• 제목/요약/키워드: Nonlinear equations

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비탄성 지진응답 제어를 위한 ATC-55에 기반한 마찰감쇠기 설계절차 (ATC-55 Based Friction Damper Design Procedure for Controlling Inelastic Seismic Responses)

  • 김형섭;민경원;이상현;박지훈
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제9권1호통권41호
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    • pp.9-16
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    • 2005
  • 본 논문의 목적은 탄성과 비탄성 구조물의 지진응답제어를 위한 마찰감쇠기의 설계절차를 제시하는 것이다. ATC-40과 ATC-55를 이용하여 비탄성 구조물의 등가선형감쇠비와 등가선형주기를 구하였고, 이에 기초하여 목표 성능을 만족하기 위한 마찰감쇠기의 최대마찰력을 결정하는 식을 제시하였다. 이 식은 항복 전후 강성비와 요구되는 탄성강도에 대한 항복강도비, 그리고 구조물의 주기에 따라 비선형 수치해석과 오차가 발생한다. 수식에 의해 산출한 최대마찰력과 비선형 수치 해석에 의해 산출된 값과의 오차를 줄이기 위하여, 최소 제곱법을 사용하여 오차 보정식을 제시하였다. 수치해석결과는 제안된 보정식을 사용하면 탄성 및 비탄성 지진응답제어를 위한 마찰감쇠기의 설계를 합리적으로 수행할 수 있음을 보여준다

적정 포장설계를 위한 수출용 배의 공진특성 (Resonance Characteristics of the Pears for Exporting for Optimum Packaging Design)

  • 박종민;최동수;황성욱;정현모
    • 한국포장학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.125-130
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    • 2019
  • Shock and vibration inputs are transmitted from the vehicle through the packaging to the fruit. Inside, these cause sustained bouncing of fruits against each other and container wall. These steady state vibration input may cause serous fruit injury, and this damage is particularly severe whenever the fruit inside the package is free to bounce, and is vibrated at its resonance frequency. The determination of the resonance frequencies of the fruit and vegetables may help the packaging designer to determine the proper packaging system providing adequate protection for the fruit, and to understand the complex interaction between the components of fruit when they relate to expected transportation vibration inputs. Instrumentation and technologies are described for determining the vibration response characteristics of the pears for exporting with frequency range from 10 to 200 Hz, sweep rate of 1 octave/min, sweep method of logarithmic up and down and acceleration levels of 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1.0 G considering the domestic transportation environment. The resonance frequency of the pears ranged from 49.04 to 87.16 Hz and the amplitude at resonance was between 0.96 and 4.02 G in test frequency band and acceleration level. The resonance frequency and amplitude at resonance frequency band of the pears decreased with the increase of the sample mass. The multiple nonlinear regression equations for predicting the resonance frequency of the pears were developed using the independent variables such as mass, input acceleration.

네 대의 주 추진기를 이용한 무인잠수정의 속도, 심도 및 방위각 제어 - 시뮬레이션 및 실험 (Speed, Depth and Steering Control of Underwater Vehicles with Four Stem Thrusters - Simulation and Experimental Results)

  • 전봉환;이판묵;이계홍;홍석원;이지홍
    • 한국해양공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.67-73
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    • 2005
  • This paper describes depth, heading and speed control of an underwater vehicle that has four stern thrusters of which forces are coupled in the diving and, steering motion, as well as the speed of the vehicle. The optimal linear quadratic controller is designed based on a linearized- state space model, developed by combining the dynamic equations of speed, steering and diving motion. The designed controller gives provides an optimal thrust distribution, minimizing the given performance index to control speed, depth and heading simultaneously. To validate the performance of the controller, a simulation and tank-test are carried out with DUSAUV (Dual Use Semi-Autonomous Underwater Vehicle), developed by KORDI as a test-bed for testing new underwater technologies. Optimal gains of the controller are tuned, using a computer simulation environment with a nonlinear 6-DOF numerical DUSAUV model, developed by PMM (Planner Motion Mechanism) test. To verify the performance of the presented controller in experiment, a tank-test with DUSAUV is carried out in the ocean engineering basin in KORDI. The experimental results are also compared with the simulation results to investigate the accordance of the numerical and the real mode.

