• Title/Summary/Keyword: 운동파방정식

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Investigation of importance of evanescent modes in predicting the transformation of waves on a varying topography by the linear wave theory (선형파 이론을 사용하여 수심 변화에 따른 파랑변형 예측 시 소멸파의 중요성 검토)

  • 이창훈;조용식;조대희
    • Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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    • 2002.08a
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    • pp.62-65
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    • 2002
  • 파랑은 주로 먼바다에서 바람에 의해 생성되어 육지로 전파해오면서 천수, 굴절, 회절, 반사, 부서 짐 등의 여러 가지 변형의 과정을 거친다. 이러한 파랑의 변형을 예측하는 한 방법은 비압축성 유체와 비회전류의 연속방정식인 Laplace 방정식을 지배 방정식으로 하고 해수면에서의 운동학적 경계조건과 동역학적 경계 조건, 그리고 바닥에서의 운동학적 경계조건을 적용하여 해를 구한다. (중략)

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A Study of Comparison with Free Wave Number Between a New Cylinderical Wave Equation and the Wave Equation by Junger and Feit (자유파수를 이용한 새로운 실린더 운동방정식과 Junger and Feit의 실린더 운동방정식의 비교연구)

  • Jo, Heung-Kuk
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.15 no.6
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    • pp.47-51
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    • 1996
  • The Cylindrical Shell Equation is one of the fundamental tools in the study of the noise analysis in the cylindrical shell. Therefore, lot of the acousticians induced many cylindrical shell motion equations.[1] In the Reference[6], we introduced the newly induced cylindrical Shell Equation and Junger and Feit's shell equation[5], and computed the free wave number with the linear Equation with the supposed solution, in the case of the free motion of the shell. In this paper, we compared above cylindrical shell equations by using dispersion curve of free wave number and we describe the physical mean for the dispersion curve with ring-frequency and ring-extention-frequency. With this result, we proves the useful of a newly induced cylindrical shell equation and we can analyse the Structure-Borne Sound of the shell with this equation in the application.

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

  • 이호영;박종환;곽영기
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.13 no.3
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    • pp.195-201
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    • 2001
  • The time simulation of slow drift motions of moored FPSO in waves is presented. The equation of motion based on Cummin's theory of impulse responses are employed, and are consisted of horizontal plane motions such as surge, sway and yaw. The added mass, wave damping coefficients, first order wave exciting forces and the second order wave drift forces involved in the equations are obtained from three-dimensional panel method in the frequency domain. The mooring lines are modeled as quasi-static catenary cable. As a numerical example, time domain analyses are carried out for a box-type FPSO in long crest irregular wave condition.

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Application Analysis of GPU-Accelerated Kinematic Wave Model Using CUDA Fortran (CUDA FORTEAN을 이용한 GPU 가속 운동파모형 적용성 분석)

  • Kim, Boram;Kim, Hyung-Jun;Kim, Sooyoung;Yoon, Kwang Seok
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.346-346
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    • 2022
  • 본 연구에서는 GPU(Graphic Processing Unit) 가속 분포형모형을 실제 유역에 적용하여 강우 유출모의 결과의 정확성과 모의시간의 효율성에 대한 분석을 수행하였다. 분포형모형의 지배방정식은 운동파모형과 Green-Ampt모형으로 구성되어 있으며, 운동파모형은 유한체적법을 이용하여 이산화 하였다. GPU 가속 모형은 CUDA(Compute Unified Device Architecture) 포트란(Fortran)을 사용하여 개발된 모형으로 수치모의시 연산시간 단축을 고려한 모형이다. 모형의 정확성과 효율성은 미호천 유역에서 발생하는 강우유출현상에 GPU 가속 운동파모형을 적용하여 분석하였다. 수치모의 결과값은 대상유역에 속한 수위관측소의 관측값과 비교하여 정확성을 검증하였고, 수치모의 소요시간은 CPU(Central Processing Unit) 기반 운동파모형의 수치모의 소요시간과 비교하여 효율성을 검증하였다. GPU 가속 운동파모형의 수치모의 결과는 관측값과 유사한 결과를 나타냈으며, 수치모의 소요시간은 본 연구에 사용된 장비를 기준으로 최대 100배 정도 단축되었다.

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Motion and Wave Transmission Effect on Floating OWC(Oscillating Water Column) Wave Energy Conversion System (진동수주형 파력발전 시스템에서 운동과 파랑회절의 영향)

  • Lee, Sang-moo;Kim Seoung-gun
    • Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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    • 2001.05a
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    • pp.20-25
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    • 2001
  • 부유식 파랑에너지 변환시스템(Oscillating Water Column)에서 에너지 변환은 입력파와 챔버, 챔버내 공기의 상호작용으로 이루어진다. 이 논문은 파랑에너지를 기계적 운동으로 변환하는 기계적 특성을 해석한다. 단일 진동수 규칙파가 입력되었을 때에 파에 의하여 챔버의 상하운동이 선형적으로 발생하며, 이 상하운동은 챔버내의 압력 변화에 영향을 받는다. 상하운동과 챔버내로 투과한 파, 그리고 챔버내 압력에 의해 발생되는 파에 의해 챔버내의 상대운동을 정하고, 그 상대운동에 의한 공기의 압축 팽창과 온도상승을 근사적 열역학적 방정식으로 해석하여 오리피스를 통한 유량과 압력을 기준으로 에너지 변환요율을 결정하였다. 얻어진 식은 간단하면서도 관련요소의 영향을 전반적으로 표현한다. 개구율 변화에 따른 운동응답을 비교하였다.

