• 제목/요약/키워드: normal mode

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정규모드 동역학을 활용한 비선형 진동

  • 박철희
    • 소음진동
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    • 제7권1호
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    • pp.6-12
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    • 1997
  • 물리계에서 일어나는 동적 현상들은 선형해석 만으로 설명하기에는 불충분한 점이 많이 있다. 이는 기계구조물과 같은 실제 계의 진동이 기하학적 비선형성, 강성 의 비선형성 또는 경계조건의 비선형성 등의 영향으로 비선형적인 거동을 하기 때문 이다. 비선형 진동을 하는 기계 계는 우리 주변에서 쉽게 찾아 볼 수 있는데, 그 예로써 진자운동을 포함하여 동흡진기, 회전체계, 공작기계의 절삭운동, 건마찰 (dry friction) 관련 기계장치, 치차 및 기차의 바퀴와 레일 간의 접촉에서 볼수 있는 구분적 선형(piecewise linear) 진동계, 충격 진동계 등을 들 수 있다. 비선형 진동 연구는 limit cycle, 준주기운동(quasiperiodic motion), 점프현상(jump phenomena) 등의 인식에서 시작되어, 과거에는 설명이 안되어 회피되 왔던 랜덤(random) 형태의 비주기운동에 대한 연구로 까지 발전하고 있다. 비선형 진동을 다루는데 있어서 정규모드(normal mode)를 이용하는 방법이 있다. 일반적으로 선형계는 선형 정규모드 (linear normal mode)가 존재하는 것과 같이 비선형계에도 이와 유사한 정규모드가 존재한다는 사실이 연구 보고된 바 있다. 비선형계에 존재하는 정규모드는 계의 매개 변수(system parameters)에 따라 그 안정성이 바뀔 수 있으며, 만일 안정한 정규모드 가 어떤 매개변수에서 그 안정성이 바뀐다면 선형이론으로는 설명될 수 없는 새로운 운동이 일어나고 이러한 운동을 분기모드(bifurcation mode)라고 한다. 안정한 정규 모드 및 분기모드를 포함하여 비선형계를 다류는 것을 "정규모드 동역학(normal mode dynamics)"이라고 한다. 정규모드 동역학은 앞에서 언급된 비선형 현상들의 원인규명, 예측, 안정성해석 및 강제진동 해석을 가능하게 한다. 또한 최근에 활발히 연구되고 있는 혼돈운동(chaotic motion)의 해석도 가능하다. 이 글에서는 비선형 진동해석을 위한 정규모드 동역학에 대한 연구동향 및 기본 이론을 살펴 보았고, 그 적용 예를 통하여 실험결과와 비교 고찰 함으로써 정규모드 동역학의 적용성을 서술하여 보았다. 선형이론으로 이해하기 어려운 현상들에 대하여는 비선형의 관점에서 새롭게 접근하 려는 노력이 필요하며 비선형 이론에 대한 연구가 지속적으로 진행되어야 한다. 진행되어야 한다.

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Air puff에 의한 각막 변형의 주파수 영역 분석 (A Frequency Domain Analysis of Corneal Deformation by Air Puff)

  • 황호식;이병하;이창수
    • 전기전자학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.240-247
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    • 2014
  • 안압의 측정은 각막에 air puff 후 각막의 변형 즉, 각막의 두께나 변위 등 생역학적 성질을 관찰함으로써 이루어진다. 본 논문에서는 녹내장이나 라식의 진단을 위하여 사용되는 안압계의 air puff에 의한 각막의 변형을 주파수 영역에서 분석하였다. Air puff 후 각막의 중심부 주변의 변위에 대한 진동 주파수를 측정함으로써 환자와 정상인을 구별한다. 동영상으로부터 이진 영상을 구하고, 상하 변위 데이터와 곡선 정합의 차를 구하여 시간에 따른 각막 상하 진동 프로파일 데이터를 추출하였다. Fourier 변환으로 비정상인의 진동 주파수는 479.2Hz를 얻었고 정상인의 경우 단단함으로 인하여 702.8Hz의 고주파 성분을 볼 수 있었다. 또한 Hilbert-Huang 변환의 EMD 방법을 이용, 고유 모드 함수로 분해하여 국소적, 비선형, 비정상성을 가지는 데이터를 얻고 주파수와 전력을 분석하였다. 마지막으로 특정 고유 모드 함수에 대한 환자와 정상인의 전력비가 6배 이상 차이가 나는 것을 확인하였다.

