• Title/Summary/Keyword: 축대칭진동

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dynamic Analysis of Ring-Stiffened Axisymmetric Shells (링보강 축대칭 쉘 구조물의 동적 해석)

  • 황철성
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.2
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    • pp.83-98
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    • 2000
  • 자오방향 및 주변방향으로 피르스트레스트 하중이 작용된 축대칭 쉘 구조물을 기하학적으로 축대칭인 구조물의 특성을 최대한으로 이용할 수 있도록 회전 링요소로 모델화하였다 보강링 요소의 모델은 축대칭 쉘요소를 이용하였으며 본체 구조물과 절점에서 부착되있는 것으로 가정하여 이의 편심을 고려하였다 유체-구조물의 상호관계는 접촉면에서 구조물의 가속도에 비례한 부가질량으로 표현하였으며 부가질량은 유체를 비점성 비압축 및 비회전을 가정하여 유한요소법에 의해 구하였다 이에 대한 수치해석을 통하여 고유진동해석 및 지진하중을 주하중으로 한 동적해석을 실시하였다 프로그램을 통하여 해석한 결과를 프리스트레스 하중 하에서 고유진동수에 대한 정해와 비교한 결과 20개의 요소로 모델링한 경우에서도 정해와 근접한 해를 얻을 수 있었다 또한 내부유체가 있는 경우와 링보강을 한 경우에 대한 고유진동수를 문헌과 비교한 결과 근접한 해를 얻을 수 있었다.

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축대칭 셸의 음향방사 해석에 관한 연구

  • 홍진선;이장무
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.14 no.4
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    • pp.797-802
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    • 1990
  • 본 연구에서는 축대칭 셸의 고유모우드에 의하여 발생하는 음향의 방사특성을 유한요소법으로 구하고 실험을 수행하여 그 타당성을 검토하였다.축대칭 셸에서 원 주방향으로의 압력분포를 가정하여 2차원 문제로 단순화시키고 거리가 무한대인 영역 은 음향 임피던스 (acoustic impedance)를 이용하여 대처함으로써 축대칭 셸의 고유모 우드에 의하여 발생하는 음향세기와 방사효율을 구하였다. 각각의 고유모우드에 의 하여 방사되는 에너지는 서로 독립적이므로 강제진동에 의한 음향의 방사효율은 고유 모우드에 의한 방사효율의 가중치에 의한 평균(weighted average)을 취함으로써 구할 수 있다.

Vibration Analysis of Rotating Thin Shells of Revolution by Finite Element Method (유한요소법에 의한 회전하는 얇은 축대칭 셸의 진동에 관한 연구)

  • 김현실;이영환
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.9 no.4
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    • pp.487-496
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    • 1985
  • 회전하는 축대칭 얇은 셸구조물의 진동 특성을 유한요소법에 의하여 해석하였다. 2개의 절점을 가진 Conical Frustrm 형태의 축대칭 요소를 사용하였으며 원주방향의 변위는 Fourier Series로 분해하여서 방정식의 수를 상당히 줄일 수 있었다. Sanders-Koiter의 셸이론을 사용하였으며 진 동 모우드는 회전의 영향을 설명하기 위하여 대칭 및 비대칭 모우드를 모두 고려하였다. Coriolis 행렬을 포함하는 운동방정식에서 고유 진동수를 계산하기 위해서 질량, 강성 및 Coriolis 행렬로 이루어지는 Hermitian 행렬의 Sturm Sequence Property를 이용하였으며, 좁은 밴드를 갖는 대형 행렬에 알맞는 Determinant Search 방법을 확장하여 고유진동수 및 벡터를 구하였다. 원통형 셸에 대하여 정지한 경우 계산한 고유진동수를 실험치 및 이론치와 비교한 결과 잘 일치됨을 알 수 있었다. 여러 가지 회전 속도에 대해서 얻어진 고유진동스를 이론치와 비교한 결과 잘 일치 됨을 알 수 있어\ulcorner며 회전의 영향으로 traveling wave진동의 현상이 나타남을 알 수 있었다.

Three-Dimensional Vibration Analysis of Thick Shells of Revolution (두꺼운 축대칭 회전쉘의 3차원적 진동해석)

  • 강재훈;양근혁;장경호
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.3
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    • pp.399-407
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    • 2002
  • A three-dimensional method of analysis is presented for determining the free vibration frequencies and mode shapes of hollow bodies of revolution (i.e., thick shells), not limited to straight line generators or constant thickness. The middle surface of the shell may have arbitrary curvatures, and the wall thickness may vary arbitrarily. Displacement components$U_\Phi, U_z, U_\theta$ in the meridional, normal and circumferential directions, respectively, are taken to be sinusoidal in time, periodic in$\theta$, and algebraic polynomials in the$\Phi$and z directions. Potential(strain) and kinetic energies of the entire body are formulated, and upper bound values of the frequencies are obtained by minimizing the frequencies. As the degrees of the polynomials are increased, frequencies converge to the exact values. Novel numerical results are presented for two types of thick conical shells and thick spherical shell segments having linear thickness variations. Convergence to four digit exactitude is demonstrated for the first five frequencies of both types of shells. The method is applicable to thin shells, as well as thick and very thick ones.

