• 제목/요약/키워드: 운동의 자유

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RTGC의 모델링 및 주행제어기 설계에 관한 연구 (A Study on Modelling and Tracking Control System Design of RTGC(Rubber-Tired Gantry Crane))

  • 정지현;이동석;정정순;김영복
    • 한국항해항만학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.479-485
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    • 2010
  • 컨테이너의 신속한 이송 및 처리는 작업시간 단축에 의한 비용절감을 의미하므로 항만에서는 가능한 작업효율을 향상시키기 위해 다양한 노력이 추진되고 있다. 1990년대 중반부터 RMGC 및 RTGC 등의 크레인이 개발되어 컨테이너 이송 및 적재를 위한 필수장비로 널리 이용되고 있다. 특히 RTGC는 타이어 구동방식이므로 주행환경에 크게 제약을 받지 않는 장점도 있으나, 타이어 슬립, 타이어에 의한 샤시의 기울어짐 등 설정된 경로를 고정도로 주행해야 하는 목적달성에 장애가 되는 요인도 많아 레일 위를 주행하는 RMGC에 비해 자동화가 용이하지 않다. 이것은 무인 RTGC 시스템 구축을 어렵게 하는 가장 큰 요인이 되어 이와 관련한 기술개발 또한 미비한 수준에 이르고 있다. 따라서 본 논문에서 RTGC의 무인자동화에 있어서 가장 기초단계라고 볼 수 있는 수학적 모델링을 기반으로 한 고정도 주행제어기를 설계하고자 한다. 먼저 제어대상인 RTGC의 주행에 따른 운동특성을 분석하여 모델링을 수행한다. 기본적인 주행성능을 달성하기 위한 주행제어기를 설계하고 시뮬레이션을 통해 설계된 제어기의 유용성을 확인하도록 한다.

선박의 비선형 유체력을 고려한 파랑중 동적 강도 해석법에 관한 연구 (A Study on the Dynamic Strength Analysis of the Hull Girder Among Waves Considering Non-Linear Hydrodynamic forces)

  • 신구균;김사수;손성완
    • 대한조선학회논문집
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    • 제29권4호
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    • pp.152-172
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    • 1992
  • 대파고 파랑중을 항해하는 선박은 큰 선체 운동으로 인하여 수면하 단면 형상이 시시각각 크게 변하므로 자유 표면 조건, 물체 표면 조건의 비선형성에 의한 비선형 유체력의 영향이 무시될 수 없게 된다. 경우에 따라서는 선저가 파면으로부터 충격력을 받는 슬래밍 현상과 선수가 파도를 뒤집어 쓰는 청파 현상등과 같은 충격적 유체력이 선체에 가해지는 등 복잡한 문제가 발생하게 된다. 본 연구에서는 선체를 가변 단면보의 탄성체로 이상화하여 파랑중 선체 거동을 박육 단면보 이론에 의해 정식화하고 파랑 하중으로는 수면하 단면 형상 변화에 따른 비선형 유체력과 momentum slamming이론을 이용한 유체 충격력을 고려하여 대파고 파랑 중 탄성체인 선체의 응답을 추정하는 해석 기법을 개발하여 이를 기존의 실험결과와 비교 그 타당성을 확인하고, 이의 응용으로 본 기법에 의하여 4만톤급 정유 운반선에 적용하여 정면파 및 사파중에서 파고, 파장, 선속을 파라미터로 한 수치 계산을 수행하고 여러가지 파라미터 변화에 대한 선체 구조의 동적 강도 응답 특성을 계통적으로 분석하여 보았다. 본 연구에서 개발된 동적강도 해석법은 대파고 중에서 유체력의 비선형성 및 유체 충격력까지 고려한 해석기법이므로 신구조 방식 선박에 대한 직접 설계법의 확립 뿐만 아니라 슬래밍 등에 의한 선체 절손 사고의 원인 규명에도 유용하게 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

