• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.406-418
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• 2015

기존 FUNWAVE-TVD 버전 2.1 모형을 수정한 본 모형의 검증을 위해 고립파 실험, Vincent and Briggs(1989)의 비쇄파 및 쇄파 실험, Luth et al. (1994)의 수리실험을 수행하였다. 쇄파 실험의 경우 기존 결과와 비교하기 위하여 eddy viscosity를 이용한 쇄파 방법도 포함하였다. Eddy viscosity 쇄파 방법을 이용하여 Vincent and Briggs(1989)의 쇄파 실험에 적용한 결과 수정된 모형에서는 수중천퇴 중심의 y축을 기준으로 파랑류(wave-induced current)의 대칭성이 유지되었으나 FUNWAVE-TVD 버전 2.1 모형에서는 대칭성이 유지되지 않았다. 또한 eddy viscosity 쇄파 방법을 이용한 경우가 천수방정식으로 전환하여 쇄파를 모의하는 방법보다 관측치에 더 가깝다. 그리고 FUNWAVE-TVD 버전 2.1 모형에 사용한 기법들과 비교하기 위하여 Erduran et al.(2005)이 제시한 4차 정확도의 MUSCL-TVD 기법과 minmod limiter를 이용한 3차 정확도의 기법을 적용하여 고립파의 전파 양상을 비교 검토하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권2호
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• pp.364-374
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• 2015

The purpose of this research is to compare and analyze the advanced speed of ships with different rudder controller in wavy condition by using a simulation. The commercial simulation tool named AQWA is used to develop the simulation of ship which has 3 degree of freedom. The nonlinear hydrodynamic force acting on hull, the propeller thrust and the rudder force are calculated by the additional subroutine which interlock with the commercial simulation tool, and the regular wave is used as the source of the external force for the simulation. Rudder rotational velocity and autopilot coefficients vary to make the different rudder controller. An advanced speed of ships depending on the rudder controller is analyzed after the autopilot simulations.

• 전자공학회논문지B
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• 제33B권4호
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• pp.17-26
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• 1996

A submerged vehicle which is a nonlinear multivariable system must be designed to be roubst against inner-outer perturbations and hydrodynamic disturbances induces maneuvering operation. But a practical design of motion controller is limited by both mathematical modeling error and linearization errors. Performance of a motion controller based on traditional design method is very poor when the vehicle motion is under wave force distrubacnes near sea surface. Therefore, this ppaer proposes a design method of $^{\infty}$ controller under model uncertainty and sea wave disturbances. performance of the controllers by both computer simulation and HILS (hardwave in the loop simulation) shows that $H^{\infty}$ controller is more robust than PID controller under model uncertainty and high sea state...

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권6호
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• pp.1415-1423
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• 2013

The traveling wave ultra-sonic motor (TWUSM) is operated through the frictional force between the rotor and the stator. Hence, the contact mechanism should be analyzed to estimate the motor performance. However, the nonlinearity of the contact mechanism of the TWUSM makes it difficult to propose a proper contact model and a characteristic analysis method. To address these problems, a novel contact model is proposed and be termed the cylindrical dynamic contact model (CDCM) in this research. An estimation method of the motor performance is proposed using the CDCM, an analytical method, and a numerical method. The feasibility and usefulness of the proposed characteristic analysis are verified through experimental data.

• Coupled systems mechanics
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• 제7권4호
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• pp.373-393
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• 2018

This paper is concerned with the wave propagation behavior of rotating functionally graded temperature-dependent nanoscale beams subjected to thermal loading based on nonlocal strain gradient stress field. Uniform, linear and nonlinear temperature distributions across the thickness are investigated. Thermo-elastic properties of FG beam change gradually according to the Mori-Tanaka distribution model in the spatial coordinate. The nanobeam is modeled via a higher-order shear deformable refined beam theory which has a trigonometric shear stress function. The governing equations are derived by Hamilton's principle as a function of axial force due to centrifugal stiffening and displacement. By applying an analytical solution and solving an eigenvalue problem, the dispersion relations of rotating FG nanobeam are obtained. Numerical results illustrate that various parameters including temperature change, angular velocity, nonlocality parameter, wave number and gradient index have significant effect on the wave dispersion characteristics of the understudy nanobeam. The outcome of this study can provide beneficial information for the next generation researches and exact design of nano-machines including nanoscale molecular bearings and nanogears, etc.

