• 제목/요약/키워드: 부가질량계수

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배골형단면주상체(背骨型斷面柱狀體)의 상하동요(上下動搖)에 있어서의 부가질량(附加質量)과 감쇠력(減衰力)에 관(關)하여 (On The Added Mass and Damping of Chine Sections in Heaving Oscillation -Comparisons with Equivalent Lewis Section-)

  • 황종흘;김윤호
    • 대한조선학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.33-44
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    • 1973
  • Chine형 선체단면 주상체의 자유표면에서의 상하운동에 수반되는 부가질량과 감쇠력을 Ursell-Tasai 방법에 의하여 계산하였다. Chine형에서 구하여진 결과는 같은 선체단면적 계수와 반폭흘수비를 갖는 등가 Lewis형의 결과와 비교하였고 선체단면의 형상이 부가질량 및 감쇠력에 미치는 영향을 고찰하였다. Chine형과 등가 Lewis형 선체단면 주상체에 파고가 일정한 횡파가 입사할 때의 상하운동을 고찰하였다. 이상과 같은 계산 및 고찰을 통하여 다음 결과를 얻었다. 1) 자유표면이 부가질량에 미치는 영향은 chine형이 등가 Lewis형단면보다 큰 값을 갖는다. 2) 선체단면적계수와 반폭흘수비가 같은 경우에 감쇠력의 크기는 Lewis form, single chine, double chine순서이다. 3) 선체단면계수와 반폭흘수비는 상하운동에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 생각되며, 선체단면의 기하학적인 변형이 운동에 미치는 영향은 중요한 요소가 되질 못한다. 4) 감쇠력계수와 선체단면계수와의 관계는 간단한 관계를 유지한다.

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3차원 접수구조물의 유체탄성 진동해석 (Hydroelastic Vibration Analysis of Three Dimensional Submerged Structure)

  • 정기태;강호승;김영복
    • 전산구조공학
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    • 제4권1호
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    • pp.20-27
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    • 1991
  • 본 논문에서는 유체-구조 상호작용해석의 일종의 3차원 접수구조물의 진동해석을 효과적으로 수행하기 위한 해석방법을 제시하기 위하여 동적재해석기법을 검토하였다. 접수구조물의 유한구조 상호작용해석 결과는 구조진동의 관심 주파수역에서는 3차원 연성 부가수질량으로 표현되는 관성력으로 나타난다. 따라서 구조질량행렬에 부가수질량 행렬이 더해져서 전체 관성력으로 표현된다. 이 부가수질량을 추가질량으로 보고 재해석기법을 응용하는 방법을 수치실험을 통해 검증하였다. 이 때 재해석기법이 갖추어야 할 조건은 원구조의 질량과 거의 같은 정도의 질량이 추가되고 또한 완전 연성질량이 추가된 경우에도 정확한 해를 주어야 한다는 것이다. 이를 검증하기 위해 직접재해석기법과 섭동법을 이용한 재해석기법으로 4질량 스프링지지구조에 대한 해석을 수행한 결과 직접재해석기법의 응용이 적합함을 쉽게 입증할 수 있었다. 접수구조물의 예로는 3차원 잠수주상체에 대해 접수진동해석을 수행하였으며 그 결과 선체진동해석에 전통적으로 이용되고 있는 2차원 부가수질량과 3차원 수정계수를 사용한 기준차수법에서는 수지모드와 수평-비틔 연성모드와 같이 서로 독립적인 모드에 대해서는 따로 진동해석을 수행해 주어야 하는 단점이 발견되었다. 이 단점을 보완한 각 모드의 3차원 수정계수행렬을 이용한 재해석기법을 도입하여 모드에 상관없이 동시에 해를 구할 수 있었다. 그러나, 이 방법은 3차원 수정계수가 구해져 있는 경우에 한해서만 적용가능하며 실제 선체진동의 경우에는 10Hz 미만의 저차 주선체 진동에 한해서만 적용가능한 방법이다. 고차의 진도옴드에는 3차원 수정계수를 구할 수 없기 때문에 유체-구조 상호작용 해석결과로부터 얻은 3차원 연성 부가수질량을 이용하게 되며 이 때 이 행렬이 접수구조 표면의 전 자유도와 연성되어 있기 때문에 방대한 방정식을 푸어야 하지만 직접재해석기법을 적용함으로써 정확한 해를 구할 수 있었다. 또한 3차원 부가수질량을 이용한 직접재해석기법은 종래의 2차원 부가수질량과 3차원 수정계수를 이용한 방법에 비해 해석시간 면에서도 전혀 불리한 점이 없는 경제적 방법임이 밝혀졌다. 앞으로 Slamming 혹은 수중폭파 등의 충격하중에 의한 천이 구조응답 해석을 위한 효과적인 방법에 대해서도 연구결과를 발표할 계획이다.

