제1장 연구개발과제의 개요(Introduction) = 16
1절 연구개발 목적 및 개요(Research Objectives) = 16
2절 연구개발의 필요성(Research Necessities) = 17
1. 연구개발의 경제·사회·기술적 중요성(Economic, Social, and Technical Importance of Research) = 17
가. 기술의 기반성(Foundational roles) = 17
나. 기술의 핵심성(Research Importance) = 19
2. 국내 기술의 취약성(Status of Domestic Technology) = 19
3절 연구개발 범위(Research Scope) = 20
제2장 국내외 기술개발 현황(Current Situation of Domestic and Foreign Technologies) = 22
1절 국내의 기술개발 현황(Domestic Situation of Technical Development) = 22
1. 항공우주산업 분야(Aerospace Engineering Field) = 22
2. 원자력 시설 분야(Nuclear Engineering Field) = 24
3. 토목 및 건설 분야(Civil and Architectural Engineering Fields) = 24
4. 의공학 및 MEMS 분야(bio-mechanical Engineering and MEMS Fields) = 25
5. 기타 분야(The Other Fields) = 26
2절 국외의 기술개발 현황(Foreign Situation of Technical Development) = 26
1. 유럽(Europe) = 26
2. 미국(North America) = 27
3. 일본 및 기타 국가(Japan and the Rest) = 28
제3장 연구개발수행 내용 및 결과(Research Substances and Results) = 30
1절 오일러 코드를 이용한 유체／구조 연계해석 시스템 개발(Development of Fluid／Structure Coupled Analysis System Using Euler Code) = 30
1. 3차원 유동해석을 위한 비정렬 격자생성 시스템 개발(Development of Unstructured Grid Generating Code) = 31
2. 비정렬 동적 격자 변형 기법 개발(Development of Unstructured Moving Grid Algorithm) = 31
3. 정상／비정상 압축성 비정렬 Euler 해석 코드 개발(Development of Steady／Unsteady Compressible Euler Code) = 33
가. 비정렬 오일러 방정식의 이론(Theoretical Backgrounds of Euler code) = 33
나. 오일러 방정식의 수치적 방법(Numerical Schemes of Euler Code) = 34
(1) 공간 차분법(Spacial Difference Scheme) = 34
(2) 비점성 플럭스(Invicid Flux) = 36
(3) 고차 정확도 기법(High-Order Scheme) = 38
(4) 시간 적분법(Time Integration Scheme) = 41
(5) 경계 조건(Boundary Conditions) = 45
4. 유동해석 코드의 병렬화 기법 개발(Parallelization of fluid Dynamics Solver) = 47
5. 유체／구조 비정렬 보간기법 개발(Development of Structure／Fluid Spline Code) = 48
가. 개요(Overview) = 48
나. The Infinite Plane Spline(IPS) Method = 50
다. The Thin-Plate Spline(TPS) method = 53
라. The Beam Spline(BS) Method = 55
마. The Rigid-Body Attachment(RBA) Method = 56
바. 비정렬 오일러 격자에 대한 보간(Surface Spline on Unstructured Grid System) = 57
(1) 하부 장착물이 있는 경우 3차원 보간 방법(3-D Surface Spline for Wing with Under-Store) = 57
6. 통합 연계 해석 시스템 개발(Development of Coupled Analysis System) = 58
가. 공탄성 지배방정식(Aeroelasitc Governing Equation) = 58
(1) 2-자유도계 등가 공탄성 모델(2-DOF Equivalent Aeroelastic Model) = 60
(2) 시간 영역에서의 수치해석 기법(Time Domain Numerical Analysis Scheme) = 63
(3) 시간 영역의 공탄성 응답에 대한 신호 처리(Signal Processing of Time Responses) = 67
(4) 시간영역 해석의 중요성(Importance of Time Domain Analysis) = 86
(5) 2-DOF Airfoil System = 88
(6) 2-DOF Airfoil System with External Store = 91
(7) Wing／Pylon／Finned Store Configuration(Eglin Model) = 95
2절 N／S 코드를 이용한 유체／구조 연계해석 시스템 개발(Development of Fluid／Structure Coupled Analysis System Using Navier-Sokes Code) = 115
1. 연구배경(Research Backgrounds) = 115
2. 지배방정식(Governing Equations) = 115
3. 유한체적법 및 공간 차분법(Finite Volume Method and Special Difference Scheme) = 118
4. 이중 시간 적분법을 이용한 시간 전진 기법(Time Marching Scheme Using Dual Time Integration) = 120
5. 격자 변형 기법(Moving Grid Scheme) = 121
6. 결과 및 검토(Results and Discussions) = 122
가. 비점성 유동 해석(Invicid Flow Analysis) = 123
나. 점성 유동 해석(Viscous Flow Analysis) = 129
3절 제어연계 해석을 위한 구조／진동 유한요소 시스템 개발(Development of Finite Element Code for Vibration Coupled Control) = 136
1. 구조 비선형 및 열변형 효과를 고려한 쉘 유한요소 해석 프로그램 개발(Development of Shell FE Code to Consider the Structural Nonlinearity and Thermal Effects) = 136
가. 문헌조사(Literature Surveys) = 136
나. 단층의 운동 방정식(Equation of Motion of Laminate) = 137
다. 층별 변위 적층판 이론의 변위장(Layerwise Displacement Shell Theory) = 139
라. 해밀턴의 원리(Hamilton''s Theory) = 140
