dynamic responses of spar floating substructure for offshore wind turbine are numerically analyzed by letting the analytically derived rigid body motions be the external dynamic loading. Restricted to one-dimensional sinusoidal wave excitation at sea state 3, pitch and heave motions are considered. Through the numerical experiments, the time responses of heave and pitch motions are solved and the wave-induced dynamic displacement and effective stress of flexible floating substructure are investigated. The hydrodynamic interaction between wave and structure is modeled by means of added mass and wave damping, and its modeling accuracy is verified from the comparison of natural frequencies obtained by experiment with a 1/100 scale model.

• 대한조선학회논문집
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• 제44권2호
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• pp.148-153
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• 2007

Two typical impact loadings, shock wave and gas bubble pulse, due to UNDEX(UNDerwater EXplosion), should be considered together for the closest response analysis of structure subjected to UNDEX to a reality. Since these two impact loadings have different response time bands, however, their response characteristics of structure are different from each other. It is impossible to consider these effectively under the current computational environment and the mathematical model has not yet been developed. Whereas Hicks model approximates the fluid-structure interaction due to gas bubble pulse as virtual mass effect, treating the flow by the response of gas bubble after shock wave as incompressible ideal fluid contrary to the compressible flow due to shock wave, Geers-Hunter model could make the closest response analysis of structure under UNDEX to a real one as a mathematical model considering the fluid-structure interaction due to shock wave and gas bubble pulse together using acoustic wave theory and DAA(Doubly Asymptotic Approximation). In this study, the application and effectiveness of integrated dynamic response analysis of submerged structure was examined with the analysis of the shock wave and gas bubble pulse together.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1579-1584
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• 2011

본 논문에서는 파도의 에너지를 전기에너지로 변환하는 파력발전시스템에 대해 다루며, 발전기 및 12개의 암을 가진 가동물체형 파력발전기를 기구학적 구속조건을 이용하여 다물체 동역학 모델링 하였다. 새롭게 제안하는 파력발전기의 기어 메커니즘과 구속방정식 및 전달되는 힘요소에 대해 동역학적으로 모델링하였다. 파력은 시간영역에서 모리슨 방정식을 이용하여 수치적으로 계산하여 모델에 적용하였다. 시스템 거동해석을 위해 상용 다물체동역학 해석프로그램인 MSC/ADAMS를 이용하였다. 파력발전시스템의 파도에 대한 안정성을 검토하고 동적 거동 특성을 분석하였다. 하중에 따라 거동 특성을 분석한 결과 Yaw 운동은 상대적으로 적게 나타났으며 파고 1 m 이상일 경우 충분한 운동에너지가 발생함을 알 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제33권5호
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• pp.400-410
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• 2019

In this study, the numerical code for the 3D nonlinear dynamic analysis of an SLWR (Steel Lazy Wave Riser) was developed using the lumped mass line model in a FORTRAN environment. Because the lumped mass line model is an explicit method, there is no matrix operation. Thus, the numerical algorithm is simple and fast. In the lumped mass line model, the equations of motion for the riser were derived by applying the various forces acting on each node of the line. The applied forces at the node of the riser consisted of the tension, shear force due to the bending moment, gravitational force, buoyancy force, riser/ground contact force, and hydrodynamic force based on the Morison equation. Time integration was carried out using a Runge-Kutta fourth-order method, which is known to be stable and accurate. To validate the accuracy of the developed numerical code, simulations using the commercial software OrcaFlex were carried out simultaneously and compared with the results of the developed numerical code. To understand the nonlinear dynamic characteristics of an SLWR, dynamic simulations of SLWRs excited at the hang-off point and of SLWRs in regular waves were carried out. From the results of these dynamic simulations, the displacements at the maximum bending moments at important points of the design, like the hang-off point, sagging point, hogging points, and touch-down point, were observed and analyzed.

