라디에이션(radiation) 문제를 해결하기 위해서 중합격자법을 개발하였다. 중합격자계는 이동격자계와 고정격자계로 이루어져 있으며, 이동격자계는 운동하는 물체에 적용되어 운동하는 물체와 동시에 이동된다. 이러한 수치계산법은 자유표면 부근에서 운동하는 몰수평판에 작용하는 라디에이션 유체력을 계산하는데 응용되었다. 현재의 수치계산법에 의한 결과는 실험값 및 선형포텐셜 이론에 의한 결과와 상호 비교하였으며, 수치계산의 신뢰성을 확인하였다. 그리고, 몰수평판에 작용하는 비선형 점성감쇄효과에 대하여 평가하였다.
Wave propagation in a three-dimensional (3D) fully nonlinear numerical wave tank (NWT) is studied based on velocity potential theory. The governing Laplace equation with fully nonlinear boundary conditions on the moving free surface is solved using the indirect desingularized boundary integral equation method (DBIEM). The fourth-order predictor-corrector Adams-Bashforth-Moulton scheme (ABM4) and mixed Eulerian-Lagrangian (MEL) method are used for the time-stepping integration of the free surface boundary conditions. A smoothing algorithm, B-spline, is applied to eliminate the possible saw-tooth instabilities. The artificial wave speed employed in MTF (multi-transmitting formula) approach is investigated for fully nonlinear wave problem. The numerical results from incorporating the damping zone (DZ), MTF and MTF coupled DZ (MTF+DZ) methods as radiation condition are compared with analytical solution. An effective MTF+DZ method is finally adopted to simulate the 3D linear wave, second-order wave and irregular wave propagation. It is shown that the MTF+DZ method can be used for simulating fully nonlinear wave propagation very efficiently.
The effect of the Dirichlet boundary condition for the redistance equation of level set method on the solutionof sloshing problem is investigated by adopting four Dirichlet boundary conditions. For the solution of the incompressible Navier-Stokes equations, P1P1 four-step fractional finite element method is employed and a least-square finite element method is used for the solutions of the two hyperbolic type equations of level set method; advection and redistance equation. ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) method is used to deal with a moving computational domain. It has been shown that the free surface motion in a sloshing tank is strongly dependent on the type of the Dirichlet boundary condition and the results of broken dam and sloshing problems using various Dirichlet boundary conditions are discussed and compared with the existing experimental results.
기체-액체 이상유동의 거동 시뮬레이션을 위해 Lattice Boltzmann방법(LBM)을 이용하였다. 기체-액체사이의 경계면에서 상호포텐셜 모델인 Shen-Chan방식과 Carnahan-Starling 상태방정식을 도입하였다. 또한 외력항의 처리는 Exact Difference Method를 사용하였다. 개발된 코드를 통하여 상태방정식 특성파악, 기체-액체의 상분리, 표면장력 및 기체 액체 경계면 거동 특성, Homogeneous와 Heterogeneous 캐비테이션, 기포 붕괴등의 시뮬레이션을 수행하였다.
For the analysis of machined surface topography and machine-tool chatter, the cutting system is considered to be a single degree of freedom system. This paper presents a modeling method of equivalent vibratory system for precision cutting in end-milling using an impact test, an Autoregressive Moving Average (ARMA) mode] and a bisection method It has been shown that the proposed modeling method provides a good identification of the cutting system. The advantages of the proposed method in comparison to the existing method are that it is very easy and accurate.
본 논문에서는 자유수면하에서 이동하는 2차원 수중익 주위의 비선형 유동문제를 포텐셜 이론을 바탕으로 특이점 분포법을 도입하여 해석한 결과이다. Hess & Smith[12]의 방법에 따라 수중익의 표면에 소오스와 보텍스패널을 분포하고, 비선형해를 구하기 위해서 자유수면 위 일정 거리에 랜킨소오스패널(Rankine Source Panel)을 분포하는 수치기법(Raised Panel Method)을 사용하였다. Neumann-Kelvin 선형해로부터 반복계산법을 통해 비선형 자유수면 조건을 엄밀히 만족하는 비선형해를 구하였다. 수치계산결과에서 비선형해가 Duncan[11]의 실험결과(NACA0012, 입사각$(\alpha)= 5^{\circ}$)와 비교적 잘 일치함을 보였으며 수치계산결과의 타당성을 검증할 수 있었다. 잠수깊이가 얕은 경우와 고속 영역에서도 수렴된 해를 구할 수 있었으며, 고속으로 갈수록 비선형해와 선형해의 차이는 미미함을 볼 수 있었다. 수중익의 두께 및 캠버(camber)등 기본적인 단면변화와 속도변화에 대한 수중익의 유체역학적 특징을 살펴보았다.
