• 제목/요약/키워드: 시간-주파수 영역 해석법

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시간 및 주파수 영역에서의 신호 처리 기술에 의한 초음파 속도와 감쇠의 측정 (Measurements of Ultrasonic Velocity and Attenuation by Signal Processing Techniques in Time and Frequency Domains)

  • 장영수;김진호;정현조;남영현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.118-128
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    • 1999
  • 초음파 비파괴검사와 관련하여 많은 측정 방법들이 사용되고 있으며, 전형적인 예로서 재료성질 결정, 미시구조 특성 평가, 결함의 탐상 등을 들 수 있다. 이러한 응용에서 속도와 감쇠계수는 가장 흔히 요구되는 초음파 측정 파라미터이다. 본 연구에서는 수침식 펄스 에코방법으로 속도 및 감쇠 측정을 위한 5가지 해석 알고리즘 (펄스 겹침법, 상호 상관법, Fourier 변환, Hilbert 변환, Wavelet 변환)을 소개하였다. 먼저 연속한 두 저면 반사파 사이의 시간지연 측정을 위하여 펄스 겹침법, 상호 상관법, Fourier 변환에 의한 위상 기울기법 및 Hilbert 변환법을 사용하였다. 주파수 의존위상/군속도와 감쇠계수는 Fourier 변환에 의한 위상 및 진폭 스펙트럼이 사용되었으며, 이와 더불어 시간-주파수 해석법인 wavelet 변환이 이용되었다. 사용된 시편은 분산을 무시할 수 있는 강판과 약한 분산성을 지닌 기공을 함유한 복합판재이다. 각 측정 알고리즘의 특성에 대해 논의하였으며 측정된 결과들을 서로 비교하였다.

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댐-호소계 비선형 지진응답의 직접시간영역 해석기법 (Direct Time Domain Method for Nonlinear Earthquake Response Analysis of Dam-Reservoir Systems)

  • 이진호;김재관
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.11-22
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    • 2010
  • 이 논문에서는 댐-호소계의 선형 및 비선형 지진응답 해석을 시간영역에서 엄밀히 수행할 수 있는 해석법을 제시하였다. 댐-호소계는 (1) 선형 또는 비선형으로 거동하는 댐체와 (2) 깊이가 균일하다고 가정한 호소 원역 및 (3) 댐체와 호소 원역 사이 불규칙한 형상의 근역의 세가지 부구조물로 구성된 연계 시스템으로 정식화되었다. 댐체는 선형 또는 비선형 유한 요소로 모델링되고, 호소 원역은 무한 영역으로의 에너지 방사를 엄밀하게 표현할 수 있도록 주파수영역에서 개발된 변위기반 전달경계를 시간영역에서의 포갬적분으로 변환하여 시간증분법과 결합이 용이하게 하였다. 호소 근역을 댐체와 호소 원역이라는 두 개의 부구조물 사이에 저장된 압축성 유체로 모델링하였다. 이 논문에서는 세 개의 부구조물로 구성되는 댐-호소계에 대해 비선형 시간영역 해석을 용이하게 하는 시간증분법을 유도하여 제시하였고 개발된 해석법을 다양한 형상의 댐-호소계의 지진응답 해석에 적용하여 그 정확성을 검증하였다. 이에 추가하여 제시한 기법을 콘크리트 댐의 비선형 지진응답 해석에 적용하여 손상 정도와 부위를 해석 결과로서 보여주었으며 동시에 제시한 기법이 내진성능 평가 등 실무에 바로 활용될 수 있음을 입증하였다.

시간 영역 유한 차분법(FDTD)을 이용한 비등분 Wilkinson 전력 분배기의 해석 (An Analysis of the Unequal Wilkinson Power Divider Using the Finite-Difference Time-Domain (FDTD) Method)

  • 김광조;김형훈;김형동
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.715-724
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    • 1998
  • 비둥분 Wilkinson 전력 분배기의 해석을 위해서 유한 차분 시간 영역 해석법올 적용하였다. 비등분 Wilkinson전력 분배기는 복잡한 구조로 이루어져 있어 기존의 Yee셀 모델링 방법을 사용하는 것은 적당하지 않다. 본 논문에서는, 비균등 직교 그리딩과 서브셀 모텔링 방법을 사용하여 비둥분 Wilkinson 전력 분배 기의 특성을 넓은 주파수 범위에서 정확하게 구하였다. 수치 해석 결과를 비교하기 위해서 회로 시뮬레이터 의 결과와 함께 제시 하였다.

