• 제목/요약/키워드: 연계시간적분

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외연적 시간적분법 활용 동적 구조해석 속도 향상을 위한 적합직교분해 기반 침습적 차수축소모델 적용 연구 (Proper Orthogonal Decomposition Based Intrusive Reduced Order Models to Accelerate Computational Speed of Dynamic Analyses of Structures Using Explicit Time Integration Methods)

  • 황영광;김명일
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제37권1호
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    • pp.9-16
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    • 2024
  • 일반적으로 적합직교분해(proper orthogonal decomposition, POD) 기반의 침습적(intrusive) 차수축소모델(reduced order model, ROM)을 활용하면 구조 시스템의 전체 자유도를 크게 줄이고 외연적 시간 적분법에서 해의 안정성을 만족하는 임계 시간 간격을 증가시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 POD-ROM을 활용하여 Voronoi-cell 격자 요소로 이산화된 구조 시스템의 축소와 이에 따른 외연적 시간 적분법의 임계 시간 간격 및 해석 정확도 변화를 살펴보았다. 또한 지진하중과 같은 불규칙한 하중 이력을 받는 구조물 응답 해석에 POD-ROM을 적용하였다. 해석 결과 ROM을 통해 해의 정확도를 충분히 확보하면서 연산 시간을 크게 단축할 수 있음을 확인하였다. 또한 POD-ROM과 VCLM의 연계 방안의 적절성을 확인하였다. 향후 해당 연구는 고정밀 대용량 동적 구조해석의 실용성을 높이고, 설계 변수에 따른 구조물 동적 거동의 실시간 예측을 위한 기반 연구로 활용될 수 있다.

유체/구조 연계 변형효과를 고려한 케스케이드의 성능평가 (Performance Evaluation of Cascade Considering Fluid/Structure Coupling Deformation)

  • 오세원;김동현;김유성;박웅
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.275-282
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    • 2007
  • In this study, a fluid-structure interaction (FSI) analysis system has been developed in order to evaluate the turbine cascade performance with blade structural deformation effect. Relative movement of the rotor with respect to stator is reflected by modeling independent two computational domains. To consider the deformed position of rotor airfoil, dynamic moving grid method is applied. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with one equation Spalart-Allmaras and two-equation SST $k-{\varepsilon}$ turbulence models are solved to predict unsteady fluid dynamic loads. A fully implicit time marching scheme based on the Newmark direct integration method with high artificial damping is used to compute the fluid-structure interaction problem. Cascade performance evaluations for different elastic axis positions are presented and compared each other. It is importantly shown that the predicted aerodynamic performance considering structural deformation effect of blade can show some deviations compared to the data generally computed from rigid blade configurations and the position of elastic axis also tend to give sensitive effect.

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엔진발전기와 연계된 BESS의 무순단 모드 전환 기법 (Seamless Transfer Method of BESS connected by Engine Generator)

  • 신은석;김현준;한병문
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.942-943
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    • 2015
  • 독립지역에서는 발전기의 전력공급한계에 대비한 백업전원으로써 BESS의 역할이 점점 커지고 있다. 또한 독립지역에서 발전기의 고장 또는 사고가 발생하면 BESS는 단독으로 부하에 전력을 공급하기 위해 연계모드에서 독립모드로 전환되어 동작되어야 한다. BESS의 운전모드가 전환되면 과도 시 독립지역의 전력공급이 불안정해지기 때문에 BESS의 무순단 모드 전환 기법이 필수적이다. 본 논문에서는 기존의 전압제어기법을 유지하면서 모드 전환 직후 제어기의 초기 적분값을 적용하여 과도 시간을 감소시키는 무순단 모드 전환 기법을 제안한다.

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회로망 기반의 시간응답 해석에 따른 고전제어와 현대제어의 비교 연구 (Comparative Study on Classical Control and Modern Control via Analysis of Circuit-based Time Response)

  • 민용기
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.575-584
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    • 2017
  • 제어시스템의 시간응답을 해석하기 위해 전기회로망을 제안한다. 전달함수와 상태방정식을 이용해 시스템의 시간응답을 계산함으로써 고전제어와 현대제어의 연계성을 분석한다. 상태천이방정식의 복잡한 적분과정을 생략하고, 상태천이행렬과 전달함수의 조합만으로도 시간응답의 해석이 가능함을 제시한다. 단위계단함수와 정현파입력에 따른 전압­전류의 출력응답을 표현하기 위해 프로그램을 코딩하였다. 단위계단입력에서는 과도응답을 해석하였으며, 정현파입력에서는 전압과 전류의 위상차를 해석하였다. 제안된 내용을 과도응답이나 상태공간에 기술함으로써 제어공학의 이해도와 설계능력을 높인다.

