• Title/Summary/Keyword: 구조 최적화

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Transient Structural Analysis of Piston and Connecting Rods of Reciprocating Air Compressor Using FEM (FEM을 이용한 왕복동 공기압축기의 피스톤 및 커넥팅로드의 구조해석)

  • Pham, Minh-Ngoc;Yang, Chang-Jo;Kim, Jun-Ho;Kim, Bu-Gi
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.23 no.4
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    • pp.393-399
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    • 2017
  • In a reciprocating compressor, the piston and connecting rod are important parts. Excess mechanical stress on these parts may cause damage, and broken parts are expensive and difficult to replace. Therefore, it is necessary to analyze the mechanical stress affecting durability and longevity. The main purpose of this study was to identify locations of maximum stress on pistons and connecting rods. Based on dynamic calculation of the working process of a specific air compressor, an analysis of piston and connecting rod performance has been completed. A three-dimensional model for the air compressor's pistons and connecting rods was built separately, and FEM analysis of these components was carried out using a numerical method. The pistons were loaded by pressure which was changed according to crankshaft angle without thermal boundary conditions. The simulation results were used to predict and estimate stress concentration as well as the value of this stress on pistons and connecting rods. The maximum equivalent stress calculated are over 190 MPa on pistons and 123 MPa on connecting rods at crank angle $135^{\circ}$ and $225^{\circ}$ but these are under tensile yield strength. Besides, the calculated safety factors of connecting rods and pistons is higher than 1. Moreover, the results obtained can be used to provide manufacturers with references to optimize the design of pistons and connecting rods for reciprocating compressors.

Scaling Up Fabrication of UO2 Porous Pellet With a Simulated Spent Fuel Composition (모의 사용후핵연료 조성의 UO2 다공성펠렛 제조 스케일 업)

  • Jeon, Sang-Chae;Lee, Jae-Won;Yoon, Joo-Young;Cho, Yung-Zun
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.15 no.4
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    • pp.343-353
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    • 2017
  • Processing and equipment were tailored for engineering scale fabrication of $UO_2$ porous pellets, a feed material for the electrolytic reduction process in the PRIDE (PyRoprocessing Integrated DEmonstration) facility at KAERI (Korea Atomic Energy Research Institute). The starting materials, $UO_2$ powder and pre-milled surrogate oxide powders, were proportioned to simulate the chemical composition of spent fuel (so-called Simfuel). The Simfuel powders were homogenized by mixing, compacted into a pellet shape, and finally heat treated using a tumbling mixer, rotary press, and sintering furnace. After sintering at $1450^{\circ}C$ for 24 h in $4%\;H_2-Ar$, the average bulk density of the $UO_2$ Simfuel pellets was $6.89g{\cdot}cm^{-3}$, which meets the standard of the following electrolytic reduction process. In addition, the results of a microstructural analysis demonstrated that the sintered Simfuel $UO_2$ porous pellets accurately simulate the properties of spent fuel in terms of the formation of second phases. These results provide essential information for the massive fabrication of $UO_2$ porous pellets for engineering scale pyroprocessing research.

3D-QSAR Analysis on the Photosystem II Inhibition Activity of 6-Bromobenzo[4,5]imidazo[$1,2{\alpha}$]pyridin-8,9-dione Analogues (6-Bromobenzo[4,5]imidazo[$1,2{\alpha}$pyridin-8,9-dione 유도체들의 Photosystem II 저해활성에 관한 3D-QSAR 분석)

  • Kim, Se-Gon;Cho, Yun-Gi;Hwang, Tae-Yeon;Sung, Nack-Do
    • The Korean Journal of Pesticide Science
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    • v.12 no.1
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    • pp.18-23
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    • 2008
  • 3D-QSAR on the inhibitory activities of 6-bromobenzo-[4,5]imidazo[$1,2{\alpha}$]-pyridin-8,9-diones analogues as substrate molecule were studied quantitatively using CoMFA and CoMSIA methods. The statistical values of CoMFA model was better predictability and fitness than CoMSIA model. The inhibitory activities according to the optimized CoMFA 2 model were dependent on the steric field (90.4%). From the CoMFA contour maps, it is found that the branched side chain as R-group will be directly attached to the carbon atom (ipso carbon) of substituent, the inhibitory activities had expected to increase. The positive charge favor groups were placed in the position between imidazol ring and pyridine ring, the inhibitory activities would increase. And if the groups of liner type will be substituted, hydrophilic favor group would raise inhibitory activities.