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트레이드 오프를 이용한 Chebyshev 함수의 극점-Q 감소에 관한 연구 (A Study on the Pole-Q Reduction of Chebyshev Function Using Trade-off)

  • 윤창훈;최석우
    • 한국음향학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.79-83
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    • 2000
  • 필터 설계에서 통과대역 파상 α/sub p/와 저지대역이 시작하는 주파수 w/sub s/에서의 저지대역 감쇠 α/sub s/가 주어질 때 필터 함수의 차수는 정수이기 때문에 저지대역 감쇠가 설계명세보다 △α/sub s/ 만큼 커진다. 본 논문에서는 트레이드 오프를 이용하여 초과된 저지대역 감쇠 △α/sub s/를 제거함으로써 극점-Q를 감소시키는 방법을 제안하고 필터 특성을 개선하였다. 또한 trade-off를 이용한 극점-Q 감소법을 변형된 Chebyshev 함수에도 적용하여 4가지 형태의 함수를 주파수 영역 및 시간 영역에서 특성을 비교 해석하였다. 트레이드 오프를 이용한 극점-Q 감소법은 필터의 특성에 직접적인 영향을 주는 극점-Q 값을 차수의 증가 없이도 최대 49.6%까지 감소하였다. 이로 인하여 트레이드 오프 이전의 Chebyshev 필터 함수에 비해 주파수 영역의 위상, 지연 특성 등이 개선되었고, 시간영역의 단위계단응답 특성에서 지연시간, 정착 시간이 감소하였다.

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ZAERO를 활용한 서보공력탄성학적 안정성 해석기법 연구 (Study on the Aeroservoelastic Stability Analysis with ZAERO)

  • 노홍기;배재성;황재혁
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.1-8
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    • 2020
  • 구조적 특성 및 공력의 상호작용과 조종면 작동기의 제어 시스템의 영향을 고려한 서보공력탄성 해석을 수행하였다. 공탄성 안정성 해석을 위해서 선행되어야 하는 구조모델의 자유진동 해석은 유한요소 해석 프로그램 MSC Nastran을 사용하였다. 비정상 공기력 계산에 ZAERO를 사용하였다. 비정상 공기력 검증에 Doublet Hybrid Method를 사용하였다. Karpel의 최소상태근사법을 이용하여 주파수 영역의 공기력을 라플라스 영역으로 근사하였다. 공탄성 상태방정식을 구동기의 동역학 상태방정식과 결합하여 서보 공탄성 모델의 상태공간방정식을 구성하였다. 고세장비 모델의 승강타 입력에 따른 안정성 해석을 수행하였다. 근궤적법과 시간적분법을 사용하여 주파수영역과 시간영역에서의 서보공탄성 안정성 해석을 수행하였다.

다점 계류된 원유 저장선에 대한 저주파수 운동 해석 (Slow Drift Motion Analyses for a FPSO with Spread Mooring Systems)

  • 이호영;박종환;곽영기
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.195-201
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    • 2001
  • 본 논문은 파랑중에 다전 계류된 원유저장선에 대한 저주파수 운동을 수치 모사하였다. 시간영역에서의 운동방정식은 충격응답함수를 포함하여 수평면상의 운동 즉 전후, 좌우 및 선수 운동을 고려하였다. 시간영역의 운동방정식에 나타난 부가질량, 파랑감쇠계수, 1차항 파랑 강제력 그리고 2차항 파랑 강제력을 주파수 영역의 특이점 분포법을 사용하여 계산하였고, 다점 계류된 계류삭은 체인이 해저면에 닿은 운동 효과를 포함하여 준 정적 현수선 이론으로 산정되었다. 계산 예로서 장파정 불규칙 파랑 중에 놓인 바아지식 원유저장선에 대한 시간 영역 해석을 수행하였다.

