• 한국항공우주학회지
• /
• 제48권5호
• /
• pp.363-372
• /
• 2020

고 변형률 속도에 대한 소재의 동적 압축 물성은 고속 충돌 및 고속 성형 등 동적 환경에서의 유한요소 해석의 신뢰성 향상을 위해 필수적이다. 일반적으로 고 변형률 속도에 대한 소재의 동적 압축 물성은 SHPB(Split Hopkinson Pressure Bar) 장비를 통해 획득 가능하다. 본 연구에서는 최근 무인 항공기에 확대 적용되고 있는 Woven type CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) 소재에 대한 충돌 해석에 대응하기 위해 SHPB 장비를 활용하여 해당 소재의 동적 압축 물성을 획득하였다. 또한 Pulse shaper를 활용하여, Elastic-brittle 특성을 지니는 소재에 대한 일정한 변형률 속도 확보 및 실험 데이터에 대한 신뢰도를 향상시켰다. CFRP 소재의 경우 방향 별 기계적 물성이 다른 이방성 소재이므로 두께 방향과 면내 방향 시편을 제작하여 각각 실험을 수행하였다. SHPB 실험 결과 면내 방향 시편의 경우 일정한 변형률 속도 영역에 도달하기 전, 시편의 파단이 발생하여 데이터의 재현성 및 신뢰성 확보에 어려움이 있는 반면, 두께 방향의 시편의 경우 시편 전·후면 응력일치도가 우수하여 데이터 신뢰도가 높으며, 일정한 변형률 속도 영역을 획득할 수 있다. LS-dyna를 활용한 유한요소해석을 통해, 압력봉으로부터 측정되는 데이터는 시편과 압력봉의 변형에 의해 변형률이 과도하게 예측되는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제60권2호
• /
• pp.282-288
• /
• 2022

코로나 팬데믹 시대에서 비말(respiratory droplet)을 통한 감염 및 확산을 막기 위해 마스크는 없어서는 안 될 생활 필수품이 되었다. 본 연구에서는 두 가지 다른 타입의 마스크(KF-94 마스크와 덴탈 마스크)가 비말 차단에 얼마나 효과적인지를 파악하기 위하여, i) 각각의 마스크를 구성하고 있는 필터의 젖음성(wettability) 특성을 분석하고, ii) 필터 표면에 빠른 속도로 충돌하는 미소 액적의 동적 거동 특성을 실험적으로 관찰하였다. 각 필터의 구성 재료에 따라 상반된 젖음성 특성, 소수성(hydrophobicity) 또는 친수성(hydrophilicity)을 보임을 확인하였다. 또한, 일정 체적을 갖는 미소 액적을 안정적으로 토출하는 공압 조건을 탐색하고 액적의 충돌 속도 변화에 따른 액적 충돌 거동 변화를 분석하였다. 마스크를 구성하고 있는 필터의 종류와 액적 충돌 속도에 따라 i) 필터를 통과하지 못하거나(no penetration), ii) 필터에 포획(capture)되거나, iii) 필터를 통과(penetration)하는 등의 다른 충돌 후 거동을 보임을 확인하였다. 이러한 결과들은 비말 차단용 마스크 디자인에 있어 매우 기본적이고 유용한 정보를 제공할 뿐만 아니라, 다양한 다공성 표면에서의 액적 거동에 대한 학문적 연구에도 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국가시화정보학회지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.12-16
• /
• 2013

The impact and spreading behaviors of silicon dioxide nanoparticle colloidal suspension droplets were quantitatively visualized using a high-speed imaging system. Millimeter-scale droplets were generated by a syringe pump and a needle. Droplets of different velocity were impacted on a non-porous solid surface. Images were consecutively recorded using a CMOS high-speed camera at 5000 fps (frames per second) for millimeter-scale droplets. Temporal variations of droplet diameter, velocity and maximum spreading diameters were evaluated from the sequential images captured for each experimental condition. Effects of Reynolds number, Weber number, and particle concentration were investigated experimentally.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.15-20
• /
• 2003

The computer simulation techniques were adopted to evaluate the effects of seating positions of passenger under various accident scenarios. The baseline of computer simulation model was tuned by the sled impact tests which conducted under the upright and standard seating positions. This study shows the effect of relative velocity between occupant and struck vehicle while occupant is impacted to a front seat's seatback. Although, base on the current accident scenarios, The KHST is performed well enough to protect average adult male occupants. However, Results from the tests indicate small size occupant or higher impact speed may cause sever neck and femur injuries.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
• /
• pp.248-250
• /
• 2019

