핀틀 구동속도에 따른 핀틀 추력기의 비정상상태 특성에 대한 실험적 연구

황희성(Heuiseong Hwang),허환일(Hwanil Huh) 한국항공우주학회 2016 韓國航空宇宙學會誌 Vol.44 No.3

본 논문에서는 핀틀 추력기의 비정상상태 특성을 파악하기 위하여 구동기의 속도를 측정하였으며, 정상상태 실험을 통해 비정상상태 실험 시스템을 구성하였다. 비정상상태 실험은 총 3 가지의 구동 속도(3.01 mm/s, 5.65 mm/s, 10.83 mm/s)를 이용하여 진행하였다. 그 결과 핀틀이 후진하는 경우가 전진하는 경우보다 더 빨리 명령 압력 값에 수렴하였으며, 이는 핀틀이 후진하는 경우가 연소실의 압력이 높은 상태로 형성되어 있기 때문이다. 핀틀이 전 · 후진하는 경우에 추력 곡선에 특이점들이 나타났으며, 이는 연소실 압력과 노즐 목 면적 변화에 기인하여 나타난 질유량 변화로 인한 것이다. 구동 속도가 빠를수록 이러한 현상이 뚜렷하게 나타났다. The purpose of this study is to investigate unsteady-state characteristics of a pintle thruster with various pintle speed. Based on steady state experimental results, non-linear pintle stroke equation is obtained and applied to the unsteady state experimental system. For the unsteady state experiments, three different pintle speeds are used: 3.10 mm/s, 5.65 mm/s, 10.83 mm/s, respectively. Results show that backward pintle stroke results in faster convergence time because of high chamber pressure during backward pintle stroke sequence. During the forward and backward process, thrust curve shows singular points. These phenomenons is caused by variation of mass flow rate, which is mainly due to changes of both chamber pressures and nozzle throat area. This behavior becomes distinctive for a faster pintle speed case.

비정상 상태 탐지 문제를 위한 서포트벡터 학습

박주영(Jooyoung Park),임채환(Chae-Hwan Leem) 한국지능시스템학회 2003 한국지능시스템학회논문지 Vol.13 No.3

본 논문은 비정상 상태 탐지 문제를 위한 점증적 서포트 벡터 학습을 다룬다. 비정상상태 탐지를 위한 서포트 벡터 학습 중 가장 잘 알려진 기법 중 하나는 SVDD(support vector data description)인데, 이 기법은 정상적인 데이터의 집합을 모든 가능한 비정상 개체로부터 구분하기 위하여 커널 특징공간(kernel feature space) 위에서 정의되는 볼(ball)을 이용하는 전략을 추구한다. 본 논문의 주된 관심사는 최적해와 점증적으로 주어지는 학습 데이터의 상관관계를 이용하는 방향으로 SVDD 기법을 수정하는 것이다. 본 논문에서는, 기존의 SVDD 기법을 상세히 복습한 후에, 라그랑제 쌍대 문제(Largrange dual problem)에 관한 관찰을 바탕으로 최적 해를 찾기 위한 점증적 풀이 기법을 제시한다. 그리고, 제시된 점증적 방법론의 적용 가능성이 예제를 통하여 보여진다. This paper considers an incremental support vector learning for the abnormality detection problems. One of the most well-known support vector learning methods for abnormality detection is the so-called SVDD(support vector data description), which seeks the strategy of utilizing balls defined on the kernel feature space in order to distinguish a set of normal data from all other possible abnormal objects. The major concern of this paper is to modify the SVDD into the direction of utilizing the relation between the optimal solution and incrementally given training data. After a thorough review about the original SVDD method, this paper establishes an incremental method for finding the optimal solution based on certain observations on the Lagrange dual problems. The applicability of the presented incremental method is illustrated via a design example.