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바닥경계 가까이 있는 원형실린더의 부가질량계수의 재유도 (Re-derivation of Added Mass Coefficient of Circular Cylinder near Bottom Boundary)

  • 편종근;박창근
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.275-280
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    • 1994
  • 바닥영향을 받는 수평원형 실린더에 작용하는 힘에 대한 해석해를 복소포텐셜을 이용하여 재유도하였다. 본 연구에서 해석해를 재유도한 이유는 Yamamoto 등(1974)이 유도한 해석해는 부가질량제수가 거동하는 경향을 정확하게 설명하지 못하고있기 때문이다. 재유도한 부가질량계수 CM은 Yamamoto 등(1974)의 $C_{M}$ 과 다르며, 또한 부가질랑계수가 거동하는 경향을 만족하게 설명하고 있음을 알 수 있었다.

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Desingularized indirect boundary integral method를 이용한 2 차원 단면의 동유체력 계산

  • 오승훈;양진호;김다정
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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    • pp.100-103
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    • 2015
  • 본 연구에서는 선박의 내항 및 조종성능평가를 위해 사용되는 2차원부가질량계수와 파랑감쇠계쉬를 desingularized indirect boundary integral method를 이용하여 주파수영역에서 계산하였다. 본 방법을 Rankine source를 유체경계면 전체에 분포하는 방법으로 수학적으로 간단하고 경계조건의 변경 및 적용이 용이하다는 장점이 있다. 하지만 물체표면, 자유수면 그리고 방사경계면의 계산영역 및 요소의 배치에 따라 계산정확도에 차이가 발생한다. 따라서 본 연구에서는 수치시험을 통해, 자유수면과 방사계면의 적절한 계산영역과 요소의 개수를 결정하였다. 계산의 정도와 효율성을 확보하기 위하여, 자유수면과 방사경계면의 계산영역과 요소의 분포를 파의주파수에 따라 달리 적용하였다. 본 연구에서 제안된 수치방법을 활용하여 계산된 동유체력과 실험에서 계측된 동유체력을 비교하여 본 방법의 정도를 확인하였다.

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충격파력을 받는 케이슨 방파제의 동적 해석 모델 (An Efficient Model for Dynamic Analysis of Caisson Breakwaters under Impulsive Wave Loadings)

  • 박우선;안희도
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.108-115
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    • 1995
  • 본 논문에서는 충격파력을 받는 케이슨 방파제의 동적거동해석 모델에 대해서 연구하였다. 케이슨 구조는 강체로 가정하였으며, 기초사석 및 지반은 반무한탄성지반이론에 의거하여 가상 부가질량, 스프링 및 감쇠계수로 이상화하였다. 주파수 의존 유체의 부가질량 및 감쇠계수는 시간기억함수와 무한대 주파수에 대한 부가질량으로 나타내었다. 또한, 케이슨의 영구적 활동을 모의하기 위하여 수평방향의 스프링을 형성거동을 하는 비선형 스프링으로 모형화하였다. 수리실험치와 비교결과, 본 모델은 상당히 좋은 결과를 줌을 알 수 있었다. 케이슨의 동적 거동에 영향을 주는 주요 인자의 변화에 따른 민감도 해석을 수행하였으며, 케이슨의 영구적 활동거리 및 한계중량 예측에의 적용성조사를 위한 수치실험도 병행하였다.

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직선늑골형선단면(直線肋骨型船斷面)을 가지는 주상체(柱狀體)의 자유수면(自由水面)에서의 상하동(上下動)에 수반(隨伴)되는 부가질량(附加質量)(속)(續) (Added Mass of Two Dimensional Cylinders with the Sections of Straight Frames Oscillating Vertically in a Free Surface)

  • 황종흘
    • 대한조선학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.1-4
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    • 1969
  • 직선늑골(直線肋骨) 및 단일배골(單一背骨)을 가지는 배의 단면(斷面)과 동일(同一)한 단면(斷面)을 가지는 2차원(次元) 주상체(柱狀體)가 고진동수(高振動數)로 이상유체(理想流體)의 자유수면(自由水面)에서 상하동(上下動)을 할 때의 부가질량계수(附加質量係數)($K_2$)를 특정(特定)한 선저각(船底角)을 지배(支配)하는 계수(係數)($\beta$)의 각각(各各)에 대(對)해서 폭일흘수비(幅一吃水比)(B/H)와 단면적계수(斷面績係數)($\sigma$)로 표시(表示)하였으며 Lewis form 및 김(金)이 제시(提示)한 곡선늑골(曲線肋骨) 및 배골(背骨)을 가지는 배의 단면(斷面)과 동일(同一)한 단면(斷面)의 2차원주상체(次元柱狀體)에 대(對)한 결과(結果)와 비교검토(比較檢討)하였다.

