• 한국항공우주학회지
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• 제38권9호
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• pp.875-881
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• 2010

달탐사 임무를 수행하는 인공위성의 경우 임무수행을 하는 과정에서 3체에 의한 인력, 태양풍 그리고 추력시스템의 추력오차 등의 많은 예기치 못한 외부 섭동력에 영향을 받게 된다. 따라서 주어진 임무궤도를 따라서 인공위성이 운영되기 위해서 궤적 보정 기동이 필요하다. 우주 탐사의 초창기 시절에는 이러한 임무궤도는 주로 2체 운동방정식에 기반을 한 패치 코닉(Patched Conic)기법으로 생성을 하였으며, 이로 인해 2체 운동방정식에 기반을 한 궤적 보정 기동이 많이 사용되어져 왔다. 하지만 최근 컴퓨터 연산능력의 향상에 기인하여 이러한 임무궤도를 지구-인공위성-달의 3체 운동방정식에 기반하여 설계하고 있는 추세이다. 따라서 기존의 2체 운동방식 기반의 궤적 보정 기동으로는 실제 우주환경과 많은 차이를 보이기 때문에 달의 작용권구(Sphere of Influence)에 접근할수록 많은 궤도오차를 보이며, 이를 보정하기 위해서 많은 에너지가 필요하게 된다. 따라서 본 논문에서는 3체 운동방정식에 기인한 궤적 보정 기동에 대하여 기술하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권5호
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• pp.46-55
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• 2006

비행체의 궤적 최적화를 위해서는 비행체의 특성을 반영한 3차원 운동방정식이 유도되어야 하며, 비행선과 같이 공기보다 가벼운 비행체의 경우는 일반 고정익 항공기와는 다른 특성들을 반영하여야 한다. 본 연구에서는 중고도 무인비행선의 궤적 최적화를 위해 비행선의 운동방정식을 유도하고, 이를 이용한 최소시간 문제를 다루었다. 최적 궤적을 얻기 위하여 최적 궤적 문제를 제어입력 파라미터화를 이용한 비선형 프로그래밍 문제로 변환한 후 연속 2차 계획법을 이용하여 궤적을 산출하였으며, 이에 대한 수치결과를 나타내었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권3호
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• pp.213-220
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• 2014

본 연구에서는 헬리콥터의 간섭유동장을 고려한 발사체의 궤적예측 프로그램을 개발하였다. 헬리콥터의 간섭유동장 해석에는 엑츄에이터 디스크 모델이 적용된 압축성 비점성 해석자를 이용하였다. 발사체의 궤적 해석에는 6자유도 운동방정식과 대안적 형태의 수정된 질점 운동방정식을 사용하였다. 헬리콥터 주위 유동 해석은 ROBIN(ROtor Body INteraction) 모델을 이용하여 검증하였다. Sierra International 탄과 105mm 포탄의 궤적을 이용해 운동 해석 모듈을 검증하였다. 헬리콥터에서 발사된 발사체의 궤적 예측에는 Sierra International 탄과 HYDRA 70 로켓을 이용하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.683-690
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• 1985

본 논문에는 Euler매개변수를 회전좌표계로 사용하여 구속된 3차원 기계시스템의 역동학력 해 을 수행한 연구결과가 수록되었다. 해석을 위해 문제에 등장하는 비선형 Holonomic구속조건식 들과 운동방정식들을 Cartesian일반좌표계을 사용하여 표시하였으며, 일반좌표계를 구성하는 각 강체의 좌표계로는 변위를 나타내기 위한 3개의 좌표와 회전을 나타내기 위한 4개의 Euler매 개변수가 사용되었다. 구속조건식들과 미분방정식 형태의 운동방정식들을 결합하여 시스템 전 체의 운동방정식을 유도하기 위해 Lagrange승수 기법을 사용하였다. 각 강체의 주어진 시간에 서의 위치, 속도, 가속도는 기구학적 해석(kinematic analysis)을 통해 얻어지고, 이 자료들을 전 체운동방정식에 대입하여 Lagrnage승수의 값을 계산하여 6개의 자유도를 가진 로봇 기구를 원 하는대로 운전하는에 필요한 각 관절의 토오크를 계산하였으며, 계산결과가 정확하다는 사실이 입증되었다. 연구결과 Euler매개변수를 회전좌표로 사용할 경우 특이 경우(singular case)가 발 생하지 않으며, 이 방법은 역동력학 해석용 다목적 전산프로그램 개발에 광범위하게 응용될 수 있음이 밝혀졌다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2011년도 한국우주과학회보 제20권1호
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• pp.24.3-24.3
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• 2011

