• 한국소음진동공학회논문집
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• 제18권11호
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• pp.1118-1127
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• 2008

The position and size of holes in the partition of a double cavity are known to strongly affect the eigenfrequency of the longitudinal eigenmodes of the double cavity. To maximize or minimize the eigenfrequency of the hole-partitioned double cavity, two acoustical topology optimization problems are formulated and solved. While two sub-cavities are filled with air, a partition between them is assumed to consist of sub-partitions of variable acoustical properties. One design variable is assigned to each sub-partition, whose material properties are interpolated as those of an intermediate material between air and a rigid body. The penalty parameter of the used interpolation function is adjusted to obtain a distinct air and rigid body distribution at the converged stage in each acoustical topology optimization problem. A special attention is paid to the selection of initial values of design variables to obtain solutions as close to global optimum and symmetric as possible. To show numerical characteristics of these optimization problems, the formulated problems are first solved for the one-dimensional partition design domain and then for the two-dimensional partition design domain.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.645-650
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• 2019

본 논문에서는 기존의 l=1 궤도 각운동량 모드에 대해서만 연구가 이루어지던 광 도파로 구조를 개선하여 반도체 박막 공정으로 제작이 가능하고, l=1 및 l=2 궤도 각운동량 모드를 전송할 수 있는 광 집적회로용 실리콘 광 도파로를 유한차분법을 통하여 설계하였다. 설계된 광 도파로는 여러 층의 실리콘과 실리콘 산화막으로 이루어져 있으며, 두 고유 모드의 합성을 통하여 궤도 각운동량을 가지는 모드를 구현한다. 제안된 광 도파로의 2차 궤도 각운동량 모드의 전기장 분포를 통한 궤도 각운동량 계산 결과, 궤도 각운동량 양자수가 1차 및 2차 각각 l= 0.9642, 1.8766으로 이론치에 매우 근접한 값을 보였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제20권4호
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• pp.405-415
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• 2021

Following the dynamic property analysis and elaboration, linear response spectrum analysis (RSA) and response history analysis (RHA) were conducted on a representative hyperbolic cooling towers (HCT) in present study. The seismic responses in tower shell were illustrated in detail, including the internal force amplitude, modal contribution, influence from damping ratio, comparison of results got from RSA and RHA and especially the latitude distributions of internal forces. The results show that the eigenmodes could be classified in a new method into four types according to their mode shapes and only the lateral bending modes and vertical stretching modes are meaningful for horizontal and vertical earthquake correspondingly. The bending modes and seismic deformation display the same feature which is global lateral bending accompanied by minute circular flow displacement of section. This feature also decides the latitude distributions of internal forces as sine or cosine. Moreover, the following method is also proposed for approximate estimation of internal force amplitudes without time-consuming response history analysis: getting the response spectrums of the selected ground accelerations and then comparing values of response spectrums at the natural period of first lateral bending mode because it is always prime dominant for horizontal seismic responses.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권9호
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• pp.878-885
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• 2009

One of important factors in designing MEMS resonators for RF filters is obtaining a desired frequency response function (FRF) within a specific frequency range of interest. Because various array-type MEMS resonators have been recently introduced to improve the filter characteristics such as bandwidth, pass-band, and shape factor, the degrees of freedom (DOF) of finite elements for their FRF calculation dramatically increases and therefore raises computational difficulties. In this paper the Krylov subspace-based model order reduction using moment-matching with non-zero expansion points is represented as a numerical solution to perform the frequency response analyses of those array-type MEMS resonators in an efficient way. By matching moments at a frequency around the specific operation range of the array-type resonators, the required FRF can be efficiently calculated regardless of their operating frequency from significantly reduced systems. In addition, because of the characteristics of the moment-matching method, a minimal order of reduced system with a prearranged accuracy can be determined through an error indicator using successive reduced models, which is very useful to automate the order reduction process and FRF calculation for structural optimization iterations. We also found out that the presented method could obtain the FRF of a $6\times6$ array-type resonator within a seventieth of the computational time necessary for the direct method and in addition FRF calculation by the mode superposition method could not even be completed because of a data overflow with a half after calculation of 9,722 eigenmodes.

• Wind and Structures
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• 제23권4호
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• pp.367-383
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• 2016

The influence mechanism of mean value components, noted as $P_0$, on POD applications for complete random fields $P_C(t)$ and fluctuating random fields $P_F(t)$ are illustrated mathematically. The critical philosophy of the illustration is introduction of a new matrix, defined as the correlation function matrix of $P_0$, which connect the correlation function matrix of $P_C(t)$ and $P_F(t)$, and their POD results. Then, POD analyses for several different wind pressure fields were presented comparatively as validation. It's inevitable mathematically that the first eigenmode of $P_C(t)$ resembles the distribution of $P_0$ and the first eigenvalue of $P_C(t)$ is close to the energy of $P_0$, due to similarity of the correlation function matrixs of $P_C(t)$ and $P_0$. However, the viewpoint is not rigorous mathematically that the first mode represents the mean pressure and the following modes represent the fluctuating pressure when $P_C(t)$ are employed in POD application. When $P_C(t)$ are employed, POD results of all modes would be distorted by the mean value components, and it's impossible to identify $P_0$ and $P_F(t)$ separately. Consequently, characteristics of the fluctuating component, which is always the primary concern in wind pressure field analysis, can only be precisely identified with $P_0$ excluded in POD.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제2권4호
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• pp.286-294
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• 2009