위치제어 기법을 이용한 핀틀 추력기의 비정상상태 실험

황희성(Heuiseong Hwang),허환일(Hwanil Huh) 한국추진공학회 2013 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.12

위치 제어 기법과 위치 피드백 제어 기법을 활용하여 비정상상태 특성을 파악하였다. 비정상상태 실험을 위해 정상상태 실험을 바탕으로 비선형 방정식을 도출하였으며 이를 활용하여 시스템을 구성하였다. 그 결과 위치 제어 기법은 데이터의 진동이 없지만 수렴성이 좋지 않음을 확인할 수 있었고, 위치 피드백 제어 기법은 수렴 시간이 데이터의 진동으로 인하여 다소 느리지만 수렴성은 뛰어나다. 정상상태 특성은 핀틀이 후진할 때가 전진할 때 보다 압력 및 추력의 변화량이 더 크며 이에 따라 수렴 속도가 더 빠르게 나타남을 보여준다. The purpose of this study is to investigate unsteady-state characteristics of a pintle thruster by applying the pintle stroke control method and the pintle feedback stroke control method. Based on steady state experimental results, stroke equation is obtained and applied. Pintle stroke control method results in no oscillation, but poor convergence. Convergence time of pintle stroke feedback control method is slow, but convergence is good. Backward pintle stroke results in larger pressure/thrust variation and faster convergence time.

PSP(Pressure Sensitive Paint)를 이용한 진동하는 에어포일 유동해석

이재호,정희,변영환,박수형 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.4

회전익 항공기의 dyanmic stall로 인한 진동이나 flutter 등, 유동 특성을 파악하기 위해 진동하는 에어포일 표면의 공력성능을 파악하는 것은 매우 중요하다. 그러나 비정상상태 유동장의 경우, 모델 센서가 물체의 운동으로 인해 공간이 제한되기 때문에 측정된 결과의 불확실성을 가져오게 된다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 대두되는 방법이 비파괴, 비접촉으로 압력이 측정 가능한 Pressure Sensitive Paint (이하 PSP)이다. 본 연구에서는 비정상상태에 적용 가능한 PSP Prototype System을 구축하고 실제 풍동실험에 적용하여 압력데이터를 취득하였다. 풍동 실험은 NACA 0012 에어포일을 이용하여 Dual servo 시스템으로 1Hz 이하의 저속 진동을 주었고, 모델과 광원을 동기화 시켜 원하는 순간 받음각에 조사될 수 있도록 시스템을 구축하였다. PSP를 이용하여 각 주기마다 에어포일 표면에서의 압력을 측정하여 PSP는 비정상상태에서의 표면 압력을 측정함에 있어서 유용한 기술임을 확인하였다. Unsteady PSP system has large potential to understand the characteristics of rotor blade, aerodynamics noise and vibration. Therefore, a PSP analysis of unsteady state is conducted to gain a better understanding of the surface effects caused by oscillating in a low-speed, atmospheric pressure flow environment. In this study, It is constructed an unsteady PSP technique and it is applied to an oscillating NACA0012 airfoil under the subsonic flow condition to measure pressure field variations caused by pitching motion. PSP is beneficial for the analysis of the effect of unsteady states since pressure tap and transducer systems are subject to pressure fluctuation. As a result, the pressure distributions of the oscillating airfoil were visualized effectively using the PSP technique.

개폐균열이 존재하는 일반회전체의 복소 조화웨이블릿 해석

한동주(Dong Ju Han) 대한기계학회 2018 大韓機械學會論文集A Vol.42 No.12

복소 좌표계를 이용하여 개폐균열이 존재하는 일반회전체의 복소 조화웨이블릿 해석에 대해 연구하였다. 이를 위해 단락작용으로 모형화한 개폐균열이 존재하는 일반회전체의 운동방정식을 수립하였고 이를 통해 도출된 과도응답의 특성을 분석하기 위해 복소 조화웨이블릿 기법을 적용하였다. 이로부터 정상상태와 비정상상태를 포함한 전반적인 응답특성에 대해서 균열에 따른 모드특성을 고찰하였다. 이 결과를 통해 기존의 정상상태에서만 국한되었던 일반회전체의 축 균열로 인한 결함탐지기법을 과도응답 등의 비정상상태까지도 확장하였다. This study investigated complex harmonic wavelet analysis, using a complex coordinate system, for a general rotor system with a breathing crack. For this purpose the equation of motion was derived for a general rotor system with a breathing crack modeled by switching stiffness action, for which the transient response was analyzed by the complex harmonic wavelet method. Thereby, the modal characteristics according to the crack presence can be investigated on a response generally including steady and transient states. From this result, the technique to detect the presence of a breathing crack in the shaft, formerly limited to the steady state, can be expanded to the case of a transient state.