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A study on application of GPU-accelerated kinematic wave rainfall-runoff model (GPU 가속 운동파 강우유출모형의 적용 연구)

  • Kim, Boram;Yun, Gwan Seon;Kim, Hyeong-Jun;Yoon, Kwang Seok
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.323-323
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    • 2020
  • 그래픽 처리 장치(Graphic Processing Unit: GPU)는 그래픽 처리 작업에 특화된 다수의 산술논리 장치(Arithmetic Logic Unit: ALU)로 구성되어 있어서 중앙 처리 장치(Central Processing Unit: CPU)보다 한 번에 더 많은 연산 수행이 가능하다. 본 연구는 GPU 가속 운동파모형을 실제 유역에 적용하여, GPU 가속 운동파 강우유출모형 결과에 대한 정확성과 연산 소요 시간에 대한 효율성을 확인하였다. GPU 가속 운동파모형은 분포형 강우유출모형의 수치모의 연산시간을 단축시키기 위해 CUDA 포트란을 이용하여 개발되었다. 분포형모형의 지배방정식은 운동파모형과 Green-Ampt모형으로 구성되었고, 운동파모형은 유한체적법을 이용하여 이산화 하였다. GPU 가속 운동파모형을 이용하여 금강의 미호천 유역에서 발생하는 강우유출현상을 모의 하였고, 동일한 유한체적법을 이용한 CPU(Central Processing Unit) 기반의 강우유출모형과 비교하였다. 그 결과 GPU 가속모형의 결과는 미호천 유역 하류단에서 관측한 결과와 유사한 결과를 나타냈다. 또한, 연산소요시간은 CPU 기반의 강우유출모형의 연산소요시간보다 단축되었으며, 본 연구에 사용된 장비를 기준으로 최대 100배 정도 단축되었다.

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Transient Motion Analyses for a Ship Advancing in Irregular Waves (불규칙파 중에서 전진하는 선박에 대한 시간영역 운동해석)

  • Ho-Young Lee;Hong-Shik Park;Hyun-Kyoung Shin
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.38 no.3
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    • pp.47-53
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    • 2001
  • When a ship advancing in waves is subjected to impact forces or irregular forces, the motion analyses for ship are convenient for being calculated in the time domain. The added mass, wave damping coefficients, wave exciting forces and mean drift forces are calculated by 3-Dimensional panel method used the translating pulsating Green function in the frequency domain and the motion equations which are considered by the memory effect due to waves are numerically solved by using the Newmark-$\beta$ method in the time domain. The motion analyses are carried out for a Series 60($C_B=0.7$) moving in irregular waves. The items of calculation are 6-degree motions, accelerations at the fore and after position, numbers of deck wetness and numbers of exposure at ship-bottom, etc. Moreover, the thrust addition in waves is examined by considering the time mean drift forces in the motion equations of time domain.

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3-axis stabilized spacecraft attitude control by neural network disturbance observer (신경망에 의한 외란 관측을 통한 3축 안정화 인공위성의 자세제어)

  • 한기혁;김진호
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 2000.10a
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    • pp.1-1
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    • 2000
  • 본 논문에서는 3축이 연성되어 비선형 운동 방정식으로 표현되는 3축 안정화 인공위성 시스뎀에 입릭외란과 시스템의 불확실성이 존재할 경우에도 자제 정밀도를 유지하는 제어기를 설계한다. 비선헝 운동 방정식으로 표현되는 운동 방정식을 선형화하고 PID제어기를 구성하였다 선형화에 의한 시스템의 불확실성과 입력 외란을 신경회로망으로 추정하여 외란의 엉향을 제거하도록 구성된 PR제어기의 제어입력을 수정한다 수정된 제어입력은 외란을 상쇠시켜 시스템 출력에서 외란의 효과를 제거하게 된다. 신경회로망은 제어입력과 시스템 출력, 기준 운동 방정식간의 관계를 이용하여 외간과 시스템의 불확실성을 추정하며, 역전파 알고리즘을 사용한 학습 알고리즘으로 신경 회로망을 교육한다. 제안된 신경회로망을 이용한 외란 제거 제어기는 시뮬레이션을 통하여 자세 정밀도의 향상을 검증한다

Motions of Semi-submersible Drilling Rigs in Deep Water (Semi-submersible 석유시추선(石油試錐船)(부체해양구조물(浮體海洋構造物))의 운동(運動) -계산방법(計算方法), 해석(解析) 및 응용(應用))