정보통신연구개발사업의 우선순위 설정과 적정자원 배분 - 다기준의사결정(MCDA) 방법의 적용사례 -

  • 황용수;장진규
    • Proceedings of the Korea Technology Innovation Society Conference
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    • 1999.05a
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    • pp.539-563
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    • 1999
  • 이 논문은 정보통신정책 목표와의 연관성 속에서 정보통신연구개발사업의 우선순위를 설정함과 아울러 비용효과성에 바탕을 둔 적정 자원배분 도출하는데 주안점을 두고 있다. 복합적인 목표를 가진 연구개발사업에 대해 사업부문별 그리고 기술분야별로 객관적이면서도 설득력있는 자원배분지침을 마련하기 위하여 본 연구는 다기준의사결정(MCDA: Multi-criteria Decision Analysis) 방법을 채택하고 있다. 이 방법론에서는 사업의 목표와 우선순위 판단기준 및 사업대안이 계층적으로 연계된 분석구조를 설계하여 사업대안의 우선순위를 먼저 설정하고, 여기에 정수계획법(Integer Programming)을 결합하여 사업의 목표와 연계된 비용-편익 관계(Cost-benefit relationship)를 최적화하는 바탕 위에서 사업대안별 자원배분 시나리오를 제시하게 된다. 이러한 절차로 사업부문별 및 기술분야별로 각각 도출된 8개의 자원배분 시나리오는 자원배분 경향치의 안정성(Stability) 분석과 자금지원의 과부족에 대한 현실적 적합성(Relevance) 분석을 거쳐 최종적으로 하나의 적정 자원배분방안으로 수렴되도록 하였다. 우선순위 설정에 기초가 되는 사업대안의 편익에 대한 자료는 전문가의 정성적 판단을 통해 수집되었는데, 이를 위해 정보통신기술 부문에서 활동 중인 중견 이상의 총 58명의 산학연 전문가를 대상으로 한 조사를 실시하였다. 먼저, 기초기반ㆍ전략기술개발사업, 연구ㆍ기술인력양성사업, 산업응용기술개발사업, 기술기반조성사업 등 4대 사업부문에 대해서는 (ⅰ) 정보통신 기술능력의 축적, (ⅱ) 정보통신산업의 경쟁력 강화, (ⅲ) 정보통신기반의 기술고도화, (ⅳ) 정보화를 위한 기술역량의 제고 등 주요 사업의 편익을 나타내는 4개 기준으로 우선 순위를 판단하였고, 정보통신망기술, 전파 및 RF 기술, 정보처리기술, 반도체 소자/설계 기술 등 13개 기술분야에 대해서는 (ⅰ) 공공정책적 임무에 대한 기여, (ⅱ) 기술자립기반의 확충, (ⅲ) 기술발전성과 기술적 파급효과, (ⅳ) 기술적 산물의 시장잠재력 등 기술분야 연구개발을 통한 편익을 나타내는 4개 기준으로 우선순위를 판단하였다. 우선순위는 사업대안에 대한 가중치로 표시되었고, 적정 자원배분방안은 추정된 총예산 규모에 따라 지원수준에 대한 일정한 제약조건 하에서 비용-편익 관계에 따른 자원의 최적 할당량으로 제시되었다. 본 연구는 총예산 규모의 가변성, 사업 및 기술분야 대안의 분류체계에 대한 공감대 부족, 사업목표의 상호연관성과 우선순위 판단기준의 부분적 중첩성 등 여러 제약요인이 있어 도출된 구체적인 수치보다는 방향성에 더 큰 의미를 부여하는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 연구의 한계에도 불구하고 도출된 우선순위와 적정 자원배분방안은 문제해결의 실행타당성을 감안하여 비교적 객관적이고 균형있는 결과로 판단된다.

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A Study on Design Factor of Insole using Shape Memory Alloy for Pes Planus Correction (평발교정용 형상기억합금 초탄성 인솔 설계 연구)

  • Yang, Mi Kyung;Lee, Sang-Wook
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.5
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    • pp.79-85
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    • 2017
  • As the number of patients suffering from Pes Planus increases, research on a correctional insole that can cope with them is increasingly required. Therefore, the design of an insole for Pes Planus Correction was studied using the superelastic effect, which is one of the characteristics of the shape memory alloy in this paper. To design an effective insole, the effect of the contact pressure induced by the insole on the plantar fascia, which is the most important muscle in the foot structure, was evaluated. Three parameters (thickness, max. height and asymmetric ratio) were set as the main design factors of the insole, and the maximum contact pressure appearing on the plantar fascia was calculated by finite element analysis and analyzed using the Taguchi method. As a result of the analysis, it was confirmed that the contact pressure was influenced in the order of max. height, thickness, and asymmetric ratio. In addition, the contact pressure was converted to a feeling pressure that could be felt by a person, and then a safety correction range was established that would not cause any irritation to the plantar fascias, even though the correction effect could be expected. This indicates the best design for the safety correction range. The design method considering the important factors established through this study can form the basis for designing a personalized correctional insole in the future.