파력발전용 임펄스 터빈 성능 예측을 위한 실용적인 방법

박선호,전우영,김길원,현범수 한국해양환경·에너지학회 2020 한국해양환경·에너지학회지 Vol.23 No.1

A performance prediction with irregular waves of an impulse turbine in oscillating water column (OWC) requires a lot of time in experimental and computational methods. This study proposed a practical method to predict an impulse turbine performance with an unsteady inflow conditions. The proposed method predicts the performance with unsteady inflows using performance data with steady inflows, which obtained by computation fluid dynamics (CFD) analysis for various rpms and inflow conditions. The performance with unsteady inflows was obtained by solving the Newton’s 2nd law of motion equation using the performance data with steady inflows. The numerical stability method was considered and stopping mode also added to the method. The predicted revolution speed was compared with the experimental data. The effect of an inflow amplitude, a torque loss and a moment of inertia was studied. 진동수주형 파력발전장치에 유입되는 불규칙 해양파를 고려한 임펄스 터빈의 성능 추정을 위한 실험적, 수치적 방법 모두 많은 시간을 필요로 한다. 본 논문에서는 뷸규칙 해양파를 고려한 임펄스 터빈 성능 추정을 위한 실용적인 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 정상상태 유입류에 대한 터빈의 성능 데이터를 이용하여 불규칙파를 고려한 비정상상태 유입류에 대한 터빈의 성능을 예측하는 방법을 이용하였다. 정상상태 유입류에 대한 터빈의 성능은 전산유체역학을 이용하여 다양한 유량 및 회전속도에서의 결과를 포함한다. 비정상상태 유입류에 대한 터빈의 성능은 정상상태 유입류에서의 성능 결과를 이용하여 뉴턴의 운동방정식을 통해 얻을 수 있다. 예측한 비정상상태 유입류에 대한 터빈 성능은 실험 결과와 유사한 결과를 나타내었다. 수치안정성을 위한 방법이 적용되었고 정지모드를 포함하였다. 다양한 유입속도의 크기, 토크 손실, 관성모멘트의 영향에 따른 성능을 예측하였다.

1-D 시뮬레이션을 활용한 핀틀추력기의 성능해석 -Ⅱ

노성현(Seonghyeon Noh),김지홍(Jihong Kim),허환일(Hwanil Huh) 한국항공우주학회 2015 韓國航空宇宙學會誌 Vol.43 No.4

본 연구는 공압시험용 핀틀추력기의 비정상상태 특성을 예측하기 위한 1-D 시뮬레이션 적용법을 기술한다. 추력을 제어하기 위해 질량유량, 챔버압력, 노즐출구 압력은 핵심 매개변수이다. 챔버압력은 핀틀 스트로크 변화에 따라 단조롭게 증감하였지만, 추력은 챔버압력의 변화와 다른 양상을 보였다. 핀틀이 전진할 때 핀틀 속도와 챔버 자유체적이 특정값을 초과하면 추력 값은 초기에 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 1-D 시뮬레이션은 비정상 상태 특성을 예측하는데 한계가 있지만 실험이나 수치해석 이전에 듀얼벨노즐과 같은 다양한 고도보정노즐 추력기의 초기 성능 평가에 여전히 유용하다. This paper describes how to apply one-dimensional simulation to predict unsteady state characteristics of the cold-gas pintle thruster. Mass flow rate, chamber pressure, and nozzle exit pressure are key parameters for thrust control. Chamber pressure rose and fell monotonously with the pintle stroke variation, while thrust variation was different from chamber pressure variation. During the forward pintle stroke operation, the thrust value tended to decrease initially and returned to increase when pintle speed and chamber free volume exceed some specified value. Even though one-dimensional simulation has the limitations to predict unsteady state characteristics, it is still useful for initial performance assessment of various thrusters which adopt an altitude compensation nozzle such as a dual-bell nozzle, prior to experiment or numerical analysis.

