There are many methods to calculate steady-state flowrate in a large water distribution system. Linear method which analyzes continuity equations and energy equations simultaneously is most widely used. Though it is theoretically simple, when it is applied to a practical water distribution system, it produces a very sparse coefficient matrix and most of its diagonal elements are to be zero. This sparsity characteristic of coefficient matrix makes it difficult to analyze pipe flow using the linear method. In this study, a graph theory is introduced to water distribution system analysis in order to prevent from producing ill-conditioned coefficient matrix and the technique is developed to produce positive-definite matrix. To test applicability of developed method, this method is applied to 22 pipes and 142 pipes system located nearby Taegu city. The results obtained from these applications show that the method can calculate flowrate effectively without failure in converage. Thus it is expected that the method can analyze steady state flowrate and pressure in pipe network systems efficiently. Keywords : pipe flow analysis, graph theory, linear method.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.11
no.2
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pp.262-270
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1987
A numerical method is presented which can solve the unsteady momentum and thermal boundary layers, coupled through the agency of buoyancy force, over a heated circular cylinder impulsively started from rest. By linearizing the nonlinear finite difference equations without sacrificing accuracy, numerical solutions are obtained at each time step without iteration. To get rid of the requirement of excessive number of grid points in the region of reversed flow, special form of transformed variables are used, by which the computational boundary layer thickness is maintained almost constant. These numerical properties enable the method to easily handle the region of reversed flow and how the singularity develops in the interior of the boundary layer. In order to investigated the thermal effects on the skin friction, heat flux, displacement thickness and on the separation, we have successfully solved three different cases of the buoyancy parameter .alpha.(Gr/Re$^{2}$).
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.15
no.7
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pp.1447-1456
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2011
In this paper, we propose a T-S fuzzy feedback linearization method for controlling a non-linear system with multi-input, and the method is applied for trajectory tracking control of wheeled mobile robot. First, an error dynamic equation of wheeled mobile robot is represented by a T-S fuzzy model, and then the T-S fuzzy model is transformed to a linear control system through the nonlinear fuzzy coordinate change and the nonlinear state feedback input. Simulation results showed that the trajectory tracking controller by using the proposed multi-input feedback linearization method gives better performance than the trajectory tracking controller by using the PDC(Parallel Distributed Compensation) method for controlling the T-S Fuzzy system.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.18
no.9
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pp.1376-1385
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1993
This paper presents a new dynamic model which is represented by the second order differenatial equation and itcludes the robot arm dynamics as well as the actuator dynamics. The model exhibits excellent performance in the steady state and transient response. In addition the time varing nonlinear and coupled dynamic system has been linearized and decoupled by using nonlinear feedback and linearization method. In this case a pole assignment law is used to improve stability, and the optimal control altorithm is applied to the error equation to minimize the path error. In applying the proposed algorithm to the three joint manipulator with actuators, we obtained very encouraging results.
Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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v.9
no.5
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pp.139-145
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2009
An analytical solution of groundwater flow is applied to design soil vacuum extraction for removing volatile organic compounds from the unsaturation zone. The governing equation of gas or vapor flow in porous media is nonlinear in that gas density depends on gas pressure. A linear equation suggested by researcher is similar to that of groundwater flow. The pressure drawdowns of confined and leaky aqufiers are calculated using Massmann's field data, and the pressure drawdowns are compared. A solution of Theis equation calculated by Massmann is modified using GASSOLVE9 program in this paper. The pressure drawdown using Hantush's analytical solution for leaky aquifer also compared to that of Massmann. Hantush's analytical solution gives good approximations to pressure drawdown.
This paper presents a SISO nonlinear controller for the power system consisting of a synchronous generator connected to an infinite bus. The proposed controller is based on input-output feedback linearization, with a modified version of the terminal voltage equation used as the output. The resulting closed-loop has no internal dynamics, and thus stability is guaranteed. The controller performance is seen to be effective through simulations.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.9
no.4
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pp.509-517
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1985
작업 공간내에서 원하는 속도와 가속도로, 주어진 경로를 따라 이동하는 k차원 좌표계를 구성하고, 메니퓰레이터의 운동 방정식을 이 좌표계로 변환하여 운동 경로에 대한 선형화 식을 구하였다. 이 시스템의 입력을 변위와 속도의 함수로 정의한 후 안정성을 고려하여 이득을 결정하여 비례-적분제어 시스템을 구성하였다. 이와 같이 구한 적응 제어 알고리즘은 메니퓰레이터의 동적 특성에 대한 정확한 지식을 요하지 않고 또 계산이 간단하여 실시간 응용이 가능하다. 예로서 3차원 공간상의 반경 10cm의 원궤도에 적용하였을 때 최대 오차는 대략 1mm이었으며 상황 변화에 무감각함을 보였다.
본 논문에서는 풍력 발전 시스템의 시뮬레이션을 위한 MATLAB/Simulink 기반의 소프트웨어를 개발 하였다. 풍력 발전 시스템을 6가지의 주요 요소 (바람, 기계 요소, 전기 기기, 제어, 전력 변환기, 기타 요소)로 분류 하여 라이브러리를 개발하였고 각각의 모델들은 해당하는 대수방정식 혹은 미분방정식으로 표현하여 구현하였다. 최근 대형화 되고 있는 풍력 터빈의 추이를 고려하여 대형의 풍력 터빈에서 사용되는 개별 피치 제어 모델을 선형화 하여 구현하였다. 또한, 상태 변수가 많은 전기기기 모델들은 미리 컴파일 된 형태의 모델을 추가함으로써 빠른 속도로 시뮬레이션이 가능하다.
심해에서 사용되는 계류선의 큰 자중(self-weight)에 관련된 문제를 해결하기 위하여 케이블-부표 시스템을 이용하는 것은 매우 큰 도움이 된다. 계류선에 적절한 중간잠수부표(intermediate submerged buoys)를 붙임으로써 계류선에 발생하는 최대 장력을 줄일 수 있고, 따라서 케이블의 직경을 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 중간잠수부표가 부착된 케이블의 비선형 정적 방정식과 선형화된 운동방정식이 유도되고, 주파수 영역해석을 이용하여 케이블의 고유진동수와 케이블 상단에서의 장력을 구하고 그것들에 대한 중간잠수부표의 영향을 조사한다.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.14
no.4
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pp.927-936
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1990
본 연구에서는 정4각 단면덕트의 입구영역에서 층류 정상유동의 유동특성을 이론적 및 실험적인 방법으로 속도파형과 속도분포를 얻어서 유동이 발달되고 있는 유 동특성과 입구길이를 규정하였다. 이론적인 방법으로는 덕트입구영역에서 공기유동 에 대한 운동량방정식을 유도한 후, 운동량방정식 중의 비선형인 대류항을 선형화시켜 서 Laplace변환으로 속도 분포식의 해를 구하였고, 실험적인 방법으로는 시험덕트의 크기가 40*40*4,000nm(가로*세로*높이)인 정 4각단면덕트에 송풍기로 공기를 흡입 하여 정상유동을 얻었고, 열선유속계에 의하여 속도파형과 속도분포 등의 측정한 결과 를 이론식과 비교검토하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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