• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.135.1-135.1
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• 2012

위성 및 발사체 등 지상 및 우주에서 운용되는 시스템은 발사 및 궤도 내 운용환경에서의 다양한 전자파환경에 노출되며 이를 모사하는 전자파환경시험을 전자파챔버에서 수행하게 된다. 전자파챔버에서의 전자파환경시험은 크게 방출시험과 내성시험으로 구분된다. 그 중 복사성 내성시험은 안테나를 통해 방출되는 전기장 에너지를 시험 대상 유니트 또는 시스템에 복사함으로서 발생되는 시험품의 정상동작 여부를 판단하는 시험이다. 이 때, 안테나로부터 복사되는 전기장의 세기는 주파수 및 안테나 타입에 따라 상이한 형상을 가지므로 시험품에 복사되는 전기장 에너지 또한 그에 따른 형상을 가지게 된다. 이에 따라 전자파챔버에서 복사성 내성 시험을 수행할 때 주파수 및 안테나 타입에 따른 필드 균일성 패턴을 측정하고 안테나 빔 중심과 그 주변에서 발생되는 전기장 세기를 정량적으로 평가함으로써 시험품에 대한 복사성 내성시험을 수행함에 있어 시험품 영역에 따른 내성특성을 확인할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 한국항공우주연구원 전자파챔버에서 사용하는 복사성 내성 시험용 안테나에 대해 시스템 및 유니트 시험영역에서 필드 균일성 시험을 수행함으로서 위성 또는 발사체 시스템 및 유닛에 복사되는 전기장의 분포 특성을 분석하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권5호
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• pp.515-524
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• 2022

도시철도 침목플로팅궤도(STEDEF)의 분기기는 콘크리트 도상에 매입된 목침목과 침목 하부의 침목방진패드로 구성된 방진궤도로서 침목방진패드의 열화 및 이에 따른 스프링강성의 변화가 침목지지조건의 변화를 초래할 수 있다. 현재 약 21년의 공용기간 동안 발생된 망간크로싱의 손상수량은 전체 부설수량 대비 약 17%로 조사되었으며, 사용 기간 15년 이후(누적통과톤수 약 5.5억톤)부터 손상 물량이 증가하는 것으로 분석되었다. 본 연구에서는 실물 망간크로싱과 차륜의 형상을 모사한 3차원 수치모델을 이용한 매개변수 해석(차륜의 위치, 침목지지조건 및 동적 윤중의 크기)을 수행하여 실제 현장에서 발생된 망간크로싱의 손상유형 및 발생원인을 분석하였다. 연구결과, 노즈부 주변 침목에 뜬침목이 발생된 경우, 설계 궤도충격계수가 적용된 동적윤중 작용 시 노즈부 단면의 발생응력이 항복강도를 초과하였으며, 이는 실제 현장에서 발생된 손상위치와 비교적 잘 일치하는 것으로 분석되었다. 따라서 망간크로싱의 손상을 최소화하기 위해서는 노즈부 주변의 침목지지조건을 일정한 수준으로 유지하고, 손상된 망간크로싱 교체 시에는 침목 하부 경계조건의 균일성 확보를 위해 침목방진패드를 함께 교체하는 것이 바람직할 것으로 분석되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권5호
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• pp.474-480
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• 2011

지구의 저궤도에서 운용되는 영상센서는 극저온 환경에서 태양 복사 뿐 아니라 지구의 적외선 및 알베도(Albedo)의 영향을 받는다. 극한 환경에 노출되는 영상센서는 작동/비작 동시 허용 온도를 벗어나지 않도록 열설계가 필요하며, 정상상태 에너지 평형식을 통해 필요한 방열판 면적 및 히터 예비 설계 값을 설정한다. 일반적으로 위성체 패널에 주기를 갖는 발열장비가 장착되어, 패널의 일부를 방열판 면적으로 설계한다. 본 논문에서는 위성체와 분리하여 설계하는 영상센서의 열제어를 위하여, 내부에서 항상 발열하는 장비의 열을 히트파이프를 이용하여 패널에 장착된 방열판으로 효과적으로 전달하도록 설계하였다. 예비 설계값을 기준으로 수치해석에 기반을 두는 SINDA를 이용하여 궤도 열해석을 실시하여, 방열 면적 및 히터 설계는 쉽고 빠르게 계산되어졌다. 또한, 방열 성능을 유지하면서 질량을 줄이도록 방열판을 립형상(Rib-type)으로 설계하였으며, 궤도 열해석 결과, 영상센서의 열적 요구사항을 만족함을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권12호
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• pp.1079-1088
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• 2015