비정상 과도상태에서의 해군 전투체계 UPS 개선

김성후,최한고 한국융합신호처리학회 2018 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.19 No.3

This paper addresses an improved naval combat UPS(Uninterruptable Power Supply) system under abnormal transients. Previously, thermistor and varistor elements were used to cope with transient overvoltage and overcurrent, however the UPS was frequently unavailable because it was vulnerable to abnormal transient voltage generated during system operation. In order to overcome this problem and protect UPS system, this paper proposes an input power cut-off circuit that detects the initial input power and abnormal transient voltage generated during operation, improvement of power control sequence, and a method to prevent malfunction of an inverter and CPU. The UPS system implementing the proposed method was simulated by input power variable test using programmable AC/DC generator, and finally validated its reliability and stability through field tests by mounting on multifunctional console of naval combat system. 본 논문에서는 비정상적인 과도상태에서의 개선된 해상 전투체계 UPS(Uninterruptable Power Supply) 시스템을 다룬다. 기존에는 일시적인 과전압 및 과전류에 대응하기 위하여 서미스터와 바리스터 소자를 사용하고 있지만 시스템 운용 중에 발생하는 비정상 과도전압에는 취약하므로 UPS가 비가용 상태로 되는 경우가 빈번히 발생하였다. 이를 극복하고 UPS 시스템을 보호하기 위하여 본 논문에서는 초기 입력전원 및 운용 중에 발생되는 비정상 과도전압을 감지한 입력 전원 차단회로, 전원제어 시퀀스 개선, 그리고 인버터 및 CPU 오동작 방지 방법 등을 제안한다. 제안된 방법으로 구현된 UPS 시스템은 Programmable AC/DC 발생기를 이용하여 입력전원 가변 시험을 통하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 최종적으로 해상 전투체계의 다기능콘솔에 장착하여 현장시험을 통하여 신뢰성과 안정성을 검증하였다.

비정상 상태 탐지 문제를 위한 서포트벡터 학습

박주영,임채환,Park, Joo-Young,Leem, Chae-Hwan 한국지능시스템학회 2003 한국지능시스템학회논문지 Vol.15 No.2

본 논문은 비정상 상태 탐지 문제를 위한 점증적 서포트 벡터 학습을 다룬다. 비정상상태 탐지를 위한 서포트 벡터 학습 중 가장 잘 알려진 기법 중 하나는 SVDD(support vector data description)인데, 이 기법은 정상적인 데이터의 집합을 모든 가능한 비정상 개체로부터 구분하기 위하여 커널 특징공간(kernel feature space) 위에서 정의되는 볼(ball)을 이용하는 전략을 추구한다. 본 논문의 주된 관심사는 최적해와 점증적으로 주어지는 학습 데이터의 상관관계를 이용하는 방향으로 SVDD 기법을 수정하는 것이다. 본 논문에서는, 기존의 SVDD 기법을 상세히 복습한 후에, 라그랑제 쌍대 문제(Largrange dual problem)에 관한 관찰을 바탕으로 최적 해를 찾기 위한 점증적 풀이 기법을 제시한다. 그리고, 제시된 점증적 방법론의 적용 가능성이 예제를 통하여 보여진다. This paper considers an incremental support vector learning for the abnormality detection problems. One of the most well-known support vector learning methods for abnormality detection is the so-called SVDD(support vector data description), which seeks the strategy of utilizing balls defined on the kernel feature space in order to distinguish a set of normal data from all other possible abnormal objects. The major concern of this paper is to modify the SVDD into the direction of utilizing the relation between the optimal solution and incrementally given training data. After a thorough review about the original SVDD method, this paper establishes an incremental method for finding the optimal solution based on certain observations on the Lagrange dual problems. The applicability of the presented incremental method is illustrated via a design example.

비정상상태 데이터 연계 파이프라인 네트워크 모델 신뢰성 향상 방안 연구

신창훈(Chang Hoon Shin) 대한기계학회 2006 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2006 No.6

Pipeline network analysis(PNA) is a kind of the numerical method to determine the fluid properties such as pressure, flow rate and so forth of the flow through a pipeline network. In terms of the efficiency and economy, the setup of PNA is very important and necessary for calculations of loss, capacity and so forth in the real field pipeline networks. But it is very difficult for us to make resonable PNA model because real pipeline networks are generally very complex and huge. Especially, one of the major problems is that the steady state data could not be obtain in the real field pipeline networks because the networks are always on use. So, in this study, we tried to set up the procedure which can make the reasonable PNA model using unsteady state data in real fields.