스테이터-로터 상호간섭 및 점성효과를 고려한 케스케이드의 유체유발 진동해석 (Flow-Induced Vibration Analysis for Cascades with Stator-Rotor Interaction and Viscosity Effect)

  • 오세원;김동현;김유성;박웅
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
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    • pp.848-854
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    • 2006
  • In this study, a computational analysis system has been developed in order to investigate flow-induced vibration(FIV) phenomenon for general stator-rotor cascade configurations. Relative movement of the rotor with respect to stator is reflected by modeling independent two computational domains. Fluid domains are modeled using the unstructured grid system with dynamic moving and local deforming methods. Unsteady, Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with one equation Spalart-Allmaras and two-equation SST $k-\omega$ turbulence models are solved for unsteady flow problems. A fully implicit time marching scheme based on the Newmark direct integration method is used flow computing the coupled governing equations of the fluid-structure interaction problem. Detailed FIV responses for different flow conditions are presented with respect to time and vibration characteristics are also physically investigated in the time domain.

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받음각 효과를 고려한 발사체 날개단면의 초음속극초음속 비선형 유체유발진동해석 (Nonlinear Flow-Induced Vibration Analysis of Typical Section in Supersonic and Hypersonic Flows with Angle-of-Attack Effect)

  • 김동현;김유성;윤명훈
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.12-19
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    • 2007
  • In this study, nonlinear flow-induced vibration(flutter) analyses of a 2-DOF launch vehicle airfoil have been conducted in supersonic and hypersonic flow regimes. Advanced aeroelastic analysis system based on computational fluid dynamics and computational structural dynamics is successfully developed and applied to the present analyses. Nonlinear unsteady aerodynamic analyses considering strong shock wave motions are conducted using inviscid Euler equations. Aeroelastic governing equations for the 2-DOF airfoil system is solved by the coupled integration method with interactive CFD and CSD computation procedures. Typical wedge type airfoil shapes with initial angle-of-attacks are considered to investigate the nonlinear flutter characteristics in supersonic(15). Also, the comparison of detailed aeroelastic responses are practically presented as numerical results.

스테이터-로터 상호간섭 및 점성효과를 고려한 케스케이드의 유체유발 진동해석 (Flow-induced Vibration Analysis for Cascades with Stator-rotor Interaction and Viscosity Effect)

  • 오세원;박웅;김동현
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권10호
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    • pp.1082-1089
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    • 2006
  • In this study, advanced computational analysis system has been developed in order to investigate flow-induced vibration(FIV) phenomenon for general stator-rotor cascade configurations. Relative movement of the rotor with respect to stator is reflected by modeling Independent two computational domains. Fluid domains are modeled using the unstructured grid system with dynamic moving and local deforming methods. Unsteady, Reynolds-averaged Wavier-stokes equations with one equation Spalart-Allmaras and two-equation SST ${\kappa}-{\varepsilon}$ turbulence models are solved for unsteady flow problems and also relative moving and vibration effects of the rotor cascade are fully considered. A coupled implicit time marching scheme based on the Newmark integration method is used for computing the governing equations of fluid-structure interaction problems. Detailed vibration responses for different flow conditions are presented and then vibration characteristics are physically investigated in the time domain as computational virtual tests.

유동점성 및 공탄성 변형효과를 고려한 스테이터-로터 케스케이드 시스템의 성능평가 (Performance Evaluation of Stator-Rotor Cascade System Considering Flow Viscosity and Aeroelastic Deformation Effects)

  • 김동현;김유성
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.72-78
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    • 2008
  • 본 연구에서는 블레이드 구조 변형 효과를 고려하여 스테이터-로터 상호간섭 케스케이드 모델의 성능평가를 위한 유체-구조 연계해석 시스템을 개발하였다. 고정된 스테이터와 회전하는 로터는 상호간섭 영향이 유동해석에 고려되었으며, 레이놀즈-평균화 난류 방정식인 Spalart-Allmaras 모델과 k-ω SST 난류 모델이 압축성 유동박리 효과를 고려한 유동하중을 예측하기 위해 적용되었다. 정적인 유체-구조 연계해석과 수렴율 증진을 효과적으로 수행하기 위하여 큰 인공 감쇠를 가지는 연계 Newmark 시간적분 기법을 적용하였다. 수치실험을 통해 탄성축 위치에 따른 구조변형 효과가 케스케이드 성능에 미치는 영향을 파악하였다. 구조변형 효과가 고려된 경우 일반적인 강체 블레이드 모델에 대한 성능예측 결과와 다소 차이가 유발될 수 있음을 보였으며 공력탄성학적 영향을 고찰하였다.

마찰 감쇠를 고려한 에어포일의 천음속 공탄석 해석 (Transonic Aeroelastic Analysis of a Airfoil with Friction Damping)

  • 유재한;이인
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권11호
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    • pp.1075-1080
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    • 2010
  • 마찰 감쇠가 있는 공탄성 해석을 위하여, 연계 시간 적분법을 사용하여 아음속/천음속 영역에서 공탄성 응답을 구하였다. 양력면에 발생하는 충격파에 의한 공기역학적 비선형성을 고려하기 위하여 동위상 주기 경계 조건이 적용된 미소교란 방정식을 비정상 공기력 계산에 적용하였다. 변위 종속적인 마찰 감쇠기가 있는 2차원 에어포일 시스템에 대하여 플러터 경계에 대한 수직력의 기울기와 마하수의 영향을 살펴보았다.