• 제목/요약/키워드: 형상법칙

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비행제어계 평가를 위한 항공기 공중모의 비행시험 (In-Flight Simulation for the Evaluation of Flight Control Law)

  • 고준수;이호근;이진영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권10호
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    • pp.79-88
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    • 2003
  • 전자식 비행제어 항공기의 비행제어계설계, 지상 모의 시험 및 공중 모의 비행시험에 의한 비행성 평가를 수행하였다. 전자식 비행제어 항공기는 고등훈련기 형상을 가지며, 세로축 비행제어법칙은 수직가속도와 피치 각속도 추종시스템이며, 가로/방향축 비행제어법칙은 롤 각속도 및 가로가속도 추정시스템을 채택하였다. 대상항공기의 비행운동 평가는 공중모의 시험 항공기를 활용하였으며, 비행시험결과 최대불안정 영역에서는 Level 1, 착륙 접근 영역에서는 Level 1/2의 만족할 만한 비행성 결과를 보여 본 비행제어계 설계 타당성을 입증하였다.

고받음각에서 조종성능 및 안정성 증강을 위한 제어법칙에 관한 연구 (A Study on Control Law Augmentation in order to Improve Aircraft Controllability and Stability in High Angle of Attack)

  • 김종섭;황병문;이동규
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권10호
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    • pp.60-67
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    • 2005
  • 현대의 고성능 전투기는 한계받음각 내에서 적절한 조종성(Controllability) 및 안정성(Stability)을 확보하고 있어야 한다. 고받음각에서 항공기가 이탈에 진입할 수 있는 한계값은 항공기 형상설계에 직결되는 문제이다. 하지만 현대의 고성능 전투기는 전기식 비행제어계통(Digital Fly-By-Wire Flight Control System)을 사용하여 고받음각 제어법칙을 설계함으로써 한계값 내에서 항공기의 안정성을 보장하고 있다. 현재, T-50 세로축 고받음각 제어법칙에는 (+)한계받음각 이상으로의 비행을 제한하는 받음각 제한기(Angle of Attack Limiter)가 설계되어 있다. 그러나 (-)한계받음각 이상으로 비행을 제한하는 받음각 제한기는 설계되어 있지 않아, 조종사의 과도한 (-)세로축 기동에 대해 항공기가 이탈에 진입할 수 있다. 그리고 T-50 비행시험에서 PA에서 과도한 (+)세로축 기동 시, 받음각(Angle of Attack)이 현재 설계되어 있는 한계받음각을 초과하는 문제점이 발생하였다. 본 논문에서는 고받음각 제어법칙을 일부 수정하여 한계받음각 내에서 항공기의 세로축 조종성능을 향상시키고, 항공기 안정성을 확보할 수 있는 제어법칙에 관한 연구를 수행하였다.

반원형 구조의 냉각판 성능에 관한 해석적/수치해석적/실험적 비교 (Analytical, Numerical, and Experimental Comparison of the Performance of Semicircular Cooling Plates)

  • 조기현;김무환
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권12호
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    • pp.1325-1333
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    • 2011
  • 해석적, 수치해석적, 실험적인 방법을 통하여 반원형상의 채널로 구성된 냉각판의 열수력학적인 특성을 고찰하였다. 본 연구에서는 레이놀즈 수 30-2000, 그에 따른 냉각판의 압력손실 30-105 Pa 의 구간에서 수행되었으며, 냉각채널 부피비 0.04, 시스템 크기 $10{\times}10$, $20{\times}20$$50{\times}50$ 각각에 대하여 최적화 및 최적화되지 않은 1, 2, 3 차 형상 6 개가 포함되었다. 해석적 방법으로 설계된 혈관구조 설계를 검증하기 위하여 3 차원 수치해석이 수행되었으며, 실험을 통하여 수치해석모델에 대한 타당성이 검증되었고, 전 범위에 걸쳐서 수치해석 및 실험결과가 비교적 잘 일치된 경향을 나타내었다. 또한, 최적화된 냉각판의 유동저항 및 열저항 모두 최적화되지 않은 냉각판에 비하여 뚜렷하게 작게 나타났으며, 제시된 수치해석 모델 역시 모두 냉각판의 성능예측에 유용한 도구임이 확인되었다.