하나의 시스템 내에 2개 이상의 상이 다른 유체가 존재할 시에는 다상유동에 의한 복장성이 존재하며, 이는 해석의 어려움이 따른다. 두 개 이상의 상이 다른 다상유동은 유동 및 경계면에 영향을 끼치지 때문에, 불안정성과 같은 비선형 유동이 나타나게 된다. 여러 종류의 불안정성 중 레일리히-테일러 불안정성은 대표적인 예로 알려져 있다. 본 연구에서는 밀도차가 레일리히-테일러 불안정성에 미치는 영향을 조사하기 위해 다양한 Atwood 수를 선정하였으며, 초기 경계면 형상 역시 다양한 형태를 설정하고 시뮬레이션 하였다. 본 연구에서 사용된 입자법인 MPS(Moving particle simulation)은 이러한 다상유동에서 널리 쓰이지는 않았으나, 다상유동을 위한 입자간 상호 연성 모델인 자가-부력 항, 표면 장력 항과 경계면 경계 조건 항을 추가로 사용하여 수치해석이 가능하게 하였다. 본 연구에서 새로이 개발된 다상유동형 입자법을 이용하여 고려된 경우들에 대해 수치해석을 수행하였으며, 각각의 결과들을 비교 분석하였다. 또한 레일리히-테일러 불안정성에 기인한 유동의 속도를 측정하여 포텐셜 기반의 이론값과의 비교를 통해 경향성이 일치함을 알 수 있었다. 이론값과의 크기의 차는 포텐셜 기반의 이론값에서는 고려가 힘든 비선형성에 기인한다고 사료된다.
This paper presents a new method to study the impact factor of an old bridge based on the model updating technique. Using the genetic algorithm (GA) by minimizing an objective function of the residuals between the measured and predicted responses, the bridge and vehicle coupled vibration models were updated. Based on the displacement relationship and the interaction force relationship at the contact patches, the vehicle-bridge coupled system can be established by combining the equations of motion of both the bridge and vehicles. The simulated results show that the present method can simulate precisely the response of the tested bridge; compared with the other bridge codes, the impact factor specified by the bridge code of AASHTO (LRFD) is the most conservative one, and the value of Chinese highway bridge design code (CHBDC) is the lowest; for the large majority of old bridges whose road surface conditions have deteriorated, calculating the impact factor with the bridge codes cannot ensure the reliable results.
In this study, the characteristics of crossing a river of Ground Armored Vehicle (GAV) were evaluated by numerical method and real size tests. 3-D hybrid mesh systems were constructed by 3-D models of the GAV, and a commercial software, FLUENT, was used in numerical analysis. In order to deal with multi-phase problem (air and water), Volume Of Fluid (VOF) method was used, and Moving and Deforming Mesh (MDM) was adapted for unsteady motion of GAV. There were two steps in this research. Firstly, stability of the GAV which cruised a river was evaluated by changing several shapes of water-proof-front-wing of the GAV in steady state, and compared results (free surface shape and drag value in 10km/h) with those of real size tests. Secondly, results of unsteady analysis considering weight and moment of inertia of the GAV were presented. There were showed a maximum velocity with a designed water jet and dynamic stability including pitch, roll, and yaw moment. Based on these results, the optimal shape of water-proof-front-wing of the GAV was determined for a proto-type of the GAV.
An optimization-based real-time joint angle extraction method of human elbow is proposed by processing the biomedical signal of surface EMG (electromyogram) measured at the center point of biceps brachii. The EMG signal is known as non-stationary (time-varying) signal, but we assume that it is quasi-stationary because a physical or physiological system has limitations in the rate at which it can change its characteristics. Based on the assumption, a pre-processing method to obtain pre-angle values from raw EMG signal is firstly suggested, and then an optimization method to minimize the error between the pre-angle and real joint angle is proposed in this paper. Finally, we suggest the experimental results showing the effectiveness of the proposed algorithm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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