• Title/Summary/Keyword: 3자유도 운동

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Modeling of Earthquake Ground Motion in a Small-Scale Basin (소규모 분지에서의 지진 지반운동 모델링)

  • Kang, Tae-Seob
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.15 no.2
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    • pp.92-101
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    • 2012
  • Three-dimensional finite-difference simulation in a small-scale half-sphere basin with planar free-surface is performed for an arbitrary shear-dislocation point source. A new scheme to deal with free-surface boundary condition is presented. Then basin parameters are examined to understand main characteristics on ground-motion response in the basin. To analyze the frequency content of ground motion in the basin, spectral amplitudes are compared with each other for four sites inside and outside the basin. Also particle motions for those sites are examined to find which kind of wave plays a dominant role in ground-motion response. The results show that seismic energy is concentrated on a marginal area of the basin far from the source. This focusing effect is mainly due to constructive interference of the direct Swave with basin-edge induced surface waves. Also, ground-motion amplification over the deepest part of the basin is relatively lower than that above shallow basin edge. In the small-scale basin with relatively simple bedrock interface, therefore, the ground-motion amplification may be more related to the source azimuth or direction of the incident waves into the basin rather than depth of it.

Active Control of On-board Jitter Isolation for Spacecraft (인공위성의 내부 진동 분리를 위한 능동 제어 연구)

  • Oh, Se-Boung;Bang, Hyo-Choong;Tahk, Min-Jea
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.32 no.9
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    • pp.80-87
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    • 2004
  • Active control of on-orbit spacecraft jitter is a significant problem for future spacecraft mission requiring stringent pointing performance. Jitter is major disturbance source degrading payload pointing performance. Both passive and active jitter isolation techniques have been studied during the last decade. We present active jitter isolation for a model device in this work. The device provides active control capability by 3 degree-of-freedom control of payload in feedback control strategy. Mathematical modeling of the device is pursued which is naturally used for a baseline controller design. Simulation results are used to validate the designed control law.

A 5-DOF Ground Testbed for Developing Rendezvous/Docking Algorithm of a Nano-satellite (초소형 위성의 랑데부/도킹 알고리즘 개발을 위한 5자유도 지상 테스트베드)

  • Choi, Won-Sub;Cho, Dong-Hyun;Song, Ha-Ryong;Kim, Jong-Hak;Ko, Su-Jeong;Kim, Hae-Dong
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.43 no.12
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    • pp.1124-1131
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    • 2015
  • This paper describes a 5-dof ground testbed which emulates micro-gravity environment for developing Rendezvous/docking algorithm of a nano-satellite. The testbed consists of two parts, the low part which eliminates friction force with ground and the upper part which has 3-dof rotational motion with respect to the low part. For Vison-based autonomous navigation algorithm, we use camera, LIDAR and AHRS as sensors and eight cold gas thrusters and three axis directional reaction wheels as actuators. All system software are implemented with C++ based on on-board computer and Linux OS.

Numerical Simulation of Wind Induced Circulation in a Thermally Stratified Flow (수온성층흐름에서 바람에 의해 발생하는 순환흐름해석)