Uplink Congestion Control over Asymmetric Networks using Dynamic Segment Size Control (비대칭 망에서 동적 세그먼트 크기 조정을 통한 상향링크 혼잡제어)

  • Je, Jung-Kwang;Lee, Ji-Hyun;Lim, Kyung-Shik
    • Journal of KIISE:Information Networking
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    • v.34 no.6
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    • pp.466-474
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    • 2007
  • Asymmetric networks that the downlink bandwidth is larger than the uplink bandwidth may cause the degradation of the TCP performance due to the uplink congestion. In order to solve this problem, this paper designs and implements the Dynamic Segment Size Control mechanism which offers a suitable segment size for current networks. The proposed mechanism does not require any changes in customer premises but suppress the number of ACKs using segment reassembly technique to avoid the uplink congestion. The gateway which adapted the Dynamic Segment Size Control mechanism, detects the uplink congestion condition and dynamically measures the bandwidth asymmetric ratio and the packet loss ratio. The gateway reassembles some of segments received from the server into a large segment and transmits it to the client. This reduces the number of corresponding ACKs. In this mechanism, the SACK option is used when occurs the bit error during the transmission. Based on the simulation in the GEO satellite network environment, we analyzed the performance of the Dynamic Segment Size Control mechanism.

Analysis of Hydraulic Characteristics Upstream of Dam and in Spillway Using Numerical Models (수치모형을 이용한 댐 상류 및 여수로 수리현상 해석)

  • Kim, Young-Han;Oh, Jung-Sun;Seo, Il-Won
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.36 no.5
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    • pp.761-776
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    • 2003
  • Numerical models were employed to investigate the hydrodynamics of water flow in the lake behind a dam and the spillway where supercritical flows and negative pressures are likely to occur. In this study, 2-D model, RMA2 was employed to examine the upstream flow pattern and 3-D CFD model, FLUENT was used to evaluate the three-dimensional flow in the approaching region and flow distributions in the spillways and discharge culverts. The bathymetry and the details of structures were carefully taken into consideration in building the models. The results from applying the 2-D model for the planned Hantan River Dam show that large eddies, the velocity of which reaches up to 1 m/s are occurring in several places upstream of the dam. That means that the 2-D numerical model could be utilized to investigate the two-dimensional flow patterns after the construction of a dam. Three-dimensional numerical results show that the approach flow varies depending on stages and discharge conditions, and velocities at spillways, discharge culverts, and sediment flushing tunnels are differently distributed. The velocity distributions obtained from the numerical model and a hydraulic model at the centerline of spillways 100 m upstream of the dam show reasonably similar results. It is expected that 2-D and 3-D numerical models ate useful tools to help optimize the dam design through investigating the flow patterns in the spillway and at the upstream of the dam, which is not always feasible in hydraulic modeling.

A Neural Networks Model for Flow Forecasting in Nakdong River Basin (낙동강 유역에서의 유량 예측 신경망 모형에 관한 연구)

