• 제목/요약/키워드: 1-D Modeling

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IGRINS : Mirror Mounts Optomechanical Design

  • ;박찬;이성호;;이한신;오희영;정화경;육인수;;김강민;천무영
    • 천문학회보
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    • 제36권2호
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    • pp.155.1-155.1
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    • 2011
  • The Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) and the Department of Astronomy at the University of Texas at Austin (UT) are developing a near infrared wide-band high resolution spectrograph, IGRINS (Immersion Grating Infrared Spectrograph). The white-pupil design of the instrument optics uses 7 cryogenic mirrors including 3 aspherical off-axis collimators and 4 flat fold mirrors. Two of the 3 collimators are H- and K-band pupil transfer mirrors and they are designed as compensators for the system alignment in each channel. Therefore, their mount design will be one of the most sensitive parts in the IGRINS optomechanical system. The other flat fold mirrors are designed within the limited area. Each of those includes the features of 3 axial hard points and 2 radial hard points with one spring plunger in order for the proper deflection of the mirror. The design work will include the computer-aided 3D modeling and finite element analysis (FEA) to optimize the structural stability and the thermal behavior of the mount models. The mount body will also include a tip-tilt and translation adjustment mechanism to be used as the alignment compensators.

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Experimental verification of the linear and non-linear versions of a panel code

  • Grigoropoulos, G.J.;Katsikis, C.;Chalkias, D.S.
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제3권1호
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    • pp.27-36
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    • 2011
  • In the proposed paper numerical calculations are carried out using two versions of a three-dimensional, timedomain panel method developed by the group of Prof. P. Sclavounos at MIT, i.e. the linear code SWAN2, enabling optionally the use of the instantaneous non-linear Froude-Krylov and hydrostatic forces and the fully non-linear SWAN4. The analytical results are compared with experimental results for three hull forms with increasing geometrical complexity, the Series 60, a reefer vessel with stern bulb and a modern fast ROPAX hull form with hollow bottom in the stern region. The details of the geometrical modeling of the hull forms are discussed. In addition, since SWAN4 does not support transom sterns, only the two versions of SWAN2 were evaluated over experimental results for the parent hull form of the NTUA double-chine, wide-transom, high-speed monohull series. The effect of speed on the numerical predictions was investigated. It is concluded that both versions of SWAN2 the linear and the one with the non-linear Froude-Krylov and hydrostatic forces provide a more robust tool for prediction of the dynamic response of the vessels than the non-linear SWAN4 code. In general, their results are close to what was expected on the basis of experience. Furthermore, the use of the option of non-linear Froude-Krylov and hydrostatic forces is beneficial for the accuracy of the predictions. The content of the paper is based on the Diploma thesis of the second author, supervised by the first one and further refined by the third one.

공사 현장에서의 Machine Guidance 적용에 관한 사례연구 (A Case Study on the Application of Machine Guidance in Construction Field)

  • 김완봉;박상일;이리호;서종원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제38권5호
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    • pp.721-731
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    • 2018
  • 국내 건설현장의 인력은 점점 더 고령화 되고 있다. 건설기능인력의 부재 및 인력수급의 어려움으로 인한 건설공사의 생산성 및 품질저하를 막기 위한 다양한 방법들이 고안되고 있다. 특히 건설공사에 필수적인 중장비와 관련해서 Machine Guidance (MG), Remote Machine Control 등 다양한 방법을 적용하여 생산성 제고 및 품질 향상을 도모하고 있다. MG의 등장 이래로 많은 선행연구가 진행되었으나, 측설(공사 등에 있어서 굴착 경계면, 기준선 중심선 등을 표기하는 것)이 힘든 환경에서의 현장 테스트는 아직까지 부족한 상황이다. 본 연구에서는 측설이 복잡한 현장을 대상으로 MG 굴삭기의 현장 테스트를 진행하고 생산성 분석, 품질평가를 수행하였다. MG 굴삭기를 적용한 후 생산성을 분석한 결과 최솟값은 20.5%, 최댓값은 56.9%, 4일 평균 생산성은 표준품셈 대비 38.3% 증가하였다. 또한 품질평가를 진행한 결과 선행연구 결과 대비 수평 오차 ${\pm}1cm$, 수직 오차 ${\pm}2cm$로 검증되었다