  • Lee, Jin Woo;Cho, Yong-Sik
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.44-44
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    • 2011
  • 저수지와 같은 갇혀진 수체는 상류에서 유입되는 오염물질 뿐만 아니라 성층현상에 의해서도 오염될 수 있다. 안정된 성층은 혐기성 조건을 제공하여 바닥에서의 과도한 조류성장을 유발하고 연직순환흐름을 방해한다. 갇혀진 수체에서의 연직순환은 환경적인 문제를 감소시킬 수 있도록 중요한 역할을 한다. 갇혀진 수체에서의 연직순환은 이러한 오염을 줄이는데 중요한 역할을 하는데, 연직순환을 일으키는 인자로는 빛의 입사, 바람, 물의 온도 및 열의 확산 등이 있으며, 그중에서도 가장 중요한 것은 바람의 영향이다. 그러므로 성층화된 흐름에서 바람에 의해 발생하는 연직순환에 대한 수치모형을 개발하고 적용하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 수온성층흐름에서의 순환흐름을 해석하기 위하여 유속성분을 계산하고 자유수면 변위와 온도, 염도등과 같은 스칼라양의 해석을 위해 다음과 같은 3단계의 방법을 이용하였다. 첫 번째 단계(정수압 계산단계)에서는 운동량 방정식의 경사항을 음해적으로 해석하고, 두 번째 단계(자유수면 보정단계)에서는 자유수면의 변화를 계산하고 수평방향 유속성분을 계산한다. 예측-수정자 방법(predictor-corrector step method)을 이용하여 자유수면변위와 유속을 구하였다. 마지막으로 세 번째 단계(이송-확산단계)에서는 이송-확산 방정식을 이용하여 스칼라양을 계산하였다. 본 연구에서 제시한 모형의 정확도를 검증하기 위하여 정사각형수조에서 진동하는 자유수면의 해석해와 비교하였고, 성층화된 흐름에서 발생하는 연직순환에 대하여 수치모의를 실시하였다. 그 결과, 본 연구에서 개발된 수치모형이 흐름 내부의 현상을 잘 묘사함을 알 수 있었다.

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A Study on Optimization of Motion Parameters and Dynamic Analysis for 3-D.O.F Fish Robot (3 자유도 물고기 로봇의 동적해석 및 운동파라미터 최적화에 관한 연구)

  • Kim, Hyoung-Seok;Quan, Vo Tuong;Lee, Byung-Ryong;Yu, Ho-Yeong
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.33 no.10
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    • pp.1029-1037
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    • 2009
  • Recently, the technologies of mobile robots have been growing rapidly in the fields such as cleaning robot, explosive ordnance disposal robot, patrol robot, etc. However, the researches about the autonomous underwater robots have not been done so much, and they still remain at the low level of technology. This paper describes a model of 3-joint (4 links) fish robot type. Then we calculate the dynamic motion equation of this fish robot and use Singular Value Decomposition (SVD) method to reduce the divergence of fish robot's motion when it operates in the underwater environment. And also, we analysis response characteristic of fish robot according to the parameters of input torque function and compare characteristic of fish robot with 3 joint and fish robot with 2 joint. Next, fish robot's maximum velocity is optimized by using the combination of Hill Climbing Algorithm (HCA) and Genetic Algorithm (GA). HCA is used to generate the good initial population for GA and then use GA is used to find the optimal parameters set that give maximum propulsion power in order to make fish robot swim at the fastest velocity.

Kinematic Analysis of a Mastication Model Employing the 6-DOF Parallel Mechanism (6자유도의 병렬기구를 사용한 저작 모델의 기구학적 분석)

