• 제목/요약/키워드: Oscillating system

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파력발전기의 가동부유체와 본체 사이의 연결방식에 따른 운동특성 연구 (A study of motion characteristics along the connection methods between the floating body and the wave energy convertor)

  • 김성수;이종현;강동훈
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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    • pp.17-18
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    • 2014
  • 파력발전기의 유형은 진동수주형, 월파형, 가동물체형으로 나누어진다. 그 중 가동물체형은 파도에너지를 기계적 운동에너지로 전환하여 발전하기 때문에 가동물체의 운동량이 증가해야 발전량이 증가 할 수 있다. 본 논문에서는 가동물체형 파력발전기를 발전시스템이 있는 구조물 본체와 가동부유체로 구성하고 바 형태의 다리로 연결하였다. 다양한 정면파 조건에서 가동부유체와 구조물 본체 간 연결 방식 변화에 따른 운동 특성을 연구하고, 발전축의 모멘트와 각속도를 계산하였다. 이 연구는 가동물체형 파력발전기의 설계시 기초 자료로 사용 될 수 있다.

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A Numerical study of the fluctuation behavior of the oxygen concentration and the temperature in the silicon melt of Czochralski crystal growth system

  • Yi, Kyung-Woo;Kim, Min-Cheol
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1997년도 Proceedings of the 12th KACG Technical Meeting and the 4th Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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    • pp.197-201
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    • 1997
  • The momentum, heat and mass trasfer phenomena in the silicon melt of the Czochralki crystal growth system are calculated using a three dimensional numerical simulation thechnique. Even though axisymmetrical boundary conditions are imposed to all calculations in a 3cm diameter crucible, several types of non-axisymmetric profiles of velocities, temperature and oxygen concentration appeared in the melt. Because of the non-axisymmetric profiles of velocities, temperature and oxygen concentration appeared in the melt. Because of the non-axisymmetric profiles and rotations of fluid induced by the crucible rotation, temperatures and oxygen concentrations in the silicon melt fluctuate. The rotating velocity of the profile is calculated from the phase shift of the data of temperature or oxygen at two different points which have same radius from center but 90 degree angular difference. From this calculation, it is found that the rotating veolocity of the oxygen and temperature is different from the crucible rotation rates. Therefore the frequencies of the oscillating temperature and oxygen concentrations are not same to the frequencies of the crucible rotations. Futhermore, the components of the frequencies of the temperature and oxygen concentration at the same point are not same. The fluctuation behaviors of the temperature or oxygen themselves are also different when the points are different. The calculation show that the temperature and the oxygen concentration near the interface also fluctuate. The results suggest that the striation pattern found in the grown silicon single crystals may ben generated by the oxygen concentration and the temperature oscillations of the melt occurred near the interface.

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비정렬격자계와 체적포착법을 사용한 표면장력이 지배적인 다상유동 수치해석 (Numerical Simulation of Surface Tension-Dominant Multiphase Flows by Using Volume-Capturing Method and Unstructured Grid System)

  • 명현국
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권7호
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    • pp.723-733
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    • 2011
  • 본 연구에서는 비정렬격자계와 체적포착법을 사용하여 표면장력이 지배적인 다상유동의 수치해석 방법을 제시하였다. 먼저 표면장력에 대한 CSF(Continuum Surface Force) 모델을 비정렬격자계에 적용할 수 있도록 수치해석 방법을 확립시켜 Myong(2009)이 개발한 비정렬격자계와 체적포착법을 사용한 수치 해석코드에 삽입하였다. 테스트 문제로 오직 표면장력만이 존재하는 평형상태의 정적(static) 액적 및 비평형상태의 동적(dynamic) 액적 문제에 적용하여, 이 해석방법의 유용성과 정확도를 평가하였다. 연구결과, 매끄러운 곡률 계산을 위해 필요한 필터로 본 연구에서 제안한 Laplacian 필터와 함께 CSF 모델로는 밀도보정(density-scaled)한 CSF 모델이 예측성능이 우수한 것으로 나타났다. 또한 표면장력 계산을 위한 이 모델을 채용한 본 수치해석방법은 표면장력이 지배적인 다상유동인 평형상태의 정적 액적 및 비평형상태의 동적 액적 문제 모두에 대해 정확성과 유용성이 입증되었다.