우주발사체를 이용하여 인공위성을 궤도에 올리는 문제에서 가장 중요시해야 할 부분은 임무의 성공, 즉 정밀한 궤도 진입이다. 이것이 만족되어졌을 때, 비용의 최소화 또한 설계 시 중요한 고려사항이 된다. 이 두 가지 문제를 동시에 해결하기 위해선 최적 제어 전략이 필요한데, 통상적으로 이 과정은 발사 전에 최적화 기법 등을 이용하여 계산되고 검증된다. 그러나 기존의 최적화 기법은 대부분 선형 시스템에 적합한 기법들 이고, 우주발사체와 같이 매우 복잡하고 강한 비선형을 가진 운동방정식을 최적화 하려면 많은 계산이 소요된다. 계산 소모 시간을 줄이기 위해서는 선형화 등의 기법이 사용되는데, 그러한 경우 최적 해에 대한 신뢰도가 낮아질 수밖에 없다. 이 논문에서는 그러한 문제를 해결하기 위해 최근 활발히 연구되고 있는 비선형 최적화 기법인 상태 의존 Riccati 방정식 기법 (SDRE)을 이용하여 인공위성을 주어진 궤도에 진입시키는 우주발사체의 최적궤도를 계산하였다. 또한 Hamiltonian 을 이용하여 산출된 궤도의 최적성을 보이고, 목표한 궤도와의 비교를 통해 제어기의 정밀성을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제2권1호
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• pp.19-33
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• 1985

3체 문제에 있어서 Newtonian 운동방정식의 특이접은 수치적분에 의한 특수해를 구하는 과정에서 정확도를 떨어뜨리고 computer 사용시간을 증가시킨다. 이러한 특이점은 Newtonian 운동방정식의 독립변수와 좌표축을 변환하는 정칙화(regularization)과정을 통해 제거할 수 있다.이 논문에서는 정칙화된 Newtonian 운동방정식을 $5^{th}$ -order Runge-Kutta 방법으로 특수해를 구하기 위해 BASIC 언어로 작성한 computer program 으로 적절한 초기위치와 초기속도를 가정하여 시간에 따른 3체의 위치와 속도를 계산하였다. 그 결과, 이러한 3중성계의 진화는 결국 분열되어 3체 중 1개는 쌍곡선 궤도를 그리면서 계를 탈출하고 나머지 2개는 연성계를 형성하게 되었다. 이는 연성계의 기원을 설명할 수 있는 하나의 방버이 되지 않을까 생각한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.509-523
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• 1998