  • Han, Kun-Yeun;Kim, Dong-Il;Choi, Hyun-Gu;Yoon, Young-Sam
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.1727-1731
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    • 2008
  • 수자원의 효율적인 관리를 위해서는 신뢰성 있는 유량자료의 획득이 대단히 중요하다. 우리나라는 양질의 유량자료를 획득하기 위해 매년 많은 시간과 돈을 투자하고 있으나 자료의 질적인 면에서 만족할 만한 성과를 얻지 못하고 있다. 현재까지 우리나라의 유량자료는 댐의 수문자료와 수량관리 부처인 건교부에서 운영하는 수위표 지점의 수위-유량곡선에서 산출된 자료에 의존하고 있다. 그러나 수위-유량 관계식을 보정하기 위한 유량측정사업이 지속적이지 못하며, 이 관계식은 유량이 적은 저수기 및 갈수기에는 부정확하다는 한계가 있다. 또한, 국립환경과학원 낙동강물환경연구소에서 오염총량관리를 위한 낙동강수계 유량측정사업을 실시하고 있지만, 목적은 낙동강수계의 오염총량관리 단위유역 말단 47개 지점에서 유량측정을 효율적으로 실시하여 수질정책의 기초자료를 제공하는데 있다. 이 자료 역시 오염총량관리를 위하여 유량측정을 실시하여 수자원의 효율적인 관리를 위한 일 유량을 알 수가 없는 한계점을 가지고 있다. 따라서 저수기 및 갈수기에 수질정책의 기초자료를 제공하기 위해서 하천을 포함한 유역의 정확한 강우-유출특성의 파악이 필요하다. 그러나 강우-유출특성 또한 유역 내 강우의 시 공간적 분포가 다르며 그 자가 비선형성이 강하고 여러 변동성을 포함하므로, 강우로부터 하천의 유출량의 정확한 해석이 불가능하다. 그러나 최근 인공지능 분야에서 신호처리, 지능제어 및 패턴인식 등의 수단으로 사용되고 있는 신경망은 학습이라는 최적화 과정을 통해 입력과 출력으로 구성되는 하나의 시스템을 비선형적으로 구축할 수 있으며 이러한 이점을 활용하여 수자원 분야에서 다양하게 적용되고 있다. 본 연구의 목적은 강우-유출자료 및 댐 방류량 자료의 비선형적인 특정을 가장 잘 반영할 수 있는 신경망모형을 적용하여 수질정책의 기초자료를 제공하기 위하여 신뢰성 있는 유량자료를 산정하는 모형을 개발하는 것이다. 이를 위해서 낙동강물환경연구소에서 오염총량관리를 위한 낙동강수계 유량측정 지점 상류의 댐 방류량의 일 방류량자료와 강우자료를 입력 자료로 하여 유량을 예측할 수 있는 유량예측 신경망 모형 FFBN(Flow Forecasting By Neural)을 개발하였다. 그리고 입력 자료로서 장기유출모형인 SWAT의 모의결과를 입력 자료로 추가한 FFBNS(Flow Forecasting By Neural and SWAT)을 개발하였다. 신경망 모형의 구조는 입력층과 출력층 사이에 하나의 은닉층이 존재하는 다층 신경망으로 구성하였으며, 학습단계에서는 오류 역전파 알고리듬 학습방법 중 모멘텀법을 사용하였다. 예측된 유출량을 실측치와의 비교를 위하여 낙본D지점과 낙본 E지점에 대하여 $2005{\sim}2006$년까지의 모의 결과를 낙동 수위측정지점과 구미 수위측정지점의 실측치 통하여 복잡한 비선형성을 가지는 유출 시계열 자료에 대한 효과적인 최적의 신경망모델을 개발하여 유량을 예측하고 적용 가능성을 검토하고자 한다. 모의 결과는 수질정책의 기초자료 제공에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

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Development of TANK_GS Model to Consider the Interaction between Surface Water and Groundwater (지표수-지하수 상호흐름을 고려한 TANK_GS 모형의 개발)

  • Lee, Woo-Seok;Chung, Eun-Sung;Kim, Sang-Ug;Lee, Kil-Seong
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.43 no.10
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    • pp.893-909
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    • 2010
  • The purpose of this study is to consider the interaction between surface water and groundwater in basin scale by developing TANK_GS model. The soil moisture structure of tank model with 3 tanks is improved to simulate the appropriate stream-aquifer interactions. Maximum likelihood method is applied to calibrate parameters with variance functions to deal with heteroscedasticity of residuals. The parameters of improved TANK_GS model and variance function are simultaneously estimated by Simulated Annealing method, a global optimization technique. The results of TANK-GE are compared to those of the SWMM-GE model which had been developed to consider the stream-aquifer interactions. The new TANK_GS model and SWMM-GE model are applied to Gapcheon basin, which belongs to Geum River basin. TANK_GS model showed better model performance compared to the original TANK model and characterized the relationship of stream-aquifer interactions as satisfactorily as the SWMM-GE model. The sustainable groundwater yield can be estimated for the regional water resources planning using the TANK_GS model

An Experimental Study for Electro-active Polymer Electrode and Actuator (전기활성 고분자 전극 및 구동기에 관한 실험적 연구)

  • Lee, Jun-Man;Ryu, Sang-Ryeoul;Lee, Dong-Joo;Lin, Zheng-Jie
    • Composites Research
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    • v.26 no.5
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    • pp.289-294
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    • 2013
  • A thinner is used to improve the multi-walled carbon nano-tube (CNT) and carbon black (CB) dispersion in a polymer matrix and to make a soft electrode. The electrical and mechanical properties of the soft electrodes are investigated as functions of CNT, CB and thinner content. The optimal mixing condition for the electrode is thinner 80, CNT 3.5, CB 18 (phr) on the basis of matrix (KE-12). The specific resistance of that is 73 (${\Omega}{\cdot}cm$), and tensile strength, tensile modulus, and elongation of that is 0.45 MPa, 0.21 MPa, and 184%, respectively. Also, a simple structure of the actuator with an optimized electrode and elastomer is fabricated and its characteristic is evaluated. At the operating voltage 25 kV, the displacement of an elastomer KE-12 is 2.24 mm, and that of an elastomer KE-12 with thinner 50 (phr) is 4.05 mm. It shows a higher displacement compared to that of 3M 4910 which has similar modulus. The actuator made with elastomer and electrode of the same material (KE-12) may have advantages for fatigue life and application.