다중모드 주성분분석에 기반한 천연가스 액화플랜트의 성분 분리공정 감시 시스템 개발 (Development of Monitoring System for the LNG plant fractionation process based on Multi-mode Principal Component Analysis)

  • 편하형;이철진;이원보
    • 한국가스학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.19-27
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    • 2019
  • 세계 환경규제가 강화되면서 액화천연가스의 사용량이 지속해서 증가하고 있다. 안정적이고 효율적인 액화천연가스 생산을 위해서는 운전 조건을 세분화하여 감시하는 시스템 구축이 필수적이다. 본 연구에서는 천연가스 액화플랜트 성분 분리공정을 해석하여 구축한 동적 모델 데이터를 대상으로 다중 모드 감시시스템 개발 방법을 제안하였다. 먼저 전체 정상 데이터를 주성분분석과 k-평균 군집화 방법론을 사용하여 다중 정상 운전 모델로 구분하였다. 그 다음, 새로운 데이터 값을 k-최근접 알고리즘으로 구축된 다중 정상 모드와 매칭하였다. 마지막으로, 다중 모드 주성분분석 감시 기법을 통해 공정 데이터의 이상 여부를 판별하였다. 제시된 방법론은 45가지 이상경우에 적용하였고, 기본 주성분분석 방법론과 단변수 감시 방법론과의 비교를 통해 속도와 정확도 지표에서 평균 약 5~10%이상 우수함을 입증하였다.

Interfacial Crack Propagation Under Various Mode-Mixes

  • Park, Byung-Sun;Chai, Young-Suck
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제16권1호
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    • pp.39-45
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    • 2002
  • Initiation and propagation of interfacial crack along bimaterial interface are considered in this study. A biaxial loading device for a single specimen is used for obtaining a wide range of mode-mixities. The specimen is an edge-cracked bimaterial strip of glass and epoxy; the biaxial loading device, being capable of controlling displacements in two perpendicular directions, is developed. A series of interfacial crack initiation and Propagation experiments are conducted using the biaxial loading device for various mixed modes. Normal crack opening displacement (NCOD) is measured near crack front by a crack opening interferometry and used for extracting fracture parameters. From mixed mode interfacial crack initiation experiments, large increase in toughness with shear components is observed. The behavior of interfacial crack propagation analyzed as a function of mode-mix shows that initial crack propagation is delayed with increase of mode-mixity, and its velocity is increased with positive mode-mixity but decreased with negative case. However, it is found that crack propagation is less accelerated with positive mode-mixity than the negative mode-mixity, which may be caused by contact and/or effects of friction between far field and near-tip Held along the interfacial crack.

혼합형 하중항에 있는 판재로 보강된 균열판의 응력세기계수 (Stress intensity factor in cracked plate reinforced with a plate under mixed mode loading)

  • 이강용;김옥환
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제22권3호
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    • pp.569-578
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    • 1998
  • The mode I and II stress intensity factors have been calculated theoretically for the cracked plate reinforced with a plate by symmetric spot welding under remote mixed mode loading. This is the extension of authors' previous work for the reinforced cracked plate under remote normal stress. Regardless of loading types, the reinforcement effect gets better as one joining spot is closer to the crack tip and the others are closer to the crack surface, and optimum number of the joining spots can be existed. For the present model, the remote loading parallel to crack surface produces the mode I stress intensity factor.