사질토 지반에 설치된 버킷기초 및 얕은기초의 수직지지력 산정 (Evaluation of Vertical Bearing Capacity for Bucket and Shallow Foundations Installed in Sand)

  • 박정선;박두희;지성현;김동준
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제16권9호
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    • pp.33-41
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    • 2015
  • 사질토 지반에 설치된 버킷기초의 수직지지력은 주면마찰력과 선단지지력의 합으로 산정할 수 있다. 하지만 수직하중 작용 시 나타나는 주면마찰력 감소와 선단지지력 증가의 특징을 정확하게 고려할 수 있는 설계식이 없으며, 실제와 같은 사질토 지반의 비관련흐름 특성이 반영되어야 한다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석으로 사질토 지반에 설치된 원형 버킷기초의 수직지지력을 다양한 지반 마찰각과 기초 크기에 대하여 산정하였다. 해석 결과의 극한지지력을 주면마찰력과 선단지지력으로 분리하여 특징을 분석한 후 각각의 설계식을 도출하였다. 버킷기초의 주면마찰력은 선단지지력에 비해 크기가 매우 작고 말뚝 설계식과 차이가 근소하므로 이를 동일하게 사용하였다. 주면마찰력의 영향으로 얕은기초의 지지력보다 증가하는 버킷기초의 선단지지력은 기존의 설계식을 수정하여 적용할 수 있도록 해석 결과를 토대로 새로운 형상-깊이계수($s_q{\cdot}d_q$)를 제안하였다. 또한 관련흐름법칙을 적용하여 제안된 기존의 얕은기초 형상계수와 깊이계수는 실제 사질토 지반에서의 지지력을 과대예측하므로 비관련흐름 특성을 반영한 형상-깊이계수를 사용하여 지지력을 예측해야 한다.

조르주 슈비츠게벨의 "회화의 주체" 작품연구 - 들뢰즈의 감각이론과 프레임이론을 중심으로 - (Research on Georges Schwizgebel's "The Subject of Picture" - Focus on Deleuze's Frame Theory and Sensibility Theory -)

  • 정동희;김재웅
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제7권5호
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    • pp.102-109
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    • 2007
  • 회화에서 프레임의 미학을 연구하는 것보다 애니메이션 화면구성에 대한 프레임을 분석하는 것은 더욱 더 중요한 의미를 지니고 있다. 단편 애니메이션작가 조르주 슈피츠게벨의 이미지 형상은 캐릭터를 지우는 흔적을 통하여 작가 신체의 촉각적 감각으로 형상화된 구체적인 표현이라고 말할 수 있다. 이는 들뢰즈가 언급한 형상지우기에 의한 흔적의 변형(메타모포시스 Metamorphosis)과 비유된다. 애니메이션에서 살아 숨쉬는 캐릭터는 들뢰즈가 기술한 형상과 같이 실사영상과는 구별된다. 애니메이션은 프레임 안에서 움직이는 캐릭터의 형상과 큰 움직임이 없는 배경으로 나눠질 수 있는데, 움직이지 않는 배경의 구성은 들뢰즈가 언급한 아플라와 유사한 성격을 갖는다. 이는 실사영상을 프레임 단위로 기록하는 영화와는 다르게 애니메이션은 실제와는 다른 경계인 아플라를 배경으로 표현하고 있으며, 캐릭터는 최소한의 구상성을 갖고 대상에 대한 형상의 일그러짐을 통하여 새로운 형상으로 재탄생되고 있다. 다음은 프레임의 시간지속에 대한 문제이다. 슈피츠게벨의 작품은 프레임과 프레임사이의 상관관계에 의하여 의미가 생성된다. 그의 작품에서는 프레임과 프레임 간의 구성에 따른 형상 묘사 자체가 프레임으로 구성된다. 이러한 과정을 통하여 슈비츠게벨의 작품은 각 프레임 사이에 연결되어 있는 개별 프레임이 새롭게 생성되는 대상의 형상을 묘사하고 있다. 이는 대상에 대한 지시체의 근본이 적용되지 않는 현대영화에서 극히 적게 찾아 볼 수 있다고 들뢰즈는 언급한다. 바꿔 말하면 슈비츠게벨의 작품은 현대영화의 특징을 갖춘 애니메이션으로 프레임과 프레임 사이의 형상을 묘사하고 있다. 이는 들뢰즈가 언급한 대상세계의 법칙과 논리에서 벗어나 이루어지는 크리스털적 묘사임을 알 수 있다.

1축 가변속 CMG를 장착한 부족구동 위성의 자세제어 특성 분석 (Analysis of Attitude Control Characteristics for an Underactuated Spacecraft Using a Single-Gimbal Variable-Speed CMG)

  • 진재현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.437-444
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    • 2010
  • 본 논문에서는 한 개의 1축 가변속 CMG를 장착한 부족구동 위성의 자세제어 문제를 다루고 있다. 이러한 부족구동 위성의 경우, 전체 모멘텀이 영(zero)이 아니면 자세를 임의로 취할 수 없다. 위성을 안정화 시키려면 가변속 CMG가 위성의 모멘텀 방향으로 정렬해야 하기 때문이다. 4가지의 다른 장착형상을 고려하였으며, 각각에 대해 제어가능 모멘텀 영역을 분석하였다. 또한 각 형상에 대해 백스테핑 기법을 이용하여 안정한 자세제어 법칙을 제시하고 자세제어 특성을 비교하였다.