날갯짓 비행 로봇의 세로방향 비행 동역학 모델링 및 안정성 해석 (Longitudinal Flight Dynamic Modeling and Stability Analysis of Flapping-wing Micro Air Vehicles)

  • 김중관;한종섭;김호영;한재흥
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.1-6
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    • 2015
  • This paper investigates the longitudinal flight dynamics and stability of flapping-wing micro air vehicles. Periodic external forces and moments due to the flapping motion characterize the dynamics of this system as NLTP (Non Linear Time Periodic). However, the averaging theorem can be applied to an NLTP system to obtain an NLTI (Non Linear Time Invariant) system which allows us to use a standard eigen value analysis to assess the stability of the system with linearization around a reference point. In this paper, we investigate the dynamics and stability of a hawkmoth-scale flapping-wing air vehicle by establishing an LTI (Linear Time Invariant) system model around a hovering condition. Also, a direct time integration of full nonlinear equations of motion of the flapping-wing micro air vehicle is conducted to see how the longitudinal flight dynamics appear in the time domain beyond the reference point, i.e. hovering condition. In the study, the flapping-wing air vehicle exhibited three distinct dynamic modes of motion in the longitudinal plane of motion: two stable subsidence modes and one unstable oscillatory mode. The unstable oscillatory mode is found to be a combination of a pitching velocity state and a forward/backward velocity state.

유사 특징점을 이용한 모자이킹 영상의 구성 (Construction of 2D Image Mosaics Using Quasi-feature Point)

  • 김대현;최종수
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제38권4호
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    • pp.381-391
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    • 2001
  • 본 논문은 영상 시퀸스로부터 이미지 모자이킹의 구성을 위한 효율적인 알고리즘을 기술한다. 영상의 기하학적인 특징을 이용하거나 비선형 방정식을 풀었던 기존의 알고리즘과는 달리, 제안한 알고리즘은 4개의 유사특징점을 이용해 영상간 사영 변환식의 8개 파라미터를 직접 계산한다. 본 논문에서 정의된 유사특징점은 영상의 그레이레벨의 분산을 기반으로 하고, 두 영상의 중첩 영역에서만 결정된다. 또한 선택된 4개의 유사특징점에 대한 대응점 검출을 위해 카메라 이동 및 조명 변화에 의한 영상의 변화를 고려한 블록 정합 알고리즘을 적용한다. 제안된 알고리즘은 다양한 영상에 적용하여 그 성능을 평가하였다. 모의 실험 결과는 제안된 알고리즘이 기존의 알고리즘에 비해 계산량을 감소시키면서, 정확한 사영 변환식을 유도하여 모자이킹 영상을 구성하는 것을 보여주고 있다.

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레일리 분포와 역-레일리 분포에 근거한 NHPP 소프트웨어 신뢰성 모형의 개발비용 속성 분석에 관한 연구 (A Study on Development Cost Attributes Analysis of NHPP Software Reliability Model Based on Rayleigh Distribution and Inverse Rayleigh Distribution)

  • 양태진
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제12권6호
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    • pp.554-560
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    • 2019
  • 본 연구에서는 소프트웨어 신뢰성 분야에서 많이 사용하는 유한고장 NHPP Rayleigh 분포 모형과 NHPP Inverse Rayleigh 분포 모형을 소프트웨어 개발비용 모형에 적용한 후, 개발비용과 최적의 방출시간에 대한 속성을 비교, 분석하였다. 소프트웨어 개발비용의 속성을 분석하기 위하여 소프트웨어 고장시간 자료를 사용하였고, 모수추정은 최우추정법을 적용하였으며, 비선형 방정식은 이분법을 사용하여 계산하였다. 그 결과, Rayleigh 모형이 Inverse Rayleigh 모형보다 소프트웨어 개발비용이 비교적 적고, 소프트웨어 방출시점도 빨라서 상대적으로 우수한 모형임을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 기존 연구사례가 없는 Rayleigh 모형과 Inverse Rayleigh 모형의 개발비용 속성을 새롭게 분석하였으며, 더불어 소프트웨어 개발자들이 소프트웨어 신뢰도 향상 방법 및 개발비용의 속성을 탐색하는 데 필요한 기본지침으로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

A refined four variable plate theory for thermoelastic analysis of FGM plates resting on variable elastic foundations

  • Attia, Amina;Bousahla, Abdelmoumen Anis;Tounsi, Abdelouahed;Mahmoud, S.R.;Alwabli, Afaf S.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제65권4호
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    • pp.453-464
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    • 2018
  • In this paper, an efficient higher-order shear deformation theory is presented to analyze thermomechanical bending of temperature-dependent functionally graded (FG) plates resting on an elastic foundation. Further simplifying supposition are made to the conventional HSDT so that the number of unknowns is reduced, significantly facilitating engineering analysis. These theory account for hyperbolic distributions of the transverse shear strains and satisfy the zero traction boundary conditions on the surfaces of the plate without using shear correction factors. Power law material properties and linear steady-state thermal loads are assumed to be graded along the thickness. Nonlinear thermal conditions are imposed at the upper and lower surface for simply supported FG plates. Equations of motion are derived from the principle of virtual displacements. Analytical solutions for the thermomechanical bending analysis are obtained based on Fourier series that satisfy the boundary conditions (Navier's method). Non-dimensional results are compared for temperature-dependent FG plates and validated with those of other shear deformation theories. Numerical investigation is conducted to show the effect of material composition, plate geometry, and temperature field on the thermomechanical bending characteristics. It can be concluded that the present theory is not only accurate but also simple in predicting the thermomechanical bending responses of temperature-dependent FG plates.

