• Title/Summary/Keyword: 모드행렬

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Free Vibration Analysis of horizontally Curved Beams considering Warping and Rotatory Inertia (?과 회전관성을 고려한 수평 곡선보의 자유진동 해석)

  • 이병구;박광규;오상진;진태기
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.14 no.1
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    • pp.35-42
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    • 2001
  • 본 연구는 변화곡률 수평 곡선보의 면외 자유진동에 관한 연구이다. 뒴과 회전관성을 고려한 변화곡률 수평 곡선보의 자유진동을 지배하는 상미분방정식이 유도되었고, 이 지배미분방정식을 수치해석하여 곡선보의 고유진동수를 산출하였다. 지배미분방정식을 수치적분하기 위하여 Runge-Kutta method를 이용하였고, 고유진동수를 산출하기 위하여 Regula-Falsi method와 결합한 행렬값 탐사법을 이용하였다. 본 연구의 이론적 타당성을 검증하기 위하여 타문헌의 고유진동수와 비교하였고, 실험실 규모의 모형실험을 실시하여 이론값과 실험값의 고유진동수를 비교하였다. 수치해석의 결과로 무차원 재변수들의 변화에 따른 무차원 고유진동수를 제 3모드까지 산출하였고, 그 결과들을 고찰하였다. 본 연구의 결과는 곡선형 교량 등과 같이 곡선부재로 이루어진 구조물의 설계시에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

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Generalized Scattering Matrix of Multi-port($2{\times}2$port, 1port) Rectangular Waveguide Using $TE^z_{mn}$ Mode Matching Method ($TE^z_{mn}$ 모드정합법을 이용한 다중포트($2{\times}2$포트, 1포트) 직사각형 도파관의 일반화 산란행렬 추출)

  • Lee, J.K.;Mun, S.Y.;Park, K.U.;Heo, Y.K.;Cho, Y.K.
    • Proceedings of the Korea Electromagnetic Engineering Society Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.79-83
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    • 2003
  • Multi-port($2{\times}2$port, 1port) rectangular waveguide discontinuity problem has been analyzed by use of $TE^x_{mn}$ (mono)mode matching method. Matrix size can be reduced significantly in comparison with $TE_{mn}&TM_{mn}$(full-wave)mode matching method. the present results is compared with those by CST MicroWave Studio to validate the presint method.

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Dynamic Analysis of a Rotor System Having Thin-walled Cylinder Combined with Its Shaft (회전축에 Thin-walled Cylinder가 결합된 회전체 시스템의 동적 해석)

  • Choi, Young-Hyu;Park, Seon-Kyun;Hoong, Dae-Sun;Chung, Won-Jee
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.631-636
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    • 2000
  • In this paper a transfer method model was introduced in order to analyze critical speeds and vibration modes of a flexible rotor system, whose rotor shaft is cupped into and fitted with a thin-walled cylinder at its end. The computed analysis results were compared with those of the experimental modal test. Both results show good agreement each other. Furthermore the free-run(or run-down) test result for the real rotor system also shows that the proposed transfer matrix method modelling can be successfully applicable to analyzing accurate critical speeds(or natural frequencies) of the rotor system.

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On the Number of Modes Required to Observe Forces in Flexible Structures (유연 구조물에서 반력 평가를 위해 요구되는 모드의 수)

  • Kim, Joo-Hyung;Kim, Sang-Sup
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.19 no.1
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    • pp.150-157
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    • 2002
  • The number of required modes to provide accurate force information in a truncated model of a flexible structure is investigated. In the case of modal truncation of a distributed parameter system, the difference in convergence rates between displacements and forces is discussed. The residual flexibility. a term from past literature, is used to recapture some of the lost force information in a truncated model. This paper presents numerical and experimental results of a study where the residual flexibility is used in conjunction with a Kalman filter so that accurate force information may be obtained from a small set of displacement measurements wish a reduced-order model. The motivation for this paper is to be able to obtain accurate information about unmeasurable dynamic reaction forces in a rotating machine for diagnostic and control purposes.

A Study for Structural Damage Identification Method Using Genetic Algorithm (유전자 알고리즘을 이용한 구조물 손상 탐색기법에 관한 연구)

  • Woo, Ho-Kil;Choi, Byoung-Min
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.17 no.1 s.118
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    • pp.80-87
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    • 2007
  • In this paper, a method for identifying the location and extent of a damage in a structure using residual forces was presented. Element stiffness matrix reduction parameters in a finite element model were used to describe the damaged structure mathematically. The element stiffness matrix reduction parameters were determined by minimizing a global error derived from dynamic residual vectors, which were obtained by introducing a simulated experimental data into the eigenvalue problem. Genetic algorithm was used to get the solution set of element stiffness reduction parameters. The proposed scheme was verified using Euler-Bernoulli beam. The results were presented in the form of tables and charts.