• 한국해안해양공학회지
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• 제2권4호
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• pp.208-222
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• 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.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권2호
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• pp.171-184
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• 2020

The potential of using the roof water tanks as a mitigation measure to minimize the required separation gap and induced pounding forces due to collisions is investigated. The investigation is carried out using nonlinear dynamic analysis for two adjacent 3-story buildings with different dynamic characteristics under two real earthquake motions. For such analysis, nonlinear viscoelastic model is used to simulate forces due to impact. The sloshing force due to water movement is modelled in terms of width of the water tank and the instantaneous wave heights at the end wall. The effect of roof water tanks on the story's responses, separation gap, and magnitude and number of induced pounding forces are investigated. The influence of structural stiffness and storey mass are investigated as well. It is found that pounding causes instantaneous acceleration pulses in the colliding buildings, but the existence of roof water tanks eliminates such acceleration pulses. At the same time the water tanks effectively reduce the number of collisions as well as the magnitude of the induced impact forces. Moreover, buildings without constructed water tanks require wider separation gap to prevent pounding as compared to those with water tanks attached to top floor under seismic excitations.

• 대한조선학회지
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• 제26권2호
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• pp.25-31
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• 1989

정규칙파 중에서의 이차원 주상체의 대진폭 운동이 시간영역 수치계산법에 의해 다루어졌다. 물체표면 경계조건을 각 순간의 실제 물체표면에서 적용하므로 대진폭 운동에서 고려되어야 하는 물체 위치변화 및 형상변화 등에 의한 비선형효과가 고려되고 있으며, 자유표면에서의 비선형효과는 고려되지 않는다. 단순강제동요 및 자유동요문제에 적용된 바 있는 물체 표면 소오스 분포와 자유표면 스펙트럴 표현방법이 입사파의 강제력을 포함하도록 확장 적용되었고 물체의 운동응답은 시간적분법에 의해 계산되었다. 잠수 및 부유주상체의 대진폭 운동이 시간영역에서 직접 시뮬레이션되어 비선형 효과들이 보여지고 있으며, 대진폭 운동시 파강제력에 영향을 미치는 비선형효과가 고찰되어, 물체와 유체입자의 상대운동이 수평 및 수직방향 시간평균력들에 상당한 영향을 미침이 보여지고 있다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권1호
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• pp.98-118
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• 2014

An auto weather-vaning system for a Dynamic Positioning (DP) vessel is proposed. When a DP vessel is operating, its position keeping is hindered by ocean environmental disturbances which include the ocean current, wave and wind. Generally, most ocean vessels have a longitudinal length that is larger than the transverse width. The largest load acts on the DP vessel by ocean disturbances, when the disturbances are incoming in the transverse direction. Weather-vaning is the concept of making the heading angle of the DP vessel head toward (or sway from) the disturbance direction. This enables the DP vessel to not only perform marine operations stably and safely, but also to maintain its position with minimum control forces (surge & sway components). To implement auto weather-vaning, a nonlinear controller and a disturbance observer are used. The disturbance observer transforms a real plant to the nominal model without disturbance to enhance the control performance. And the nonlinear controller deals with the kinematic nonlinearity. The auto weather-vaning system is completed by adding a weather-vaning algorithm to disturbance based controller. Numerical simulations of a semi-submersible type vessel were performed for the validation. The results show that the proposed method enables a DP vessel to maintain its position with minimum control force.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.112-126
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• 1993

본 논문에서는 선급규칙중 파랑하중 부분의 개정과 관련하여 선체종강도의 국제선급연합 통일규칙(IACS UR)을 검증하기 위하여 단기파랑하에서 비선형 파랑하중 해석을 수행하였고, 선체구조의 직접강도해석시에 사용하여야 할 지침으로 IACS WAVE DATA에 대한 검증을 수행하였다. 컨테이너선등과 같은 대형개구를 가진 선박의 응력을 구하기 위하여 수평전단력, 수평굽힘모멘트 및 비틂모멘트 산식을 일관성 있게 구하여 새로이 제시하였다. 또한 선체 외관에 작용하는 유체동압력을 선박의 길이 및 깊이방향에 대한 분포 산식으로 제시하였고 이를 타 선급 규칙과 비교, 검토하였다. 이상의 제시된 산식들은 각 선종, 크기 별로 17척 선박의 실선계산을 통하여 결정되었다. 이 산식들은 앞으로 선체구조부재 Scantling 산식이 결정되면 실선에 대한 적용계산을 통하여 검증될 것이다.