밀러미터 내역(30~300GHz)의 전파에 대한 관심이 증가하면서 저손실 특성을 갖는 Nonradiative Dielectric(NRD) 도파로에 대한 관심이 커지고 있다. NRD 도파로는 분산특성이나 유전체 내의 필드 분포 형태로 볼 때 양 측면의 전도체가 없는 유전체가 채워진 도파관과 유사하므로 도파관으로 구현되는 대부분의 소자들은 NRD도파로를 이용하여 구현할 수 있다. 기존의 gap-coupled NRD guide 대역통과 여파기의 설계에서는 갭(gap) 영역의 임피던스를 Variational Method를 이용하여 해석하였으나 본 논문에서는 갭 영역을 차단영역 도파관의 등가회로 모델로 대치하여 해석함으로써 설계과정을 간단히 하였다. 또 이러한 설계 방법을 미리미터 대역의 필터에 적용하기 전에 시험적으로 중심 주파수가 10GHz인 대역통과 필터(3-Pole, 0.1dB ripple, 2% bandwidth)를 설계, 제작하였다. 측정한 결과느느 HFSS (High Frequency Structure Simulator)로 시뮬레이션 한 결과와 제작의 오차범위 내에서 일치하였다.
동역학의 새로운 변분이론인 혼합 합성 변분이론은 수학물리학을 비롯한 공학에 있어 초기치-경계치 문제해석에 광범위하게 적용될 수 있는 기반을 제공하는 것으로, 본 논문은 이 이론을 토대로 시간에 대한 이차의 형상함수가 적용된 시간 유한요소해석법을 개발하고 그 해석법의 수치특성 확인을 통해 향후 다양한 동적시스템 해석의 적용에 대한 가능성을 살펴보았다. 이를 위해 가장 기본적인 선형탄성의 단자유도계가 고려되었다. 에너지 보존시스템의 경우(비감쇠 시스템에 외력이 작용치 않는 경우), 제안된 알고리즘 모두는 time-step에 관계없이 안정적이며 수치감쇠가 없이 에너지와 모멘텀이 보존되는 symplecticity property를 가지고 있음을 확인할 수 있었고, 감쇠시스템인 경우, time-step이 점점 작아질수록 정확한 해에 빠르게 수렴하는 것을 확인하였다.
회전익 항공기의 로터 블레이드는 공기역학, 구조적 유연성, 제어 가능성 등의 상호작용 효과를 고려한 설계가 필요하다. 역설계는 형상정보 및 실험결과를 통해 공통된 특성을 갖는 구성품을 설계할 때 유용하게 사용될 수 있다. 본 논문에서는 BO-105 헬리콥터의 복합재 로터 블레이드를 선정하여 공통된 특성을 갖도록 역설계하고자 하였다. 이를 위해 로터 블레이드를 여러 구간으로 나누어 복합재료가 단면에 따라 연속적으로 적층될 수 있도록 역설계를 수행하였다. 각 구간에 대해서는 variational asymptotic beam sectional analysis (VABS) 단면해석 프로그램을 사용하여 설계안의 플랩 방향, 래그 방향 및 비틀림 강성값이 실험 결과와 일정 수준 이하의 차이를 갖도록 하였다. 최종으로 CAMRAD II를 통해 특정 비행 조건에서 로터 블레이드에 작용하는 하중을 예측한 후 설계된 블레이드가 구조적으로 유효한지 확인하였다.
본 연구에서는 전구 해양에서 관측되는 ARGO및 TAO해양 자료를 이용하여 해양의 3차원적인 구조를 분석.동화하고 궁극적으로 해양대순환모형을 위한 초기장을 생산하였다. 초기장의 생산을 위하여 전구 해양대순환 모형인 MOM3.1을 이용하였으며 생산한 배경장에, 계산시간과 계산공간을 절약할 수 있는 공간필터를 사용한 변분법(VAF, variational analysis using filter)을 이용하여 ARGO와 TAO 수온 자료를 동화하였다. 또한 본 연구에서는 자료 동화가 미치는 지속적인 영향을 살펴보고자 실험적분을 수행하였는데, 모형의 초기입력 자료를 자료동화 기법을 적용한 경우와 적용하지 않은 두 가지로 나누어 비교 실험을 수행하였다. 본 연구에서 자료 동화된 분석장은 OISST와의 비교를 통해 적절히 생산되었음을 보여주었다. 관측자료를 동화한 분석장을 초기자료로 한 10개월간의 적분결과를 살펴보면, 자료 동화를 통해 제거된 모형의 계통적 bias가 적분이 진행되는 과정에서 관성 중력파 등의 형태로 소멸되지 않고 지속적으로 관측과 유사하게 유지되었다. 이는 본 연구에서 실행한 자료동화가 모형의 역학적인 균형을 유지하면서 적절히 이루어졌음을 의미하며, 전구 대순환 모형을 이용한 중.장기 대기.해양 예측에 이러한 해양 자료동화가 대단히 유용하다는 것을 의미한다.