Development of an efficient 3-node plate bending element by using the Hellinger-Reissner functional (Hellinger-Reissner 범함수를 이용한 효율적인 3절점 판 유한요소의 개발)

  • Lee, Youn-Gyu;Choi, Chang-Koon;Lee, Phill-Seung
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.760-763
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    • 2011
  • 본 논문의 목적은 효율적인 3절점 판 유한요소를 개발하는 것이다. Hellinger-Reissner 범함수에 근거한 혼합정식화(mixed formulation)를 사용한다. 잠김현상을 일으키는 전단변형률장을 독립적으로 분리한 후, MITC(Mixed Interpolation of Tensorial Components)방법을 이용하여 대체전단변형률장(assumed transverse shear strain field)을 구성한다. 추가적으로 회전된 반변기저벡터(contravariant base vector)로 정의된 근사전단변형률장(approximated transverse shear strain field)에 미지수(unknowns)를 도입하여 혼합정식화를 완성시키고 정적응축(static condensation)을 통해 최종 강성행렬을 구성한다. 거짓영에너지모드시험(spurious zero energy mode test), 조각시험(patch test), 등방성시험(isotropic test) 등을 실시하였으며, 4변 완전구속 정사각형 판 구조물과 60도 기울어진 단순지지 판 구조물 등 예제들을 해석하여 MITC3판 유한요소와 수렴성능을 비교하였다.

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Free Vibrations of Circular Curved Beams Resting on Two-Parameter Elastic Foundation (두 개의 매개변수로 표현되는 탄성지반위에 놓인 원호형 곡선보의 자유진동)

  • 이병구;박광규;오상진
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.4
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    • pp.661-669
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    • 1999
  • 이 논문은 탄성지반위에 놓인 원호형 곡선보의 자유진동에 관한 연구이다. 회전관성 및 전단변형을 고려하여 두 개의 매개변수로 표현되는 탄성지반위에 놓인 원호형 곡선보의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하고, 이를 수치적분기법과 시행착오적 행렬값탐사법이 결합된 수치해석기법으로 해석하였다. 회전-회전, 회전-고정 및 고정-고정의 단부조건을 갖는 곡선보의 최저차모드 3개의 고유진동수를 산출하였다. 곡선보의 수평높이 지간길이비, Winkler 지반계수, 전단지반계수에 따른 고유진동수 변화를 분석하였으며, 회전관성 및 전단변형의 영향을 고찰하였다.

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A study on the proper orthogonal decomposition of the structural dynamic system (구조진동시스템의 적합직교분해에 관한 연구)

  • Baek, Sung-Min;Cho, Maeng-Hyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.171-174
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    • 2010
  • 적절한 근사화 과정을 통하여 구축된 축소 시스템은 전체 시스템의 거동을 적은 수의 정보를 통하여 효과적으로 표현할 수 있다. 효과적인 시스템 축소를 위하여 본 연구에서는 주파수 영역 Karhunen-Loeve (Frequency-domain Karhunen-Loeve, FDKL) 기법과 시스템 등가 확장 축소 과정(System equivalent expansion reduction process, SEREP)을 연동한 축소 기법을 제안한다. 적합직교분해(Proper orthogonal decomposition)의 한 방법인 FDKL기법을 통하여 최적모드(Optimal mode)를 구하고 이에 SEREP을 적용하여 자유도 변환 행렬을 구한다. 이때 주자유도 선정은 2단계 축소기법을 적용한다. 최종적으로 제안된 기법은 수치예제를 통하여 검증한다.

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Modal Analysis of Automotive Body Model using Mode Synthesis Method (모드합성법을 사용한 차체모델의 모달해석)

