• 제목/요약/키워드: Boundary value problem

검색결과 601건 처리시간 0.024초

삭마 및 열분해 반응을 고려한 고체 추진기관의 열해석 (Thermal Decomposition and Ablation Analysis of Solid Rocket Propulsion)

  • 김연철
    • 한국추진공학회지
    • /
    • 제14권5호
    • /
    • pp.32-44
    • /
    • 2010
  • 고체 추진기관 노즐의 2차원 열반응 및 삭마 해석 코드를 활용하여 노즐 부품의 숯 및 삭마현상을 연구하였다. Arrhenius 식을 이용한 내부 열분해 모델 상수는 TGA(열중량분석기) 실험으로 얻었다. 탄소와 $H_2O$, $CO_2$의 산화반응에 의한 화학적 삭마는 Zvyagin이 제안한 삭마모델 과 반응속도 상수를 이용하여 해석을 수행하였다. 삭마에 의한 경계조건 및 격자 이동은 상용해석 프로그램인 MSC-Marc-ATAS에서 적용되는 Rezoning-remeshing 기법을 사용하였다. 해석된 숯 및 삭마 두께는 연소시험 결과 값과 최대 20% 오차를 보였다. 향후 열방호 시스템의 성능을 모사하기 위하여 내부 온도 및 열유속을 실시간 측정하면 3차원 FEM 통합 열구조 해석에 적용될 것으로 기대된다.

퍼지이론을 적용한 불확실성이 존재하는 조류충돌 해석 (Fuzzy Uncertainty Analysis of the Bird Strike Simulation)

  • 이복원;박미영;김천곤
    • 한국항공우주학회지
    • /
    • 제35권11호
    • /
    • pp.983-989
    • /
    • 2007
  • 위그선(WIG: Wing In Ground effect)은 해수면상의 저고도에서 운영되기 때문에 조류충돌에 쉽게 노출될 수 있으며 특히 리딩에지(Leading Edge)는 충돌가능성이 높기 때문에 조류충돌에 대한 구조적 안정성 검증과정이 반드시 필요하다. 이러한 항공기에 대한 조류충돌은 매우 복잡한 현상중의 하나로 다양하고 불확실한 파라메터들이 존재한다. 조류충돌에 대한 해석과정에 있어서 불확실성이 존재하는 파라메터들이 충돌 해석결과에 미치는 영향력을 분석하기 위해 퍼지이론을 적용한 유한요소 해석을 수행하였다. 불확실한 파라메터들이 갖는 조류충돌에 대한 영향력은 비선형 충돌해석 프로그램인 LS-DYNA 3D를 사용하여 해석하였으며 조류충돌 현상에 존재하는 다양하고 불확실한 파라메터들은 퍼지숫자(Fuzzy number)와 멤버십 함수(Membership function)로 표현하여 퍼지연산 및 변환기법(Transformation method)을 통해 해석과정에 적용하였다. 결론적으로 불확실성이 존재하는 파라메터들이 조류충돌 현상에 미치는 영향력을 퍼지 연산을 통해 수치적으로 평가하였다.

힌지형 조파기에 작용하는 비선형 파력 (Nonlinear Fluid Forces on Hinged Wavemakers)

  • Kim, Tae-In;Rocbert T. Hudspeth
    • 한국해안해양공학회지
    • /
    • 제2권4호
    • /
    • pp.208-222
    • /
    • 1990
  • 가변흘수를 갖는 힌지형 조파기에 작용하는 비선형 파력 및 모멘트를 산정하기 위하여 비선형경계식 문제의 2차 근사해를 Stokes의 전개기법을 이용하여 구하였다. 2차파 성분이 파력 및 모멘트에 기여하는 물리적 의미에 대해 상술하였다. 2차파에 의한 비선형성과 조파판의 흘수에 따른 파력 모멘트 변화를 결정할 수 있도록 설계곡선을 제시하였다. 2차파 성분의 전도력 및 모멘트에 기여하는 부분은 조화성분과 상수성분으로 구성된다. 1차파와 2차파 성분을 합성한 파력 및 모멘트의 크기는 선형 조파이론의 값보다 상당한 증가를 보인다. 2차파 성분의 효과는 상대수심과 파고에 따라 달라지며 짧은 흘수를 갖는 조파기에서 상대적으로 더욱 중요하다.