입자가속기는 물질의 미세 구조를 밝히기 위해 기본 입자를 가속, 충돌시키는 장치로 최근 암치료 등 의학적 용도로도 이용되고 있다. 그러나 고속으로 고압을 인가시켜야 하는 장치인 만큼 기존에 명확히 설립된 회로가 없다. 이에 본 논문에서는 Ion gate를 등가회로로 구성하여 Fast Switch 장치의 기본 회로를 제안 및 분석, 실험하였다. 또한 기본 회로에서 발생하는 문제들을 개선하고자 RC Input filter와 기타 파라미터들의 설계와 Fast switch와 Ion gate를 잇는 wire 내의 기생성분을 고찰하였고 Ion gate 구동을 위해 기준이 되는 명확한 Fast switch 회로를 제안한다.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.206-216
• /
• 2017

This paper studies on the dynamic properties of Ti-6Al-4V alloy. After forming the four different micro structures(equiaxed, lamellar, and 2 bimodals) through heat treatments, static and dynamic properties of each structure were investigated quantitatively. Dynamic behaviors of the alloy are observed by the compressive split Hopkinson pressure bar(SHPB) tests. In additon, parameters of Johnson-Cook equation were determined from the SHPB test results. In order to verify the suitability of the parameters, high velocity impact tests were performed and the results were compared with the numerical analysis results. Although the flow stress and the fracture strain of the bimodal structures were higher than those of the equiaxed structure at the static tests, the superior dynamic properties were observed at the equiaxed structure due to the effects of higher maximum flow stress and fracture strain. From the numerical analysis, J-C parameters which are determined on this study describe well the dynamic behavior of Ti-6Al-4V alloy. Experimental and analysis results are consistent with ${\pm}5%$ of an average error.

• 터널과지하공간
• /
• 제29권6호
• /
• pp.480-507
• /
• 2019

본 논문은 무풍관 선풍기를 이용한 대단면 갱내 국부통기시스템의 최적화를 목적으로 한다. 갱내 맹갱도 형태의 작업공간을 대상으로 일련의 CFD분석과 현장실험을 수행하였다. 선풍기 위치, 운전방식 및 배치가 최적화의 주요 대상변수이다. 국부선풍기에서 토출되는 제트류는 대부분의 경우, 풍속이 15m/s이상으로 고속이므로 토출 후 갱도 바닥, 내벽, 천정 그리고 다른 선풍기에서 토출되는 제트류와 충돌할 가능성이 있다. 따라서 충돌시 상당한 에너지 손실이 발생하므로 통기 효율이 급격히 저하될 수 있다. 본 논문에서 최적 선풍기 간격은 제트류가 충돌 없이 최대의 유동거리를 유지할 수 있는 거리로 정의하며, 반면 단면상의 최적 위치란 갱도내벽과의 충돌 가능성이 최소화된 위치로 정의하였다. 따라서 선풍기 설치위치의 최적화는 통기의 효율뿐만 아니라 에너지 비용 또한 최소화가 가능하다. 3차원 CFD분석을 위하여 다양한 갱내 맹갱도 작업공간을 가정하였다. 무풍관 국부통기의 설계 및 최적화를 위하여 풍속 및 CO농도 분포를 CFD분석하였으며 동시에 비교 목적으로 현장실험을 수행하였다. 본 논문의 궁극적인 목적은 풍관을 사용하기 않는 국부통기시스템을 최적화함으로써 대단면 맹갱도 작업공간에 고효율, 저비용 국부통기를 가능케하여 깨끗하고 안전한 작업환경을 확보하기 위함이다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.261-272
• /
• 2023

본 연구는 현재 늘어나고 있는 수소 충전소 및 ESS 시설 등에서 예상치 못한 사고로 발생할 수 있는 폭발 위험과 이로 인한 구조물 방호 기술의 중요성에 초점을 맞추고 있다. 시멘트 복합체의 보강 방법에 따른 내충격 특성을 평가하여 구조물의 방호 설계를 위한 기초 데이터를 제시하였다. 실험결과 가장 기본적 구조재료인 철근콘크리트는 내충격 성능에 미치는 보강효과가 무근 콘크리트에 비해 약 20% 향상되는 것으로 나타났으며, 고속충격과 같은 빠른 하중에 대해서는 국부적 보강보다는 섬유와 같이 매트릭스 전체를 보강하는 방법이 효과적인 것으로 확인되었다.

