• Composites Research
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• 제33권3호
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• pp.133-139
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• 2020

본 연구에서는 복합재료가 적용된 쿼드콥터의 진동 특성을 분석하고, 공진에 대해 회피 설계 및 해석을 수행하였다. 로터-암의 파이프가 복합재료로 구성된 상용 쿼드콥터의 플랫폼을 모사하고 상용 해석 프로그램을 이용하여 진동 특성 분석을 하였다. 실제 적층 배열을 해석에 적용하고, 참고 문헌과의 비교를 통해 신뢰성을 판단하였다. 그리고 모터의 가동범위 내에 특정 모드의 고유 진동수가 포함되는 것을 확인하였다. 기존 모델에서 적층 배열, 로터-암의 길이, 두께의 총 3가지의 변수를 선정해 공진 회피 설계를 수행하였다. 공진 회피 설계의 3가지 변수에서 각 해석의 결과를 비교한 후, 공진 회피 설계의 효율성 측면에서 방향을 제시하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 G
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• pp.2381-2383
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• 1998

직류직권모터는 전동지게차와 같은 물류용 전동차에서 사용되는데, 우수한 기동 토오크를 가지는 반면에 파라미터의 열적, 변화가 심하고 마찰과 부하의 비선형성이 존재해 기존의 제어기로는 만족할 만한 성능을 내지 못한다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 퍼지제어기를 사용한다. 퍼지제어기는 변수의 애매성에 바탕을 두고 제어하기 때문에 이러한 비선형성에 대해 강인하나, 소속함수의 결정과 퍼지규칙의 선정이 어려우며, 체계적인 방법이 존재하지 않는다. 이러한 퍼지제 어의 결점을 해결하기 위해 소속함수는 유전 알고리즘을 통해 자기동조 시키며 퍼지규칙은 오차와 오차변화율의 위상평면을 이용하여 결정한다. 실용성을 검증하기 위해 TI사의 DSP TMS320F240을 이용해 실시스템에 적용했으며, 이를 통해 부하의 변동 및 기준 속도의 변화에도 잘 대처함을 알 수가 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.635-642
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• 2014

본 연구에서는 고체로켓의 임무 수행 중 연소실 내압으로 인해 발생하는 고체로켓 케이스의 3가지 고장(응력파괴, 균열파괴, 볼트 체결 부 파손) 확률을 효과적으로 예측하는 기법을 개발하였다. 전체적인 확률계산 과정은 다음과 같다: 1) 고체로켓 모터의 고장모드에 영향을 주는 설계 변수선정 및 확률분포 부여, 2) 연소해석을 통한 로켓의 최대작동압력(maximum expected operating pressure, MEOP)의 확률분포 계산, 3) 케이스의 응력과 변형 형상을 구하기 위한 유한요소해석, 4) 3가지 고장함수에 대한 신뢰도예측의 수행, 계산의 편의를 위해 유한요소모델은 축대칭으로 가정하였고 볼트 체결 부의 접촉을 고려하였다. 효율적인 신뢰도예측을 위해 FORM(first-order reliability method) 기법을 통해 MPP(most probable failure point)를 탐색한 후, LHS(latin hypercube sampling)와 반응표면기법을 적용하여 고장모드를 다항식으로 근사화하며, 중요도 추출법을 적용하여 고장확률을 계산하였다.

• 디자인학연구
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• 제17권1호
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• pp.383-392
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• 2004

