In order to build a transient simulation program for a high thrust liquid rocket engine(LRE), a static performance simulation program for components were made. The components were the thrust chamber (combustion chamber and supersonic nozzle), centrifugal pump (impeller and volute casing), impulse turbine, and flow control devices (control valve and orifice). Simplified mathematical models based on classical thermodynamic and inviscid theories were used to remove complexity and enhance the utility of the program. We examined the results of each program qualitatively for validate each component modeling.
앞으로 건설되는 원전의 계측제어계통은 디지털 기술로 설계될 전망이다. 그러나 디지털 기술을 원전 계측제어계통에 적용하는데 있어서 디지털 기술이 원전의 안전성이나 신뢰도에 영향을 미치지 않는다는 사실을 보증하여야 하며, 디지털계통의 기능과 성능에 대한 확인/검증은 원전에 설치되기 전에 수행되어야 한다. 계측제어 시험검증설비의 목적은 새롭게 개발되는 디지털 제어 및 보호 알고리즘, 경보축약 알고리즘 또는 운전지원계통등의 성능을 검증하기 위함이다. 시험검증설비의 소프트웨어는 웨스팅하우스형 993 MWe 가압경수로를 모델링한 수학적 모델링과 시험검증설비를 운용하기 위하여 필요한 종합운용프로그램으로 구성된다. 하드웨어는 공학용 워크스테이션, 시험용 패널, 개발되는 계통과의 인터페이스를 위한 VXI 인터페이스 모듈, 그리고 공유메모리의 값을 시험대상 시작품으로 전송하는 Ethernet 모듈 등으로 구성된다. 사용자 인터페이스로 할덴 원자로 프로젝트에서 개발된 Picasso 그래픽 도구를 이용한 화면과 60개의 주요변수의 값을 CRT에 표시하는 기능을 제공한다. 계측제어 시험검증설비를 응용한 계측제어계통 시작품은 정상운전 및 과도상태에서 적절한 시험결과를 제공하였다.
마이크로콘트롤스(대표 조병우)에서 공급하고 있는 액화금속코팅 재킷인 J750BL시리즈는 뛰어난 성능과 다양한 기능으로 주목을 받고 있다. 3층으로 구성되어 있는 특수코팅층은 이른바 '연잎 효과(Lotus Effect)'를 구현하고 있다. 연잎 효과는 반발력을 최대화하는 기능을 발휘하는데 있어 중요한 역할을 감당하며 장기간 사용해도 성능 발휘에 지장이 없다. 인쇄작업의 효율성 제고와 친환경성을 감안하고 있다.
앞으로는 전투기와 마찬가지로 한 나라가 독자적으로 신형 전차를 개발할 수 있을 것이라고는 생각하지 않는다. 아마 신형 전차를 한 나라가 독자적으로 만든 예는 Leclerc가 마지막일 것이다. 그러나 베를린 장벽의 붕괴 이후 간격은 전차의 판매에 영향을 미치고 있으며 최근까지 야심에 찬 계획을 가졌던 많은 국가들이 계획을 수정하거나 성능개량으로 전환하고 있다. 현세대 전차 구성품의 방향은 모듈(modular)화로써 보다 높은 성능을 제공하면서 점유 공간은 줄이는 효과를 가져오고 있다.
최근 개발되는 엔진 진단 시스템들은 현장에서 일하는 엔진 정비사들이 이들 시스템들의 복잡성, 비실용성, 공학적 이해부족으로 사용하기가 매우 어렵다. 따라서 실용성 있는 엔진 진단시스템이 요구된다. 본 연구는 작동중인 온라인 성능진단 자료와 기본엔진 성능모델에 의해 계산된 초기고장이 없는 엔진 성능자료와의 비교를 통한 소형엔진의 실용적 성능진단 시스템 개발에 관한 것이다. 또한 제안된 성능진단 시스템은 성능이 저하되거나 고장이 난 엔진으로 간주되는 작동 중 엔진과 고장이 없는 엔진으로 간주되는 기본 엔진 성능모델 사이의 구성품 성능특성을 비교함으로서 가스경로 구성품의 온라인 진단을 확인할 수 있다. 개발된 상태진단시스템은 실제 적용을 용이하게 하기위해 SIMULINK와 LabVIEW프로그램을 이용하여 사용자조건의 GUI형 프로그램으로 작성하였다.
