Kim, Dong-Hyun;Kwon, Hyuk-Jun;Lee, In;Paek, Seung-Kil
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제4권1호
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pp.34-44
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2003
An advanced aeroelastic analysis using a computational structural dynamics (CSD), finite element method (FEM) and computational fluid dynamics (CFD) is presented in this Paper. A general aeroelastic analysis system is originally developed and applied to realistic design problems in the transonic flow region, where strong shock wave interactions exist. The present computational approach is based on the modal-based coupled nonlinear analysis with the matched-point concept and adopts the high-speed parallel processing technique on the low-cost network based PC-clustered machines. It can give very accurate and useful engineering data on the structural dynamic design of advanced flight vehicles. For the nonlinear unsteady aerodynamics in high transonic flow region, Euler equations using the unstructured grid system have been applied to easily consider complex configurations. It is typically shown that the advanced numerical approach can give very realistic and practical results for design engineers and safe flight tests. One can find that the present study conducts a virtual flutter flight test which are usually very dangerous in reality.
In recent years, it becomes a very important issue to consider the mechanical systems such as high-speed vehicles and railway trains moving on elastic beam structures. In this paper, a general approach, which can predict the dynamic behavior of constrained mechanical system and elastic beam structure, is proposed. Also, various supporting conditions of a foundation support are considered for the elastic beam structures. The elastic structure is assumed to be a nonuniform and linear Bernoulli-Euler beam with proportional damping effect. Combined Differential-Algebraic Equations of motion are derived using multibody dynamics theory and Finite Element Method. The proposed equations of motion can be solved numerically using generalizd coordinate partitioning method and Predictor-Corrector algorithm, which is an implicit multi-step integration method.
본 논문은 유연한 비정형 물체의 애니메이션을 위한 효율적인 기법을 제안한다. 비정형 물체를 표현하기 위해 질량-스프링 모텔이 사용되었다. 지금까지 많은 기법들이 부드러운 객체의 사실적인 애니메이션을 생성하기 위해 질량-스프링 모델을 사용하였다. 질량-스프링 모텔의 애니메이션을 수행하기 위한 가장 손쉬운 접근법은 명시적 오일러 방법 (explicit Euler method)인데, 이 방법은 '불안정성 문제'라는 잘 알려진 문제가 발생한다는 단점을 가지고 있다. 이 불안정성 문제를 해결하기 위한 해법으로 암시적 적분법이 사용될 수 있다. 그러나, 이 암시적 방법의 가장 결정적인 약점은 대규모의 선행 시스템을 풀어야 한다는 것이다. 본 논문은 암시적 방법의 근사(approximation)를 이용하여 질량-스프링 모델을 빠른 시간에 애니메이션 할 수 있는 기법을 제시한다. 제안된 기법은 n 개의 질점이 O(n) 개의 스프링으로 연결되어 있을 때, 각 질점의 상태를 O(n) 시간에 안정적으로 갱신할 수 있다. 본 논문은 사실적인 결과를 위해 비정형 물체와 공기와의 상호 작용도 고려하였다.
고속 열차가 터널을 통과할 때 열차 주위와 터널 내부에 발생하는 비정상 유통장을 규명하기 위해서 향상된 겹침 격자기법과 Roe의 FDS를 사용한 축대칭 Euler Solver를 개발하였다. 혼합차원기법이라는 새로운 영역기법을 개발하여 열차와 터널의 상호작용을 해석하는데 적용하였으며, 이 기법은 공간 차원의 최소 가정을 통해서 수치 계산의 효율성을 극대화하는 것에 목적을 두고 있다. 향상된 겹침 격자기법에 개발된 혼합차원기법을 추가하면 완전한 축대칭 방법과 거의 동일한 수준의 수치 정확도를 얻을 수 있다. 혼합차원기법은 특히 긴 터널에서 열차와의 상호작용을 해석할 때 높은 수치적 이득을 얻을 수 있다.
본 논문에서는 이동물체에 의해 가진 받는 보의 동적반응을 보다 용이하게 다룰 수 있는 간결한 수치해석 알고리즘을 제안하였다. 구조물과 이동물체를 각각 균일한 Euler보와 질점으로 모델링하여 보의 운동방정식을 유도하였으며 이 식을 유연영향함수를 이용하여 적분형 미분방정식으로 바꾸어줌으로써 수치해석에 적용할 수 있는 형태로 바꾸어 주었다. 유도된 운동방정식을 모우드 해석기법을 이용하여 수치해를 구하였으며 기존의 수치해석 연구결과들과 비교하여 본 연구결과의 타당성을 검증함으로써 본 연구에서 개발한 수치해석 알고리즘은 이동물체에 의해 가진받는 보의 초기 해석과 설계과정에서 효율적으로 사용할 수 있음을 보였다.
