• 한국항행학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.96-101
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• 2023

본 연구에서는, 회전하는 축계에서 무선센서 시스템 응용을 위해 에너지 하베스터(EH, energy harvester)를 제안되었다. 무선 센서 시스템(WSS)에 지속적으로 전원을 공급하기 위해 EH를 직경 20 cm의 샤프트에 설계 및 구현되었다. 로터에는 샤프트에 부착된 7개의 U자형 코어에 코일이 쌍으로 감겨 있다. 고정자는 8개의 I-코어에 부착된 8쌍의 자석으로 구성되며 외부 고정 장치에 고정되었다. EH의 발전 전력은 회전자와 고정자 사이의 공기 공극, 코일의 권수, 그리고 축의 회전속도에 따라 조사되었다. 제작된 EH는 300 rpm 및 3 mm 공기 공극에서 최대 2.87 W의 전력을 생산하였다.

• 전기저널
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• 통권310호
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• pp.67-72
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• 2002

미쓰비시(삼릉)전기 플랜트건설총괄부의 전력플랜트 건설공사는 수력$\cdot$화력플랜트 및 변전설비를 대상으로 하고 있으며, 수차$\cdot$수차발전기$\cdot$가스절연개폐장치(이하 ''GIS''라 한다), 변압기, 배전반 및 관련 제어기기 등의 설치 및 기기간의 배선공사 설계$\cdot$시공을 담당하고 있다. 최근의 전력플랜트를 둘러싼 일본의 시장환경은 신설 플랜트는 감소하고 갱신$\cdot$기기개수(개조, 수선) 공사의 비율이 커지고 있으며, 신설$\cdot$개보수 공사를 불문하고 공사품질의 유지와 공사비 저감을 위한 공법$\cdot$작업의 개선과 설계$\cdot$계획 업무의 합리화를 추진하여 왔다. (1) 기자재 개발에 의한 공법$\cdot$작업 개선 대형수력발전기의 로터조립용 다브테일키 박아놓기(타입)장치, 스테이터코일 분해(갱신)용 코일 엔드절단 및 코일뽑기공구, 터빈발전기 센터링용 유압잭, GIS 설치용 작업용발판을 개발하여 적용함으로써 공법 개선과 작업효율의 향상을 실현하였다. (2) 공사계획 방법의 개선 변전플랜트에서의 공기단축을 목적으로 하는 현지 설치 최적공정 책정방법의 개발$\cdot$적용, 또한 화력플랜트에서의 공사물량의 저감과 설계작업의 효율 향상을 목적으로 하는 케이블 배선 설계$\cdot$계획 방법의 개발 및 적용으로 설계업무의 개선, 공사비 저감을 도모하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제4권1호
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• pp.19-24
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• 2018

가스터빈 동익에 대한 지속적인 국산화 개발이 추진되어, 국내 정밀 주조 기술을 향상시키고, 동익의 유지 보수 비용을 낮추는 등의 직간접적인 긍정적 효과를 가져왔지만, 여전히 국산화 개발품이 발전소에서 안정적인 실사용이 가능한지에 대한 우려가 존재한다. 향상된 소재와 주조기술을 바탕으로 조직학적, 기계적 성질에서 충분한 품질을 확보하였더라도, 개발품을 대상으로 다양한 신뢰성 검증이 요구되는 이유이다. 고속회전시험기는 로터, 디스크 등의 회전체에 원심력을 가하여, 이에 따른 제품의 특성을 분석하기 위한 시험장비로 일반적으로 과속도시험을 통한 최종적인 품질검사에 주로 사용된다. 본 논문에서는 전력연구원에 구축된 고속회전시험기를 활용한 가스터빈 동익에 대한 과속도시험을 포함한 저주기피로시험 사례를 중심으로 신뢰성 시험 및 평가 결과를 기술하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권4호
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• pp.300-308
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• 2019

드론이 농업 및 산업 운송 분야에 이용되기 위해서는 큰 탑재 하중과 긴 운용시간이 필요하다. 현재의 배터리 기술로는 탑재 하중과 체공 시간을 늘리는 데에 한계가 있고, 특히 현장에서 지속적인 운용이 필요할 때에 배터리의 충전 또는 교환이 번거로운 문제가 있다. 본 연구에서는 내연기관과 발전기, 그리고 배터리와 전기모터가 결합된 복합적인 추진기관을 사용하는 드론의 동력시스템을 최적화하는 과정을 제시한다. 운반과 운용의 제약을 고려하여 이륙중량 200kg 급의 기체를 선정하였다. 내연기관과 직접 연결된 2개의 주 로터가 기체 중량의 대부분을 담당하고, 내연기관으로 구동되는 발전기의 전력을 사용하는 4개의 모터가 자세제어를 담당하도록 시스템을 구성하였다. 드론의 에너지 흐름을 파악하여, 기존의 상용품 중 최적의 모터와 프로펠러를 선정하는 기법을 제시하고, 내연기관의 측정 데이터를 이용하여 최적의 운용 점과 기어비를 도출하는 기법을 제시한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.29-39
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• 2021

대도시 도심의 교통 정체를 해결하기 위한 방법의 하나로 전기수직이착륙 개인항공기(eVTOL PAV)를 활용한 도심항공 모빌리티(UAM)의 관심이 증가하고 있다. 도심항공 모빌리티에 사용할 비행체인 eVTOL은 추진방식에 따라 복합형, 틸트 로터형, 틸트 날개형, 틸트 덕티드 팬형, 멀티콥터형으로 분류된다. 본 연구에서는 멀티콥터형인 에어버스사의 시티에어버스를 기본 모델로 주어진 임무 형상에 맞게 역설계 기법을 사용하여 기본 개념설계를 수행하였다. 공력해석 프로그램인 OpenVSP를 사용하여 표면적과 양항비, 항력계수를 계산하였다. 각 임무 구간별 소요되는 동력을 계산하였고, 그에 맞는 배터리와 모터를 비교하여 선정하였다. 또한 eVTOL 구성품별 중량을 추정하여 전체 총 중량을 예측하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.386-392
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• 2024