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고진폭 만곡수로에서 난류흐름의 비정상 RANS 수치모의 (Unsteady RANS computations of turbulent flow in a high-amplitude meandering channel)

  • 이승규;백중철
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제50권2호
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    • pp.89-97
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    • 2017
  • 만곡수로에서의 흐름 구조는 나선형 운동을 갖는 이차 재순환 흐름 그리고 만곡부 측벽으로부터 발생하는 흐름분리로 인한 전단층 등으로 복잡하다. 이 연구에서는 3개의 통계학적 난류모형($k-{\varepsilon}$, RNG $k-{\varepsilon}$, $k-{\omega}$ SST) 그리고 자유수면 변동 해석을 위한 VOF 기법을 적용한 비정상 Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) 계산을 수행하여 고진폭 만곡수로인 키노시타(Kinoshita) 수로에서의 이차류와 편수위를 해석하였다. 2차 정확도의 유한체적법을 이용하여 구한 해석결과를 기존 수리실험 자료와 비교하여 각 난류모형의 적용성을 평가하였다. 비정상 RANS 계산에서 적용한 3개의 통계학적 난류모형의 해석 결과를 분석해 보면 키노시타 수로에서 발생하는 만곡부 편수위는 3개 모형 모두 유사하게 모의하는 한편, 전반적인 이차류 분포는 $k-{\omega}$ SST상대적으로 잘 모의하는 것으로 나타났다. 하류에 위치한 만곡부 흐름에 영향을 미쳐 국부적으로 발생한 이차류와 이전의 만곡부 중앙 수면 부근에서 발생하는 한 쌍의 이차 와류가 존재하는 현상을 관측하였으며, $k-{\omega}$ SST 난류모형은 이러한 복잡한 와류 변화를 양호하게 모의했다. $k-{\varepsilon}$ 모형을 기반으로 개발된 두 모형으로 모의한 결과에서는 실험에서 관측된 중앙 만곡부에 존재하는 두 개의 이차류 중, 시계방향 와류가 재현되지 않는다. VOF기법을 이용해서 계산한 만곡부에서의 편수위 해석결과는 적용한 모든 난류모형에 대해서 전반적으로 실험값을 양호하게 재현하는 것으로 나타났다.

시간유한요소법을 이용한 분포형 구동기의 형상최적화에 관한 연구 (A Study on Shape Optimization of Distributed Actuators using Time Domain Finite Element Method)

  • 석진영;김유단
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권9호
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    • pp.56-65
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    • 2005
  • 시간유한요소법은 시간영역을 고정시키고 행렬 미분방정식 형태의 공간전파 관계식을 풂으로써 시간과 공간에 대한 동적 해석을 수행하는 방법이다. 이 방법은 공간이산화 유한요소법이나 시/공간 동시이산화 유한요소법에 비해 공간에 관한 자유도가 발생하는 것이 두드러진 특징으로, 이를 이용하여 분포형 구동기의 공간에 따른 특성을 최적화하는 데에 효율적으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 임의의 초기조건을 반영할 수 있도록 구성된 상태변수 벡터를 이용하여 구조물을 시간영역에서 이산화하고, 공간영역에서 전파관계식 및 경계조건을 이용하여 공간전파 관계식을 형성하였다. 이 때 구동기의 공간에 따른 형상 분포는 설계되어야 할 변수의 함수이고, 시간반응은 형상함수를 이용하여 이산화 하였다. 포텐셜 에너지 및 운동에너지를 구조물의 변위제어에 적절한 최적의 성능지수로 설정하고, 이를 최소화하도록 미지의 함수인 구동기의 분포형상을 구하였다. 일반적으로 구조물은 임의의 초기조건에서 외란을 받게 되나, 본 연구에서는 구현가능한 제어법칙을 이용하여 최종시간에서 안정화(rest) 조건을 만족한다고 가정하였다. 구동기 분포형상 최적화를 위해 상태/준상태 방정식을 유도하였다. 서브행렬 재형상화와 시/공간 경계조건을 통해 상태변수와 준상태변수에 대한 Ricatti 미분방정식을 유도하였다. 이를 통해 구동기 분포형상 최적화를 구현하였으며, 수치 시뮬레이션을 통해 적절한 구동기의 분포형상 최적화를 수행할 수 있음을 보였다.