  • PDF

난지도에 인접한 한강변에서의 쌍극자-쌍극자 전기탐사 (Dipole-Dipole Resistivity Survey on the Side of Han River near Nanjido Landfill)

  • 이기화;권병두;오석훈;김차섭
    • 자원환경지질
    • /
    • 제29권3호
    • /
    • pp.335-343
    • /
    • 1996
  • The dipole-dipol electrical resistivity survey was conducted to investigate the probable contamination of the Han river by leachate from the near-by Nanjido Landfill. The survey line of 3 km was set along the unpaved road toward the Han river. For the convenience of the field work, the survey line was divided into four segments. The complete two-dimensional resistivity section was constructed by connecting the inversion result of each segment. Gravity survey was also carried out along the profile parallel to the resistivity line. Near surface resistivity generally appeared to be of very low value in most part of the survey area and the boundary between the alluvium layer and underlying basement rocks is well discriminated on the resistivity section. These results agree well with those of the preceding Schlumberger depth sounding made at adjacent area by Lee and fun (1995). The variation of thickness of the alluvium layer delineated by gravity anomaly profile also correlates well with the result of the resistivity survey on the qualitative basis. The problem of contamination by leachate from the Nanjido Landfill, where various waste materials have been dumped without any proper treatment facilities, has been remains unsolved yet. Therefore, we present the most probable passages of leachate flow based on the survey results and have briefly discussed about measure for contamination control. Considering the thickness of alluvium and the possible existence of fractured zone, the middle point between 1st and 2nd landfill and the midst of 1st landfill are the most hazardous regions to make leachates flow into the Han river. Since large amounts of leachates are observed from the test wells located on the lines extending from the border between the 1st and 2nd landfill and the middle of the lst landfill, contamination protection barriers are strongly recommended near these regions.

  • PDF

사다리꼴 회절격자에서 테이퍼 측면의 광학적 효과에 대한 정확한 분석 (Rigorous Analysis for Optical Impacts of Tapered Sidewall Profile on Trapezoidal Diffraction Grating)

  • 호광춘
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
    • /
    • 제20권5호
    • /
    • pp.151-156
    • /
    • 2020
  • 주기적인 사다리꼴 격자구조에서 광 신호의 회절 특성과 테이퍼 측면의 중요한 효과를 분석하기 위하여, 처음으로 격자구조의 Toeplitz 유전율 tensor를 2D spatial Fourier 급수로 정의하고 공식화하였다. 그때 각 층에서의 필드들은 고유치 문제에 기초하여 표현하였으며, 완전한 해는 적절한 경계 값 문제에 의존하는 모드 전송선로 이론 (MTLT)을 사용하여 정확하게 유도하였다. 이에 기초하여, 사다리꼴 형태의 굴절률 분포를 갖는 격자구조의 테이퍼 측면 프로파일이 서브 파장 격자 반사기 설계에 어떠한 영향을 미치는지 자세하게 수치해석 하였다. 사다리꼴 격자구조의 회절특성에 기초한 수치해석 결과, 테이퍼 측벽 프로파일은 반사 대역폭, 평균 반사율, 그리고 밴드 에지를 결정하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다.

수치해석에 의한 향류 흐름 중공사 분리막의 이산화탄소 분리 성능 해석 (Analysis of Carbon Dioxide Separation with Countercurrent Flow in Hollow Fiber Membrane by Numerical Analysis)

  • 이용택;송인호;안효성;이영진;전현수;김정훈;이수복
    • 멤브레인
    • /
    • 제16권4호
    • /
    • pp.252-258
    • /
    • 2006
  • 배기가스로부터 폴리이서술폰 분리막을 이용하여 이산화탄소 분리 특성을 수치해석 방법으로 분석하였다. 공급 기체와 투과 기체가 서로 다른 방향으로 흐르는 향류 흐름 시스템에 대한 분리막 공정 지배 방정식을 유한 차분법으로 전개하였으며 Compaq Visual Fortran 6.6 소프트웨어를 이용 공정 모사하였다. 개발된 프로그램을 사용하여 수치해석을 수행한 결과 이산화탄소 투과특성에 영향을 주는 가장 중요한 인자로는 이산화탄소 투과 구동력과 체류시간임을 알 수 있었다. 동일한 조건에서 향류 흐름 공정모사에 의한 투과 측 이산화탄소 농도와 투과량은 병류 흐름 공정모사 결과보다 소폭 증가함을 확인하였다.

강건성을 고려한 공리적 설계의 새로운 정보 지수 (A New Information Index of Axiomatic Design for Robustness)

  • 황광현;박경진
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • 제26권10호
    • /
    • pp.2073-2081
    • /
    • 2002
  • In product design and manufacturing, axiomatic design provides a systematic approach for the decision-making process. Two axioms have been defined such as the Independence Axiom and the Information Axiom. The Information Axiom states that the best design among those that satisfy the independence axiom is the one with the least information content. In other words, the best design is the one that has the highest probability of success. On the other hand, the Taguchi robust design is used in the two-step process; one is "reduce variability," and the other is "adjust the mean on the target." The two-step can be interpreted as a problem that has two FRs (functional requirements). Therefore, the Taguchi method should be used based on the satisfaction of the Independence Axiom. Common aspects exist between the Taguchi method and Axiomatic Design in that a robust design is induced. However, different characteristics are found as well. The Taguchi method does not have the design range, and the probability of success may not be enough to express robustness. Our purpose is to find the one that has the highest probability of success and the smallest variation. A new index is proposed to satisfy these conditions. The index is defined by multiplication of the robustness weight function and the probability density function. The robustness weight function has the maximum at the target value and zero at the boundary of the design range. The validity of the index is proved through various examples.gh various examples.