본 논문은 도심항공교통(UAM; urban air mobility) 시뮬레이션 제작을 위해 회전익 모델링과 성능 분석에 특화된 프로그램인 flightlab을 활용하여 정밀 동역학 모델을 구축하였다. flightlab은 저고도 및 도심풍에 의해 로터의 상세 공력 특성이 요구되는 UAM 상세 모델링에 적합하다. 따라서, 본 연구에서는 flightlab을 활용하여 UAM 기체 형상으로 주목받고있는 분산추진방식의 lift-cruise UAM 모델을 UAM 모델 구현 및 성능 분석을 수행하였다. lift-cruise 형상의 UAM 모델은 수직 이착륙과 고정익 비행을 각각 담당하는 모터들로 구성된 비행체이다. 현 시점에서는, UAM 모델링에 대한 flightlab 활용 사례가 부족하며, 기존의 고정익이나 드론 모델로는 충분한 평가를 수행하기에는 어렵다. 이에 따라, 본 연구에서는 동일한 lift-cruise 형상의 모델을 matlab을 이용해 구현하고 성능을 확인한 후, flightlab에서의 결과와 비교하여 모델링의 타당성을 심층적으로 검토하였다. 이 과정을 통해 flightlab을 활용한 UAM 상세 모델링의 가능성을 탐구하고, 미래 교통사업 기술적 진보에 이바지하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권3호
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• pp.173-184
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• 2013

본 연구에서는 프로펠러나 헬리콥터 로터와 같은 회전체의 공력 최적 설계를 위한 다단 최적 설계 프레임워크를 제안한다. 이 프레임워크는 플랜폼 설계와 단면의 형상 설계를 반복적으로 수행하는 설계 전략을 통해 회전체의 공력 성능 향상을 목표로 한다. 플랜폼 설계의 단계에서는 유전 알고리즘과 2차원 CFD 데이터베이스 기반의 깃 요소 모멘텀 이론을 이용하여 빠른 시간에 회전체의 공력 특성을 평가하여 최적점을 탐색하였다. 플랜폼 설계 후 단면에 유입되는 유동 조건을 예측하여 단면 형상 최적 설계를 수행하였다. 설계 과정에서 보다 면밀하게 유동 특성이 분석될 수 있도록 2차원 N-S 해석자와 민감도 기반의 최적화 알고리즘을 통해 최적해를 탐색하였다. 단면 형상이 설계된 후에는 최적의 유동 조건을 산출할 수 있도록 플랜폼 설계를 반복적으로 수행하였다. 본 프레임워크를 1kW급 전기추진용 항공기 프로펠러 설계에 적용하여 그 유효성을 3차원 N-S 해석과 풍동 실험을 통해 검증하였다. 설계 후, 풍동 실험 결과를 기준으로 약 5%의 프로펠러 효율 증가를 얻을 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제23권1호
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• pp.46-57
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• 2014

본 논문은 한국 풍력산업의 부가가치 창출구조가 선순환을 나타내고 있는지를 풍력기업 내 가치사슬과 풍력산업 내 가치시스템을 통해 분석하고 있다. 연구 방법은 한국 풍력기업을 대상으로 한 설문조사 를 통해 연구개발-생산-이익률 등에 걸친 가치사슬 내 공정 간 인과관계에 대한 회귀분석을 활용하였다. 기업 내 가치사슬 분석 결과, 한국 풍력기업에서 정부의 연구개발 지원은 기업의 연구개발 투자 증가에, 기업의 연구개발 투자 증가는 기업의 연구개발 성과 증가에, 기업의 연구개발 성과 증가는 기업의 생산량 증가에 연쇄적으로 긍정적인 영향을 미치고 있는 것으로 분석되었다. 그러나 생산량 증가가 생산비용의 감소로 이어지지 못하고 경상이익률의 증가에는 기여하지 못한 것으로 분석되었다. 또한, 경상이익률의 증가가 생산량의 증가에는 기여하나, 기업의 연구개발투자 증가에는 기여하지 못하고 있어 가치사슬의 선순환구조가 취약한 것으로 분석되었다. 산업 내 가치시스템은 로터 블레이드, 기어박스, 발전기 등 시스템 그룹과 타워 등 구조물 그룹 상호 간에 정부의 연구개발 지원과 기업의 연구개발투자, 연구개발 성과, 매출액 대비 경상이익률 등에 있어서는 긍정적인 영향을 미치고 있는 것으로 분석되었다. 그러나 생산량과 생산비용 등에서는 상호 간에 긍정적인 효과를 미치지 못하고 있는 것으로 분석되어 산업생태계가 완성되어 있지 못한 것으로 나타났다. 이러한 실증분석의 결과로부터 국내 풍력기업의 공정 간 부가가치의 선순환 구조와 산업생태계를 구축하기 위해서는 규모의 경제효과를 달성하고 경상이익률 증가가 연구개발투자 증가를 유발할 수 있도록 연구개발지원정책을 강화할 필요가 있다. 또한, 한국 풍력산업 내 가치시스템의 원활한 작동을 위해 생태계 정립을 촉진하는 정책을 추진할 필요가 있다.