마. 반경방향 적분과 유한요소 정식화(Radial Integration and Finite Element Formulation) = 146
바. 열적 좌굴후 거동 및 미소진동 해석기법(Behaviors of Thermal Postbucking and Small Vibration Analysis Scheme) = 153
사. 해석 프로그램의 검증(Validation of Analysis Program) = 155
2. 제어 연계 해석을 위한 piezo-ceramic 가진기 요소 모듈 확장 연구(Comprehension of Piezo-ceramic Actuator FE Module for Control Coupled Analysis) = 158
가. 문헌 조사(Literature Surveys) = 158
나. 비선형 층별변위 유한요소 정식화(Nonlinear Layerwise Displacement FE Formulation) = 158
다. 열압전탄성 스냅-스루 및 진동해석(Thermopiezoelastic Snap-Through and Vibration Analysis) = 160
라. 압전적층판의 모델(Piezolaminated Plate Model) = 162
마. 압력차가 작용하는 압전적층판의 횡방향 변형 억제(Suppression of Lateral Deformation on Piezolaminated Plate under pressure difference) = 164
4절 연계 안정성 모니터링을 위한 센서 신호처리기법 연구(Research of Sensor Signal Processing Scheme for Monitoring of Coupled Stability) = 165
1. 시간 주파수 분석을 이용한 구조물 안전성 모니터링 연구(Structural Health Monitoring Using Time-Frequency 06-07-22) = 166
가. 시간-주파수 분석과 웨이블릿 변환을 이용한 유체／구조 연계 시스템의 불안정 시점 및 손상 발생 시점 검출 기법 연구(Failure Detection of Fluid-Structure Coupled System Using Time-Frequency Analysis and Wavelet Transform) = 166
(1) 시간주파수 신호처리기법을 이용한 복합재료 파손모드에 따른 AE 신호분석(AE Signal Analysis Based on the Failure Modes of Composite Material Using Time Frequency Signal Processing Scheme) = 166
2. 비행체 날개에 대한 안정성 증대 제어기법 연구(Research of Control Scheme to improve the Stability of Aircraft Wing) = 185
가. 연구 배경(Research Backgrounds) = 185
나. 이론 전개(Theoretical Backgrounds) = 187
(1) 개요(Overview) = 187
(2) DHM(Doublet Hybrid Method) = 187
(3) 작동기가 연결된 2차원 익형의 해석 모델(Analytical Model of 2-Dimensional Wing with Actuator) = 188
다. 플러터 해석 결과(Flutter Analysis Results) = 189
라. 플러터 억제 결과(Flutter Suppression Results) = 195
3. 구조 안정성 모니터링을 위한 압전재료 및 광섬유 감지 센서 기술개발 연구(Development of Structural Health Monitoring Technology Using Optical Fiber Sensor and Piezo Sensor) = 198
가. 압전재료 및 광섬유 등의 센서를 이용한 동적 변형률의 다점 측정을 위한 시스템 구성(System Construction Using Optical fiber and Piezo Sensor to Measure the Dynamic Strain) = 198
(1) 광섬유 브래그 격자 센서(Bragg Grating Sensor) = 198
(2) 광섬유 브래그 격자 센서 시스템의 구성(System Construction Using Bragg Grating Sensor) = 206
나. 광섬유 센서의 동적 변화률의 시간-주파수 분석 및 웨이블릿 변환을 이용한 불안정 시점 및 손상 시점 검출 기법 연구(Failure Detection Using Time-Frequency Analysis and Wavelet Transform of Dynamic Strain Signal) = 230
(1) 측정원리 및 신호처리(Measuring Principle and Signal Processing) = 230
(2) 광섬유 센서의 검증 및 비교(Validations and Comparisons of Optical Fiber Sensor) = 232
(3) 실시간 파손시점 검출(Real Time Failure Detection) = 232
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도(Achievements and Contributions) = 242
1절 주요 연구개발 결과(Major Results) = 242
1. 연구개발 목표 및 달성도(Achievements of Research Objectives) = 242
2. 대표적 연구개발 성과(Outstanding Research Products) = 244
3. 기타 연구성과(The Other Research Products) = 245
제5장 연구개발결과의 활용계획(Application Plan of Research Products) = 248
1절 연구 개발결과의 활용계획 및 활용가능성(Application Plan and Potential) = 248
1. 유체／구조 연계 해석 기술(Fluid／Structure Coupled Analysis Technology) = 248
2. 비선형 쉘(Shell) 유한요소 해석 기술(Nonlneaer Shell Finite Element Modeling Technology) = 249
3. 유체 유발 진동제어 및 안전성 모니터링 기술(Fluid Induced Vibration Control and Stability Monitoring Technology) = 249
2절 연구 개발결과를 활용한 공공기능 수행(Use of the Research Products for Public Utilities) = 251
1. 홈페이지 운영 및 활용(http:／／asdl.kaist.ac.kr)(Home Page(http:／／asdl.kaist.ac.kr)) = 251
2. 산·학·연 협력 및 연계(Technical Cooperations) = 254
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보(Foreign Science and Technology Information) = 255
1절 유용한 인터넷 사이트(Useful Internet Sites) = 255
2절 연구 보고서 및 연구 자료(Research Reports and Materials) = 256
제7장 참고문헌(Reference) = 259