상하 운동 반구형 파력 발전기의 최적 형상 조건 수치해석 (Numerical Study on Shape Optimization of a Heaving Hemisphere Wave Energy Converter)

  • 김성재;구원철;허경욱;허상환
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.254-262
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    • 2015
  • 가동 물체형 점흡수식 반구형 파력발전장치의 수면하 형상에 대한 매개변수 연구를 수행하였다. 매개변수로는 반구의 반지름과 흘수를 사용하였고, 각 조건에 따른 반구의 상하운동응답을 분석하여 최적의 반지름과 흘수사이의 관계를 추정하였다. 또한 최대 파력 에너지를 추출하기 위해 PTO 시스템으로 인한 추가 감쇠 계수를 부유체의 방사 감쇠 계수와 동일하게 지정하였다. 부유체의 운동응답 스펙트럼과 추출 파워 스펙트럼을 입사파 스펙트럼 첨두 주파수의 변화에 따라 구하였다. 이를 통해, 가용 파 에너지 추출량의 첨두 주파수가 입사파 스펙트럼의 첨두 주파수보다 약 20% 클 때, 최대 파워 실효치를 갖는 것을 알 수 있었다.

상하동요하는 2차원 원주의 고유진동수: 주파수 영역 해석 (Natural Frequency of 2-Dimensional Heaving Circular Cylinder: Frequency-Domain Analysis)

  • 이동엽;이승준
    • 대한조선학회논문집
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    • 제50권2호
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    • pp.111-119
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    • 2013
  • The concept of the natural frequency is useful for understanding the characters of oscillating systems. However, when a circular cylinder floating horizontally on the water surface is heaving, due to the hydrodynamic forces, the system is not governed by the equation like that of the harmonic one. In this paper, in order to shed some lights on the more correct use of the concept of the natural frequency, a problem of the heaving circular cylinder is analyzed in the frequency domain. Previously, it was thought that the theory of Ursell (1949) could not be used to get the added mass and wave-making damping for short waves, however, they were obtained by applying an accurate collocation method to the theory in this study. Using the so developed numerical method, we found the added mass and wave-making damping of the circular cylinder for the entire range of the frequency. Then, the MCFR(Modulus of Complex Frequency Response) was used to locate the frequency corresponding to the local maximum of MCFR and we define it as the natural frequency. Comparing our results with the previous investigation, we found that the pressure distribution on the cylinder gets close asymptotically to that of a cylinder in infinite fluid OR close to that of the cylinder, that the approximation of the natural frequency by Lee (2008) is different from our new value only by 0.64%, and that the approximation of the heaving system by an equivalent damped harmonic oscillation is not proper by the reason that is clearly shown from the comparison of the shape of the corresponding MCFRs.

On the second order effect of the springing response of large blunt ship

  • Kim, Yooil;Park, Sung-Gun
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제7권5호
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    • pp.873-887
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    • 2015
  • The springing response of a large blunt ship was considered to be influenced by a second order interaction between the incoming irregular wave and the blunt geometry of the forebody of the ship. Little efforts have been made to simulate this complicated fluid-structure interaction phenomenon under irregular waves considering the second order effect; hence, the above mentioned premise still remains unproven. In this paper, efforts were made to quantify the second order effect between the wave and vibrating flexible ship structure by analyzing the experimental data obtained through the model basin test of the scaled-segmented model of a large blunt ship. To achieve this goal, the measured vertical bending moment and the wave elevation time history were analyzed using a higher order spectral analysis technique, where the quadratic interaction between the excitation and response was captured by the cross bispectrum of two randomly oscillating variables. The nonlinear response of the vibrating hull was expressed in terms of a quadratic Volterra series assuming that the wave excitation is Gaussian. The Volterra series was then orthogonalized using Barrett's procedure to remove the interference between the kernels of different orders. Both the linear and quadratic transfer functions of the given system were then derived based on a Fourier transform of the orthogonalized Volterra series. Finally, the response was decomposed into a linear and quadratic part to determine the contribution of the second order effect using the obtained linear and quadratic transfer functions of the system, combined with the given wave spectrum used in the experiment. The contribution of the second order effect on the springing response of the analyzed ship was almost comparable to the linear one in terms of its peak power near the resonance frequency.

CPSO를 이용한 GPS위성 데이터 추출회로 개발 (Development of GPS data recovery circuit using CPSO)

  • 변건식;정명덕;박지언;최희주;김성곤
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제2권3호
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    • pp.317-323
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    • 1998
  • 동기는 유선 통신뿐만 아니라 무선 통신에서도 중요한 요소이다. 특히 GPS에서 사용하는 대역확산 통신방식에 있어서는 더욱 중요하다. 50(Synchronous Oscillator)는 동기, 동조, 필터, 증폭, 분주를 하나의 과정으로 처리할 수 있는 회로망이며 입력 신호가 없을 때에는 $w_0$ 에서 자주 발진하는 발진기이지만 SO는 추적 대역폭 내에서 위상이 $180^{\circ}$ 바뀐다. 따라서 이를 해결하기 위하여 CPSO를 사용하였으며 CPSO(Coherent Phase Synchronous Oscillator)는 SO에2개의 외부 루프를 첨가함으로서 구성되며 CPSO는 높은 잡음 제거능력과 빠른 획득시간의 SO 특성을 유지하는 동안 더 넓은 추적범위와 zero offset의 위상 응답을 가지게 되며 입출력 신호의 위상이 일치하게 된다. 본 논문에서는 이러한 성질을 이용하여 CPSO를 GPS(Global Positioning System)의 데이터 추출회로에 적용하였으며 우수한 데이터 추출능력을 확인하였다.