본 연구의 목적은 우리나라에 유통되는 전동공구를 중심으로 사양과 디자인에 대한 비교를 통하여 각 제조사 디자인속성과 디자인 전략을 파악하는 것이다. 연구범위는 이 분야의 대표적인 3개 생산업체와 이들의 발전과정과 출시제품이며 연구방법은 각 제조업체의 제품 출시 수준(제품라인: product line)과 제품군별 다양화 수준(제품믹스: product mix)의 조사 비교, 그리고 이를 이미지 맵(image map)에 배치하여 디자인의 속성을 비교하는 것으로 했다. 전동공구는 동력원인 모터를 이용하여 각종 구조물을 제조ㆍ가공하는데 사용되는 공구로 구조적으로는 조립제품의 특징을 갖고 있고, 일반 사양은 소형, 경량인데다 견고한 제품속성과 함께 각 사양별로 규격과 종류가 다양한 것이 일반 소비재와 다른 점이다. 제품의 가장 중요한 요구조건이 사용 간편성과 우수성능이다. 이 때문에 장착 모터의 성능, 기어(gear)부의 정밀성, 내마모성 등이 전동공구의 품질을 좌우한다. 전동공구는 가정에서부터 중공업에 이르기까지 폭넓게 사용되고 있으며 기계, 자동차, 조선, 항공, 전자 공업 등 첨단 산업의 핵심 분야이다. 전동공구는 종류에 따라 전기 드릴 류, 전기 그라인더, 전기 톱, 전기샌더 등으로 구분할 수 있으며 사용자에 따라 산업용과 가정용으로 구분할 수 있다. 또한 작업용도별로 천공 작업용, 연삭 작업용, 연마 작업용, 체결 작업용, 절단 작업용으로 분류할 수 있다. 보슈(BOSCH), 블랙앤데커(BLACK&DECKER), 계양전기의 전동공구들을 제품라인과 제품믹스로 분류하여 각 업체의 제품특성을 비교하는 방법으로 이미지 스케일을 적용하였으며 이를 통하여 각 기업의 디자인개발 전략에 대하여 기초적 수준의 특성을 파악할 수 있었다. 이미지 맵의 파라미터는 각 업체별 제품의 컬러, 형태 및 하우징에 사용된 재료로 하였고 이를 통하여 디자인의 지향성을 비교분석할 수 있었다. 이에 부가적으로 동급제품을 각각 선정하여 이들의 성능에 대한 수평비교와 심층 분석을 통해 기술력, 품질, 성능 등의 차이점도 알아보았다. 비록 기초적 수준의 조사지만 이 과정을 통하여 전동공구의 시장의 일반 특성, 각 기업의 제품특성과 시장목표, 제품전략 등을 비교해 봄으로써 향후 전동공구 시장의 방향 예측과 디자인에 대한 개발전략의 기초 마련에 기여하고자 했다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권1호
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• pp.151-159
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• 1998

자동차 모터 작동시에 사용되는 전류 제어 소자의 써미스터 조성을 개발하기 위하여 $BaTiO_3$에 첨가제로써 $Y_{2}O_{3}CaO,SiO_{2}$ 및 Mn을 선정하여 실험하였다. 0.2mol%의 $Y_{2}O_3$, 첨가에서 가장 낮은 상온 저항 16.5${\Omega}{\cdot}$cm를, 1.6mol% $SiO_2$ 첨가에서 50${\Omega}{\cdot}$cm를 보였다. 5mol%의 Ca를 Ba와 치환한 조성에서는 결정립의 크기가 34.95${\mu}$m에서 13.4${\mu}$m로 감소하였으며, 0.04mol% Mn에서 상온저항 및 ${\rho}_{max}/{\rho}_{min}$가 각각 30~40${\Omega}{\cdot}$cm, $1.5{\times}10^5$의 우수한 특성을 나타내었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1885-1889
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• 2006

제주지역은 대륙과 해양을 연결하는 요충지로서 한라산을 중심으로 동서사면은 $3{\sim}5^{\circ}$의 완만한 경사를 이루고 있다. 연평균 강우량은 1,975mm로서 국내 최다우 지역이나 제주도의 지질 특성상 도내 대부분의 지역이 투수성이 높은 다공질 현무암으로 구성되어 있는 관계로 지표수의 발달이 미약한 반면 지하수가 풍부하게 부존되어 있으며 기저지하수, 준 기저지하수, 상위지하수, 기반암지하수로 이루어져 있다. 최근 우리나라의 교토의정서 비준으로 인한 온실가스 감축이 불가피함에 따라 대체 재생가능한 에너지를 이용한 풍력발전시대가 도래하고 있으며, 제주 행원풍력발전단지에 설치된 총 15기 발전장치의 현실성과 경제성 입증을 통해 제주지역의 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 제안하였다. 본 연구는 제주, 고산, 서귀포, 성산포지역에 대한 제주지방기상청 연평균 풍속자료$(2004{\sim}2005)$를 통하여 대상지역내 적용 가능한 로터(Roter), 나셀(Nacelle), 타워(Tower), 발전기를 포함한 발전장치를 선정하였으며, 공기역학적(Aerodynamic)특성에서 전기에너지로 변환한 풍력에너지를 지하수 취수시스템으로 적용하기까지의 전력공급절차를 도출하였다. 또한 생산되어진 풍력에너지 용량에 적용 가능한 수중.육상모터펌프를 산정하여 '제주도 지하수개발.이용시설 설치 및 관리기준(2004)'에서 제시한 구조도를 바탕으로 대상지역내 지하수위를 고려한 지하수 취수시스템을 도시하였다. 제주도는 지형 및 지질적인 특성상 수자원을 지하수에 의존할 수밖에 없는 특수한 지역이므로 2002년말 통계를 살펴보면 생활용, 공업용, 농업용으로 각각 57만$m^2$, 11만$m^2$, 56만$m^2$를 포함한 1일 최대 124만$m^2$의 지하수를 사용하고 있다. 따라서 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 도입하여 재생가능한 에너지이용 효과와 세계인이 공감하는 청정한 관광자원으로 활용 가능할 것이라 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.2381-2387
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• 2013