• 물과 미래
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• 제28권3호
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• pp.113-122
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• 1995

자연수로에 있어서 호수파의 추적을 위한 비선형 Wave Routing 모델이 제안되었다. 제안된 모델은 복잡한 자연하도의 네트워크에서 하류단에 전달되는 홍수파의 형태 또는 전달시간에 대한 정확한 해석 뿐만 아니라 합류점의 상류단과 하류단의 배수를 모두 고려할 수 있도록 고안되었다. 본 모델에 사용되는 매개변수의 추정을 위하여 목적함수가 제시되었고 이에 따라 적용된 유역에 가장 적합한 매개변수를 추정할 수 있었다. 배선형 유한차분방정식의 근사해를 구하기 위하여 Lax-Wendroff 방법과 Burstein-Lapidus 방법을 변형하여 사용하였다. 제안된 모델과 기존의 Dymamic Wave Routing 모델을 비교 적용한 결과, 두 모델 다 같이 홍수파의 전달시간, 최고치 등이 잘 일치하고 있으나 계산시간은 제안된 모델이 짧게 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.110-110
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• 2019

유역 강우-유출 과정의 물리적 특성과 비선형성을 반영하여 유출을 예측할 수 있는 새로운 방법을 제시한다. Dynamic wave 이론 기반의 강우-유출 모형과 유역의 지형적, 수문학적 특성을 이용하여 유역의 순간단위도를 S-수문곡선 방법을 통해 유도하였으며, 비선형성을 고려한 유출수문곡선 산정을 위해 순간단위도의 회선적분 시 강우강도별로 달라지는 순간단위도를 반영하였다. 기존 선형 가정에 근거한 단위도 방법이나, kinematic wave 이론 기반의 순간단위도 방법들에 비해 유역 반응의 물리적 특성과 비선형성을 잘 반영할 수 있었으며, 수치 시뮬레이션을 통한 강우유출 예측 방법에 비해 예측에 소요되는 시간이 짧다는 이점을 가졌다. 본 연구에서 제시한 방법에 대한 이상적 유역, 실제 유역에 대한 검증을 진행하였으며 실제 관측결과와 비교해 본 결과 유역의 강우-유출 관계를 정확히 예측하였다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.35-46
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• 2020

본 연구는 제방모형의 사면 경사에 따른 가속도 증폭특성을 분석하기 위하여 진동대 실험을 수행하였으며, 경계조건의 영향을 최소화할 수 있는 연성토조를 활용하였다. 제방모형의 수직 대 수평 경사는 각각 1:1, 1:1.5, 1:2로 설정되었으며, 위치에 따른 지반증폭을 계측하기 위하여 12개의 가속도계가 축소모형 내부에 매설되었다. 주파수에 따른 지반의 응답을 파악하기 위하여 축소모형에는 다양한 주파수 특성을 갖는 지진동이 가진되었다. 실험 결과, 사면의 경사가 클수록 지반증폭이 더 커짐을 실험적으로 확인하였다. 또한, 본 연구에서 활용된 실험 시스템의 신뢰성을 검토하기 위하여 1차원 지반응답해석 결과와 수평지반 모형에서의 실험 결과를 비교하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권7호
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• pp.555-564
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• 2005

본 논문에서는 매개변수의 의존도가 상대적으로 적은 수리학적 모형으로 강우-유출 모형을 구성하였다. 미계측 유역에 대해서 지형도나 유역 특성 자료로부터 매개변수를 추정하고 지표류는 운동파 방법을 하도추적은 Dynamic Wave 추적기법을 적용하여 대표적인 자연하천 유역인 소양강 유역과 위천 유역에 대해서 적용성을 검토해 보았다. 모형의 효율성을 평가하기 위해서 소양강댐 유역을 대상으로 HEC-1 모형과 본 연구에서 제시한 모형을 비교한 결과 HEC-1 모형에 부합되는 유출해석이 가능하였으며 모형의 효율성 및 타당성을 확인할 수 있었다. 낙동강 위천 유역에서도 도시적 해석 및 통계적 지표에서 모두 실측치와 근접한 해석이 가능하였다. 따라서 기존에 많이 사용되는 일반적인 방법론을 이용한 간단한 모형이지만 자연하천에 적용이 가능하리라 사료된다. 그러나 여전히 조도계수의 추정 및 유역폭의 산정 등에 있어서 어려움이 있으며 이에 대한 보완이 필요하다 하겠다.