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부분 내재적 체비셰브 스펙트럴 기법을 이용한 주기적인 비정상 유동 해석 (Partially Implicit Chebyshev Pseudo-spectral Method for a Periodic Unsteady Flow Analysis)

  • 임동균
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.17-23
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    • 2020
  • 본 연구는 Chebyshev collocation operator를 지배 방정식의 시간 미분항에 적용하여 비정상 유동해석을 해석할 수 있는 기법을 개발한 논문이다. 시간적분으로 유속항은 내재적으로 처리하였으며 시간 미분항은 Chebyshev collocation operator을 적용하여 원천항 형태로 외재적으로 처리하여 부분 내재적 시간적분법을 적용하였다. 본 연구의 방법을 검증하기 위해 1차원 비정상 burgers 방정식과 2차원 진동하는 airfoil에 적용하였으며 기존의 비정상 유동 주파수 해석기법과 시험 결과를 비교하여 나타내었다. Chebyshev collocation operator는 주기적인 문제와 비주기적인 문제에 대해서 시간 미분항을 처리할 수 있으므로 추후 비주기적인 문제에 적용할 예정이다.

자유 피스톤 스털링엔진/발전기의 설계 인자 연구 (A Study on the Design of the Free-Piston Stirling Engine/Alternator)

  • 박성제;홍용주;고준석;김효봉;염한길;인세환;강인수;이청수
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.648-655
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    • 2014
  • This paper describes the continuing effort to develope a single acting free-piston Stirling engine/alternator combination for use of the household cogeneration. Free piston Stirling engines(FPSE) use variations of working gas pressure to drive mechanically unconstrained reciprocating elements. Stirling cycle free-piston engines are driven by the Stirling thermodynamic cycle which is characterized by an externally heated device containing working gas that is continuously re-used in a regenerative, reversible cycle. The ideal cycle is described by two isothermal process connected by two constant volume processes. Heat removed during the constant volume cooling process is internally transferred to the constant volume heating process by mutual use of a thermal storage medium called the regenerator. Since the ideal cycle is reversible, the ideal efficiency is that of Carnot. Free-piston Stirling engine is have no crank and rotating parts to generate lateral forces and require lubrication. The FPSE is typically comprised of two oscillating pistons contained in a common cylinder. The temperature difference across the displacer maintains the oscillations, and the FPSE operate at natural frequency of the mass-spring system. The power is generated from a linear alternator. The purpose of this paper is to describe the design process of the single acting free-piston Stirling engine/alternator. Electrical output of the single acting free-piston Stirling engine/alternator is about 0.95 kW.

멀티턴 루우프형 센서를 이용한 3차원 ELF 자장측정계 (The three dimensional measuring system for ELF magnetic fields with the multiturn loop-type sensors)

  • 이복희;이정기;길경석;안창환;박동화
    • 센서학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.29-36
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    • 1996
  • 본 논문에서는 전기기기 및 전력설비의 운전 조작중에 발생하는 극저주파 영역(ELF)의 자장을 측정 및 분석 할 수 있는 장치로써 멀티턴 루우프형 센서를 이용한 3차원 자장측정계에 대해 기술한다. 저주파특성의 개선과 왜곡없는 공간자장성분의 측정 등 우수한 성능을 얻기 위해서, 자장측정계를 멀티턴 루우프형 센서와 증폭기, 능동성 적분기로 구성하여 3차원적으로 설계 제작하였다. 교정실험을 통하여 측정계의 고유응답특성을 산출한 결과, 주파수대역은 x, y, z 축 각각 8[Hz]에서 53[kHz] 정도이고, 응답감도는 9.54, 9.21, $10.89[mV/{\mu}T]$이다. 진동성 임펄스전류발생기를 이용한 적용실험으로써 측정계의 신뢰성을 확인하였고, 소형 전등기의 기동시에 발생하는 자장과 측정거리에 따른 정상운전중의 자장특성을 측정 분석한 결과 자장의 세기는 각각 최대 15.8, $8.61[{\mu}T]$이며, 거리가 증가할수록 급격한 감소를 보였다.

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