비선형 두께 변분을 갖는 두꺼운 원형판과 환형판의 3차원적 진동해석 (Three Dimensional Vibration Analysis of Thick, Circular and Annular Plates with Nonlinear Thickness Variation)

  • 장승환;심현주;강재훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.119-129
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    • 2004
  • 3차원 해석법을 이용하여 반경방향으로 비선형적 두께 변분을 가진 두꺼운 원형판과 환형판의 고유진동수를 결정하였다. 수학적으로 2차원적인 전통적 판 이론과는 달리 본 연구에서는 3차원적 등 탄성방정식을 근간으로 하였다. 반경방향, 두께방향, 원주방향으로의 변위 성분인 u/sub s/, u/sub z/, u/sub θ/를 시간에 대해서는 정현적으로, θ에 대해서는 주기적으로, s와 z방향으로는 대수 다항식의 형태로 취하였다. 판의 위치(변형률) 에너지와 운동 에너지를 정식화하고, 리츠법을 이용하여 고유치 문제를 해결하였으며, 진동수의 최소화과정을 통해 엄밀해에 대해서 상위경계치의 진동수를 구하였다. 다항식의 차수를 증가시키면 진동수는 엄밀해에 수렴하게 된다. 판의 최하위 5개의 진동수에 대한 유효숫자 4자리까지의 수렴성 연구가 이루어졌다. 수치결과로 두께가 일정하거나, 선형적 또는 2차 곡선적 변분을 갖는 자유경계의 두꺼운 원형판과 환형판의 무차원 진동수를 제공하였다. 또한 이미 발표된 2차원적인 박판이론에 의한 결과와 본 연구의 3차원 해석에 의한 결과를 서로 비교하였다.

PIV를 이용한 KRISO 3600TEU 컨테이너선모형선의 반류 측정 및 해석 (PIV Measurements of Wake behind a KRISO 3600TEU Container Ship Model)

  • 이상준;고민석;이정묵
    • 대한조선학회논문집
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    • 제39권3호
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    • pp.48-56
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    • 2002
  • KRISO 3600 TEU 컨테이너 모형선의 반류 유동을 PIV 기법을 이용하여 측정하였다. 본 실험은 시험부의 크기가 $1.0^W{\times}1.0^H{\times}4.5^L(m)$인 회류수조에서 수행되었는데, 선박 반류의 종단면과 횡단면에서 속도장을 측정함으로써 반류의 유동특성을 해석하였다. 실험시 횡단면 측정은 반류영역인 Station -0.5767, -1, -3의 3단면에서 수행하였고, 종단면의 경우 배의 중심 평면에서 우현방향으로 Z/(B/2)=0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.6의 5단면에서 속도장을 측정하였다. 자유흐름속도는 $U_O=0.6m/s$로 고정하였는데, 수선간 길이 $L_{PP}=1.5m$에 기초한 레이놀즈수는 약 $Re=9{\times}10^5$이다. 각각의 측정 단면에서 순간속도장 400장을 구하고, 이들을 앙상블(ensemble) 평균하여 평균속도장, 난류운동 에너지 및 와도의 공간분포를 구하였다. 반류영역에는 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 longitudinal 보오텍스가 존재하며 수선 근처에 반대방향으로 회전하는 2차 와류가 발생하였다. 하류로 나아감에 따라 longitudinal 보오텍스와 2차 와류는 난류확산과 점성소산에 의하여 강도가 약화되지만 반류영역은 점차 확장된다.

