• 제목/요약/키워드: free oscillation

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Technical Essentials of the Earth's Free Oscillation Mode Computation

  • Chung, Tae-Woong;Shin, Jin-Soo;Na, Sung-Ho
    • 한국지구과학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.427-441
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    • 2017
  • Theory of Earth's free oscillation is revisited. Firstly, we summarized the underlying formulations, such as the equation of motion and its conversion into numerically integrable form and then explained computational procedures including the treatment of inner core-outer core boundary and core-mantle boundary, while the latter information has not been explicitly given in most publications. Secondly, we re-calculated the periods of Earth's free oscillation modes (period >200 s) for PREM model. In doing so we acquired the values of modes missing in Dziewonski and Anderson (1981). As a case observation, one seismogram after 2011 Tohoku earthquake recorded at Daejeon, Korea (KIGAM seismic station) was briefly analyzed to identify free oscillation mode excitations on its spectra. The material in this article will be most clear guide for those on calculating the Earth's free oscillation mode.

요 동안정미계수 측정을 위한 자유진동기법의 적용 (Application of Free Oscillation Technique for Yawing Dynamic Stability Derivatives in Yaw)

  • 조환기;백승욱
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.62-71
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    • 2002
  • A free oscillation technique for obtaining the dynamic stability derivatives in yaw is applied to the pure yawing motion. The procedure of wind tunnel testing is to compute the derivatives after measuring deflecting angles of the model during the free oscillating motion. The charging compressed air is supplied for the initial excitation. The results of this experiment predicted feasible characteristics of the yawing motion, comparing with the data previously reported in the literature.

지구 조석 중력계에 의한 지구의 자유진동에 관한 연구 (A Study on the Free Oscillation of the Earth with Earth Tide Gravimeter)

  • 조원희
    • 자원환경지질
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    • 제32권6호
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    • pp.653-660
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    • 1999
  • Any mechanical system has a natural oscillation which can be excited, and the earth is no exception. The earth can oscillate in an indefinite number of normal modes of oscillation, rather like a giant bell. The various free modes are generally sparated into two categoridal modes and toroidal modes. Clearly the toroidal modes will produce no perturvation of the gravity field and no vertical acceleration on the surface of the earth. Hence only spheroidal modes can be detected with a gravimeter. EarthTide gravimeter was installed at AIMST in order to observe free modes of the earth. Eight major earthquakes including chinese earthquake (magnitude 7.3) with free oscillations of the earth are observed during one year (1998. 8. 1∼1999.7.31). And then the earth tides components were eilminated from earthquake records using a numerical Butterworth highpass filter. Spectral analysis of gravity readings repersent that 48 observations of shheroidal modes. The relationships between instrumental observations and theoretical predictions based on the Gutenberg earth model agree well those resulting from free oscillation in Korea.

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천음속 익형 유동에 있어서 비평형 응축이 충격파 진동에 미치는 영향 (Effect of Nonequilibrium Condensation on the Oscillation of the Terminating Shock in a Transonic Airfoil Flow)

  • 김진수;이성진;;권순범
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권1호
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    • pp.61-66
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    • 2012
  • 본 연구에서는 NACA0014 천음속 익형 유동에 있어서 비평형 응축이 Terminating shock 의 진동에 미치는 영향을 TVD 수치해석을 통하여 연구하였다. 주류 마하수 0.81-0.87 에 대해 정체점 상대습도가 유동 특성에 미치는 영향이 구명되었다. 받음각 ${\alpha}=0^{\circ}$ 정체점 온도(288K) 및 주류 마하수가 동일한 경우, 정체점 상대습도의 증가는 Terminating shock 의 충격파 강도를 약화시키고 충격파의 진동수도 감소시킨다. 정체점 상대습도가 동일한 경우는 주류 마하수가 클수록 충격파의 진동수는 증가한다. 정체점 상대습도가 동일한 경우, 충격파의 이동거리는 주류 마하수가 클수록 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 충격파가 동일한 x/c 에 위치하는 경우, Terminating shock 의 충격파 강도는 충격파가 상류로 이동할 때가 하류로 이동할 때보다 강하게 된다.

적분차분법을 이용한 연안역에서의 해수고유진동해석 (Free Oscillation Analysis in the Coastal Area using Integrated Finite Difference Method)

  • 이병걸
    • 한국수산과학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.782-786
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    • 1994
  • Dey and Morrison (1979)이 육상의 전기탐사문제의 해결에 성공적으로 적용한 적분차분법(integral finite different method)의 해양에서의 응용성을 연구해보기 위해, 해석해가 존재하는 연안역의 해수고유진동 문제를 도출하여 기존의 고유진동문제에 적용하여 보았다. 그 응용성의 평가는 기존 해양에 널리 적용되는 기존차분법(conventional finite different method)으로 구한 수치결과와 적분차분법으로 구한 결과를 해석해와의 비교검증을 통하여 실시되었다. 그 결과 적분차분법으로 구한 고유치와 고유함수값이 기존차분법으로 구한 결과보다 좋은것으로 나타났다. 이러한 결과는 적분차분법의 경우 원래의 기본방정식에 Green's theorem을 적용함으로써, 기본방정식에 존재하는 2계 미분연산자가 1계 미분연산자로 해석적으로 처리되었기 때문으로 사료된다. 따라서 적분차분법을 이용하여 해수고유진동문제를 비롯한 다른 유사문제를 풀 경우 기본차분법보다 좋은 결과가 나을 것으로 사료된다. 또한 미분방정식의 수치해를 구할 경우 적분법이 차분법보다 좋은해를 줄 수 있다는 것을 증명한 것으로 사료된다.