램제트 및 스크램제트와 같은 공기흡입식 추진기관의 구성품 기반 모델 및 추진시스템 시뮬레이션에 대해 연구하였다. 시뮬레이션 모델은 엔진제어기 및 연료공급 시스템을 포함하여 공기흡입구, 연소기, 노즐 등으로 구성된 공기흡입식 추진기관의 특성을 고려하여 각각의 구성품을 종합한 모델로 구현하였다. 엔진의 성능 및 제어기의 동작 특성을 검증하기 위해 실제 환경을 모사하여 실시간 기반 Hardware In the Loop System(HILS)을 구현하였다.
본 연구에서는 모델 기반(Model-Based) 성능진단에 신경회로망을 적용하였고, SIMULINK를 이용하여 PW206C 터보축 엔진의 모델링을 수행하였다. 비행 고도, 비행 마하수, 가스발생기 회전수에 따른 다양한 운용영역의 성능데이터를 base로 하여 압축기, 압축기터빈, 동력터빈의 성능 저하에 대한 학습 데이터를 획득하고 역전파(Back Propagation Network)를 이용하여 훈련 하였다. 설계점 및 탈설계 영역에서 압축기, 압축기터빈, 동력터빈의 단일 손상 탐지를 수행한 결과 손상된 구성품을 잘 탐지함을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 모델 기반(Model-Based) 성능진단에 신경회로망을 적용하였고, SIMULINK를 이용하여 PW206C 터보축 엔진의 모델링을 수행하였다. 비행 고도, 비행 마하수, 가스발생기 회전수에 따른 다양한 운용영역의 성능데이터를 base로 하여 압축기, 압축기터빈, 동력터빈의 성능 저하에 대한 학습데이터를 획득하고 역전파(Back Propagation Network)를 이용하여 훈련하였다. 설계점 및 탈설계 영역에서 압축기, 압축기터빈, 동력터빈의 단일 손상 탐지를 수행한 결과 손상된 구성품을 비교적 잘 탐지함을 확인할 수 있었다.
흡습에 따른 엔진 성능 변화량을 예측하기 위하여 모든 엔진 형식에 적용 가능한 체계적인 습도 보정 방법을 개발하였다. 우선 기존의 습도 보정 방법에 대한 적용 한계를 분명히 한 다음 흡습에 따른 엔진 구성품들의 성능 변화를 고려하고 엔진 제어 방식에 따라 구성품들간의 공력 재결합을 통하여 엔진 작동점의 변화를 계산하는 새로운 방법을 제시하였다. 단축 터보제트 엔진을 대상으로 두 가지 방법에 의한 습도 보정 내용을 비교 분석하여 기존의 방법은 회전수와 같은 물리적 성능 변수를 제어하는 경우에는 적용하기가 어렵다는 점을 밝혔다. 새로운 습도 보정 방법은 엔진 제어 방식이나 엔진 형식에 구애받지 않으나 기존의 방법은 엔진 제어 모드 및 엔진 형식에 따라 그 정확성이 크게 차이가 낱 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 항공기 POD용 환경조절장치의 개발을 위한 모델링 및 시뮬레이션에 관한 연구를 수행하였다. 먼저, 시스템 요구성능을 분석하여 ACM 방식의 환경조절장치를 구성하고 성능모사를 위한 모델링을 수행하였다. 다음으로 각 구성품의 개념설계를 위해 주요구성품의 성능변화에 따른 민감도를 분석하고 시스템 요구성능을 만족하는 설계점 성능을 결정하였다. 다양한 비행환경에서의 탈설계 성능 모사를 통해 전체 운용영역에서의 개념설계 타당성을 검토하고 천이 성능해석을 통해 동적 거동특성을 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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