Free vibrational analysis of a circular ring with a concentrated mass (집중질량을 가지는 원환의 자유진동 해석)

  • 홍진선;김석현;이장무
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.11 no.1
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    • pp.170-176
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    • 1987
  • This study is concerned with dynamic characteristics of a circular ring with a concentrated mass attached. The equations of motion are set up and are solved by using Laplace transformation. The ratio of a concentrated mass to the mass of circular ring is used as a parameter. Experiment was performed by employing impulse test and the results show good agreement with those of analysis. The results of this study can be utilized in vibrational analysis of axisymmetric shells with slight asymmetries.

Performance Analysis of Axisymmetric Mufflers by BEM (경계요소법을 이용한 축대칭 소음기의 성능해석)

  • 권영필;임정빈;정갑철
    • Journal of KSNVE
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    • v.5 no.3
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    • pp.337-344
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    • 1995
  • A BEM program is developed for the performance analysis of axisymmetric mufflers. In the program the sub-region method is used to deal with singularity or inner boundary. The program is applied to typical axisymmjetric mufflers such as simple expansion, extended tube, perforated tube and absorptive expansion sufflers. The transmission losses of the mufflers are calculated by the program and compared with experiments. It is found that the prediction is in a good agreement with measurement, except for the absorptive muffler with parallel lining.

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Performance analysis of the axisymmetric mufflers by BEM (BEM을 이용한 축대칭 소음기의 성능해석)

  • 임정빈;정갑철;권영필
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1994.10a
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    • pp.306-311
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    • 1994
  • 본 연구에서는 축대칭 형태의 음향문제를 해석할 수 있는 경계요소 프로그램을 개발하여 소음기의 투과손실(transmission loss)의 계산에 적용하였다. 우선 단순팽창관 소음기에 대해서는 경계요소법에 의해 투과손실을 구한 후 평면파이론 및 실험으로 구한 값과 비교 평가하였다. 또한, 평면파이론을 적용할 수 없는 경우로서 흡음재를 부착한 팽창관 소음기에 대해서는 경계요소법으로 구한 투과손실을 실험결과와 비교 고찰하였다.

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Dynamic Analysis of Prestressed Liquid Storage Tanks Considering Fluid Effect (유체의 영향을 고려한 프리스트레스트 액체저장 탱크의 동적해석)

  • 황철성;백인열
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.3 no.4
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    • pp.71-82
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    • 1999
  • An axisymmetric shell element which includes the effects of the meridional and circumferential cable prestresses is developed. The fluid-structure interaction is expressed as added mass effect which is in proportion to the acceleration of the structure in interface surface. The added mass is obtained by using finite element method under the assumption that the fluid is invicid, incompressible and irrotational. It is coded for personal computer by the maximum use of axisymmetic properties and the dynamic analysis are performed under seismic exitations. A ring element makes the characteristics of the axisymmetric shell to be fully utilized. The elgenvalue solutons under the initial prestresses and the internal fluid are well agreed with the exact solutions and references by using under 20 elements. The eigenvalues are decreased along the increasing the height of internal fluid and these effects are dominant under the lower wave numbers. The results of the seismic analysis show that the radial deflection under the meridional prestress is a little larger than that under the circumferential prestress.

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Dynamic Analysis of Axisymmetric Prestressed Shell Structures Subjected to Seismic Excitations (지진하중을 받는 축대칭 프리스트레스트 쉘 구조물의 동적해석)

    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.2 no.4
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    • pp.11-22
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    • 1998
  • An axisymmetric shell element which includes the effects of the meridional and circumferential cable prestresses is developed. It is coded for personal computer by the maximum use of axisymmetic properties and the dynamic analysis is performed under the seismic exitations. A ring element is used to fully utilize the characteristics of the axisymmetric shell. The eigenvalue solutions using 20 elements under the initial prestresses are in good agreement with the exact solutions. The results of the seismic analysis show that the radial deflection under the meridional prestress is a little larger than that under the circumferential prestress. The finite element model developed in this study can be very useful to the design applications.

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

  • 심현주;강재훈
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.16 no.4
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    • pp.419-429
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    • 2003
  • A three-dimensional (3-D) method of analysis is presented for determining the free vibration frequencies of thick, hyperboloidal shells of revolution. Unlike conventional shell theories, which are mathematically two-dimensional (2-D), the present method is based upon the 3-D dynamic equations of elasticity. Displacement components u/sub r/, u/sub θ/, u/sub z/ in the radial, circumferential, and axial directions, respectively, we taken to be sinusoidal in time, periodic in θ, and algebraic polynomials in the r and z directions. Potential(strain) and kinetic energies of the hyperboloidal shells are formulated, and the Ritz method is used to solve the eigenvalue problem, thus yielding upper bound values of the frequencies by minimizing the frequencies. As the degree of the polynomials is increased, frequencies converge to the exact values. Convergence to four digit exactitude is demonstrated for the first five frequencies of the hyperboloidal shells of revolution. Numerical results are tabulated for eighteen configurations of completely free hyperboloidal shells of revolution having two different shell thickness ratios, three variant axis ratios, and three types of shell height ratios. Poisson's ratio (ν) is fixed at 0.3. Comparisons we made among the frequencies for these hyperboloidal shells and ones which ate cylindrical or nearly cylindrical( small meridional curvature. ) The method is applicable to thin hyperboloidal shells, as well as thick and very thick ones.