Three-dimensional MHD modeling of a CME propagating through a solar wind

  • An, Jun-Mo;Inoue, Satoshi;Magara, Tetsuya;Lee, Hwanhee;Kang, Jihye;Kim, Kap-Sung;Hayashi, Keiji;Tanaka, Takashi
    • 천문학회보
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    • 제39권1호
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    • pp.70.2-70.2
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    • 2014
  • We developed a three-dimensional (3D) magnetohydrodynamic (MHD) simulation code to reproduce the structure of a solar wind and the propagation of a coronal mass ejection (CME) through it. This code is constructed by a finite volume method based on a total variation diminishing (TVD) scheme using an unstructured grid system (Tanaka 1994). The grid system can avoid the singularity arising in the spherical coordinate system. In this study, we made an improvement of the code focused on the propagation of a CME through a solar wind, which extends a previous work done by Nakamizo et al. (2009). We first reconstructed a solar wind in a steady state from physical values obtained at 50 solar radii away from the Sun via an MHD tomography applied to interplanetary scintillation (IPS) data (Hayashi et al. 2003). We selected CR2057 and inserted a spheromak-type CME (Kataoka et al. 2009) into a reconstructed solar wind. As a result, we found that our simulation well captures the velocity, temperature and density profiles of an observed solar wind. Furthermore, we successfully reproduce the general characteristics of an interplanetary coronal mass ejection (ICME) obtained by the Helios 1/2 spacecraft (R. J. FORSYTH et al. 2006).

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단면의 차원축소/복원해석과 에너지 해방률 계산을 위한 복합재 블레이드 해석 라이브러리 개발에 대한 연구 (A Study on Composite Blade Analysis Library Development through Dimension Reduction/Recovery and Calculating Energy Release Rate)

  • 장준환;안상호
    • Composites Research
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    • 제29권1호
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    • pp.16-23
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    • 2016
  • 본 논문에서는 블레이드 해석 라이브러리를 통해 단면해석 및 응력복원 해석 결과를 VABS와 3차원 유한요소해석모델의 결과와 비교하였다. 그리고 유한요소모델과 차원축소 모델을 가상균열 닫힘법을 이용하여 에너지 해방률을 계산하였다. 블레이드 해석 라이브러리의 구성, 입력 및 출력 형태, 차원 축소와 복원 과정을 살펴보고 이를 이용한 활용 분야를 기술하였다. 블레이드 해석 라이브러리는 박 벽 단면의 강성 행렬 비교, 3차원 유한요소 모델과 차원 축소 모델의 응력비교 그리고 에너지 해방률 계산 수치 비교연구를 통하여 검증하였다. 차원 축소와 복원해석을 통하여 블레이드 해석 라이브러리는 복합재료 블레이드의 전후처리 프로그램와 연계되어 고고도 무인기, 로터 블레이드, 풍력 블레이드 및 틸트로터 블레이드의 모델링에 활용될 수 있을 것이다.

초음속 이젝터의 압력회복에 관한 연구 (Pressure Recovery in a supersonic ejector of a high altitude testing chamber)

  • 조지;공창덕
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.833-837
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    • 2010
  • 본 연구는 최소 압력 모사로 엔진 배기가스를 배출시키기 위한 최적 이젝터 크기를 결정하기 위한 것을 목적으로 한다. 실험 챔버로 유입되는 2차 냉각 공기는 유량제어 밸브들과 진공펌프가 장착된 배출구를 통해 엔진배기가스는 분리되어 배출된다. 기존 고도시험 장치와 달리, 본 연구에 제안한 형상은 기존 이젝터의 압력 회복을 개선한 좀 더 작은 포획 면적을 가진 배기 이젝트를 사용하면 가스에 스텔링 챔버로 부터 20% 냉각 공기를 부가하여 배출시키도록 크기가 정해진다. 제안된 형상은 벨마우스 이젝터와 엔진배기 출구의 면적비가 이론적으로 약 1.2를 갖는다. 제안된 형상의 혼합 공기 모사결과에 따르면 큰 에너지는 기존 시스템 비해 좀 더 개선된 압력 회복과 감소된 전력 소모를 같음을 확인하였다.

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섬광의 복사온도 측정 장치의 설계 및 제작 (Design and Implementation of a Radiative Temperature Measurement System for a Flash Light)

  • 진정호;한승오;양희원;박승만
    • 한국광학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.30-37
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    • 2015
  • 섬광의 복사온도를 측정 할 수 있는 장치를 설계하고 제작하였다. 본 논문에서는 중 원적외선 영역에서 광원의 스펙트럼 복사휘도(spectral radiance)를 측정하여 두 영역의 복사휘도 비로부터 섬광의 복사온도를 구할 수 있는 장치를 설계 및 제작하였다. 중 원적외선 영역에서 파장에 따른 복사휘도를 측정하기 위하여 광학적 대역 투과필터로 입사광을 파장에 따라 분할하고 각각의 파장으로 분할된 광을 동시에 적외선 검출기로 검출하여 입력광의 파장에 따른 복사휘도를 측정하였다. 제작된 장비로 섬광의 온도를 측정한 결과 1393K와 1455K의 온도를 얻었다. 제작된 복사온도 측정 장치는 섬광의 광원 정보를 파악하는데 중요하게 활용될 수 있으며, 섬광의 효과를 위한 M&S에 활용될 수 있다.