본 연구는 한국항공우주연구원에서 개발한 위성종합설계 SW 내의 복사계수 계산 프로그램의 병렬화 및 성능향상에 대해 논의한다. 복사계수는 복사열전달이 포함된 인공위성의 열해석을 수행하기 위한 필수적인 전초 단계로서 그 자체적인 계산량 또한 상당하다. 특히 위성 궤도상 시간에 따라 태양전지판과 본체의 상대변위가 변하기에 시간 별 독립적인 복사계수의 계산이 필요하다. 본 논문은 복사형상계수 병렬화 방법과 그 성능, KD-Tree 기반 차폐 탐색 알고리즘 및 태양전지판과 본체의 상대변위 변화에 따른 부분 복사형상계수 행렬 갱신이라고 지칭하는 계산량 저감 기법에 대해 논한다.

• 한국추진공학회지
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• 제2권3호
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• pp.80-89
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• 1998

다목적 실용위성의 궤도전이 및 위성체 자세제어를 위한 추진시스템의 설계요소에는 구조적 안전성, 우주환경에서의 열 제어를 위한 회로 및 구성하드웨어 설계, 연료계통 맥압강하를 위한 장치설계 및 추력기 배기가스 영향을 고려한 형상설계 등이 있으며, 설계검증을 위해 부분해석이 수행된다. 또한 발사환경과 우주 궤도환경에서의 추진시스템 성능평가를 위한 열 제어계 기능시험, 압력인증시험, 청정도시험 및 내부/외부 누설시험이 수행된다. 본 논문에서는 추진시스템 설계 및 조립공정에 대해 기술하였고, 시험분석을 통해 시스템의 설계 및 조립공정상의 신뢰성을 검증 분석하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.5-13
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• 2021

철도 분야에서 구조물 접속부는 지지강성이 갑작스럽게 변화하는 구간으로 갑작스럽게 지지강성이 변화하면 강성차로 인해 구조물 접속부에는 부등침하가 발생하게 된다. 이러한 부등침하는 열차의 주행안전성과 궤도를 지지하는 노반에 문제를 발생시킨다. 특히 구조물 접속부 중 교량-토공 접속부에서 부등침하에 관하 연구는 대부분 열차하중을 고려하였을 뿐 지진을 고려한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 구조물 접속부의 형상이 지진 시 교량-토공 접속부의 동적거동에 미치는 영향을 확인하기 위해 구조물 접속부의 형상을 결정하는 어프로치블록의 기울기와 토공의 기울기를 변화시켜 수치해석을 수행하였다. 그 결과 교량-토공 접속부에서의 동적 거동은 구조물 접속부의 형상에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.35-40
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• 2020

도상 자갈층은 열차하중을 분산하고 지지하는 중요한 역할을 수행하나, 큰 공극으로 인하여 열차 동하중 작용시 침하가 발생하여 지속적인 유지보수가 필요하다. 본 논문에서는 특정한 형상의 인공자갈 3종류 (정사각 형상, 테트라 포드 형상, 육각 형상) 를 혼합한 도상 자갈층을 2 차원 개별 요소 해석법을 이용하여 모델링하고, 열차 동하중에 의한 도상 층의 침하 특성을 평가하기 위하여 침목에 의한 반복 재하 시험을 실시하였다. 동 해석 결과 침목 하부에서 작은 힘의 전달경로가 형성된 테트라 포드형의 인공 자갈이 포함된 도상 층에서 침하가 가장 작게 발생하였다. 또한, 도상층 내 접촉력 분포로부터 오목 형상을 갖는 테트라 포드 형상을 포함한 인공 자갈 혼합 도상에서 힘의 다중 전달 경로를 형성하기 쉬우며, 이를 통하여 도상 층으로 전달된 열차 하중이 보다 다양한 경로로 균등하게 분산될 수 있는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과로부터 반복 열차 하중 재하 시 오목 형상의 인공 자갈이 혼합된 도상 층에서 훨씬 효과적으로 침하 발생을 저감시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다. 도상 층에서의 이와 같은 침하 저감 효과는 유지보수를 절감할 수 있는 자갈궤도 구조에 대한 가능성을 보여준다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권11호
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• pp.984-997
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• 2015

