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심해저 광물자원 채광시스템의 통합거동 해석 (Total Dynamic Analysis of Deep-Seabed Integrated Mining System)

  • 김형우;홍섭;이창호;최종수;여태경
    • 한국항해항만학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.195-203
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    • 2010
  • 본 논문은 통합채광시스템의 동력학 해석을 다루고 있다. 통합채광시스템은 채광선, 수직양광관, 중간 저장 장소인 버퍼, 유연관, 자항식집광기로 구성되어 있다. 자항식집광기와 버퍼는 6자유도의 강체로 가정하였으며, 수직양광관과 유연관의 동적거동 해석을 위해 집중질량 매개방법을 이용한 이산화 모델을 적용하였다. 채광선에 대한 운동은 포함시키지 않았지만 경계조건을 통하여 채광선의 움직임을 표현하였다. 연약한 해저면을 주행하는 차량에는 연약지반 역학 모델을 적용시켰다. 수직양광관-버퍼, 버퍼-유연관, 유연관-자항식집광기의 연결에는 회전구속과 볼 구속조건을 사용하였다. 연성 동력학 모델의 운동방정식을 유도하기 위해 국부좌표계를 사용하였으며, 4개의 오일러 매개변수를 사용하여 각 시스템의 자세를 표현하였다. 통합 채광시스템의 운동 방정식 해를 구하기 위해서 증분-반복법을 적용하였으며, 시간영역 적분기는 newmark-${\beta}$를 사용하였다. 통합 채광시스템의 동적 거동 해석을 수치해석을 통해 분석하였다.

활성탄에 의한 Reactive Blue 4 염료의 흡착에 대한 등온선, 동력학 및 열역학적 특성 (Characteristics of Isotherm, Kinetic, and Thermodynamic Parameters for Reactive Blue 4 Dye Adsorption by Activated Carbon)

  • 이종집
    • 청정기술
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    • 제26권2호
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    • pp.122-130
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    • 2020
  • 입상 활성탄에 대한 reactive blue 4 (RB 4) 의 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 활성탄의 양, pH, 초기농도, 접촉시간, 온도를 흡착변수로 하여 조사하였다. 활성탄에 의한 RB 4 염료의 흡착은 pH 7을 기점으로 양쪽으로 흡착 백분율이 증가하는 concave 모양을 나타내었다. 등온흡착자료는 Langmuir, Freundlich, Temkin 등온흡착식에 적용하였다. Freundlich과 Langmuir 등온흡착식이 모두 잘 맞았다. 계산된 Freundlich 분리계수(1/n = 0.125 ~ 0.232)과 Langmuir 분리계수(RL = 1.53 ~ 1.59) 으로부터 활성탄이 RB 4를 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수 있었다. Temkin의 흡착열관련상수(BT = 17.611 ~ 29.010 J mol-1)는 이 공정이 물리흡착임을 나타냈다. 동력학적 실험으로부터 흡착공정은 유사 이차 반응속도식에 잘 맞았다. 입자 내 확산식에 대한 결과는 표면확산을 나타내는 두 번째 직선의 기울기보다 입자내 세공확산을 나타내는 첫 번째 직선의 기울기가 작게 나타나서 입자내 세공확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. Gibbs 자유에너지 변화(ΔG = -3.262 ~ -7.581 kJ mol-1)와 엔탈피 변화(ΔH = 61.08 kJ mol-1)은 각각 흡착공정이 자발적 공정 및 흡열과정임을 나타내었다.

제주 해양환경에 적합한 부유식 해상풍력발전기 계류선 설계 (Design of Mooring Lines of a Floating Offshore Wind Turbine in South Offshore Area of Jeju)

  • 정준모;김형준;전기영
    • 대한조선학회논문집
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    • 제51권4호
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    • pp.300-310
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    • 2014
  • This paper presents a mooring design procedure of a floating offshore wind turbine. The environment data of south offshore area of Jeju collected from Korea Hydrographic and Oceanographic Administration(KHOA) are used for hydrodynamic analyses as environmental conditions. We considered a semi-submersible type floating wind turbine based on Offshore Code Comparison Collaborative Continuation(OC4) DeepCWind platform and National Renewable Energy Laboratory(NREL) 5 MW class wind turbine. Catenary mooring with studless chain is chosen as the mooring system. Important design decisions such as how large the nomial sizes are, how long the mooring lines are, how far the anchor points are located, are demonstrated in detail. Considering ultimate limit state and fatigue limit state based on 100-year return period and 50-year design life, respectively, longterm predictions of breaking strength and fatigue are proposed.