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Free Surface Oscillation in Sloshing Problem Predicted with ALE Method

  • Ushijima Satoru
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1999년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.11-22
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    • 1999
  • A numerical prediction method has been proposed to predict non-linear free surface oscillation in a three-dimensional container. The fluid motions are numerically predicted with Navier-Stokes equations discretized in a Lagrangian scheme with sufficient numerical accuracy. The profile of a free surface is precisely represented with three-dimensional body-fitted coordinates (BFC), which are regenerated in each computational step on the basis of the arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation. In order to confirm the reliability of the computational method, it was firstly applied to three-dimensional flows within complicated-shaped rigid boundaries, such as curved pipes and ducts. Than it was applied to benchmark computations related to free surface oscillations. Following these basic verifications, non-linear sloshings in a cylindrical tank and transitions from sloshing to swirling motions were numerically predicted. Throughout these computations, the applicability of the present computational method has been confirmed and some of the predicted free surface motions were visualized as sequential images and animations to understand their dynamic futures.

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자유진동 및 강제진동 기법을 이용한 플레이트 거더교의 플러터 계수 산정 (Estimation of Flutter Derivatives for a Plate Girder Bridge Using Forced and Free Oscillation Tests)

  • 김종대
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.332-335
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    • 2011
  • 바람에 의해 발생하는 장대교량의 진동현상은 버펫팅과 와류진동 그리고 플러터 등으로 구분할 수 있으며, 특히 설계풍속에 해당하는 강풍에 안전한 교량을 설계하는 것이 주된 관심사항이다. 이러한 장대교량의 공기역학적인 안정성 검토에 사용되는 플러터 계수를 풍동실험을 통하여 산정하였다. 본 논문에서는 일반적인 플레이트 거더교의 강풍에 대한 안정성을 검토하기 위하여 풍동실험을 수행하였으며, 자유진동 기법과 강제진동 기법을 사용하여 추출한 플러터 계수를 비교하였다. 자유진동 기법은 교량단면에 초기변위를 주어 상하 및 회전 진동을 하는 교량단면의 변위를 측정한 후 system identification 기법으로 플러터 계수를 구하게 된다. 그리고 강제진동 기법은 상하방향의 강제진동과 회전방향의 강제진동 실험을 독립적으로 수행하여 교량단면에 작용하는 풍하중과 단면의 진동을 분석함으로써 플러터 계수를 추정하게 된다. 그리고 플러터 계수의 비교를 통하여 강제진동 기법과 자유진동 기법의 장단점을 분석하였다.

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차세대 신형원자로의 피동형 안전 주입장치를 위한 프리피스톤 스터링 펌프의 동특성 모델 (Dynamic Modeling of the Free Piston Stirling Pump for the Passive Safety Injection of the Next Generation Nuclear Power Plant)

  • Lee, Jae-Young
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1999년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.149-154
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    • 1999
  • This paper describes a passive safety injection system with free piston Stirling pump working withabundant decay heat in the nuclear reactor during the hypothetical accident. The water column in the tube assembly connected from the hot chamber to the cold chamber in the pump oscillates periodically due to thermal volume changes of non-condensable gas in each chamber. The oscillating pressure in the water column is converted into the pumping power with a suction-and-bleed type valve assembly. In this paper a dynamic model describing the frequency of oscillation and pumping pressure is developed. It was found that the pumping pressure is a function of the temperature difference between the chambers. Also, the frequency oscillation depends on the length of the tube with water column.

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항만 고유 진동 해석을 위한 Helmholtz 방정식의 유한요소 해법 (Finite Element Solution of Helmholtz Equation for Free Harbor Oscillation)

  • 류연선;이병걸
    • 대한토목학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.47-54
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    • 1993
  • 일반적인 기하학적 경계와 해저 지형을 가진 항만에서 해수 고유 진동 특성의 수치해석을 위하여 유한요소법이 응용되었다. 지배 방정식인 Helmholtz방정식을 일반화된 매트릭스 고유치문제로 변환하는데 표준유한요소과정을 사용하였다. 고유주기와 고유진동모우드의 수치해를 얻기위한 컴퓨터 프로그램이 개발되었고, 고유치의 수치해석과정에서 수치적 특이성을 취급하기 위해 고유치 이동기법이 고안되었으며, 수치적 악조건을 극복하기 위해서는 행렬원소의 축척화가 효과적임을 알았다. 수치예로서 먼저 해석해를 알 수 있는 경우를 해석하여 수치해와 해석해를 비교해 봄으로써 작성된 컴퓨터 프로그램의 유용성을 확인하였고, 일반적인 경계 조건과 임의 수성의 실제 항만에 유한요소 해법을 적용하여 성공적으로 고유진동의 해를 구하였다.

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