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[단국대학교 공학수치해석] 파이썬(Python) 코딩과제 - 교과목 + 개인과제 포함

Chapter 40 Problem 40.1 & 40.3 (그래프를 한 번에 나타내었습니다.)from numpy import linspace, zeros, sin, cos, exp import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import seaborn as sns from scipy import interpolate from numpy.linalg import det from scipy.optimize import curve_fit sns.set(style="whitegrid") ## Euler-Method def f(t,y,v):return (t**2-1.0)*y t0=0 tf=4 n=11 y0=1.0 v0=0.0 t=linspace(t0,tf,n) y_exact=exp(-t**2/2) def euler_set(f,t,y0,v0,n):h=(tf-t0)/(n-1)y=zeros(n)v=zeros(n)y[0]=y0v[0]=v0for i in range(0,n-1):y[i+1]=y[i]+h*v[i]v[i+1]=v[i]+h*f(t[i],y[i],v[i])return y,v y,v=euler_set(f,t,y0,v0,n) print('%5s %8s %8s' %('t','y_Euler','v_Euler')) for i in range(0,n):print('%5.1f %9.4f %9.4f' %(t[i],y[i],v[i]))

공학/기술| 2020.09.06| 8페이지| 6,000원| 조회(445)

수치해석, 단국대학교, 과제, 코딩, 파이썬, python, 공학수치해석

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[실험과목 올A+인증] 기계공학실험2 - 유공압 실험

1. 실험 목적 유∙공압 장치의 원리를 이용하여 산업 현장에서 유∙공압 시스템을 구성할 수 있는 배경을 키운다. 유압장치와 공압장치의 차이점과 장단점, Pressure regulator의 원리, needle valve의 원리, check valve의 원리, control valve의 원리 등을 조사하여 현장에서의 적용사례를 들어 생각해 본다. 본 실험에서는 구체적으로 다음과 같다.• 공압의 크기와 추의 무게를 증가함에 따라 동력이 전달되는 시간을 구한다.• 계산식을 통해 실린더의 이동시간을 바탕으로 일률을 구한다.• 실제로 공압의 크기와 추의 무게가 일률에 어떠한 영향을 미치는지 분석한다.< 중 략 >● 두 번째 실험의 결과분석 두 번째 추가 30개일 때도 마찬가지로 압력을 2배, 3배 증가시킴에 따라 Cylinder가 마지막 지점에 도달하는 시간이 짧아진다. 또한 이에 따라 일과 일률이 증가하게 된다. 하지만 두 데이터 표를 비교하면 의문점이 발생한다. 보통 추의 무게를 증가시키고 같은 압력을 가했을 경우 상사점에 도달하는 시간이 늘어나게 된다. 비슷한 원리로 같은 힘으로 더 무거운 물체를 들어올리는 경우를 예로 생각할 수 있다. 하지만 실험값은 다음과 같지 않았다. 물론 P=30psi의 경우에는 추의 개수가 증가함에 따라 평균 시간이 증가함을 알 수 있다. 하지만 P=10psi일 때는 평균시간이 동일했고 P=20psi일 때의 경우 0.01s 밖에 차이가 나지 않았다. 또한 같은 장치를 사용하여 같은 압력을 가하는 경우 일률은 동일해야 한다. 하지만 두 실험의 일률은 차이가 나는 것을 알 수 있다. 이는 오차의 원인을 생각해볼 필요가 있다. 가시적으로 바라보기 위하여 그래프를 보면 다음과 같다.

공학/기술| 2020.04.26| 11페이지| 3,000원| 조회(156)

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[실험과목 올A+인증] 기계공학실험2 - 동적시스템 주파수 응답 분석 실험

1. 실험 목적 질량, 스프링 그리고 댐퍼로 구성된 시스템의 동적 특성을 가진주파수(excitation frequency)에 따라 주파수 응답(frequency response)을 특정하고, bode plot을 이용하여 분석하는 방법을 학습하고자 한다. 구체적으로 다음과 같습니다.⦁ 입력값과 출력값 사이의 특성을 bode plot을 통해서 확인한다.⦁ 주파수에 따른 위상차를 확인하고 점의 데이터를 Fitting Curve하고 공진 주파수를 예측하여 본다.⦁ Fitting Curve를 통해 damping system을 예측하고 다른 system에 대해 알아본다.⦁ 낮은 주파수의 경우 정현파가 아닌 step function이 나타나는 이유를 알아본다.결 론1. 각 주파수에 정현파 입력과 출력을 나타낸 그래프● 모터와 프로그램 사이의 단위가 다르기 때문에 프로그램에 입력할 때 10배를 곱한 값을 대입한다. 예를 들어 0.1Hz의 경우 입력값을 1.0Hz로 한다.2. 추정된 공진 주파수를 명시한 크기와 위상에 대한 보데 플롯과 표● Magnitude를 구하기 위하여 입력과 출력에 대한 최대 최소의 절댓값의 평균을 구하였습니다. 입력값 역시 평균으로 구했습니다.1) 주파수에 따른 크기와 위상 Phase를 구하기 위한 delay는 결과값 data를 통해 얻었고 1주기에 따른 시간은 Origin프로그램을 통해서 얻었습니다. 물론 1주기 시간을 1/(주파수)로 해도 되지만 저는 직접 data를 통해 얻었습니다. 추가적으로 degree를 dB의 단위로 바꾸는 식과 Phase를 구하는 식은 다음과 같습니다.< 중 략 >1. 토의 동적 시스템 주파수 응답실험은 기본적인 m,k,c으로 구성된 시스템에 주파수에 따라 변하는 응답을 측정하는 실험이었습니다. 즉 10초동안 각기다른 주파수 모형에 따른 전압이 모터에 가해지게 되는데 이로인해 공진 주파수를 측정하는 실험이었습니다. 또