본 연구에서는 이축 대칭단면을 갖는 박벽 원형아치의 안정성해석을 수행할 수 있는 유한요소 이론 및 엄밀해를 제시하기 위하여, 가상일의 원리를 이용한 3차원 연속체의 운동방정식을 제시한다. 박벽단면의 구속된 비틂(restrained warping)효과를 고려하는 박벽 곡선보의 변위장을 도입하고 이를 연속체의 운동방정식에 대입하여 단면에 대해 적분함으로써 박벽 곡선보의 운동방정식을 유도한다. 단순지지되고 이축 대칭단면을 갖는 박벽 곡선보의 면외좌굴에 대한 엄밀해를 제시하고 박벽 곡선보를 유한요소로 분할하여 요소의 변위장을 요소 변위벡터에 관한 3차의 Hermitian 다항식으로 나타내어 운동방정식에 대입함으로써 탄성 강도행렬과 기하학적 강도행렬을 유도한다. 또한 본 연구에서 얻어진 엄밀해와 박벽 곡선보요소를 이용한 유한요소해석결과를 다른 연구자들의 결과 및 직선 박벽보 요소를 이용한 해석결과와 비교 검토를 함으로써 분 연구의 타당성을 입증한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.41-54
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• 1999

비대칭 박벽단면을 갖는 곡선보의 자유진동해석을 수행할 수 있는 유한요소 이론 및 엄밀해를 제시하기 위하여 가상일의 원리를 이용한 3차원 연속체의 운동방정식을 제시한다 박벽단면의 구속된 비틂효과를 고려하는 박벽 곡선보의 변위장을 도입하고 이를 연소체의 운동방정식에 대입하여 단면에 대해 적분함으로써 박벽 곡선보의 운동방정식을 유도한다. 단순지지되고 일축대칭단면을 갖는 박벽 곡선보의 면내 자유진동 모드에 대응하는엄밀해를 산정하였으며 곡선보를 유한요소로 분할하여 요소의 변위장을 요소 변위벡터에 관한 3차의 Hermitian 다항식으로 나타내고 이를 운동방정식에 대입함으로써 탄성강도행렬과 질량 행렬을 유도한다 또한 본 연구에서 얻어진 엄밀해와 곡선보요소를 이용한 유한요소 해석결과를 직선보요소 및 ABAQUS의 쉘요소를 이용하여 얻어진 결과와 비교 검토를 함으로써 본 연구의 타당성을 입증한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제19권3호
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• pp.192-197
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• 1987

다량의 중수반사체를 가진 조밀한 노심에서는 핵분열시 발생하는ｒ선과 중수소와의 (ｒ,n) 반응에 의해 지발 광중성자가 다량 생성되므로 이러한 계통을 기술하기 위하여 광중성자와 그 모핵종의 공간적 분리에 역점을 두어 2-점노 운동방정식을 정립하였다. 여러 반응도를 주입하여 출력 천이를 모사계산하므로써 노심과 반사체사이의 관련 효과를 조사하였다. 이 모델에 의한 모사계산 결과와 공간 종속 운동방정식에 의한 계산결과를 비교하였다. 반사체 영역에서의 광중성자 효과가 포함되므로써, 이를 포함하지 않은 모델에 비해 출력 천이현상을 감소시켰다. 실제로 출력을 측정하는 계측기는 이러한 공간적 분리영 향을 제거하기 위하여 노심 내부에 위치하여야 한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.57-68
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• 1998

본 연구에서는 일축대칭 단면을 갖는 박벽 원형곡선보의 자유진동해석을 수행할 수 있는 유한요소 이론 및 엄밀해를 제시하기 위하여, 가상일의 원리를 이용한 3차원 연속체？ 운동방정식을 제시한다. 박벽단면의 구속된 비틂(restrained warping)효과를 고려하는 곡선보의 운동방정식을 얻는다. 단순지지되고 일축대칭 단면을 갖는 박벽 곡선보의 면외 고유진동에 대한 엄밀해를 제시하고 박벽 곡선보를 유한요소로 분할하여 요소의 변위장을 요소 변위벡터에 관한 3차의 Hermitian 다항식으로 나타내어 운동방정식에 대입함으로써 탄성강도행렬과 질량행렬을 유도한다. 또한 본 연구에서 얻어진 엄밀해와 박벽 곡선보요소를 이용한 유한요소 해석결과를 직선박벽보요소를 이용한 해석결과와 비교 검토를 함으로써 본 연구의 타당성을 입증한다.