• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.120-120
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• 2018

반도체 소자나 디스플레이 패널 제조 공정에 가장 많이 사용되는 진공 펌프인 터보 분자 펌프는 오일을 사용하지 않고, 설치 방향이 자유로우며 넓은 작동 압력 영역을 가지고 있어서 고가임에도 불구하고 점점 더 사용 영역을 넓혀 가고 있다. 상하의 두 곳에 회전축을 지지하는 베어링이 필요한데, 기계식 금속 베어링을 채용하는 경우에는 반드시 윤활유를 공급해 주어야 하고, 고온, 부식성 또는 산화성 가스의 배기 시에는 퍼지 가스로 비활성인 질소나 알곤등을 이용하여 보호를 해주어야 한다. 반면, 자기 베어링을 채택한 모델은 윤활의 걱정에서 자유로울 수 있기 때문에 채용이 늘어나고 있다. 동일극의 반발력이나 반대극의 인상력을 이용한 구조를 갖게 되는데 갑작스러운 입구 쪽 압력의 증가 시에는 자석 끼리 부딪치는 일이 발생하고 이로 인해서 로터 모듈 전체에 큰 손상을 갖게 되므로 한 곳 정도에 비상용 터치 다운 베어링을 기계식으로 윤활제 없이 설치하기도 한다. 기본적으로 자기 베어링 방식은 로터 모듈의 부상과 제어를 위해서 3축 또는 5축 제어를 하게 되는데 여기에는 전자석의 전류를 미세하게 조정하여 피드백 하는 시스템을 활용하기 때문에 외부에서의 자기장이 일정값 이상 침투하게 되면 제어 회로의 기능에 문제를 일으키게 된다. 또한 축 방향에 수직인 자기장의 강도가 높아지면 고속으로 회전하는 금속 블레이드가 자속을 자르게 되므로 표면에 와전류가 발생하여 문제가 된다. 터보 분자 펌프는 회전자와 고정자 간격이 1 mm 이내로 작아서 약간의 진동이라도 발생하면 회전자와 고정자 간에 충돌이 일어나고 이는 곧 파손으로 이어진다. 그림 1에는 파손 원인 분석을 위한 회전자 모듈의 수치 해석용 모델의 일부를 나타내었고, 그림 2에는 실제로 외부 자기장에 의한 파손이 발생한 사례의 자기 베어링 모듈의 사진을 나타내었다. 본 발표에서는 외부 자기장의 형태에 따라 제어 자기장에 미치는 영향을 CFD-ACE+(ESI corp)를 활용하여 해석하였다.

• 한국음향학회지
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• 제32권3호
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• pp.208-213
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• 2013

캠축의 진동 응답을 구하기 위해 캠축을 불균형 다단계 로터 베어링계로 해석하였으며, 복잡한 형상과 하중조건을 고려하여 유한요소법을 사용하였다. 유한요소 방정식을 유도한 후에 Newmark 법을 사용하여 진동 응답을 구하였다. V-8 엔진 캠축의 회전 진동 응답을 구하여 측정치와 비교하였다. 캠축의 변동 응력을 구하고, 응력 집중 효과를 고려한 다음에 Goodmann 식에 근거하여 피로 해석을 수행하였다. 캠축의 회전 진동에서는 굽힘 효과가 지배적이며, 인접하는 베어링 간격에 가장 큰 영향을 받는다. 캠축에 가해지는 하중의 변화가 클 경우에는 하중의 변화에 상응하여 시간에 따라 변화하는 베어링 계수를 적용하여야 함을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.25-31
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• 2013

액체로켓 엔진의 시동과 종료 시, 터빈에 가해지는 열충격을 완화시키기 위해 초음속 충동형 터빈로터의 일체형 슈라우드를 여러 조각으로 분할하는 방법을 고안하였다. 구조해석 수행결과 슈라우드 분할은 동익의 허브와 팁에 나타나는 소성변형량을 크게 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 슈라우드 분할은 의도하지 않은 누설손실로 인해 성능손실이 불가피하며 이에 대한 정량적인 성능감소를 측정하기 위해 다양한 슈라우드 분할 형상에 대해 시험을 수행하였다. 연구대상 터빈의 경우 슈라우드 분할 수를 최대로 할 경우 설계점 효율은 2.65% 비율로 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권2호
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• pp.111-118
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• 2022

전기-기계식 구동기(EMA)는 전기 모터와 기계적 동력전달 요소를 결합한 것으로 설계 자유도와 유지보수 측면에서 도심 항공 모빌리티(UAM)에 적합하다. 본 논문에서는 UAM의 로터 블레이드 피치각을 조종하는 EMA에 대한 연구 결과를 제시한다. 구동기는 역구동형 롤러 스크류를 기반하며, 2절 링크를 통하여 블레이드 피치각을 조종한다. 구동기만의 동역학과 이것을 포함한 블레이드 피치운동의 동역학 방정식을 유도하였다. 블레이드 피치 동역학 방정식의 경우 링크의 영향으로 등가 관성모멘트는 링크 각도에 따라 변한다. 넛트 운동의 관점과 블레이드 피치 운동의 관점에서 등가 관성모멘트의 변동을 분석·비교하는 과정을 제시하였다. 사례로 선정한 모델의 경우에 전자의 등가 관성모멘트 변동이 후자에 비하여 작았으며, 그래서 넛트 운동의 관점에서 유도한 모델이 제어기 설계에 적합하다고 판단한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권2호
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• pp.171-179
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• 2012