공학/기술| 2020.04.26| 11페이지| 3,000원| 조회(192)

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[실험과목 올A+인증] 기계공학실험2 - Strainguage2

1.1 실험목적 어떤 물체이든지 외력을 받게 되면 그 내부에서는 응력이 발생함과 동시에 강체가 아닌 이상 그 물체를 구성하는 각 분자와 분자 상호간의 운동으로 인하여 물체의 상태가 변하게 되어 형태와 크기가 달라진다. 물체에 발생하는 변형량은 물체의 크기에 따라 차이가 있으므로 응력 값이 같다고 하더라도 크기가 큰 물체는 변화량 역시 크게 된다. 따라서 크기가 다른 물체에서 변형의 정도를 절대 값으로 비교해 보더라도 그 정도를 판단하는데 별 의미가 없다. 그러므로 변형의 정도를 비교하기 위해서는 외력의 작용으로 인하여 발생된 변형량과 원래 치수와의 비, 즉 단위길이에 대한 변형량을 구함으로써 물체의 크기에 상관하지 않고 그 물체의 변형 정도를 알 수 있다. 이것을 변형률(Strain)이라고 한다. 이 실험에서는 외력이 가해졌을 때 물체의 형상에 따라 분포되는 응력의 경향을 알아보고, 설계 및 응용시에 고려해야 할 점을 생각해 볼 것이다.<중 략>2.2 조사 및 정리1) 연성재료(ductile materials)- 연성(ductility)은 상온에서 재료를 인장하거나 굽힘 등의 외력에 의해서도 파괴됨이 없이 재료가 어느 정도 변형될 수 있는가 하는 변형한계의 능력(=변형능(deformability))을 뜻하는 것으로 재료의 소성변형 정도를 나타낸다. 값은 인장과 압축, 비틀림, 굽힘 등의 외력에 의해 생기는 늚, 수축, 비틀림, 굽힘 등의 정도에 의해 정해진다. 연성이 큰 재료를 연성재료(ductile materials)라 하며, 항복점 이상의 응력을 파단점까지 소성변형을 일으키며 받는다.2) 취성재료(brittle materials)- 충격에 약한 성질을 취성(brittleness) 또는 메짐성이라 하며, 인장할 때 비교적 적은 변형률에서 파단이 되는 재료를 취성재료(brittle materials)라 한다. 취성재료는 주철, 세라믹스, 유리, 콘트리트 등이 있으며 경도가 크고 연성이 부족하다.

공학/기술| 2020.04.26| 12페이지| 3,000원| 조회(143)

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[실험과목 올A+인증] 기계공학실험2 - 감쇠비 측정

1. 실험 목적 스프링과 댐핑이 있는 시스템에서 자유진동 하에 측정된 가속도 값을 측정한다. 가속도 값으로부터 변위를 구하여 감쇠비를 구한다. 또한 대수감소율을 이용하여 측정된 가속도 값의 고유진동수를 구하고 이를 이론값과 차이를 비교한다. 구체적으로 다음과 같다.⦁ 가속도 실험 데이터를 삼각함수와 지수함수의 곱형태로 Curve Fitting한다.⦁ Curve Fitting data를 두 번의 적분과정을 통해 변위-시간 그래프로 나타낸다. 이때 적분과정에서 발생하는 상수는 0이라고 가정한다.⦁ 시간-변위 그래프에서 최대진폭의 비를 이용하여 대수감소율과 감쇠비를 구한 결과에 대한 분석과정에서 진폭 비교위치에 따라 대수감소율이 달라지는 원인과 지름이 0mm 일 때 고유진동수와 공진주파수의 차이가 생기는 이유를 분석한다.< 중 략 >4. 각각의 실험에 대한 대수감소율과 감쇠비 계산과정1) 지름이 따른 대수감소율, 감쇠비 대수감소율을 구하는 과정에서 첫 번재와 두 번째 최대진폭을 통해서 구하였다. 물론 이론상으로는 어느 지점을 비교하든 근접한 최대진폭의 비를 통해서 동일한 대수감소율을 얻을 수 있다. 하지만 실험결과는 그렇지 않았다. 대표적인 이유로는 적분오차를 예로 들 수 있다. 특히 지름이 75mm인 경우 Curve Fitting하는 과정에서 보정값을 더해주기도 하였고 적분과정에서 상수값을 무시하였기에 오차가 누적되었을 것이다. 실험결과를 보면 원판의 지름이 커짐에 따라 감쇠가 빨리 일어남을 알 수 있다. 이러한 경향은 위의 계산결과인 감쇠비를 통해서도 알 수 있다. 즉 감쇠비가 커짐에 따라 감쇠되는 정도가 더 커지는 것이다.토의 및 참고문헌1. 토의감쇠비 측정 실험은 특정 위치에서 추와 여러종류의 원판을 결합시킨 실험장치를 진동시켰을 때의 감쇠를 측정하는 실험이었습니다. 감쇠되는 과정에서 원판의 지름에 따라 물속에서의 저항이 달라지기에 감쇠비가 다르게 측정됩니다.

공학/기술| 2020.04.26| 13페이지| 3,000원| 조회(344)

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