전기-기계 결합시스템에서의 동특성을 정확히 해석하기 위해서는 해석모델의 전기회로 방정식과 운동방정식이 함께 고려되어야 한다. 이때 시스템의 다양한 입력과 기하학적인 구조 등에 대한 등가회로 상수는 시스템의 전반적인 특성에 매우 민감하게 작용하므로 중요하게 고려 되어야한다. 본 논문에서는 전자기시스템의 회로상수를 미리 계산한 다음 이를 기계 역학시스템에 적용하여 다양한 전기적 입력과 외부 부하특성에 대하여 어떻게 동작하는지를 알아보았다. 전자기시스템의 회로상수 추출을 위해 전자장해석은 유한요소법을 이용하였으며 전기회로 방정식과 운동방정식이 함께 고려된 상태 미분방정식은 4차 Runge-Kutta 미분방정식 해법을 이용하여 운동특성을 해석하였다. 계산된 결과는 수학적으로 검증된 미분방정식과 비교하여 검증하였다.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.15
no.3
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pp.954-962
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1991
본 연구에서는 횡 방향으로 속도구배를 타내는 a=.part.W/.part.z에 대한 방정식을 3차원 운동량 방정식으로 부터 유도한 준 3차원 수학적 모델을 성정하여 해석하였다. 또한 수치 해석을 위하여 Chen에 의하여 고안된 유한 해석법과 2-방정식 저 레이놀즈 K-.epsilon. 난류모델, 그리고 Maeng에 의해 제시된 경계 공정 좌표계를 사용하였다. 그리 고 프로그램의 검증을 위하여 G.Ber geles가 수행한 실험치와 비교하여 그 타당성을 입증하였다.
In this study the optimization of plate-fin type heat sink with vortex generator for thermal stability is conducted numerically. To acquire the optimal design variables, the CFD and mathematical optimization are integrated. The flow and thermal fields are predicted using the finite volume method. The optimization is carried out by means of the sequential quadratic programming (SQP) method. The results show that when the temperature rise is less than 40 K, the optimal design variables are as follows; $B_1=2.584mm$, $B_2=1.741mm$, and t = 7.914 mm. Comparing with the initial design, the temperature rise is reduced by 4.2 K, while the pressure drop is increased by 9.43 Pa. The Pareto optimal solutions are also presented between the pressure drop and the temperature rise.
유한요소법은 경계치(boundary value)문제에 대한 근사해를 구하는 한 방법으로 공학문제 해결의 강력한 도구로서 그 적용분야가 확장되고 있으며, 아울러 유한요소법 자체의 제한점을 축소시 키기 위한 연구가 응용수학자나 공학자에 의해 활발히 진행되고 있다. 본 글에서는 일반적인 유한요소법의 개념을 자연스럽게 확장시켜 공학문제에서 자주 취급되는 제한조건식을 포함한 미분방정식의 처리와 연립미분방정식 및 4계 경계치 문제에 적용시키는 방법을 구체적으로 소 개하고자 한다. 이러한 문제는 최근 에너지 확보와 관련하여 연구가 활발히 진행되고 있는 해 저송유관 설계 및 부설, 시추선 상승관(riser)의 응력해석, 해저광물채집(ocean mining)등의 해 양공학분야에서 크게 대두되고 있다. 해저송유관의 수학적 모델을 통하여 제약조건식을 갖는 연립 4계 경계치 문제를 소개하고 유한요소법의 적용을 설명하고자 한다.
Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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2002.02a
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pp.389-394
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2002
1) HTST공정에 적합한 공정감시 및 제어알고리즘을 개발하였고, 일련의 모든 프로그램은 G언어의 일종인 Labview 5.1을 사용하였다. 프로그램상에는 온도, 압력, 유량을 표시하는 아날로그 및 디지털 창을 마련하여 장치내부의 상태를 쉽게 파악학 수 있도록 하였다. 2) 살균온도를 9$0^{\circ}C$로 설정하였을 때 온도제어 오차는 0.05$^{\circ}C$였으며 이것은 Negiz와 Cinar(1995)의 온도제어 오차 0.22$^{\circ}C$보다 정밀한 제어가 이루어짐을 알 수 있었다. 3), 운전중 원료의 과살균을 방지하지 하기 위해 각 각의 경우에 스팀온도를 제어하였고 목표온도까지 가열하기 위한 각 유량과 초기온도별 스팀온도를 구하였다. 4) 본 연구의 이 후 과제로는 유량의 변화에 따른 홀딩튜브의 길이와 살균시간의 상관관계를 규명하여 실제 HTST공정에 적용될 수 있는 수학적 모델링을 구현해야 할 것으로 생각된다.