황산수와 저속습식마쇄기로 생산된 고품질 순환 잔골재의 모르타르 압축강도에 관한 실험적 연구 (The Experimental Study on The Compressive Strength of Mortar Using High Quality Recycled Fine Aggregate Produced by Sulphuric Water and Low Speed Wet Abraser)

  • 최덕진;이대근;한상일;김하석;전명훈;김진만
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.485-488
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    • 2008
  • 현 국내에서 생산되고 있는 대다수의 순환잔골재는 골재표면에 부착되어 있는 폐모르터 성분으로 인하여 낮은 밀도와 높은 흡수율의 물리적 특성을 나타내는 저품질 골재이다. 이러한 이유로 일반 콘크리트용 골재 또는 콘크리트 제품제조용 골재로 사용이 부적합하며 일반 성토, 매립재용으로 사용되고 있는 실정이다. 또한 골재 세척에 사용되는 공정수는 골제 세척 후 강알칼리성을 띠게 되어 추가적인 처리비용이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기존 파 분쇄 방법이 아닌 마쇄 방법을 사용하여 골재간의 마찰과 자유낙하에 의한 운동동에너지로 골재표면에 폐모르터 성분을 탈리시키고 황산수를 공정수로 사용함으로써 중화반응에 의해 중성 또는 약산성화 하는 방법으로 고품질 순환잔골재를 생산하였다. 상기의 방법으로 생산된 순환 잔골재는 폐모르터 성분에 포함되어있는 $Ca(OH)_2$와 공정수에 투입한 $H_2SO_4$의 중화반응에 의해 반응생성물인 석고가 생성되고, 중화반응에 의해 생성된 석고는 재생골재를 건조하는 과정에서 반수석고로 변환된다. 일반적으로 시멘트에 포함된 석고는 응결을 완화 할 뿐 아니라 단기강도를 높이고 건조수축을 감소시키며, 화학적 저항성을 향상시키는 등의 효과가 알려져 있다. 이에 본 연구는 황산수와 습식마쇄를 이용하여 생산된 순환골재에 포함되어 있는 반수석고가 모르터의 압축강도에 미치는 영향을 검토하였다. 실험 결과, 반수석고가 포함된 고품질 순환잔골재의 경우 석고를 제거한 고품질 순환 잔골재에 비해 과도한 에트링자이트 생성으로 인하여 수화생성물의 치밀한 구조를 와해시켜 압축강도 및 휨 강도가 저하되는 것으로 나타났다.

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두꺼운 축대칭 쌍곡형 쉘의 3차원 진동해석 (Vibration Analysis of Thick Hyperboloidal Shells of Revolution from a Three-Dimensional Analysis)

  • 심현주;강재훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.419-429
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    • 2003
  • 두꺼운 축대칭 쌍곡형 쉘의 고유진동수를 결정하는 3차원 해석법이 제시되었다. 수학적으로 2차원적인 전통적인 쉘 이론과는 달리, 본 연구의 해석법은 3차원적인 동탄성방정식을 근간으로 하였다. 반경방향, 원주방향, 축방향으로의 변위성분인 u/sub r/, u/sub θ/, u/sub z/를 시간에 대해서는 정현적으로, θ에 대해서는 주기적으로, r과 z방향으로는 대수 다항식으로 표현하였다. 쌍곡형 쉘의 위치(변형률)에너지와 운동에너지를 정식화하고 리츠법을 사용하여 고유치문제를 해결하였으며, 진동수의 최소화과정을 통해 고유진동수를 엄밀해의 상위경계치로 구하였다. 대수 다항식의 차수가 증가하면 진동수는 엄밀해에 수렴하게 된다. 축대칭 쌍곡형 쉘의 하위 5개의 진동수에 대해서 유효숫자 4자리까지의 수렴성 연구가 이루어졌다. 쌍곡형 쉘의 서로 다른 2개의 두께 비, 3개 의 축비(axis ratio), 3개의 shv이 비를 가진 총 18개의 형상을 지닌 자유 경계의 축대칭 쌍곡형 쉘의 수치결과를 도표화하였다. 프와송 비( ν)는 0.3으로 고정하였다. 본 연구의 해석법은 매우 두꺼운 쉘 뿐만 아니라 얇은 쉘에도 적용이 가능하다.