Hydroelectric power plants are known for their ability to cover variations of the consumption in electrical power networks. In order to follow this changing demand, hydraulic machines are subject to off-design operation. In that case, the swirling flow leaving the runner of a Francis turbine may act under given conditions as an excitation source for the whole hydraulic system. In high load operating conditions, vortex rope behaves as an internal energy source which leads to the self excitation of the system. The aim of this paper is to identify the influence of the full load excitation source location with respect to the eigenmodes shapes on the system stability. For this, a new eigenanalysis tool, based on eigenvalues and eigenvectors computation of the nonlinear set of differential equations in SIMSEN, has been developed. First the modal analysis method and linearization of the set of the nonlinear differential equations are fully described. Then, nonlinear hydro-acoustic models of hydraulic components based on electrical equivalent schemes are presented and linearized. Finally, a hydro-acoustic SIMSEN model of a simple hydraulic power plant, is used to apply the modal analysis and to show the influence of the turbine location on system stability. Through this case study, it brings out that modeling of the pipe viscoelastic damping is decisive to find out stability limits and unstable eigenfrequencies.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.39-47
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• 2001

본 논문에서는 매트형 거대 부유식 구조물의 동적 응답을 모드중첩법을 이용하여 시간영역에서 해석하였다. 동유체력의 시간기억함수는 고차경계요소법으로 계산한 동유체감쇠력을 푸리에변환하여 구하였으며, 구조물의 동적 응답은 해석적으로 유도한 고유 모드를 시간적분하여 산정하였다. 해석법을 검증하기 위하여 집중하중이 순간적으로 제거되는 경우, 집중하중이 충격적으로 가해지는 경우, 그리고 집중하중이 등속으로 일정거리를 움직인 경우 등 3가지에 대하여 계산을 수행하였다. 이렇게 얻은 수치결과는 3가지 경우 모두 모형에 대한 실험치와 잘 일치하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.281-285
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• 2008

축소시스템 기법은 전체 구조의 거동을 나타내는 저차 고유모드를 근사화한다. 지난 연구에서 축소시스템을 구축하기 위한 2단계 축소기법을 제안하였다. 또, 기존의 2단계 축소기법을 반복적 IRS기법을 통해 중간 주파수 대역의 고유모드에 대한 해의 정확도를 높이는 방안에 대해 연구가 제안되었다. 본 연구에서는 기존의 향상된 2단계 축소기법에 다단계 부구조화 기법을 적용하는 기법을 제안한다. 첫 단계에서는 전체 시스템을 그래프 분할을 통해 계층적으로 부구조로 분할되고, 두 번째 단계에서는 각각의 부구조를 개선된 2단계 축소기법을 이용하여 축소한다. 각각의 축소된 분절화된 고유치문제의 조합을 총해 최종적 축소시스템을 구축하고 이렇게 구한 축소된 고유치 문제를 란초스 기법(ARPACK)을 통해 해석한다. 최종적으로 제안된 기법의 성능을 수치 예제를 통해 검증한다.

• 한국광학회지
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• 제10권4호
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• pp.311-317
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• 1999

다이오드 레이저 펌핑 Nd:YAG 레이저를 평면 반일체 고리형 공진기를 이용하여 1064 nm 파장에서 단방향, 단일 모드로 발진시켰다. 실험에 사용된 반일체 고리형 공진기는 자기장 내에 놓여진 Nd:YAG 레이저 활성매질, 결정 석영판, 출력경으로 구성되어 전체적으로 광 다이오드로서 작용한다. 이에 대한 고유편광 이론 연구가 수행되었으며, 고유편광 모드에 대한 광손실이 계산되었다. 1.2 W, 809 nm 다이오드 레이저로 펌핑하여 155 mW의 단일 모드 출력을 얻었으며, 이때의 기울기 효율은 17%이었다. 동일한 두 레이저 시스템이 제작되었는데, 그 출력들의 맥놀이 주파수 스펙트럼으로부터 100 kHz 이하의 레이저 선폭을 갖는 것으로 측정되었고, 2 GHz 이상의 영역에서 연속적인 주파수 튜닝이 관측되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.659-664
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• 2020

본 논문에서는 실리콘 기반의 광 집적회로에서 외부 전압 조절을 통해 |l|=1 궤도 각운동량 모드의 궤도 각양자수를 변조할 수 있는 전기 광학 변조기를 설계하였다. 설계된 전기 광학 변조기는 위치별로 서로 다른 도핑농도를 가지는 실리콘 코어와 실리콘 산화막으로 구성되어 있으며, 도핑농도의 분포를 통해 궤도 각운동량 모드를 구성하는 두 고유 모드의 전파 손실과 유효굴절률 변화량을 조절할 수 있도록 설계되었다. 변조기는 역전압을 기준으로 -0.33V에서는 궤도 각운동량 모드의 부호가 유지되는 광도파로로, 10V에서는 궤도 각양자수 부호 변환기로서 동작한다. 고유 모드 확장법으로 계산한 신호변조 후의 전기장 분포를 통해 얻은 궤도 각양자수는 두 동작모드에서 모두 |l|>0.92 으로 매우 높은 궤도 각운동량 모드 순도를 보였다.