항공기용 프로펠러에서의 두께 및 하중소음 예측 (Prediction of Thickness and Loading Noise from Aircraft Propeller)

  • 유기완
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.39-45
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    • 2005
  • 본 연구에서는 현재 일반 프로펠러 항공기에 사용 중인 둥근 팁 형상을 갖는 Hartzell 사 제작 프로펠러에 대해서 두께소음과 하중소음에 대한 예측을 시도하였다. 음향장 해석에 앞서서 프로펠러 표면상에 존재하는 압력분포는 자유후류 패널 방법과 비정상 베르누이 방정식을 이용하여 구하였다. 음향장 해석을 위해서는 FW-H의 음향상사 법칙을 적용하였다. 주어진 프로펠러 형상과 운전 조건에 대한 소음 예측으로부터 두께소음은 프로펠러 회전면을 기준으로 전방과 후방이 서로 비슷한 면대칭 분포를 갖는 반면에, 하중소음은 프로펠러 후방의 소음이 전방에 비해서 더 크게 나오는 결과를 보여주었다. 일반적인 운전조건에서는 전반적으로 하중소음이 두께소음보다 지배적인 결과를 보여주었다.

긴 균열을 갖는 알루미늄판재의 관통전후 피로거동 (Fatigue Behavior of Before-and-After Penetration of Aluminium Plate with Long Surface Crack)

  • 남기우;이종락;안석환
    • 한국가스학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.1-7
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    • 1999
  • 알루미늄합금(5083-0)의 표면균열시험편의 관통전후의 피로거동을 조사하였다. 관통전의 피로균열형상은 거의 반타원형이며, 측정된 형상비는 Newman-Raju식의 K를 이용하여 계산한 값보다 더 크다. 관통후의 뒷면에서의 피로균열성장거동은 거의 유사하였으며 3영역으로 나누어졌다. 표면균열길이가 긴 경우, 피로균열전파법칙을 사용함으로서 표면균열재의 판두께 관통후의 피로균열 전파특성을 정량적으로 평가될 수 있음을 알 수 있었다.

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개수로 흐름에서 조류 터빈의 최적 배열 (Optimal layout of tidal current turbine array in open channel flow)

  • 한지수;정재영;황진환
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.433-433
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    • 2021
  • 본 연구는 개수로 흐름에서 조류발전단지의 터빈 최적 배열의 거시적 특성에 관한 연구를 수행하였다. 천수방정식을 통해 직사각형 개수로의 흐름장을 해석하였고, 상류와 하류단에 대해 각각 유입경계조건(inlet boundary condition)과 Flather 형식의 개방경계조건(open boundary condition)을 부여하여 일정 유량으로 흐르는 개수로 흐름을 구현하였다. 더불어, Strickler의 법칙을 확장한 반력공식을 연계하여, 개수로 흐름에 대한 조류 터빈의 영향을 반영하였다. 주어진 상류의 흐름 조건에 대해 조류발전량을 최대로 하는 최적 배열을 구하기 위해 터빈 반력모형을 연계한 천수방정식, 터빈간 최소간격, 그리고 발전단지영역을 제한조건으로 하는 발전량 최대화 문제를 구성하였다. 여기서 조류 터빈의 위치를 나타내는 벡터를 설계변수로 두었는데, 설계되는 터빈의 수가 증가함에 따라 최적화 문제의 계산량이 증가하지 않도록 수반법(adjoint method)을 경사도기반법(gradient-based method)에 연계한 방법이 이용되었다. 다수의 터빈초기배치로 상당한 수치실험이 수행되었고, 발전량 최대화를 이루도록 최적화된 터빈의 배치들이 큰 규모에서 고유한 형상으로 수렴함을 확인하였다. 이러한 특성은 발전단지의 너비와 터빈의 최소간격의 함수로 정의된 무차원수 E를 바탕으로 설명되었다. 구체적으로, E가 1보다 작을 때에는 선형배열이 최적배열로 나타났고, E가 1을 넘어 점차 커짐에 따라 하류에 오목한 형상을 보이다가 V-형태로 발전하는 양상을 보였다. 또한, 어느 임계 수 이상의 터빈이 배치되는 경우 일열 배열을 유지하지 못하고 이열 배열로 분리됨이 관찰되었다.

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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.