• 태양에너지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 1993

하향(下向)의 축대칭자유분류(軸對稱自由噴流)가 등열유속(等熱流束) 조건(條件)의 경사전열면(傾斜傳熱面)에 충돌(衝突)하는 축대칭(軸對稱) 충돌수분류계(衝突水噴流系)를 구성(構成)하였다. 실험변수(實驗變數)로는 노즐-전열면간 거리(距離), 레이놀즈수, 무차원경사각(無次元傾斜角)으로 하였으며, 노즐-전열면간 거리의 범위는 $1.5{\sim}10.5$, 레이놀즈수의 범위(範圍)는 $1{\times}10^4{\sim}4{\times}10^4$, 무차원 경사각의 범위는 0.5, 0.67, 0.83, 1.00으로 하였다. 이와같은 실험적(實驗的) 연구(硏究)에서 국소누셀트수는 $Re^{0.7}$에 비례(比例)하여 증가(增加)되었으며 또한 정체점(停滯點)으로부터 국소거리(局所距離)가 8배(培)되는 하향구배전열면(下向句配傳熱面)의 국소위치(局所位置)에 제2(第)의 극대(極大) 열전달(熱傳達) 현상(現像)이 나타났다. 국소누셀트수는 분류속도가 저속(低速)의 경우 전열면(傳熱面)의 경사각의 영향이 작게 나타나고 있으나, 고속영역(高速領域)이 됨에 따라 경사각의 영향이 증가(增加)되었으며, 특히 국소위치의 $X/D{\leq}4$는 벽면분류영역(壁面噴流領域)에서 경사각에 대한 영향이 명확(明確)하게 나타나고 있다. 정체점열전달(停滯點熱傳達)은 분류속도(噴流速度)와 노즐-전열면간 거리에 비례(比例)해서 증가(增加)되며 층류이론해(層流理論解)에 비(比)하여 최소(最少) 2.4배(培) 이상 높은 열전달효과(熱傳達效果)를 나타내었으며, 정체점(停滯點)누셀트수는 레이놀즈수, 프란틀수, 노즐-전열면간 거리 그리고 무차원(無次元) 경사각(傾斜角)을 포함(包含)하는 무차원(無次元) 실험식(實驗式)으로 나타내었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.77-82
• /
• 2003

삼차원 CT 영상을 이용하여 대장 내부의 병변을 관찰하고 진단하기 위한 비침습적 검사 방법인 가상 대장 내시경을 위하여 가상 카메라의 관찰점과 관찰 방향을 제공하기 위한 적절한 경로가 필요하다. 특히. 인간의 대장은 매우 길고 복잡하므로 사용자가 직접 경로를 생성하려면 많은 시간이 걸리고 정확한 결과를 기대하기 어렵다. 또한 경로를 자동으로 생성하는 기존의 방법들은 계산량이 많아 약 수 분에서 수 십분 이상의 수행 시간이 걸리고. 사람의 대장이 가지는 대표적인 구조인 두께가 급격히 변하거나 곡률이 큰 영역에서 적절한 중앙선을 얻기 어려우며. 끊김이 있는 부적절한 경로를 생성하고, 평활화된 경로가 대상체의 표면과 충돌할 가능성을 배제할 수 없다. 이 논문에서는 계산량이 적은 거리 지도 및 제안된 순서 지도를 이용하여 끊김이 없고 적절한 중앙선을 얻는 고속의 알고리즘을 제안한다 순서 지도는 대상체 내부의 각 복셀에서의 가능한 경로의 방향을 나타내며 거리 지도는 대상체 내부의 각 복셀과 가장 가까운 배경 복셀까지의 거리를 나타낸다. 제안한 방법에서는 두 지도들을 이용하여 끝점에서 출발하여 시작점을 향하는 동시에 더욱 넓은 영역으로 진행하는 경로를 얻으므로, 대상체의 두께와 곡률의 크기에 관계없이 적절한 중앙선을 얻을 수 있다. 이와 함께 경로의 충돌 가능성을 완전히 제거할 수 있는 간단한 평활화 방법을 제안한다 알고리즘의 적절성을 검증하기 위해 사람의 대장의 특징을 가진 팬텀(phantom) 데이터를 이용하여 실험하였다. 사람의 대장 CT 데이터를 이용하여 800MHz PC에서 1분 이내에 적절한 경로를 얻었으며 이를 따라 이동하는 가상의 카메라로부터 만족할만한 가상 대장 내시경 영상을 얻을 수 있음을 보였다.