제어밸브의 유량특성에 따른 에어스프링의 성능 변화 (Effect of Control Valve Flow Rates Characteristics on the Performance of an Air Spring)

  • 한승훈;장지성;지상원
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제13권3호
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    • pp.8-14
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    • 2016
  • This study describes the effect of the critical pressure ratio of a control valve on the performance of an air spring system composed of an air spring, auxiliary chamber, control valve and mass in order to suggest a more efficient design for an air spring system. The critical pressure ratio of the control valve is assumed to have a fixed value, but the critical pressure ratio of the control valve is known to have various values between 0.05 and 0.6, and the effect of the variation of the critical pressure ratio on the performance of the air spring system has not yet been reported. The analysis derives nonlinear and linear governing equations of the air spring system, including the critical pressure ratio of the control valve. This simulation study is presented to show that the impedance and transmissibility characteristics of the air spring system change due to variations in the critical pressure ratio of the control valve as well as its sonic conductance. As a result, the critical pressure ratio of the control valve should be maintained as large as possible to improve the vibration isolation characteristics of the air spring system.

일축(一軸) 압축(壓縮)을 받는 판(板)의 유한대판법(有限帶板法)에 의한 기하학적(幾何學的) 비선형(非線型) 해석(解析) (Geometrically Nonlinear Analysis of Plates Subjected to Uniaxial Compression by Finite Strip Method)

  • 이용재
    • 대한토목학회논문집
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    • 제5권3호
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    • pp.107-115
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    • 1985
  • 초기(初期)처짐을 가지는 평판(平板)이 일보면내압축하중(一輔面內壓縮荷重)을 받을 때의 거동을 살피기 위하여 새로운 변위함수(變位凾數)를 도입(導入)한 유한대판법(有限帶板法)을 정식화(正式化)하고, 이 이론(理論)에 따라 컴퓨터 프로그램을 편성(編成)하여 여러 경우에 대한 평판(平板)의 거동을 계산(計算)하고 이미 발표된 결과(結果)와 비교해 보았는데 그 요점은 다음과 같다. 1. Curvature effect를 고려하여 면외변위(面外變位)함수로부터 유도한 식을 참고로 하여 새로운 면내변위(面內變位) 함수를 가정하고 이것을 대판요소(帶板要素)의 변위(變位)함수로 사용한 유한대판법(有限帶板法)을 안식화(定式化)하였다. 2. 위에서 안식화(定式化)한 유한대판법(有限帶板法)에 따라 편성(編成)한 프로그램을 써서 수치해석한 결과 변위증분방식(變位增分方式)이 하중증분방식(荷重增分方式)보다 수렴이 빨랐다. 3. 일축압축(一軸壓縮)을 받는 평판(平板)을 여려 경우에 대해 위의방법으로 해석한 결과는 해석적(解析的) 방법(方法)이나 Crisfield(D)에 의(依)한 유한요소법(有限要素法)으로 얻어진 결과와 잘일치 하였다. 따라서 위의 방법은 평판의 비선형해석을 위한 하나의 유용한 방법으로 생각된다.

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Circulatory Force를 받는 평면(平面)뼈대 구조물(構造物)의 동적(動的) 후좌굴(後座屈) 거동(擧動)에 관한 연구(硏究) (A Study on the Dynamic Post-Buckling Behavior of the Plane Frame Structures Subjected to Circulatory Forces)

  • 김문영;장승필
    • 대한토목학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.13-24
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    • 1988
  • 본(本) 논문(論文)은 평면(平面)뼈대 구조물(構造物)의 동적(動的) 후좌굴(後座屈) 거동(擧動)을 파악(把握)하기 위하여 기하적(幾何的)인 비선형(非線型) 유한요소법(有限要素法)을 제시(提示)한다. 이를 위하여 3차원(次元) 연속체(連續體)에 대한 가상(假想)일의 원리(原理)에 배루누이-오일러 가정을 도입하므로서, 평면(平面)뼈대에 대한 탄성강도(彈性剛度)매트릭스, 기하적(幾何的)인 강도(剛度)매트릭스 그리고 질량(質量)매트릭스들을 유도한다. circulatory force를 받는 경우에는 circulatory discrete joint load와 circulatory distributed load에 대한 load correction stiffness matrix를 유도하므로써 이러한 하중을 받는 구조물(構造物)의 접선강도(接線剛度)매트릭스는 비대칭 행렬임을 보인다. 유도된 비선형(非線型) 운동방정식(運動方程式)의 해(解)는 Newton-Raphson 방법(方法) 및 Newmark 방법(方法)을 사용(便用)하여 구한다.

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