An iterative modal analysis approach is developed to determine the effect of transverse open cracks on the dynamic behavior of simply supported Euler-Bernoulli beams with the moving masses. The influences of the velocities of moving masses, the distance between the moving masses and a crack have been studied on the dynamic behavior of a simply supported beam system by numerical method. The Presence of crack results In large deflection of beam. The crack section is represented by a local flexibility matrix connecting two undamaged beam segments i.e. the crack is modelled as a rotational spring. This flexibility matrix defines the relationship between the displacements and forces across the crack section and is derived by applying fundamental fracture mechanics theory. Totally, as the velocity of the moving masses and the distance between the moving masses are increased, the mid-span deflection of simply supported beam with the crack is decreased.
An iterative modal analysis approach is developed to determine the effect of transverse open cracks on the dynamic behavior of simply supported Euler-Bernoulli beams with the moving masses. The influences of the velocities of moving masses, the distance between the moving masses and a crack have been studied on the dynamic behavior or a simply supported beam system by numerical method. no presence or crack results in large deflection of beam. The crack section is represented by a local flexibility matrix connecting two undamaged beam segments i.e. the crack is modelled as a rotational spring. This flexibility matrix defines the relationship between the displacements and forces across the crack section and is derived by applying fundamental fracture mechanics theory. Totally, as the velocity of the moving masses and the distance between the moving masses are increased, the mid-span deflection of simply supported beam with the crack is decreased.
Savino, Pierclaudio;Gherlone, Marco;Tondolo, Francesco
Structural Engineering and Mechanics
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제72권2호
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pp.217-227
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2019
The methodology known as "shape sensing" allows the reconstruction of the displacement field of a structure starting from strain measurements, with considerable implications for structural monitoring, as well as for the control and implementation of smart structures. An approach to shape sensing is based on the inverse Finite Element Method (iFEM) that uses a variational principle enforcing a least-squares compatibility between measured and analytical strain measures. The structural response is reconstructed without the knowledge of the mechanical properties and load conditions but based only on the relationship between displacements and strains. In order to efficiently apply iFEM to the most common structural typologies of civil engineering, its formulation according to the kinematical assumptions of the Bernoulli-Euler theory is presented. Two beam inverse finite elements are formulated for different loading conditions. Depending on the type of element, the relationship between the minimum number of required measurement stations and the interpolation order is defined. Several examples representing common applications of civil engineering and involving beams and frames are presented. To simulate the experimental strain data at the station points and to verify the accuracy of the displacements obtained with the iFEM shape sensing procedure, a direct FEM analysis of the considered structures is performed using the LUSAS software.
곤충생태 분야에서 생명표와 관련된 연구는 곤충연구자들에게 많은 관심을 받는 주제중 하나이다. 보통 두 가지 방법으로 생명표 통계량중 내적자연증가율을 추정하고 있는데, 첫 번째 하나는 순증가율(R0)에 자연로그를 취하고 평균세대기간(T)으로 나누어 근사치를 계산하는 방법이다(세대기간-기반 추정법). 다른 하나는 로트카-볼테라 개체군 생장 방정식에서 유도하여 최대우도법으로 정확한 내적자연증가율을 추정하는 방법이다(로트카-오일러식-기반 추정법). 후자의 경우 대상 집단의 초기 연령등급을 "0" 또는 "1"로 설정함에 따라 추정값에 차이가 발생하여 적용에 혼란이 제기되었다. 본 고찰에서는 생명표 통계량 계산과정의 역사를 간단히 정리하고, 로트카-오일러식-기반 추정법에서 최초 연령등급을 1로 설정한 경우 $\sum\limits_{x=1}^{w}e^{-rx}l_xm_x=1$의 형식, 반면 최초 연령등급을 0으로 설정한 경우 $\sum\limits_{x=0}^{w}e^{-r(x+1)}l_xm_x=1$의 형식을 적용해야 함을 재확인하였다.
This paper presents on approach to the position control of a robot manipulator by using a decentralized adaptive control scheme. The large scale system is regarded as the system which consists of many subsystems having interconnection. In each subsystem, a local control system is composed by feedforward and feedback component, one computes the nominal torque from the Newton-Euler equation, the other computes the perturbation equation which reduce the position error of the manipulator along the nominal trajectory. A computer simulation studies was conducted to evaluate and compare the performances of the proposed manipulator control scheme with those of the PD control and centralized control schemes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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