기존선 속도향상과 선로용량 증대를 위한 정보형 ATS 차상장치 개량 (A Study on Informative ATS (Automatic Train Stop) for Speed Improvement and Increment of Track Capacity on Existing Line)

  • 서정욱;안수관;김봉택
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.456-461
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    • 2003
  • 기존선 속도 향상 및 병목현상 해소와 안전운행을 위해 국내 철도 현황의 주요 분야를 검토한 후, 국내 17년동안 사용으로 안전성이 검증된 신호기술을 바탕으로 국내 실정에 적합하며, 기존의 ATS 장치를 개선한 정보형 ATS(ATPS)를 개발하여 이를 제시하였다. 본 시스템은 운행 중인 열차의 제동특성을 고려하여 구간별 제한속도를 상향 조정하여 운행 효율을 증가 시킬 수 있다. 또, 안전성과 신뢰성 보장을 위해 Fail-Safe 및 이중계(redundancy)로 제작 하였고, 기존의 차상자와 발진기를 통합함으로써 Q factor를 개선하여 무응동 방지 및 기준 응동시간 비교방식을 통해 오동작을 개선하였다. 그리고, 정보기록 장치를 추가함으로써 이미 기록되어있는 차량정보데이터와 지상정보데이터를 연산하여 운전정보를 제공하고 기록한다. 또한, 이 운전정보는 정보 분석용 PC 및 프로그램에 의해 쉽게 분석, 관리가 가능하다. 무엇보다도 기존 ATS 구간과의 겸용사용으로 영업 운전시 안전한 연속 운행 보장 및 지상설비 개량 없이 안전을 확보할 수 있다. 다양한 종류의 동력차에 설치, 인터페이스 및 지상설비 개량이 용이하다. 향후 틸팅 시스템과 연계하여 틸팅 제어/감시 신호를 제공하는 기능을 갖는다.

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동력추정을 위한 모형선-실선 상관해석에 관한 연구 (A Study on the Model-Ship Correlation Analysis of Powering Performance)

  • 박용제;김은찬;이춘주;임효관;박호선
    • 대한조선학회논문집
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    • 제31권1호
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    • pp.32-41
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    • 1994
  • 선박해양공학연구센터 예인수조에서 시험되었던 선박 가운데 선형과 프로펠러가 모형과 실선이 동일하였던 36척에 대하여 모형선-실선상관해석을 수행하였다. 뚱뚱한 선형이 대부분임에도 불구하고, 타수조의 결과보다 약간 나은 일치를 보였다. 통계적 처리에 의하여 반류비 수정계수와 거칠기 수정계수에 대한 회귀식을 구하였고, Townsin의 거칠기계수를 적용한 경우의 저항수정계수에 대한 식을 도출하였다.

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고속열차 팬터그래프 동특성 측정 및 동역학 해석을 통한 최적 전차선 장력 예측 (Prediction of Optimal Catenary Tension by Dynamic Characteristic Measurement and Dynamic Analysis of Pantograph in High-Speed Train)