고온부에 해당하는 터빈 노즐과 로터의 냉각은 가스터빈의 성능에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 냉각 공기의 예냉각이 가스터빈과 복합화력 발전 성능에 미치는 영향을 알아보았다. 계산에 사용된 모델은 F-Class 가스 터빈이며 냉각을 고려한 터빈의 구성요소를 사용해 냉각공기의 변화에 대해 보다 정확한 모사를 구사하였다. 냉각공기의 예냉각에 따른 가스터빈의 성능변화를 나타내기 위해 탈설계 해석이 수행되었다. 노즐 및 로터의 냉각에 따른 성능 변화를 보다 정확하게 나타내기 위해 열역학적 냉각모델과 속도삼각형을 고려한 모델이 고려되었다. 또한 복합발전의 경우 냉각공기에서 추출된 열을 하부사이클에서 회수하여 스팀터빈을 구동하는데 추가적인 열을 공급하는 시스템이 구성되었다. 복합발전 시스템의 모든 냉각공기의 온도를 200K 예냉각하는 경우에 주유동가스의 유량증가로 인해 약 1.78%의 출력 증가를 나타내었으며 동일한 터빈 입구온도 유지를 위한 연료소모의 증가로 효율은 0.70% 포인트 감소하였다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.161-164
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• 2003

실의 겉보기 물성 (apparent properties)은 실의 품질을 결정하는 중요한 요인중의 하나이다. 특히, 직물 또는 편성물과 같은 평면 섬유물의 경우, 실의 겉보기 굵기 변동은 섬유물의 감성적 품질에 큰 영향을 미치며 이는 일정 수준 이상의 역학적 품질이 만족되는 섬유제품에 대해서는 시장에서 제품 구매력 결정에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 의류제품의 품질 고급화에 기여하기 위하여 광범위한 의류제품의 원료로 사용되고 있는 링사 및 로터사를 대상으로 중요한 겉보기 물성인 굵기 특성을 찾아내고자 한다. (중략)

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.191-198
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• 2002

Oil-free turbo-compressor supported by compliant foil bearings which remove oil-contamination by elimination of the conventional ball bearing and oil lubrication systems is presented. Turbo-compressor makes two individual air compression with two impellers at operating speed, 39,000rpm. In this study, the rotordynamic effects caused by aerodynamic instability were investigated with variable mass flow rate. Correlation between frequencies of pressure fluctuation in two diffusers and those of excitation forces on rotor were clearly developed in aerodynamic unsteady region. Thus, these results show that it is beneficial to design high speed rotating turbomachinery considering coupling effect between aerodynamic instability and rotordynamic force.

• 한국전산유체공학회지
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• 제16권1호
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• pp.36-41
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• 2011

Numerical simulation of air-launched rockets from a helicopter was conducted to investigate the aerodynamic interference between air-launched rocket and helicopter. For this purpose, a three-dimensional inviscid flow solver has been developed based on unstructured meshes. An overset mesh technique was used to describe the relative motion between rocket and rocket launcher. The flow solver was coupled with six degree-of-freedom equation to predict the trajectory of free-flight rockets. For the validation, calculations were made for the impinging jet with inclined plate. The rotor downwash of helicopter was calculated and applied to simulation of air-launched rocket. It is shown that the rotor downwash has non-negligible effect on the air-launched rocket and its plume development.

• 설비공학논문집
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• 제19권10호
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• pp.687-694
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• 2007

Cycle simulation is peformed for two types of the desiccant cooling system incorporating a regenerative evaporative cooler. The cooling capacity and COP are evaluated at various effectiveness values of the regenerative evaporative cooler, the desiccant rotor and the sensible heat exchanger. As either of the effectiveness of the regenerative evaporative cooler or the humidity effectiveness of the desiccant rotor increases, both the cooling capacity and COP increase, but the enthalpy leak ratio gives the opposite effect on the system performance. It is found that COP of cycle A mainly depends on the humidity effectiveness of the desiccant rotor, while for cycle B enthalpy leak ratio of desiccant rotor has the major impact on COP. The effect of the sensible heat exchanger on the cooling capacity is small about 1/10 compared with those of other components.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.62-69
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• 2003

An oil-free turbo-compressor supported by compliant foil bearings which remove oil-contamination by elimination of a conventional ball bearing and oil lubrication systems is presented. Turbo-compressor makes two individual air compressions with two impellers at a operating speed of 39,000 rpm. In this study, the rotordynamic effects caused by aerodynamic instability were investigated with variable mass flow rates. Correlations between frequencies of pressure fluctuation in two diffusers and those of excitation forces on rotor were clearly observed in an aerodynamic unsteady region. Thus, these results show that it is beneficial to design high-speed rotating turbomachinery by considering coupling effect between aerodynamic instability and rotordynamic force.