• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제8권4호
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• pp.345-372
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• 2021

The analysis of nonlinear vibrations, buckling, post-buckling, flutter boundary determination and post-flutter behavior of a homogeneous curved plate assuming cylindrical bending is conducted in this article. Other assumptions include simply-supported boundary conditions, supersonic aerodynamic flow at the top of the plate, constant pressure conditions below the plate, non-viscous flow model (using first- and third-order piston theory), nonlinear structural model with large deformations, and application of mechanical and thermal loads on the curved plate. The analysis is performed with constant environmental indicators (flow density, heat, Reynolds number and Mach number). The material properties (i.e., coefficient of thermal expansion and modulus of elasticity) are temperature-dependent. The equations are derived using the principle of virtual displacement. Furthermore, based on the definitions of virtual work, the potential and kinetic energy of the final relations in the integral form, and the governing nonlinear differential equations are obtained after fractional integration. This problem is solved using two approaches. The frequency analysis and flutter are studied in the first approach by transferring the handle of ordinary differential equations to the state space, calculating the system Jacobin matrix and analyzing the eigenvalue to determine the instability conditions. The second approach discusses the nonlinear frequency analysis and nonlinear flutter using the semi-analytical solution of governing differential equations based on the weighted residual method. The partial differential equations are converted to ordinary differential equations, after which they are solved based on the Runge-Kutta fourth- and fifth-order methods. The comparison between the results of frequency and flutter analysis of curved plate is linearly and nonlinearly performed for the first time. The results show that the plate curvature has a profound impact on the instability boundary of the plate under supersonic aerodynamic loading. The flutter boundary decreases with growing thermal load and increases with growing curvature.

• Smart Structures and Systems
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• 제31권5호
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• pp.469-483
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• 2023

The dynamic characteristics of wind turbine blades are usually monitored by contact sensors with the disadvantages of high cost, difficult installation, easy damage to the structure, and difficult signal transmission. In view of the above problems, based on computer vision technology and the improved YOLOv5 (You Only Look Once v5) deep learning model, a non-contact dynamic characteristic monitoring method for wind turbine blade is proposed. First, the original YOLOv5l model of the CSP (Cross Stage Partial) structure is improved by introducing the CSP2_2 structure, which reduce the number of residual components to better the network training speed. On this basis, combined with the Deep sort algorithm, the accuracy of structural displacement monitoring is mended. Secondly, for the disadvantage that the deep learning sample dataset is difficult to collect, the blender software is used to model the wind turbine structure with conditions, illuminations and other practical engineering similar environments changed. In addition, incorporated with the image expansion technology, a modeling-based dataset augmentation method is proposed. Finally, the feasibility of the proposed algorithm is verified by experiments followed by the analytical procedure about the influence of YOLOv5 models, lighting conditions and angles on the recognition results. The results show that the improved YOLOv5 deep learning model not only perform well compared with many other YOLOv5 models, but also has high accuracy in vibration monitoring in different environments. The method can accurately identify the dynamic characteristics of wind turbine blades, and therefore can provide a reference for evaluating the condition of wind turbine blades.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권3호
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• pp.86-96
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• 2018

본 논문에서 제안한 캔위성은 2017년 캔위성 경연대회에 출전한 $HA+RC^2S$ CanSat (High Agility and Remote Control Camera System Can Satellite)이다. 주요임무는 수동진동감쇠기인 동흡진기를 사용하여 카메라를 회전시킨 직후에 발생하는 잔류진동을 감쇠하여 고품질의 영상획득이 가능한 고기동 안정화 카메라 시스템을 검증하는 것이다. 부가적으로는 지상국의 조이스틱을 사용하여 무선으로 제어되는 원격 제어 셀프카메라로 캔위성 자체의 이미지데이터를 획득하는 것이다. 본 논문에서는 임무 정의, 시스템 설계, 제작, 기능 및 성능시험, 최종 비행시험을 포함하는 $HA+RC^2S$ CanSat의 개발과정에 대해 서술하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.41-49
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• 2013

회전관입형 말뚝은 말뚝설치 시 주변 흙의 변위가 발생하는 변위 말뚝으로 큰 지지력 및 인발력을 발휘할 수 있다. 또한 비배토 공법으로 슬라임이 발생하지 않고 시공 중 소음, 진동이 작아 환경친화적인 특성이 있어 외국의 경우 적용사례가 증가하고 있다. 하지만 대부분의 말뚝을 직접적으로 항타하는 항타말뚝, 선굴착 후 기 제작된 말뚝을 지중에 매입하는 매입말뚝이 주로 적용되고 있으며 회전관입형 말뚝의 사용은 제한적으로 이루어지고 있다. 지금까지 실시된 대부분의 실내시험에서는 말뚝을 설치한 후 지반을 조성하여 지지거동을 평가함에 따라 회전관입형 말뚝의 회전관입과정으로 인한 지지거동의 규명은 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 풍화토를 대상으로 회전관입과정을 모사한 실내실험을 실시하여 풍화토에 대한 지지력 거동을 평가하고자 하였으며, 더불어 나선형 판의 직경, 나선형 판의 간격, 나선형판의 개수, 나선형 판의 제원 등을 변화시켜가며 지지 거동을 평가하였다. 연구결과를 통하여 나선형 강관말뚝의 지지력 평가 결과 및 주요 제원에 따른 지지력 변화와 기존이론과의 비교분석 결과를 제시하였다.

• 한국광학회지
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• 제30권6호
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• pp.249-254
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• 2019

광섬유가 지니는 패러데이 효과를 이용하여 전류의 세기를 측정하는 광전류 센서 소자를 설계 및 제작하였다. 센서 소자의 동작 안정성을 향상시키기 위하여 편광회전 반사 간섭계와 사분 파장 위상 간섭계 구조를 도입하였다. 이 복잡한 구조를 구성하는 다양한 광소자들은 하나의 폴리머 광집적회로로 구성하여 작은 크기로 제작되었다. 본 구조를 이용하면 외부에서 별도의 바이어스 피드백 제어가 필요 없는 상태에서 전류를 측정하는 센싱 동작을 수행할 수 있다. 또한 온도변화나 외부진동으로 인한 광센서 특성 변화를 제거하여 안정적인 특성을 유지하는 광전류센서를 구현할 수 있다. 그러나 패러데이 효과를 결정짓는 베르데상수는 온도에 따라 미소한 값의 변화를 가지고 있다. 본 연구에서는 이 변화로 인한 광전류센서의 온도의존성을 극복하기 위한 연구를 수행하였다. 편광회전 반사 간섭계의 부품인 광섬유 사분 파장판의 길이를 최적값으로부터 벗어나는 상태로 맞추어 줌으로써 베르데 상수의 온도의존성에 의해 나타나는 광전류센서의 스케일 팩터 변화를 보상해줄 수 있었다. 온도변화를 보상한 광전류센서는 주변 온도를 상온에서 85℃로 올리는 동안, 센서 측정 신호의 온도 의존성이 0.2% 이내로 유지되는 것을 확인했다.