Nonlinear aeroelastic characteristics of a missile control surface are investigated in this study. The wing model has freeplay structural nonlinearity at its pitch axis. Nonlinear aerodynamic flows with unsteady shock waves are also considered in high-speed flow region. To effectively consider a freeplay structural nonlinearity, the fictitious mass method (FMM) is applied to structural vibration analysis based on finite element method (FEM). (omitted)
시험체의 공지모드를 분석하여 대형 기계용 기초 콘크리트의 두께를 측정하였다. 시험체에 강철구 자유낙하에 의한 기계적인 충격을 가하여 진동을 발생시키고, 이 진동신호를 광대역 원추형 압전 탑촉자로 수신하였다. 수신된 진동신호를 FFT를 사용하여 주파수로부터 시험체의 두께를 결정하였다. 여러 층으로 이루어진 콘크리트 블록의 경우, 이 방법으로 결정된 값은 실제의 두께와 잘 일치하였다. 또한 이 방법은 두께 측정 뿐만 아니라 경계면의 접합 상태 파악에 활용될 수 있다.
본 연구에서는 저속 충격에서 충격 속도에 따른 금속복합재료의 동적 거동을 연구하였다. 시험에 사용된 재료는 모재로 AC8A와 보강재로 알루미나($Al_2O_3$)와 탄소를 사용하였으며 용탕 주조법을 이용하여 금속복합재료를 제조하였다. 금속복합재료에는 15%의 부피분율을 가진 알루미나 예비성형체와 알루미나와 탄소를 각각 12%와 3% 사용한 혼합 에비성형체가 사용되었다. 제조된 금속복합재료는 인장 시험과 진동 시험을 통해 인장 강도와 탄성계수를 구하였으며, 저주파 여파기(low pass filter)와 계장화 충격 시험기를 이용하여 충격 속도에 따른 금속복합재료의 충격 거동을 연구하였다. 저주파 여파기를 이용함으로써 충격 속도에 관계없이 안정적인 실험치를 확보할 수 있었다. 충격 속도의 증가에 따라 모재와 금속복합재료의 충격에너지는 증가하였으나, 동적인성치는 일정한 값을 보였다. 충격 속도가 증가할수록 충격에너지 중 균열전파에너지의 향상이 두드러졌으며, 재료의 변형량이 증가하였다. 충격에너지 중 균열개시에너지와 동적파괴인성치의 관계를 설명하기 위하여 변형율 에너지와 노치에서의 응력 분포를 이용하여 간단한 모델을 제시하였으며, 이로부터 균열개시에너지는 동적 파괴 인성치의 자승에 비례하고 탄성계수에 반비례하는 것을 보였다.
본 논문은 초음속 제트에서 발생하는 천음속 공명현상에 대한 실험적 연구를 기술한다. 초음속 노즐이 매우 낮은 압력비에서 작동될 때, 노즐내의 확대부에서 충격파가 발생한다. 천음속 공명현상은 이러한 충격파의 불안정한 진동에 의한 강한 음파의 발생에 기인한다. 제트 유동장은 쉴리렌 광학장치를 이용하여 가시화 하였다. 제트유동의 천음속 공명현상을 조사하기 위하여, 음향측정을 수행하였다. 천음속 공명 현상의 음향특성은 스크리치 톤과 비교하였다. 본 연구에서 얻어진 결과에 의하면, 스크리치 톤의 주파수와는 달리, 천음속 톤의 주파수는 노즐 압력비가 증가할수록 증가한다.
The goal of this paper is to investigate the generation characteristics of the main impulsive noise sources generated by the supersonic flow discharging from a muzzle. For this, this paper investigates two fundamental mechanisms to sound generation in shocked flows: shock motion and shock deformation. Shock motion is modeled numerically by examining the interaction of a sound wave with a shock. The numerical approach is validated by comparison with results obtained by linear theory for a small disturbance case. Shock deformations are modeled numerically by examining the interaction of a vortex ring with a blast wave. A numerical approach of a dispersion-relation-preserving(DRP) scheme is used to investigate the sound generation and propagation by their interactions in near-field.