랜덤 제조 오차를 고려한 모드 편재계수를 최소화하는 반복 배열 마이크로 공진기의 최적설계 (Design of MEMS Resonator Array for Minimization of Mode Localization Factor Subject to Random Fabrication Error)

  • 김욱태;이종원
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.840-845
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    • 2005
  • This paper presents a robust optimal design method for a periodic structure type of MEMS resonator that is vulnerable to mode localization. The robust configuration of such a MEMS resonator to fabrication error is implemented by changing the regularity of periodic structure. For the mathematical convenience, the MEMS resonator is first modeled as a multi pendulum system. The index representing the measure of mode variation is then introduced using the perturbation method and the concept of modal assurance criterion. Finally, the optimal intentional mistuning, minimizing the expectation of the irregularity measure for each substructure, is determined for the normal distributed fabrication error and its robustness in the design of MEMS resonator to the fabrication error is demonstrated with numerical examples.

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랜덤 제조 오차를 고려한 모드 편재계수를 최소화하는 반복 배열 마이크로 공진기의 최적설계 (Design of MEMS Resonator Array for Minimization of Mode Localization Factor Subject to Random Fabrication Error)

  • 김욱태;이종원
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제15권8호
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    • pp.931-938
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    • 2005
  • This paper presents a robust optimal design method for a periodic structure type of MEMS resonator that is vulnerable to mode localization. The robust configuration of such a MEMS resonator to fabrication error is implemented by changing the regularity of periodic structure For the mathematical convenience, the MEMS resonator is first modeled as a multi-pendulum system. The index representing the measure of mode variation is then introduced using the perturbation method and the concept of modal assurance criterion. Finally, the optimal intentional mistuning, minimizing the expectation of the irregularity measure for each substructure, is determined for the normal distributed fabrication error and its robustness in the design of MEMS resonator to the fabrication error is demonstrated with numerical examples.

MIG 용접 시 외부 전자기력이 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on the Effect of External Electromagnetic force in MIG Welding)

  • 김재성;김용;류덕희;이보영
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2004년도 추계학술발표대회 개요집
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    • pp.171-173
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    • 2004
  • Electromagnetic force is one of the most important factor that effect on metal transfer mode, short-circuit rate, spatter generation rate and mechanical properties of weld metal etc. Also, shielding gas and welding current have influence on metal transfer mode in GMAW. In this paper, different ways for external electromagnetic forces are applied by attaching cylindrically rounded conducting wire solenoid on touch tip holding. With the applied electromagnetic field, the arc transfer mode changes from normal mode to rotating mode and spatter generation decreased in electromagnetic fields(N-pole). In MIG welding, the influences of electromagnetic force on the spatter generation showed different tendency as in the $CO_2$ welding. It is possible reasons were discussed.

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모우드 기여도 분석을 이용한 차량의 진동특성 개선 (The Improvements of Vehicle Vibration Characteristics Using Modal Contribution)

  • 안지훈;지상현;고병식
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1998년도 춘계학술대회논문집; 용평리조트 타워콘도, 21-22 May 1998
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    • pp.51-56
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    • 1998
  • This paper presents modal contribution method to reduce vehicle vibration. Normal mode analysis is performed to obtain modal vector matrix. The proposed method uses this modal vector matrix to evaluate forced response of an active mode to the applied engine forces and the rotating force due to wheel unbalance mass. Comparing the responses, of the specific active mode with one another, it can be easily done to determine most contributed mode in the interesting frequency band. Then we can find dominant bushes by the strain energy distribution of the mode. Vibration response is decrease with modification of those bushes.

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모드 전환형 펄스충전기론 이용한 폐납축전지 재활용에 관한 연구 (An Study for reuse of the waste lead battery using Pulse Charger with mode conversion type)

  • 신춘식;안영주;김상동;신영미;김종달;김동완
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 학술대회 논문집 전문대학교육위원
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    • pp.101-107
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    • 2007
  • In this paper, the pulse charger with mode consersion type is proposed that can reuse the waste lead battery. The pulse charger uses the switch mode of the forward convert method. The pulse charger maintain the constant voltage in state removing the lead battery and when it connected the pulse charger, it is converted the charge mode of the constant current immediately. It continues the rapid charge until the full state of the lead battery. After that the pulse charger is converted to the charge mode of constant voltage automatically, and then it continues the normal charge. The experiment results show that the effectiveness of pulse charger such as the good performance and the prolonged durability in lead battery according to capacity states.

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