Failure estimation of the composite laminates using machine learning techniques

  • Serban, Alexandru
    • Steel and Composite Structures
    • /
    • 제25권6호
    • /
    • pp.663-670
    • /
    • 2017
  • The problem of layup optimization of the composite laminates involves a very complex multidimensional solution space which is usually non-exhaustively explored using different heuristic computational methods such as genetic algorithms (GA). To ensure the convergence to the global optimum of the applied heuristic during the optimization process it is necessary to evaluate a lot of layup configurations. As a consequence the analysis of an individual layup configuration should be fast enough to maintain the convergence time range to an acceptable level. On the other hand the mechanical behavior analysis of composite laminates for any geometry and boundary condition is very convoluted and is performed by computational expensive numerical tools such as finite element analysis (FEA). In this respect some studies propose very fast FEA models used in layup optimization. However, the lower bound of the execution time of FEA models is determined by the global linear system solving which in some complex applications can be unacceptable. Moreover, in some situation it may be highly preferred to decrease the optimization time with the cost of a small reduction in the analysis accuracy. In this paper we explore some machine learning techniques in order to estimate the failure of a layup configuration. The estimated response can be qualitative (the configuration fails or not) or quantitative (the value of the failure factor). The procedure consists of generating a population of random observations (configurations) spread across solution space and evaluating using a FEA model. The machine learning method is then trained using this population and the trained model is then used to estimate failure in the optimization process. The results obtained are very promising as illustrated with an example where the misclassification rate of the qualitative response is smaller than 2%.

선박 선저외판의 좌굴특성에 관한 연구 - 보강재의 구속영향 검토 - (Buckling Characteristics of Ship Bottom Plate - On the Stiffener Restraint Effects -)

  • 함주혁;김을년
    • 대한조선학회논문집
    • /
    • 제31권4호
    • /
    • pp.130-138
    • /
    • 1994
  • 선저외판은 수압과 동시에 면내 압축력을 받는다. 특히 살물선이 Alternate은 하중상태에서 흘수가 큰 경우, 외판구조는 배길이 및 폭방향의 극심한 압축력과 횡수압을 받기 때문에 설계자가 기존의 선급규정 및 설계기준을 이용하여 선저외판의 치수를 결정하고자 할 때 상당한 어려움을 겪는다. 본 연구에서는 선저 부위의 격자(Grillage)구조물에서 판주의를 둘러싼 보강재의 비틀림 강성을 추가로 고려하여 선저외판의 경계부가 탄성구속이며 면내 및 면외의 복합하중이 작용하는 선저외판의 좌굴강도 평가를 통해 보다 실제적인 선저외판의 치수 결정에 대한 선박 구조설계 측면에서의 타당성을 실적선 자료를 근거로 하여 검토해 보고자 한다. 따라서 경계조건에 따른 판의 탄성좌굴강도의 영향을 특성치 문제로 취급하여 유도된 판의 탄성구속 좌굴계수를 기존의 평가식에 추가로 고려하는 좌굴평가 방법에 근거하여 실적선의 선저외판 치수를 계산하였다. 또한 극심한 면내 및 면외하중과 주변 보강재 효과를 고려하여 상기 계산에 따라 산출된 외판치수에 대한 평가와 다양한 선급 규정에 따른 결과 그리고 1차연구의 방법에 따른 결과를 서로 비교 분석하여 보았으며 이들 각종 평가 결과들을 토대로 실적선 선저외판의 좌굴평가에 대한 실용성을 타진해 보았다.

  • PDF

A full path assessment approach for vibration serviceability and vibration control of footbridges

  • Zhu, Qiankun;Hui, Xiaoli;Du, Yongfeng;Zhang, Qiong
    • Structural Engineering and Mechanics
    • /
    • 제70권6호
    • /
    • pp.765-779
    • /
    • 2019
  • Most of the existing evaluation criteria of vibration serviceability rely on the peak acceleration of the structure rather than that of the people keeping their own body unmoved on the structure who is the real receiver of structural vibrations. In order to accurately assess the vibration serviceability, therefore, a full path assessment approach of vibration serviceability based on vibration source, path and receiver is not only tentatively proposed in this paper, taking the peak acceleration of receiver into account, but also introduce a probability procedure to provide more instructive information instead of a single value. In fact, semi-rigid supported on both sides of the structure is more consistent with the actual situation than simply supported or clamped due to the application of the prefabricated footbridge structures. So, the footbridge is regarded as a beam with semi-rigid supported on both sides in this paper. The differential quadrature-integral quadrature coupled method is not only to handle different type of boundary conditions, but also after being further modified via the introduction of an approximation procedure in this work, the time-varying system problem caused by human-structure interaction can be solved well. The analytical results of numerical simulations demonstrate that the modified differential quadrature-integral quadrature coupled method has higher reliability and accuracy compared with the mode superposition method. What's more, both of the two different passive control measures, the tuned mass damper and semi-rigid supported, have good performance for reducing vibrations. Most importantly, semi-rigid supported is easier to achieve the objective of reducing vibration compared with tuned mass damper in design stage of structure.