In this paper, stress wave propagation characteristics of MR(Magneto-rheological) inserts are experimentally investigated. Generally, stress waves of structures such as warships or submarines are induced by shock waves from underwater explosion. Their fatal effects on the shipboard equipments or structures damage the performance of warships. But, such a problem can be solved by controlling the stress waves propagating through structures by means of MR inserts. MR insert consists of two aluminum layers and MR fluid filled in between. Two piezoceramic disks are embedded on the host plate as a transmitter and a receiver of stress waves. Pulse waves are generated by the transmitter and they reach to the receiver through the MR insert. Permanent magnet and magnetic coil are used to produce magnetic field at the MR insert. In the presence of magnetic field, MR particles are arranged in chains parallel to the magnetic field such that the transmitted stress waves are reduced. Attenuation of stress waves is experimentally investigated.
The present study is to investigate the propagation characteristics of the impulse waves discharged from the exit of the convergent and divergent pipes. An experiment is carried out using a shock tube with an open end and is compared to the computation of the axisymmetric, compressible, unsteady Euler equations, which are solved by the second-order total variation diminishing (TVD) scheme. For the computational work, several initial compression waves are assumed inside the pipe so that those are the same to the experimental ones of the shock tube. The results show that the peak pressures of the impulse waves discharged from the exit of convergent and divergent pipes decrease with an increase in the wavelength of the initial compression wave. All of the impulse waves have a strong directivity toward the pipe axis, regardless of the exit type of the pipe employed. The impulse waves discharged from the divergent pipe are stronger than those from the straight pipe, while the impulse waves of the convergent pipe are weaker than those from the straight pipe. It is found that the convergent pipe can play a role of a passive control to reduce the peak pressure of the impulse wave. The present computations represent the experimented impulse waves with a good accuracy.
복합 구조물의 충격 진동 특성을 이용한 취약성 분석 기법을 제안하였다. 프레임 요소로 구성된 구조물의 충격 거동을 파악하기 위해서 스펙트럴요소법을 적용하였다. 티모센코 보함수를 이용해 고속충돌에 의한 고주파 성분을 포함하는 충격파 전파 특성을 시뮬레이션하였다. 구조물의 결합부분에서는 종방향과 횡방향 파동의 상호 작용을 고려한 파동 전달을 해석하였다. 충격력이 구조물에 작용할 경우 주파수 및 시간 응답을 얻고 전체 구조물에서 충격에너지 전파 특성을 파악하였다. 구조물의 위치별로 계산된 최대가속도 크기와 시스템을 구성하는 주요 부품의 허용 가속도 기준에 의한 취약확률 함수를 정의하고 시스템의 취약 확률을 계산하였다. 제안된 취약성 분석 절차를 이용해 3 차원 전투 차량의 충격 응답을 얻고 충격에 취약한 구조물 위치를 파악하였다.
By using a centerbody injection, an effort to reduce shock assoicated noise is made in an underexpanded sonic nozzle with an exit diameter of 10mm. The centerbody or micro nozzle, aligned with the axis of the main jet has an o.d. of 2mm and i.d. of 1.5mm. When measured at 90$^{\circ}$ relative to the main jet the farfield noise spectra showed that the screech tones and broadband shock associated noise can be significantly reduced simply by varying the length of the centerbody and/or mass fraction of the microjet. The maximum reduction in overall sound pressure level (OASPL) was as much as 9 and 4 ㏈ at fully expanded jet Mach numbers Mi of 1.3 and 1.5, respectively, when the length of the centerbody was varied from 0 to 4 main nozzle diameters without blowing. With the aid of the blowing, the maximum reduction in OASPL increased to 12 and 7 ㏈ at M$\sub$j/=1.3 and 1.5, respectively. The impact pressure field in the main jet plume strongly suggested that the reduced periodic pressure distribution in the shear layers and/or centerline is responsible for the reduced screech and broadband shock associated noise. Therefore, the steady blowing by a micro centerbody is a promising technique for shock noise reduction in a supersonic jet.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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