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유한 수심에서 반원형 부유체의 부가질량계수 약산식 개발 (Development of Simplified Formulae for Added Mass of a 2-D Floating Body with a Semi-Circle Section in a Finite Water Depth)

  • 구원철;김준동
    • 한국해양공학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.80-84
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    • 2013
  • This study is to develop the simplified formulae for added mass coefficient of a 2-D floating body with a semi-circle section in a finite water depth. The semi-circle floating body may represent a simplified midship section transformed by Lewis form, which can be used for the ship motion analysis by strip theory. Since the added mass coefficient varies with motion frequencies and sea bottom effect, the correction factor representing the effect of water depth and frequencies is developed for accurate prediction of added mass. Using a two-dimensional numerical wave tank (NWT) technique based on the boundary element method (BEM) including sea bottom boundary the reference values of added mass are calculated to develop the correction factor. For verification and effectiveness of the formulae, the predicted added mass coefficients for various frequencies and water depth ratios are compared with the calculated values from NWT technique.

스피커 지지부 강성과 Force Factor의 비선형 계수 추출 (Determination of the Nonlinear Parameters of Stiffnes sand Force Facotr of the Loudspeaker)

  • 두세진
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1993년도 학술논문발표회 논문집 제12권 1호
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    • pp.62-67
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    • 1993
  • 진동판 변위에 따라 변화하는 스피커의 비선형 강성과 비선형 force factor를 간단히 함수로 모델링하고 각각의 계수를 구하는 방법을 살펴보았다. 강서의 계수를 구하는데 있어서 질량을 부가하는 기계적인 방법을 사용하여 강성과 force factor 간의 커플링을 배제하도록 하였으며, 공진시 스피커로 입력되는 전압, 전류 파형으로부터 force factor의 함수를 얻어 curve fitting 함으로써 force factor의 계수를 얻을 수 있게 하였다. 실험시 변위의 측정은 밀폐형 스피커의 내부 음압을 측정하여 변위를 간접측정하는 방법을 사용하였다.

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원통 내부에 배열된 외곽 전열관의 유체 부가질량계수 해석 (Numerical Analysis of Added Mass Coefficient for Outer Tubes of Tube Bundle in a Circular Cylindrical Shell)

  • 양금희;유기완
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.203-209
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    • 2016
  • According to the wear detection history for the steam generator tubes in the nuclear power plant, the outer tubes inside the steam generator have more problems on the flow-induced vibration than inner tubes. Many researchers and engineers have used a specified added mass coefficient for a given tube array during the design stage of the steam generator even though the coefficient is not constant for entire tube in cylindrical shell. The aim of this study is to find out the distribution of added mass coefficients for each tube along the radial location. When numbers of tubes inside a cylindrical shell are increased, values of added mass coefficients are also increased. Added mass coefficients at outer tubes are less than those of inner tubes and they are decreased with increasing the gap between the outermost tube and the cylindrical shell. It also turns out when the gap between the outermost tube and the cylindrical shell approaches infinite value, the added mass coefficient converges to an asymptotic value of given tube array in a free fluid field.

바닥경계 가까이 있는 원형실린더의 부가질량계수에 관한 소고 (A Note on Addded Mass Coefficient of Cylinder near Bottom Boundary)

  • 박창근;편종근
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1993년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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    • pp.82-85
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    • 1993
  • 해양구조물에 가장 이상적인 구조물의 형태중의 하나는 원형실린더인데, 그것은 같은 재질일 경우 단위무게당 가장 큰 힘을 지지할 수 있는 단면을 가지고 있고 또한 어느 방향으로의 외력에 대해서도 비교적 간단하게 해석할 수 있는 형상을 가지고 있다. 송유관 등의 목적으로 원형실린더를 해저에 설치함으로써 파이프라인이 형성되고, 공학적으로 볼 때 이에 대한 해석은 바닥경계를 고려하여 수평실린더에 작용하는 힘을 구하는 것으로 귀착된다고 할 수 있다. (중략)

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