• 제목/요약/키워드: Free oscillation

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Nonlinear motion analysis of a two-link arm using first integrals

  • Yu, Kee-Ho;Takahashi, Takayuki;Inooka, Hikaru
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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    • pp.507-512
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    • 1993
  • In this paper we discuss the nonlinear motion of a conservative two-link arm using first integrals, which includes one integral constant. In the analysis of the motion, the constant plays important role. First, we give some discussion on the free motion by focusing on the integral constant. As the result, the free motion can be classified into two types-the one is oscillation and the other is rotation. Second, we discuss the forced motion of the arm actuated only at the second joint. We take the first integral in a more general form, and show that the forced motion of the second link can be expressed as a variation of the integral constant. Also, the characteristic of the forced motion actuated by arbitrary constant torques is discussed.

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변위비례식 마찰댐퍼 시스템의 진동해석 (Vibration Analysis of an Amplitude Proportional Friction Damper System)

  • 박동훈;최명진
    • 한국정밀공학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.171-179
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    • 2003
  • An Amplitude Proportional Friction Damper (APFD) is considered in order to improve the characteristics of Coulomb friction damper. The frictional force is proportional to the amplitude in APFD system and the system is non-linear as is Coulomb damper system. A free vibration analysis on the 1-DOF system has made to demonstrate the characteristics of the APFD system. The results show that APFD system has similar damping characteristics to the viscous damper. Also, the solution for the response of a base-excited system with APFD is developed through the application of a Fourier series to represent the frictional force of APFD. It is assumed that no stick-slips occur during any portion of the steady-state oscillation.

사각용기에서 발생하는 고점성 유체의 슬로싱 유동 (Sloshing Flow of Highly-Viscous Fluid in a Rectangular Box)

  • 박준상
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.39-45
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    • 2019
  • A study on the sloshing flow of highly-viscous fluid in a rectangular box was made by both of theoretical approach and experimental visualization method. Assuming a smallness of external forcing to oscillate the container, it was investigated a linear sloshing flow of highly-viscous fluid utilizing asymptotic analysis by Taylor-series expansion as a small parameter Re (≪1) in which Re denotes Reynolds number. The theory predict that, during all cycles of sloshing, a linear shape of free surface will prevail in a bulk zone and it has confirmed in experiment. The relevance of perfect slip boundary condition, adopted in theoretical approach, to the bulk zone flow at the container wall was tested in experiment. It is found that quasi-steady coated thin film, which makes a lubricant layer between bulk flow and solid wall, is generated on the wall and the film makes a role to perfect slip boundary condition.

대심도 지하관로 배수 시스템의 서어징 현상에 관한 연구 (Study of Surges in a Large-Diameter Subteranean Diversion Channel with Multiple Surge Tanks)

  • 정광근;여운식;안태진
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.757-768
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    • 1998
  • 6개의 수조와 1개의 펌프장을 갖고 있는 대심도 지하관로 배수시스템에서 발생하는 복잡한 서어징 현상을 강체수주이론에 의한 비선형 상태방정식에 의해서 해석하였다. 상태방정식은 각 수조에서의 유량연속방정식과 비선형항을 갖는 지하관로의 운동 방정식으로부터 구성된다. 홍수의 유입량과 펌프의 유출량을 장방형 펄스(pulse)로 하고 유출유량과 전유입유량이 같다고 한다면 비선형 상태방정식에 의한 각 수조수위의 진동은 선형화 방정식에 의한 결과와 잘 일치 하고 있다. 이것은 관로저항의 영향이 적고 이것을 무시한 자유진동해석이 타당하다는 것을 나타내는 것이다. 자유진동 방정식은 6개의 고유모드를 갖는다. 그 중 하나는 강체모드이며 유출유량이 전유입유량과 다를 때에 나타나며 이러한 6개의 고유모드는 유입유출조건에 의해서 여러 가지 서어징 현상을 구성한다. 강체모드가 존재하기 때문에 실제의 홍수 유입량에 대응한 고도의 펌프운전이 요구된다.

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전진하며 동요하는 2차원 특이점에 의하여 발생되는 자유표면파에 미치는 표면장력의 영향 (Surface-Tension Effects on the Flow Caused by a Two-Dimensional Pulsating Source Moving with a Constant Speed beneath the Free Surface)

  • 최항순;최재식
    • 대한조선학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.57-62
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    • 1990
  • 본 논문에서는 표면장력 효과를 포함한 선형포텐셜이론을 이용하여 전진하며 동요하는 2차원 소오스에 의하여 발생되는 자유표면파를 해석하였다. 속도를 U, 진동수를 $\omega$ 그리고 중력가속도를 g라 할 때, ${\tau}=U{\omega}/g$로 정의된 무차원 진동수가 임계치 1/4보다 작을 때에는 6개의 파성분이 나타남을 보였다. 이 중에서 특히 2개의 파성분은 표면장력의 영향을 지배적으로 받아 소오스 앞면에 발생하는 데, 그중 하나는 전진속도 방향으로 다른 하나는 반대방향으로 매우 느리게 전파한다. 동요수가 작을 경우에는 표면장력의 영향이 약해지며 임계치 1/4보다 조금 큰 진동수에서 공진이 발생한다. 그러나 동요수가 클 때에는 (${\upsilon}={\omega}^2/g>20$) 표면장력효과가 크게 작용하여 발생파의 진폭이 감소하며 분산되어 임계치에서의 공진현상이 사라진다. 한편 전진속도가 표면장력파의 최소위상속도인 0.232m/sec일 때어는 해가 존재하지 않는다.