  • 장경진;지태한;박영필
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.04a
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    • pp.34-39
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    • 1995
  • 최근 승용차의 급격한 수요증가와 더불어 차량의 승차감 개선에 많은 관심이 집중되면서, 저진동 저소음 차량에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 연구의 일부로서, 수치해석법 및 진동실험에 의하여 복잡한 전체 구조물을 해석할 경우, 계산기의 기억용량, 계산시간, 비용이 많이 들게 되고, 한번 해석을 행한 구조물을 부분적으로 변경할지라도 전체의 계산을 다시 수행해야만 한다. 그래서, 복잡한 전체 구조물을 몇 개의 부분구조물로 나누어, 분계의 특성에 맞게 각기 수치해석법이나 모달실험을 적용한 후, 다시 합성하는 방법이 제시되었는데, 이것이 부분구조합성법이다. 이 방법을 사용하면, 유한요소 모델링이 쉬운 분계와 실험이 쉬운 분계를 서로 구분하여 각기 해석한 후 합성함으로써, 각 분계의 특성에 맞는 효율적인 해석을 수행할 수가 있다. 지금까지의 연구를 살펴보면, 유한요소해석에 의한 모드합성법에서는 Hurty가 구속모드법을 제안한 이래, 불구속모드법, 주종계법 등 많은 연구가 있었으나, 실험모달해석을 병행할 경우에는 결합부에서의 회전자유도의 처리문제, 특성 행렬의 동정문제, 많은 절점으로부터 데이타를 얻어야 하는 등의 어려움이 있었다. 이러한 문제를 개선시켜서 Hermanski등은 회전자유도가 보간된 모드합성법(interpolated mode synthesis, IMS)을 연구하여, 적은 실험데이타만을 사용하면서 단순지지 보에 적용함으로써 타당성을 입증하였다. 한편, 차체는 복잡한 부분구조물들로 이루어져 있으므로, 본 연구에서는 유한요소모델링의 용이함, 실험의 간편성, 계산의 효율성등을 추구하며, 실험과 유한요소해석을 병행한 부분구조합성법을 차량의 BIW(body in white)에 적용하는 방법을 연구하게 되었다. 그 기본연구로서 실험과 유한요소해석을 병행하여 회전자유도를 보간하는 방법을 먼저 단순한 판구조물에 적용을 하고, 나아가 실제 BIW를 축소하여 자체 제작한 모형차에 적용시켜 보았다.물은 분계 A(16개의 사각요소)와 분계 B(8개의 사각요소)로 이루어져 있으며 두개의 스프링으로 결합되어 있다. 설계변수는 강성에 국한하였으며 결합부의 결합형태는 탄성결합과 강결합으로 하였다. 감도해석과 축소임피던스 합성법에 의해 구해진 고유진동수와 FRF를 상용 유한 요소 해석 패키지인 MSC/NASTRAN을 통하여 검증하여 이 연구의 타당성을 검토하였다.인풋기어에서의 회전수 변동을 측정하고, 이 실험 데이타를 기초로 하여 엔진 토크 및 변속기에서의 드래그 토크를 계산하여 엔진-변속기 인풋기어의 반한정계 2자유도 진동모델과 비틀림 특성을 가진 클러치 디스크의 프리댐퍼 영역에 대해 시뮬레이션을 수행하여 클러치 비틀림 기구의 설계인자인 비틀림 강성, 히스테리시스 토크에 따른 비틀림 진동 저감 효과를 연구하고자 한다.성을 확인하였다. 여기서는 실험실 수준의 평 판모델을 제작하고 실제 현장에서 이루어질 수 있는 진동제어 구조물에 대 한 동적실험 및 FRS를 수행하는 과정과 동일하게 따름으로써 실제 발생할 수 있는 오차나 error를 실험실내의 차원에서 파악하여 진동원을 있는 구조 물에 대한 진동제어기술을 보유하고자 한다. 이용한 해마의 부피측정은 해마경화증 환자의 진단에 있어 육안적인 MR 진단이 어려운 제한된 경우에만 실제적 도움을 줄 수 있는 보조적인 방법으로 생각된다.ofile whereas relaxivity at high field is not affected by τS. On the other hand, the change in τV does not affect low field profile but strongly in fluences on both inflection fie이 and the maximum relaxivity value. The results shows a fluences on both inflection field and the maximum relaxivity value. Th

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Mooring Winch Control System Design Based on Frequency Dependent LQR Control Approach (주파수 의존형 LQR 설계법에 의한 무어링 윈치 제어시스템 설계)

  • Goo, Ja-Sam;Kim, Young-Bok
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.38 no.1
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    • pp.29-37
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    • 2014
  • In this paper, the author consider control system design problem of the surface vessel where any types of floating units are included. To keep their motion/position, the Dynamic Positioning System(DPS) is equipped in. Even though sometimes the thrust systems are installed on them, in general the mooring winch system with the rope/wire is used. Therefore, in this paper we consider a single type mooring winch control problem to keep the vessel's position. For this, we introduce an easy and useful control approach which is based on LQ control theory. In this approach, we introduce the frequency dependent weighting matrices which give the system filters to shape frequency characteristics of the controlled system and guarantee the control performance. Based on this, we will show that the proposed approach works well.