  • Khang, G.;Tsutsumi, Sadami
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.20 no.4
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    • pp.479-484
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    • 1999
  • 본 연구에서는 사람의 턱 운동과 턱 사이에 작용하는 힘(혹은 압력)을 그대로 나타낼 수 있는 저작로봇을 개발하는 것을 궁극적인 목표로 한다. 이러한 저작로봇이 개발되면, 치과의사가 환자의 턱운동에 나타나는 병변을 진단하고 치료하는데 큰 도움이 될 것으로 사료된다. 또한 , 본 연구에 채택한 병렬기구(parallel mechanism)에대한 순기구학적( forward kinematics)분석은 일반적인 병렬기구의 실계에도 응용될 것으로 기대된다. 본 연구진이 1차적으로 설계한 모델은 베이스와 플랫폼(platform), 그리고 이 둘을 연결하는 3개의 다리로 구성되어 있다. 다리와 플랫폼은 3자유도의 관절로 다리와 베이스는 1자유도의 경첩 관절로 연결되어 있으며, 이 3개의 경첩 관절은 베이스 위의 수평면에서 직선을 따라 움직인다. 경첩 관절의 수평 변위와 세 다리의 길이가 주어졌을 때 플랫폼의 위치와 오리엔테이션을 구하는 순기구학의 해( 解)를 계산해내는 알고리즘을 개발하였다. 이 알고리즘의 특징은 매 순간 오차를 계산하여 이 오차가 줄어드는 방향으로 나아가도록 시간간격(time step)을 조절하는 것이다. 본 알고리즘은 현재 가장 보편적으로 사용되고 있는 뉴튼-렙슨 방법에 비하여 3가지 장점을 나타내고 있다. 우선 , 초기치(initial guess)에 관계없이 수렴한다는 것이다. 또한, 본 알고리즘은 뉴튼-렙슨 방법에 비하여 수렴속도가 훨씬 빠르며, 연산 시간이 매우 짧아져 실제적인 실시간 적용에 적합하다. 마지막으로, 뉴튼-렙슨 방법에서는 여러 개의 해 가운데 어느 곳으로 수렴할 지 예측 할수 없으나 본 알고리즘에서는 초기치에 가장 가까운 해로 수렴한다. 이러한 순기구학의 다중성(multiplicity)문제를 해결하기 위하여 두 개의 조건을 제시하였으며, 이를 적용한 시뮬레이션 결과에 의하면 항상 원하는 해(true solution)에 수렴할 수 있었다.발생량의 감소를 기대 할 수 있는 친환경기술로 유지관리비를 최소화할 수 있는 장점이 있었다. 않은 사람들 중 미래의 검진실행의지에 건강소식지가 영향을 미친 경우는 48.7%였다. 보건교육을 받은 후 유방암 자가검진 실천율은 사업군에서 53.9%로 받기 전의 27.3%보다 증가하였으나 대조군의 경우는 별 차이가 없었다. 연령별로는 60대가 가장 높았고 사업군에서 검진율의 증가분은 30대가 가장 컸다. 교육수준별로는 사업군은 고졸이, 대조군은 전문대졸이 가장 높았고 사업군에서 검진율의 증가분은 고졸에서 가장 컸다. 보건교육 후 유방암과 관련된 건강지식의 정도는 사업군이 3.7점으로 대조군보다 유의하게 높았으며, 유방암 자가검진법을 실천하는 사람들의 동기는 ‘일반 대중매체의 영향’이 가장 많았으며 건강소식지가 동기인 경우도 20.4%였다. 사업군에서 건강소식지가 유방암 자가검진법 실천에 영향을 미친 경우가 79.6%였으며 유방암 자가검진법에 관한 보건교육을 받고 실천하지 않은 사람들 중 미래의 실천의지에 건강소식지가 영향을 미친 경우는 43.6%였다. 이상의 소견에서 지역주민을 대상으로 인쇄매체를 통한 보건교육은 인쇄물만으로도 쉽게 실천 할 수 있는 유방암 자가검진법이 가장 효과적이었으며, 자궁암검진에 관해서도 검진을 받을 수 있도록 지역사회의 보건의료의 하부구조를 정비하여 제도적 장치를 마련하고 정보를 제공한다면 자궁암검진 실천율도 증가할 것이다.고 12.9% 의 발달율을 보여 유의적인 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과로 보아 핵이식 수정란을 효율적으로 생산하기 위하여 수핵난자의 세포질에 ionomycin 과 DMAP 의 혼합처리로 탈핵난자의 활성화를 유도하는 것이 효율을 증진시킬 수 있었다고 본다. 또한 공핵수정란을 수정 후 90시간과 114시간 개별 배양하여 할구를 공핵체로 핵이식에 이용하였을 때도 그룹배양에 비하여 효율이 떨어지지 않음을 알 수 있었으며, 수정란의 할구

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A Study on the Dynamic Response of Steel Highway Bridges Using 3-D Vehicle Model (3차원(次元) 차량(車輛)모델을 사용(使用)한 강도로교(鋼道路橋)의 동적응답(動的應答) 관(關)한 연구(硏究))