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수직 평판 요소의 수중동요 근사해와 설계 적용 (Approximate Solution of Vertical Wave Board Oscillating in Submerged Condition and Its Design Application)

  • 오정근;김주열;김효철;권종오;류재문
    • 대한조선학회논문집
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    • 제55권6호
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    • pp.527-534
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    • 2018
  • The segment of the piston type wave board has been expressed as a submerged vertical line segment in the two dimensional wave flume. Either end of vertical line segment representing wave board could be located in fluid domain from free surface to the bottom of the flume. Naturally the segment could be extended from the bottom to the free surface of the flume. It is assumed that the piston motion of the wave board could be defined by the sinusoidal oscillation in horizontal direction. Simplified analytic solution of the submerged segment of wave board has been derived through the first order perturbation method in water of finite depth. The analytic solution has been utilized in expressing the wave generated by the piston type wave board installed on the upper or lower half of the flume. The wave form derived by the analytic solution have been compared with the wave profile obtained through the CFD calculation for the either of the above cases. It is appeared that the wave length and the wave height are coincided each other between analytic solution and CFD calculation. However the wave form obtained by CFD calculations are more closer to real wave form than those from analytic calculation. It is appeared that the linear solutions could be not only superposed by segment but also integrated by finite elements without limitation. Finally it is proven that the wave generated by the oscillation of flap type wave board could be derived by integrating the wave generated by the sinusoidal motion of the finite segment of the piston type wave board.

로켓 모델의 동안정미계수에 대한 풍동시험의 적용 (Application of Wind Tunnel Testing on the Dynamic Stability Derivatives of a Rocket Model)

  • 조환기;성홍계;김진곤
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권10호
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    • pp.888-893
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    • 2012
  • 본 논문은 유도 무기나 로켓과 같이 세장비가 큰 비행체의 동안정미계수 획득을 위한 풍동실험장치 및 기법에 관하여 기술하였다. 세장비가 큰 로켓과 같은 비행체의 동적운동을 위한 풍동실험은 풍동 시험부의 크기와 진동 장치의 설치에 대한 문제 등의 어려움이 있어 동안정성 실험을 수행하는데 여러 가지 제약이 따르게 된다. 본 연구에서는 아음속 풍동에서 세장비가 큰 비행체의 동안정 미계수 획득을 위한 풍동실험기법으로 동안정 밸런스를 이용하는 기법이 사용되었다. 본 연구를 통하여 세장비가 큰 비행체의 자유진동 풍동실험 장치가 구축되었으며, 이 장치를 이용한 자료측정 결과는 동안정미계수가 적절하게 획득됨을 보여 주었다.

능동안테나의 발진주파수 편이에 의한 소형 거리 센서 (Compact Range Detection Sensor by Oscillation Frequency Deviation of an Active Antenna)

  • 윤기호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.528-535
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    • 2011
  • 본 논문에서는 고주파 발진회로의 공진기가 안테나로 동작하는 2.4GHz 대역의 능동 안테나를 이용하여 이동체의 거리를 측정할 수 있는 소형 도플러 센서를 제안하였다. 이동체의 움직임에 비례하여 고주파 발진주파수의 편이를 발생시키며 이를 검출하는 회로를 통해 제안된 구조의 동작을 확인하였다. 설계 제작된 거리 감지 센서는 직경이 30mm, 높이 4.2mm 정도로 매우 작은 원형디스크 형태를 갖으며, 안테나는 2.35GHz에서 약 120도의 빔폭과 전방향 방사특성을 나타내었다. 센서의 감도 측정결과, 1m 떨어져 움직이고 있는 도체판에 대해 약 240mV의 도플러 신호 전압을 얻었고, 자유낙하 실험으로부터 지표위의 5m 지점에서부터 지표면까지 선형적인 전압크기의 증가를 보였다.

균일 유동장내 튜브 배열의 유동관련 진동에 관한 연구 (I) (A Study on Flow-Induces Vibration of Tube Array in Uniform Crossflow(I))

  • 이기백;김봉환;양장식;김문경;장석상
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권5호
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    • pp.924-932
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    • 1992
  • 본 연구에서는 풍동내에 놓여진 탄성지지 실린더의 와유출 특성과 진동 응답 을 동시에 측정하고 분석하여 유입속도 변화에 따른 이들의 상호관계를 확인하고 아울 러 실린더가 통과하는 풍동측정부에 있는 틈새 간격변화가 와유출과 실린더의 진동특 성에 미치는 영향에 대해 조사하였다.

Arbitrary Lagrangian-Eulerian 기법에 의한 원통형 유체저장구조물 내부유체의 비선형 슬러싱 해석 (Nonlinear Liquid Sloshing Analysis in a Cylindrical Container by Arbitrary Lagrangian-Eulerian Approach)

  • 권형오;조경환;김문겸;임윤묵
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제9권2호통권42호
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    • pp.71-80
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    • 2005
  • 유체자유수면의 동적거동을 합리적으로 예측하기 위해서는 비선형 특성을 보이는 자유수면의 동역학적 경계조건을 고려해야할 뿐만 아니라 시간에 따라 변화하는 자유수면의 위치변화에 따른 운동학적 경계조건을 고려하여야 한다. 이러한 문제는 대상구조물이 3차원이 될 경우 더욱 복잡해지므로 3차원 비선형 유체자유수면의 해석은 이론해의 도출이 어려우며 수치해석 방법을 이용하는 것이 효과적이다. 본 연구에서는 수치해석 안정성이 높고 3차원 문제에서도 하나의 변수로 유체거동을 모사할 수 있는 arbitrary Lagrangian-Eulerian approach 를 경계요소에 적용하여 효율적이며 안정적인 유체 대변형 해석기법을 개발하였다. 개발된 기법은 향후 자유수면의 비선형 효과를 고려한 유체-구조물 상호작용 해석에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.