달 착륙선과 탐사 로버로 구성된 창어 3호는 2013년 12월 1일 시창 위성 발사 센터에서 장정 3B 발사체를 이용하여 발사되었다. 약 5일의 직접 전이궤적을 지나 달 궤도에 진입한 창어 3호는 달의 공전궤도에서 약 8일간 머무르다가 달 표면에 성공적으로 착륙하였다. 창어 3호의 성공적인 착륙은 한국의 달 탐사선 개발이 예정된 상황에서 향후 필요한 서브시스템의 기술 등을 분석하고, 발사에서 달 착륙까지의 궤적 및 운영 시퀀스 등을 도출하는데 많은 도움이 된다. 따라서 해외 언론에서 공지된 발사 현황을 바탕으로 창어 3호의 형상 및 전반적인 임무내용을 분석하고 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 경계조건을 이용하여 제어변수를 추정 및 수렴값을 도출하여 착륙선의 전반적인 궤적을 생성하였다. 또한 이를 기반으로 교신 현황 및 식 현상을 분석하여 교신 및 전력충전이 양호함을 확인하였으며, 속도증분(${\Delta}V$)을 이용하여 비추력에 따른 착륙선의 여유 질량을 도출하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권2호
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• pp.46-58
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• 2018

고해상도 관측위성의 대용량 영상 데이터 송신용인 2축 짐벌식 X-밴드 안테나는 궤도 임무수행 중 안테나 구동에 따라 미소진동을 유발하며, 이는 관측위성의 영상 품질을 저하시키는 요인 중 하나이기 때문에 반드시 절연되어야 할 대상이다. 본 논문에서는 상기 X-밴드 안테나의 방위각 구동에 따른 미소진동절연과 동시에 기존에 제안된 티타늄 블레이드 기어가 소성변형에 취약한 문제점을 보완하기 위해 초탄성 형상기억합금 (SMA)을 활용한 메쉬 와셔 기어를 제안하였다. 상기 SMA 메쉬 와셔 기어의 기본 특성을 파악하기 위해 SMA 메쉬 와셔 두께방향 정하중 시험과 SMA 메쉬 와셔 기어 수준의 회전방향정하중 시험을 실시하였다. 아울러 안테나 조립체 수준의 미소진동 측정시험을 통해 제안된 SMA 메쉬와셔 기어의 진동절연이 효과적임을 입증하였다.

• 항공우주기술
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• 제7권1호
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• pp.68-75
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• 2008

우주방사선환경은 위성의 운용궤도와 임무 기간 및 시기에 따라 달라지고 시뮬레이션을 통 해 예측이 가능하다. 총 이온화 조사량(TID)의 경우 dose-depth 곡선으로 차폐두께에 따른 조사량을 알 수 있다. 그러나 이는 차폐두께에 따른 조사량의 정보만 보여주므로 실제 차폐 구조물의 형상에 따른 부품수준에서의 총 이온화 조사량을 예측하기 위해서는 구조물의 형태를 고려한 유효 방사선 차폐두께의 상세 분석이 필요하다. 이를 위해 다양한 구조형상을 3차원 좌표로 입력하여 모델링이 가능하게 하고 여기에 임의 지점에서 방사되는 ray를 이용하여 구조체의 전 방향에 대한 유효 차폐두께분포를 계산하는 프로그램을 개발하였다. 이 분포결과를 위성의 우주임무환경에서 예측되는 dose-depth 곡선 데이터와 결합하여 최종적으로 위성내부의 임의지점에서 예측되는 총 이온화 조사량을 계산함으로써 3차원 구조형상을 고려한 상세 분석이 가능하도록 하였다. 이를 이용하여 위성의 전자박스구조를 모델링하여 부품수준의 임의지점에서 예측되는 총 이온화 조사량을 분석하였다.