  • Chung, Tae Ju;Park, Young Suk
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.14 no.5
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    • pp.1055-1067
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    • 1994
  • This paper is presented to perform linear dynamic analysis of bridges due to vehicle moving on bridges. The road surface roughness and bridge/vehicle interaction are also considered. The bridge and vehicle are modeled as 3-D bridge and vehicle model, respectively. The road surface roughness of the roadway and bridge decks are generated from power spectral density(PSD) function for good road. The PSD function proposed by C.J. Dodds and J.D. Robson is used to describe the road surface roughness for good road condition. The vehicles are modeled as two nonlinear vehicle model with 7-D.O.F of truck and 12-D.O.F of tractor-trailer and the equations of motion of the vehicles are derived using Lagrange's equation. The main girder and concrete deck are modeled as beam and shell element, respectively and rigid link is used between main girder and concrete deck. The equations of motion of the vehicles are solved by Newmark ${\beta}$ method and the equations of the motion of the bridges are solved by mode-superposition procedures. The validity of the proposed procedure is demonstrated by comparing the results with the experimental data reported by the AASHO Road Test. The comparison shows that the agreement between experiment and theory is quite satisfactory.

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Linear Spectral Method for Simulating the Generation of Regular Waves by a Moving Bottom in a 3-dimensional Space (3차원 공간에서 바닥의 움직임에 의한 규칙파의 생성을 모의할 수 있는 선형 스펙트럼법)

  • Jae-Sang Jung;Changhoon Lee
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.36 no.2
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    • pp.70-79
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    • 2024
  • In this study, we introduce a linear spectral method capable of simulating wave generation and transformation caused by a moving bottom in a 3-dimensional space. The governing equations are linear dynamic free-surface boundary conditions and linear kinematic free-surface boundary conditions, which are solved in Fourier space. Solved velocity potential and free-surface displacement should satisfy continuity equation and kinematic bottom boundary condition. For numerical analysis, a 4th order Runge-Kutta method was utilized to analyze the time integral. The results obtained in Fourier space can be converted into velocity potential and free-surface displacement in a real space using inverse Fourier transform. Regular waves generated by various types of moving bottoms were simulated with the linear spectral method. Additionally, obliquely generated regular waves using specified bottom movements were simulated. The results obtained from the spectral method were compared to analytical solutions, showing good agreement between the two.

Estimation of Sensitivity Axis Offset of an Accelerometer for Accurate Measurement of the 6 DOF Human Head Motion (인체 머리부 6 자유도 운동 측정의 신뢰성 향상을 위한 가속도계 감도축의 옵셋(offset) 추정)

  • Lee, Jeung-Hoon;Kim, Kwang-Joon;Jang, Han-Kee
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.18 no.9
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    • pp.905-912
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    • 2008
  • Notion sickness is well known to be caused by long time exposure to the very low frequency motion in the multiple axes of human body Since the vestibular system for the perception of low frequency motion is located in the head, accurate measurement of 6 degree of freedom head motion is of great importance. In this study, the measurement system consisting of a safety helmet and 9 translational accelerometers was constructed for the estimation of 3 translational and 3 rotational motions of human head. Since estimation errors of 3 rotational components can be significantly magnified even by small offset of the sensitivity axis from the geometric center of an accelerometer, accurate measurement of sensitivity axis must be preceded. The method for accurate estimation of the offset was proposed, and the effect of offset on the estimation of angular acceleration was investigated.

Time Domain Analysis of the Motions of Catenary Moored Floating Breakwater (케터너리 제류 부유식 방파제 거동의 시간영성 해석)

  • 전인식
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.5 no.3
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    • pp.182-190
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    • 1993
  • A numerical technique is presented to calculate the motions of 6 d.o.f and mooring tensions for a catenary moored floating breakwater. The breakwater may be subjected to the 3-D combination of regular or irregular waves and stationary forces. The added mass coefficients at the infinitive frequency of input wave and the variations of damping and exciting force coefficients are calculated using the source distribution method. The coefficients are used to constitute motion equations in time domain which are solved by WiIson-$\theta$ method. The solutions agree quite well with either static displacement determined from Newton method under the stationary force only or 6 d.o.f determined from the frequency domain analysis under regular wave only. An example analysis is also done for a floating breakwater to demonstrate its applicability.

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