재래의 공학적 해석과정에서는, 주어진 시스템에 대한 정량적 해석을 위해 우선 시스템에 대한 수학적 모형을 가정.도입하고, 미지계수에 대한 결정은 시스템으로부터 관측된 자료에 의존하게 된다. 반면 DDS에 의한 모형화는 시스템에 대한 사전 지식이 없어도 시스템으로부터의 자료에 대한 체계적인 정량적 해석을 통해서 시스템을 특성화시키는 미분방정식을 유도할 수 있게 하며 오히려 시스템에 대한 이해를 돕게 한다. 이 때 결정되는 모형은 최소오차자승법(least square error method)에 의한 통계학적으로 가장 적합한 근사모형으로 결정된 모형의 계수로부터 시 스템의 물리적 특성을 규명(identify)할 수 없는 경우에도 그 모형으로 표현되는 추상시스템을 바탕으로 특성화, 예측 내지 제어 목적으로 활용할 수 있다. DDS는 단일변수(univariate)및 다 변수(multivariate) 자료에 모두 적용 가능하며 전달 함수 규명(Transfer Function Identification) 및 닫힘 루우프 시스템(closedloop system)의 모형화 및 해석에도 이용되고 있다.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.12
no.4
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pp.39-45
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1995
본 논문은 복수 집중질량을 갖고 제어 종동력을 받는 자유 Timoshenko보의 동적 안정성에 관한 것으로, 비행중의 미사일이나 로켓의 연료탱크, Payload등의 기계장치부를 복수의 집중질량으로 간주하여 이러한 항공우주 구조물들이 추진력인 종동력을 받을때에 대한 계의 동적 안정성을 판별한다. 수학적 모델에 대한 운동방정식은 확장된 해밀톤 원리를 이용한 유한요소법에 의해 유도되며, 복수 부가질량의 위치 및 크기변화, 센서의 위치 및 게인(gain)의 변화에 따른 계의 안정성 지도(stability maps)를 보여준다. 또한 보의 전단 변형이나 회전관성의 효과 뿐만아니라, 추질력의 방향이 제어되는 경우와 제어되지 않는 경우에 대한 최대 추진력 값이 수치 시뮬레이션을 통해 예측된다.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.36
no.2
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pp.117-123
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2012
This paper discusses two different techniques used to measure the mechanical properties of thin films: the bulge test and the nanoindentation test. In the bulge test, a uniform pressure is applied to one side of the film. Measurement of the membrane deflection as a function of the applied pressure allows one to determine the mechanical properties such as Young's modulus, and the residual stress. A nanoindentation test is performed by pushing an indenter tip into the specimen and then withdrawing it, and then recording the indentation force as a function of the indenter position. A modified King's model is used to estimate the mechanical properties of the thin film in order to avoid the effects of the substrate layers. A combination of both the bulge test and the nanoindentation test can determine both Young's modulus and Poisson's ratio simultaneously.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.37
no.6
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pp.783-790
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2013
Circular path generation for ball bar measurement using the simultaneous movement of two axes with at least one rotary axis requires the execution of CAM software. However, a change in the machine type or measurement condition requires a new execution of the CAM software, which is cumbersome. This paper presents a circular path generation technique that does not require CAM software and is applicable to different types of driving axes with an arbitrary structural configuration of machine tools and any ball bar setup condition. Mathematical equations are derived for three cases using the proposed technique. In addition, to inspect the measurement feasibility for avoiding physical interference among the ball bar parts, a tilting angle calculation is proposed. The validity of the proposed technique was verified by performing a ball bar experiment with A and C as the simultaneous axes of a five-axis machine tool.
Nonlinear Goal Programming(NGP)이 Multiple Objective Decision Making(MODM) 문제(問題)를 적정화(適正化)할 수 있는 방법(方法)으로 소개(紹介)가 되었다. 그리고 6 가지의 벼 조제(調製) 및 저장시설(貯藏施設)을 분석(分析)한 후, NGP에 의(依)하여 적정시설설계(適正施設設計)를 하기 위하여 Model Systems를 개발(開發)하고 그에 의(依)하여 MODM의 수학적(數學的) 모형(模型)을 개발(開發)하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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