Computing turbulent far-wake development behind a wind turbine with and without swirl

  • Hu, Yingying;Parameswaran, Siva;Tan, Jiannan;Dharmarathne, Suranga;Marathe, Neha;Chen, Zixi;Grife, Ronald;Swift, Andrew
    • Wind and Structures
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    • 제15권1호
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    • pp.17-26
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    • 2012
  • Modeling swirling wakes is of considerable interest to wind farm designers. The present work is an attempt to develop a computational tool to understand free, far-wake development behind a single rotating wind turbine. Besides the standard momentum and continuity equations from the boundary layer theory in two dimensions, an additional equation for the conservation of angular momentum is introduced to study axisymmetric swirl effects on wake growth. Turbulence is simulated with two options: the standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ model and the Reynolds Stress transport model. A finite volume method is used to discretize the governing equations for mean flow and turbulence quantities. A marching algorithm of expanding grids is employed to enclose the growing far-wake and to solve the equations implicitly at every axial step. Axisymmetric far-wakes with/without swirl are studied at different Reynolds numbers and swirl numbers. Wake characteristics such as wake width, half radius, velocity profiles and pressure profiles are computed. Compared with the results obtained under similar flow conditions using the computational software, FLUENT, this far-wake model shows simplicity with acceptable accuracy, covering large wake regions in far-wake study.

발파로 인한 노천광산 사면안정성 평가 및 인자분석 (Slope Stability Assessment and Factor Analysis of Surface Mines due to Blasting)

  • 김종관
    • 터널과지하공간
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    • 제30권1호
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    • pp.98-107
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    • 2020
  • 노천채광에서 경제적인 채광을 위한 채광장 형성은 매우 중요하며, 대규모 채광을 위한 발파작업은 사면의 안정성에 영향을 미칠 수 있으므로 이에 대한 고려가 필요하다. 본 연구에서는 사면설계와 발파 조건을 달리하면서 사면 안정성에 미치는 영향 인자의 기여율을 검토하였다. 설계인자는 암반의 물성, 사면각도, 벤치높이이며, 발파 조건은 장약량과 거리를 달리하여 반영하였다. 사면의 안전율은 3차원 모델링을 통해 전단강도감소기법으로 산출하였으며, 기여율은 암반사면의 물성이 94.8%로 다른 설계인자들에 비해 상대적으로 높았으며, 사면각도 0.89%, 벤치높이 0.58%, 발파는 3.73% 정도의 영향을 미치는 것으로 나타나, 사면과 근접거리에서의 발파는 사면의 안정성에 영향을 줄 수 있음을 알 수 있다.

온간 딮 드로잉에서 이종금속판재(STS430-Al3004-AZ31)의 파단 및 두께 예측을 위한 연구 (Prediction for Thickness and Fracture of Stainless Steel-Aluminum-Magnesium Multilayered Sheet during Warm Deep Drawing)

  • 이영선;이광석;김대용
    • 소성∙가공
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    • 제21권1호
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    • pp.49-57
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    • 2012
  • It is difficult to estimate the properties of multilayered sheet because they are composed of one or more different materials. Plastic deformation behavior of the multilayered sheet is quite different as compared to each material individually. The deformation behavior of multilayered sheet should be investigated in order to prevent forming defects and to predict the properties of the formed part. In this study, the mechanical properties and formability of stainless steel-aluminum-magnesium multilayered sheet were investigated. The multilayered sheet needs to be deformed at an elevated temperature because of its poor formability at room temperature. Uniaxial tensile tests were performed at various temperatures and strain rates. Fracture patterns changed mainly at a temperature of $200^{\circ}C$. Uniform and total elongation of multilayered sheet increased to values greater than those of each material when deformed at $250^{\circ}C$. The limiting drawing ratio (LDR) was obtained using a circular cup deep drawing test to measure the formability of the multilayered sheet. A maximum value for the LDR of about 2 was achieved at $250^{\circ}C$, which is the appropriate forming temperature for the Mg alloy. Fracture patterns on a circular cup and thickness of formed part were predicted by a rigid-viscoplastic FEM analysis. Two kinds of modeling techniques were used to simulate deep drawing process of multilayered sheet. A single-layer FE-model, which combines the three different layers into a macroscopic single layer, predicted well the thickness distribution of the drawn cup. In contrast, the location and the time of fracture were estimated better with a multi-layer FE model, which used different material properties for each of the three layers.