만 5세 누리과정 교사용 지도서에 수록된 유아인권 관련 교육내용 분석 (A Study on the Educational Contents on Child's Human Rights in a Manual of the Nuri Curriculum for 5 Year Old)

  • 조숙영
    • 한국보육지원학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.369-390
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    • 2014
  • 본 연구는 만 5세 누리과정 교사용 지도서에 수록된 유아인권 관련 교육내용을 활동 유형 및 흥미영역, 5개영역, 생활주제별로 분석준거에 의해 분석되었다. 연구결과 첫째, 활동 유형 및 흥미영역에 나타난 유아인권 관련 교육내용은 대 소집단 활동, 자유선택활동, 바깥놀이 활동순의 빈도로 높게 나타났으며 그 가운데 교육과 휴식이 가장 높은 빈도를 보였다. 둘째, 5개 영역 가운데 유아인권 관련 교육내용을 가장 많이 다루고 있는 영역은 사회관계 영역으로 나타났으며, 그 중 참여가 가장 많이 다루어지고 있는 인권관련 교육내용으로 파악되었다. 반면 가장 적게 다루어지고 있는 영역은 신체운동 건강영역으로 나타났다. 셋째, 유아인권 관련 교육내용을 가장 많이 다루고 있는 주제는 '봄, 여름, 가을, 겨울'이었으며, '나와 가족'의 주제에서는 가장 낮은 빈도의 유아인권 관련 교육내용을 다루고 있었다. 또한 전체 생활주제 가운데 교육과 휴식이 가장 높은 빈도의 유아인권 관련 교육내용으로 다루어지고 있는 반면, 학대와 방임(폭력)의 유아인권 관련 교육내용은 전체 생활주제에서 전혀 다루어지고 있지 않았다. 본 연구결과를 통해 유아인권 관련활동을 균형 있게 계획하고 전개하는데 도움을 주며, 초등학교와 연계된 인권교육 프로그램의 활동을 구성하는 데에도 중요한 기초자료를 제공하고자한다. 더 나아가 유아를 위한 체계적인 유아인권교육에 관한 프로그램을 개발하는데 있어서도 기초적인 정보를 제공하는데 의의가 있다.

항쟁의 에토스와 공동체 1980년 5월 광주의 마음을 찾아서 (The Ethos of Uprising and the Community Searching for the Heart of May 18th in Gwangju)

  • 박경섭
    • 한국언론정보학보
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    • 제71권
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    • pp.33-51
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    • 2015
  • 근래에 한국에서는 마을 만들기와 공동체 사업이 지역과 마을에서 중요한 이슈가 되고 있다. 사업과 프로젝트로 건축되거나 조성될 공동체는 사회의 불평등, 복지, 건강 등의 사회문제에 대한 묘약처럼 보인다. 하지만 이러한 공동체 담론과 실천들은 국가의 역할과 기능을 사회가 나누어 짊어지는 선한 거버넌스(good governance)이면서 권력이 사회를 관리하고 조절하는 신자유주의적 통치 테크놀로지이기도 하다. 공동체의 역설이라고도 부를 수 있는 이러한 상황에 대한 성찰은 한국 사회에서 공동체에 대한 근본적 질문을 던지고 있는 1980년 5월 광주의 어떤 공동체(whatever community)에 대한 이해와 무관하지 않다. 이 글에서는 공동체의 몸과 마음을 드러내는 광주민중항쟁과 관련된 사료에 대한 분석을 통해 광주민중항쟁의 에토스를 살펴보고 공동체를 다시 문제화하고자 한다. 공동체에 대한 기획과 실천에서 중요한 요소인 주민과 시민의 자발성과 참여, 나눔과 소통은 공동체 구성과 연관된 마음과 몸의 문제이기도 하다. 최근 공동체에 대한 논의에서 누락되어 있는 해방과 자유의 문제 또한 5월 광주의 어떤 공동체가 던지는 질문 중 하나다.

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