거금수도의 수질환경과 엽록소 양의 계절변동 특성을 파악하기 위한 현장조사를 1993년 2월, 4월, 8월과 10월 4회에 걸쳐 계절별로 수로내 25개 관측점의 표층과 저층해수를 대상으로 실시하였다. 대상 환경요인은 물리.화학적 환경요인으로 수온염분, 현장밀도, 투명도, 용존산소량(산소포화도와 겉보기 산소소비 포함), 화학적 산소요구량, 영양염류(암모니아염, 아질산염, 질산염, 인산염 그리고 규산염), N/P 비 그리고 총 부유물질량이고, 생물학적요인으로서 엽록소량을 측정, 분석하였다. 결과, 거금수도 해역은 빠른 유속과 조석혼합 등으로 성층의 발달은 보여지지 않았으며, 일부 계절과 항목을 제외하고는 표층과 저층의 관측 값에 차이를 나타내고 있지 않았다. 또한, 수로적 특성으로 저층의 풍부한 영양염류가 표층으로 원활이 공급되어, 해조류 양식장 등으로서 최적의 조건을 구비하고 있으나, 높은 부유물질량에 의해 서식생물에의 나쁜 영향도 우려되었다. 영양염류는 연가 기초생물의 생산활동을 영위할 수 있는 충분한 농도가 용존 하고 있고, 질소와 인의 농도는 비교적 높은 반면, 규산염의 농도가 매우 낮은 특성을 나타내었다. 특히, 거금수도의 영양염류 공급원은 육상으로부터의 담수유입에 의한 비율보다 해역 내 유기물 분해에 의한 영양염류의 재순환과 비교적 높은 영양염류를 포함하는 남해 연안수의 유입에 의한 비가 높은 것으로 판단되었다. 식물플랑크톤의 생물량은 복잡한 물리.화학적 환경요인에 의해 변동되는 특성을 나타내나, 영양염류만을 고려할 때, 여름에는 인산염의 용존량에 의해, 기타 계절은 용존 질소의 용존량에 의해 성장이 지배되는 것으로 나타났다. 거금수도는 현재 부영양화의 초기단계 수준으로 높은 생물생산이 가능하나, 영양염류의 불균형, 해저 퇴적물에 유기물의 축적현상 등으로, 현재의 높은 생물생산을 오랜 기간 지속시키기 위해서는 효율적인 해역의 이용과 관리 방안이 시급히 마련되어야 할 것으로 판단되었다.
An X-band highly frequency-stabilized MIC Gunn oscillator using a dielectric resonator is fabricated. Resonant frequency is obrained by a variational method and it is studied how the oscillating characteristics can be affected by several fators. By the optimizing these factors, we can realize the stabilited oscillator output of 250 mW with 5-7 percet efficiency at 10 GHz. It has the favorable characteristics with frequency variation of 70 KHz/$^[\circ}C$ and the ouput variation within 3 dB over the temperature range from 0 to 70$^[\circ}C$.
In this paper free vibration analysis of symmetric and cross-ply elastic laminated shells based on FSDT was performed through discretization of equations of motion and boundary condition. Structural model of laminated composite cylindrical shells subjected to a combination of magnetic and thermal fields is developed via Hamilton's variational principle. These coupled equations of motion are based on the electromagnetic equations(Faraday, Ampere, Ohm, and Lorenz equations) and thermal equations which are involved in constitutive equations. Variations of dynamic characteristics of composite shells with applied magnetic field, temperature gradient, and stacking sequence are investigated and pertinent conclusions are derived.
This study investigates the free and forced vibration characteristics of an annular piezoelectric motor stator constructed of two piezoelectric material layers and one stainless steel layer. The annular piezoelectric motor stator is subjected to a travelling load produced by piezo drive electrical voltage input to the two piezoelectric layers. The stator is modeled as an annular laminated plate based on the classical plate theory and the governing equations are derived via Hamilton's variational principle. Variation of the free vibration characteristics as a function of several design parameters has been studied and based on this result, the forced vibration responses to the input electricity of various frequencies and magnitudes are investigated. The obtained results will provide an important criterion, a priori, in the design of piezoelectric motors.
Free vibration characteristics of an initially stressed CD/DVD disk, which is designed for increasing critical speeds of current optical disks, are analyzed using the Rayleigh-Ritz technique based on variational formulations. Natural frequencies of the new disk depend on membrane stresses caused by disk rotation as well as residual stresses imposed during the cooling process of the injection molding. Critical speeds are calculated for the various initial patterns of radial and circumferential stresses. Initially imposed tensile stresses increase the natural frequencies of all the vibration modes except zero nodal diameter mode, whose natural frequency is independent of circumferential stress. A new disk with initial tensile stress of 0.5MPa is shown to have its critical speed about 30 % higher than the current optical disk.
The object of this research is limited to the reduction of compression process noise only among the main sources of compressor noise such as motor noise, compression process noise, and valve port flow noise. Thus the research is focused on the wave motion rather than the particle motion of sound wave travels. A muffler is a commonly used device to reduce the compression process noise, generated by the pressure pulsations caused by the cyclic compression process. In this research, the acoustic characteristics of the muffler are analyzed by using the normal gradient integral equation proposed by Wu and Wan. Moreover, a commercial code SYSNOISE developed by indirect variational boundary integral equation is also used to validate the results. For the noise reduction, the topology optimization technique using a genetic algorithm is used. The number, size and position of the muffler holes are considered as design variables. Compared with original design, the optimized design has very improved acoustic characteristics. Both numerical and experimental analyses are used to evaluate new design.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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