본 논문에서는 전동기의 속도 센서로 사용되는 마그네틱 센서의 3차원 전자장 해석 기술 및 분석 방법에 대하여 논하였다. 마그네틱 센서는 레졸버 및 엔코더와 같은 속도센서에 비해 가격이 싸고 활용성이 높은 장점이 있는 반면, 정밀도가 낮으며 외부 자기장에 대하여 간섭을 많이 받는 단점이 존재한다. 마그네틱 센서는 전동기가 회전할 때 사인과 코사인 파형이 발생된다. 그러나 홀 소자 근처에서의 자기적 노이즈로 인하여 사인 및 코사인 신호가 왜곡이 발생하여 각도 오차로 나타난다. 본 논문에서는 마그네틱 센서의 홀 소자의 적절한 위치 선정과 주위에 적절한 요크를 다꾸찌 방법에 의해 최적 설계를 수행하여 이러한 왜곡을 방지하고자 하였다. 해석방법으로는 3차원 유한요소법을 이용하여 해석의 정밀도를 높였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1327-1334
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• 2012

본 논문은 4차 동적 시스템인 구동기를 구성하는 부품들의 변량 및 공기외란의 변량으로 인해 구동기 성능에 변량이 존재할 때, 구동기의 성능을 순응도 기반으로 최적화한 설계 결과를 제시하였다. 구동기는 BLDC 모터와 평기어 및 웜기어 조립체, 카나드로 구성된다. 구동기의 성능은 시간에 따라 변화하는 카나드 각도 정보를 이용하여 평가하였다. 고차 시스템의 성능은 해석적 접근을 통해 시스템 변수들의 함수로 표현하기 어렵기 때문에 반응표면모델을 기반으로, F-검정을 수행하여 유효한 시스템 변수들을 선정한 후 성능을 유효한 시스템 변수들의 함수로 근사화하였다. 본 연구에서 변량을 가지는 구동기 성능의 규격에 대한 순응도를 확률값으로 정의하였다. 순응도를 최적화하여 구한 설계변수는 부품 및 공기외란에 변량이 존재하더라도 고려한 규격을 모두 만족시킬 수 구동기를 제공할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권3호
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• pp.243-253
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• 2014

본 논문은 플랜트 파라미터의 불확실성에도 불구하고 강인성을 보장하는 정량적 궤환 이론에 대해 다루고 있다. 정량적 궤환 이론은 플랜트의 파라미터와 외란의 불확실성에 대해 주파수 영역에서 설계 사양의 강인성을 보장한다. 정량적 궤환 이론을 이용하기 위해 선정한 플랜트는 기동성이 뛰어나며 헬리콥터와 같이 수직 이착륙이 가능한 4-회전익 비행체를 이용하였으며, 4개의 블레이드를 구동하는 모터의 파라미터 불확실성을 설정하여 요구사양에 맞는 자세 제어가 가능함을 실험하였다. 또한, 자세 제어에는 4-회전익 비행체의 파라미터 변동 범위와 동작 범위를 고려한 전필터를 사용하였다. 이를 위해 MATLAB에서 정량적 궤환 이론에 의해 제어기를 설계할 수 있는 QFT control toolbox인 QFTCT를 사용하여 각 설계 단계에 대해 소개하고 있다.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.283-289
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• 2014

가정용 진공청소기는 기본적으로 집진장치(dust collector), 프리 필터(pre filter), 모터(motor), 배기 필터(exhaust filter)의 구조를 가지며, 흡입된 먼지가 포함된 공기는 이러한 구조를 지나 깨끗한 공기가 되어 대기로 방출된다. 본 연구에서는 실생활에 사용되고 있는 구조가 다른 2개의 사이클론 청소기를 선정하여 사이클론 청소기 내 집진장치의 내부 공기 유동에 대해 전산유체역학을 적용하여 집진성능을 평가하고자 하였다. 사이클론 콘(cyclone cone) 영역에서 공기의 유선(streamline)을 해석한 결과, 사이클론 콘 영역에서 상당한 선회수를 가지는 것을 확인하였다. 특정 형상의 청소기에 대한 전산해석 결과에서 출구에서의 속도 분포가 매우 불균일한 결과를 나타내었고 이로 인해 집진성능에 악영향이 나타남이 파악되었다. 이 문제를 해결하기 위해 집진장치 형상에 추가적으로 배플을 설치하여, 달라진 속도 분포에 의한 속도 RMS (Root Mean Square) 값의 개선을 평가하였다.