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시간영역 전자기파 전파해석을 위한 유한요소기반 PML 기법 (A Finite Element Based PML Method for Time-domain Electromagnetic Wave Propagation Analysis)

  • 이상리;김보영;강준원
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.123-130
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    • 2015
  • 본 논문에서는 전자기파에 대한 수치적 파동흡수 경계모델인 Perfectly-Matched-Layer(PML)를 개발하고 PML을 연동시킨 유한요소법에 의해 콘크리트 구조물을 통과하는 마이크로파의 전파거동을 해석하는 수치적 기법을 제시한다. 콘크리트 부재와 공기로 구성된 무한매질을 PML을 경계로 하는 유한영역으로 치환하고, 이 유한영역에서 평면 전자기파에 대한 시간 영역 맥스웰방정식의 수치 해를 혼합유한요소법에 의해 계산하였다. 공기로만 이루어진 균일매질의 경우와 콘크리트 구조물이 존재하는 비균일 매질의 경우에 대하여 단일주파수 및 복합주파수를 갖는 마이크로파의 전기장을 계산하였고, 오차분석을 위해 $L^2$-놈 형태로 표현되는 정해와 수치 해의 상대오차를 정의하여 수치 해의 정확도를 평가하였다. 이 연구는 마이크로파를 이용한 철근콘크리트 구조물의 건전도평가 및 손상평가에 적용될 수 있다.

측정치를 이용한 시간영역 모우드 특성 규명 기법 및 잡음에 대한 민감도 분석 (Time Domain Modal Identification Method by using Measured Signals and its Sensitivity to Measurement Noise)

  • 최형진;이학은
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제12권1호통권44호
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    • pp.83-91
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    • 2000
  • 측정치를 이용하여 구조계를 규명하는 경우에 일반적으로 측정치를 주파수 영역으로 변환하고 이를 도식적으로 파악하는 방법이 주로 이용된다. 이러한 방법은 신뢰도가 낮고 토목구조물 특히 교량 구조물과 같이 근접한 모우드의 특성을 가지는 구조계의 규명에 불리한 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 시간영역에서의 데이터를 직접 이용하여 구조계의 모우드 특성을 규명하는 일련의 방법에 대한 적용성을 검토하였으며 이 때 발생할 수 있는 왜율에 대한 문제를 극복하기 위하여 최소자승법을 시간영역 규명기법에 중복하는 방법을 선택하였다. 제안된 방법의 타당성을 검토하기 위하여 현가계 모델을 이용하여 모의 해석을 수행하였다. 또한 실질적인 상황에서의 이용성을 검토하기 위하여 인위적인 잡음을 게재시켜 잡음에 대한 방범의 민감도를 검토하였다.

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외부 연료탱크 수평 핀 동적거동이 피로수명에 미치는 영향 (The effect on fatigue life for dynamic behavior of external fuel tank horizontal fin)

  • 김근원;신기수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.209-214
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    • 2012
  • 최근 F-5 항공기 외부 연료탱크 수평 핀의 균열결함이 크게 증가함에 따라 원인 규명이 필요하다. 본 연구에서는 수평 핀의 동적거동을 유한요소법을 이용하여 피로해석 측면에서 정량적으로 평가하였다. 이를 위해 스피드 브레이크(speed brake)에 의한 동하중 이력을 적용하여 시간영역과 주파수영역의 피로해석을 수행하였다. 연구결과 수평 핀은 동적거동 영향으로 피로수명이 감소되었음을 입증하였다.

T-모양 급전선을 갖는 개구 결합 광대역 마이크로스트립 안테나의 설계 및 그 특성 (The Design and Characteristics of Aperture Coupled Wideband Microstrip Antenna with the T-shaped Feedline)

  • 장용웅
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제37권12호
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    • pp.32-37
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    • 2000
  • T-모양 급전선을 갖는 개구-결합 마이크로스트립 안테나인 새로운 방법을 제안하였다. 시간영역 유한차분(FDTD) 법을 적용하여 안테나의 특성들을 해석하고, 최대 대역폭을 갖는 안테나를 설계하였다. 안테나를 모델링하여 파의 진행과정과 전계분포를 시간 영역에서 계산하였다. 그리고 FDTD 법으로 얻은 값들을 Fourier 변환시켜 반사손실, 전압 정재파비, 입력 임피던스를 주파수 영역에서 각각 계산하였다. 패치의 길이와 폭, 슬롯의 길이와 폭, T-모양 급전선의 길이, offset 따라 대역폭이 변하였다. 측정된 % 대역폭은 중심 주파수 2.5 GHz에서 49.2 %의 광대역 특성을 얻었으며, 이들 결과들은 계산값과 비교적 잘 일치하였 다.

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