$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

부유식 구조체 운동 해석을 위한 시스템 식별 방법을 이용한 상태공간방정식 모델
State-Space Equation Model for Motion Analysis of Floating Structures Using System-Identification Methods 원문보기

한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, v.37 no.2, 2024년, pp.85 - 93  

성준식 (국립목포대학교 토목공학과) ,  박원석 (국립목포대학교 토목공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

이 논문에서는 파랑 하중을 받는 부유식 구조체의 운동 해석에 있어서 시스템 식별 방법을 이용한 상태공간방정식 모델을 수립하고 해석하는 방법을 제안하였다. 상태공간방정식 모델의 수립 방법으로는 주파수영역에서 하중-변위 입출력 관계에 대한 목표 전달함수를 구하고 이에 가장 근접하는 상태공간방정식을 구하는 절차를 제시하였다. 전통적으로 부유식 구조체 운동의 시간영역 해석은 지연함수의 합성곱적분을 포함하는 Cummins 방정식을 시간적분하여 이루어진다. 상태공간방정식 모델은 이러한 시간영역해석을 효과적으로 수행하기 위한 방법의 하나로서 연구되어 왔다. 제안하는 방법에서는 시스템 식별방법인 N4SID 와 전달함수의 분모 및 분자 다항식의 계수를 설계변수로 하는 최적화방법을 사용하여 목표 전달함수에 상응하는 상태공간방정식을 구한다. 제안하는 방법의 적용성을 보이는 예제로서 단자유도 수치모델 및 6자유도 바지의 운동을 해석하였다. 제시하는 상태공간방정식 모델은 주파수영역 및 시간영역에서 모두 기존의 해석결과와 잘 일치하고 시간영역해석에서는 계산의 정확도를 확보하면서 계산 시간을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we propose a method for establishing a state-space equation model for the motion analysis of floating structures subjected to wave loads, by applying system-identification techniques. Traditionally, the motion of floating structures has been analyzed in the time domain by integrating ...

주제어

#부유식 구조체   #운동 해석   #상태공간방정식   #시스템 식별 방법  

참고문헌 (25)

  1. ANSYS, Inc. (2023) Ansys, Release 18.1. 

  2. Chen, C.T. (1984) Linear System Theory and Design, Saunders？College Publishing. 

  3. Cho, J.-R., Jeon, S.-H., Jeong, W.-B. (2016) Numerical Analysis？of Dynamic Response of Floating Offshore Wind Turbine to？the Underwater Explosion using the PML Non-Reflecting？Technique, J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea, 29(6),？pp.521-527. 

  4. Cummins, W.E. (1962) The Impulse Response Function and Ship？Motions, Schiffstechnik, 9 (1661), pp.101-109. 

  5. Duarte, T., Sarmento, A., Alves, M., Jonkman, J. (2013) State-Space Realization of the Wave-Radiation Force within FAST(No.NREL/CP-5000-58099), National Renewable Energy？Lab.(NREL), Golden, CO (United States). 

  6. Fossen, T.I. (2002) Marine Control Systems-Guidance, Navigation,？and Control of Ships, Rigs and Underwater Vehicles, Marine？Cybernetics, Trondheim, Norway, Org. Number NO 985 195？005 MVA, www.marinecybernetics.com, ISBN: 82 92356 00 2. 

  7. Goupee, A.J., Koo, B.J., Kimball, R.W., Lambrakos, K.F.,？Dagher, H.J. (2014) Experimental Comparison of Three？Floating Wind Turbine Concepts, J. Offshore Mech. & Arct.？Eng., 136(2), p.020906. 

  8. Jordan, M.A., Beltran-Aguedo, R. (2004) Optimal Identification？of Potential-Radiation Hydrodynamics for Moored Floating？Structures - a New General approach in State Space, Ocean？Eng., 31(14-15), pp.1859-1914. 

  9. Kashiwagi, M. (2004) Transient Responses of a VLFS during？Landing and Take-off of an Airplane, J. Marine Sci. &？Technol., 9, pp.14-23. 

  10. Kim, H.S., Park, B., Lee, K. (2022) Parametric Study on Effect of？Floating Breakwater for Offshore Photovoltaic System in？Waves, J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea, 35(2), pp.109-117. 

  11. Kim, H.S., Park, B., Sung, H.G., Lee, K. (2021) LMU Design？Optimization for the Float-over Installation of Floating？Offshore Platforms, J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea,？34(1), pp.43-50. 

  12. Liu, F., Chen, J., Qin, H. (2017) Frequency Response Estimation？of Floating Structures by Representation of Retardation？Functions with Complex Exponentials, Mar. Struct., 54,？pp.144-166. 

    상세보기

  13. Lu, H., Chang, S., Chen, C., Fan, T., Chen, J. (2022) Replacement？of Force-to-Motion Relationship with State-Space Model for？Dynamic Response Analysis of Floating Offshore Structures,？Appl. Ocean Res., 119, p.102977. 

    상세보기

  14. Lu, H., Fan, T., Zhou, L., Chen, C., Yu, G., Li, X., Hou, F. (2020)？A Rapid Response Calculation Method for Symmetrical？Floating Structures based on State-Space Model Solving in？Hybrid Time-Laplace Domain, Ocean Eng., 203, p.107227. 

    상세보기

  15. Lu, H., Tian, Z., Zhou, L., Liu, F. (2019) An Improved Time-Domain Response Estimation Method for Floating Structures？based on Rapid Solution of a State-Space Model, Ocean Eng.,？173, pp.628-642. 

    상세보기

  16. McKelvey, T., Akcay, H., Ljung, L. (1996) Subspace-based Multivariable？System Identification from Frequency Response Data, IEEE？Trans. Autom. Control, 41(7), pp.960-979. 

  17. Moan, T., Eidem, M.E. (2020) Floating Bridges and Submerged？Tunnels in Norway - The History and Future Outlook, Proc.？World Conf. Float. Solut., Springer Singapore, pp.81-111. 

  18. Orcina (2023) OrcaFlex (Version 11.0), Orcina Ltd. 

  19. Pinkster, J.A. (1979) Mean and Low Frequency Wave Drifting？Forces on Floating Structures, Ocean Eng., 6(6), pp.593-615. 

    상세보기

  20. Schmiechen, M. (1973) On State Space Models and Their Application？to Hydromechanic Systems, University of Tokyo, Department？of Naval Architecture, Hongo, Bunkyo-Ku, NAUT Report？5002. 

  21. Taghipour, R., Perez, T., Moan, T. (2008) Hybrid Frequency-Time Domain Models for Dynamic Response Analysis of？Marine Structures, Ocean Eng., 35(7), pp.685-705. 

    상세보기

  22. The MathWorks Inc. (2022) MATLAB version: 9.13.0 (R2022b),？Natick, Massachusetts: The MathWorks Inc. 

  23. Van Overschee, P., De Moor, B. (1994) N4SID: Subspace？Algorithms for the Identification of Combined Deterministic-Stochastic Systems, Autom., 30(1), pp.75-93. 

  24. Wang, K., Er, G.K., Zhu, Z. (2020) 3D Nonlinear Dynamic？Analysis of Cable-Moored Offshore Structures, Ocean Eng.,？213, p.107759. 

    상세보기

  25. Yoon, J.S., Lee, P.S. (2017) Towards Hydro-Elastoplastic Analysis？of Floating Plate Structures, J. Fluids & Struct., 71, pp.164-182. 

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로