  • Jin-S.,Chung
    • Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.11 no.2
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    • pp.23-40
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    • 1974
  • Semisubmersible 해양석유시추선의 기본설계에 필요한 파랑중(波浪中)에서 운동(運動)을 계산(計算)하는 이론적방법(理論的方法)을 제시하고 "MOHOLE"과 "SEDCO 1350-F" 석유시추선들의 운동(運動)을 해석하였다. 이 규칙파에서 운동계산을 불규칙해양파(波)에 적용하는 응용해석을 보여주었다. 현재 이론적 방법으로는 6자유도(自由度)의 운동을 해양파의 어떤 방향에 대해서도 정확히 계산할 수 있으며 계산의 정확성은 수조(水槽)에서의 모형선의 운동측정치와 실선(實船)의 운동측정치와 비교하여 증명되었다. 또 현재의 방법은 종전에 개발된 방법보다 더 일반적(一般的)인 경우를 다룰 수 있으며 결과치도 더 정확하다. 극소운동특성을 갖는 해양석유시추선과 부체(浮體)해양구조물의 설계는 경비가 비싸고 시간이 많이 드는 모형실험보다는 유체역학적(流體力學的) Parameters를 신속 정확히 자주 변경 검토해야 하는 기본설계단계에서는 정확한 이론적인 전자계산기에 의한 계산방법이 절실히 필요하다. 예상(豫想)과 같은 부가질량(附加質量)과 감쇠력(減衰力)은 Resonance 운동주기에서만 운동에 영향을 준다. 해양구조물에 작용하는 파력(波力)은 Froude-Krilov force, 부가질량(附加質量) 및 감쇠력(減衰力)과 Restoring force로 구성했으며 규칙파(規則波)에서의 6자유도(自由度) 운동방정식은 본 논문에 제시된 실험측정치(値)와 실험으로 정확도가 증명된 이론치(値)의 부가질량과 감쇠력 계수(係數)를 써서 풀었다. 규칙파(規則波)에서의 계산된 운동을 Pierson Moskowitz 해양파(海洋波) 스펙트럼과 linear superposition principle에 의해 불규칙해양파(不規則海洋波)에서의 운동을 계산하는데 사용했다. 불규칙파(不規則波)에서의 운동은 운동스펙트럼과 통계적 운동치로 나타냈다. 현재의 계산방법은 실제 기본설게에 사용되어 왔으며, 다른 응용분야는 파랑중(波浪中)에서의 파면(波面)과 Deck간(間)의 Clearance, 계류선(係留線)의 동장력(動張力)계산의 기본 Data 및 기본설계의 Draft 등 Parameters를 통(通)한 Optimum Design 등(等)이다. 파(波)의 한 방향(方向)에 대(對)한 전자계산기(電子計算機)(IBM 370 또는 CDC 6400)에 의한 운동계산은 10초(秒)미만밖에 안걸린다. 또 현재의 계산방법은 해양석유시추선뿐 아니라 이와 비슷한 부체(浮體)해양구조물과 Pipe-laying선(船) 또 Supply Boat설계(設計)에도 쓰여지고 있다.

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A Fast Analysis on Floating Wave Energy Conversion System (부유식 파랑 에너지 변환 시스템의 단순화된 열역학적 해석법)

  • Lee, Sang-Moo;Kim, Seoung-Gun
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.13 no.4 s.35
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    • pp.159-168
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    • 1999
  • 부유식 파랑에너지 변환시스템(Oscillating Water Column)에 대한 해석은 입력파와 챔버, 챔버내 공기의 상호작용으로 인하여 어려움이 많다. 이 논문은 이와 같은 요소를 고려하면서도 쉽고 간편한 해석법을 제시한다. 파랑에너지에 의한 자가발전은 파랑에너지를 기계적 운동으로 변환하고 이를 전기에너지로 변환함으로써 가능하다. 본 논문은 파랑에너지에서 기계적 에너지로 변환하는 과정에 집중하여 그 부분의 성능을 해석한다. 단일 진동수 규칙파가 입력되었을 때에 파에 의하여 챔버의 상하운동이 선형적으로 발생하는 것으로 보며, 이 상하운동에 챔버내의 압력 영향을 고려하였다. 상하운동과 챔버내로 투과한 파, 그리고 챔버내 압력에 의해 발생되는 파에 의해 챔버내의 상대운동을 정하고, 그 상대 운동에 의한 공기의 압축 팽창과 온도상승을 근사적 열역학적 방정식으로 해석하였고 오리피스를 통한 유량을 결정하였다. 얻어진 식은 간단하면서도 관련요소의 영향을 전반적으로 표현한다. 결과에 따르면 고정식의 에너지 변환식은 부유식의 특별한 경우로서 파악되었다. 또한 고정식의 시스템을 그대로 부유식으로 바꿨을 때 그 변환효율은 적어지는 것으로 나타났다. 본 해석법은 계산이 간편하므로 설계단계에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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