  • 오혁근;유근준;박태원
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권11호
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    • pp.350-356
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    • 2018
  • 팬터그래프(Pantograph)와 전차선간의 동적 상호작용인 접촉력(contact force)은 차량에 대한 안정적 전원공급 특성인 집전성능을 평가하는 중요한 지표이다. 본 연구에서는 동력분산형 고속열차 시험차량인 HEMU-430X(High-speed Electric Multiple Unit - 430km/h eXperiment) 차량의 팬터그래프 동적 접촉력 특성을 전차선 장력에 따라 분석하였고, 이를 팬터그래프-전차선 동적 상호작용 모델을 이용한 해석결과와 비교하였다. 시험결과와 해석결과를 비교한 결과, 주요 동적접촉력 특성인 평균접촉력 및 접촉력 표준편차가 비교적 잘 일치하는 것을 확인하였다. 또한 해석모델을 이용하여 전차선 장력과 접촉력과의 상관관계를 차량 운행속도에 따라 제시하였으며, 이를 이용하여 각 운영속도별 최적 전차선 장력을 제시하였고 이를 국제규격과 비교하였다. 그 결과 해석을 통해 도출된 결과와 국제 규격에서 권장하는 전차선 장력이 비교적 잘 일치하는 것을 알 수 있었다.

마이크로 파워 시스템의 개발 (Development of Micro Power System)

  • 방정환;김세준;전병선;민홍석;민경덕;송성진;주영창
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.477-481
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    • 2002
  • This paper reports on the development of micro power system component under way at Seoul National University. The need of micro power system is explained and components of micro power system are described. The developments of hydrogen-air micro combustor, micro igniter based poly-silicon heater and micro thruster are described. To manufacture 3-D micro structure the process that manufactures high aspect ratio structures has been developed and optimized. Design, fabrication, and experiment processes are introduced and technical challenges in each phase are described.

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병렬형 공작기계의 채터 예측 (Analytical Prediction of Chatter for Parallel Machine Tool)

  • 김택수;홍대희;최우천;송재복
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집C
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    • pp.202-206
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    • 2001
  • Machine tool chatter is the self-excited vibration generated by chip thickness variation and severely degrades the quality of machined surface. The incidence of chatter is greatly affected by the dynamic characteristics of machine tool structure. Therefore, the cutting dynamics in the parallel machine tool is to be carefully studied considering the dynamic characteristics of parallel mechanism. In this paper, the vibration model of parallel machine tool is derived, in which the legs of the parallel mechanism are considered as spring-damper systems. The chatter stability charts for various machining parameters are examined with the example of the cubic parallel mechanism that is specially designed for machine tool use.

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병렬 안테나에 따른 플라즈마원의 균일도 연구 (Study on the Uniformity of Plasma Density at TCP Using Parallel Antennas)

  • 배근희;서상훈;장홍영
    • 한국진공학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.273-276
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    • 1998
  • 안테나에 따른 플라즈마 밀도의 균일도 연구를 위해 병렬 안테나를 설계하고 이중 랑뮤어 탐침과 자기장 측정 탐침을 이용하여 각각의 플라즈마 밀도와 자기장의 세기를 측정 하였다. 나비형 안테나를 사용했을 때 플라즈마 밀도가 ~$2\times10^{11}(\textrmcm^{-3})$로 다른 두 안테나를 사용했을 때보다 높았으며, 전자의 온도는 2eV 이하로 동일한 조건에서의 나선형 안테나보 다 낮게 나왔다. 또 전류의 방향이 서로 다른 두 개의 안테나선이 가까이 있거나 안테나 성 분끼리 양성 결합(positive coupling)을 하는 경우에는 동력 효율(power efficiency)이 매우 낮아졌다.

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피스톤 링 마찰 특성의 실험적 연구 (An Experimental Study on Frictional Characteristics of the Piston Ring)

  • 이재선;한동철
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제7권6호
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    • pp.115-122
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    • 1999
  • A friction tester to measure friction force generated at the interface between the piston ring and the cylinder liner was developed. Modified piston ring is bar-shaped and 100mm long. Surface of the modified piston ring is machined by the profile grinding machine to be formed as a shape of an arc of a circle. Measured data are treated as mean effective friction force and power loss. From this test it can be confirmed that friction force is deeply affected by surface shape of the piston ring and viscosity of supplied oil. Friction force is deeply affected by surface shape of the piston ring and viscosity of supplied oil. Friction force is decreased and power loss is increased with increasing velocity. And it is known that region of mixed lubrication is broader than estimated with theoretical analysis. it is expected that this tester can be used as the optimization tool of the surface shape of the piston ring at the first stage of development of the piston rings.

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