• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권4호
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• pp.404-408
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• 2013

본 연구에서는, 대형 증기유량이 요구되는 플랜트에서 정밀한 압력제어의 요구를 충족시키기 위한 다른 방법으로 3단계의 다중 제어밸브 구조를 이용하여 압력을 제어하는 제어기를 설계하는 내용이다. 본 연구의 핵심은 전기 유압시스템 외부에 별도의 PID 제어기를 이용하여 제어밸브의 위치를 정확하게 제어하는 것이다. 시뮬레이션 및 실험을 통해 제어기의 성능을 검증한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권5호
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• pp.475-482
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• 2014

유압밸브 구동용 서보 액추에이터는 항공기, 자동차의 유압시스템 그리고 산업용 유압시스템의 정밀한 작동에 중요한 장치이다. 서보 액추에이터의 신뢰성 있는 동작은 전체 유압시스템의 정밀한 제어에 큰 영향을 미친다. 서보 액추에이터의 주파수 응답특성, 스텝 응답특성과 같은 응답특성은 액추에이터의 성능을 판단하는 중요한 기준이 된다. 본 논문에서는 신뢰성해석을 통해 신뢰성 있는 동작과 응답특성을 만족시키기 위한 구성 부품에 대한 분석을 실시하였다. 또한 신뢰성 있는 동작과 빠른 응답성을 구현하기 위해 현장의 경험적 지식과 문헌 및 전문가의 전자기 이론을 통해 유압밸브 구동용 서보 액추에이터의 설계 파라미터를 도출하였다. 보빈, 요크, 플런저의 설계값, 그리고 코일의 감긴 수와 같은 서보 액추에이터의 설계값들을 결정하는 설계 파라미터를 제안하고, 설계방정식을 통해 산출한 설계값을 유한요소해석을 통해 타당성을 검증하였다. 또한 서보 액추에이터가 장착된 유압밸브의 성능시험을 통해 제안한 설계 방안의 타당성을 검증하였다.

• 항공우주기술
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• 제10권1호
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• pp.79-88
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• 2011

발사체의 추진공급계 시스템에서 사용되는 충전/배출 밸브는 지상에서 작동하며 구동가스 공급에 의해 극저온 산화제를 산화제 탱크에 주입 또는 배출하는 역할을 한다. 유즈노이사에서 설계한 산화제 충전/배출 밸브의 설계 자료를 검토하여 수정하였다. 충전/배출 밸브의 제작에 앞서 설계 검증 및 기본적인 작동 특성을 분석하기 위해 AMESim 상용코드를 이용하여 해석 모델을 구성하였다. 밸브 모델을 이용해서 설계 변수에 대해 동특성 해석을 수행하여 밸브 개폐 작동 시간, 작동 성능, 개방 압력을 예상하였다. 본 연구 결과는 한국형 발사체 추진공급계 충전/배출 밸브의 설계 및 선행 연구에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.945-948
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• 2017

고속비행체의 연료 공급 및 냉각 시스템에 적용 가능한 고온고압 밸브를 개발하였다. 밸브 경량화를 위해 외형 사이즈를 최소화 하였고 씰(seal) 적용부를 최소화 하여 누설에 대한 강성 설계를 진행하였다. 또한 밸브 내 압력강하를 최소화하기 위해 유동해석을 통한 내부 유로를 설계하였고 최종적으로 고속비행체의 고온의 흡열연료를 모사하는 시험장비에 밸브를 설치하여 밸브 성능을 검증 하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권spc1호
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• pp.1211-1222
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• 2022

상수도 관망 운영 단계에서 비정상상황은 필연적으로 발생하며, 이때 밸브를 이용한 구역의 격리가 필요하다. 밸브를 이용한 구역 격리 시 흐름 경로와 유향, 유속의 변화와 같은 수리적 변화로 인해 수리적 피해는 불가피하며, 대부분의 기존 연구들은 수리적 피해를 최소화할 수 있도록 밸브의 위치를 결정하여 왔다. 다만, 수리적 변화는 예지치 못한 수질 사고를 유발할 수 있기에, 격리 시 수질 사고 발생 여부를 미리 판단할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 밸브 위치에 따른 예지치 못한 수질 문제를 예방할 수 있는 밸브 설계 방안을 제안한다. 이를 위한 격리 전후의 관로별 흐름 특성 변화율을 정량화하는 유향 변경률 인자(Flow Direction Change Ratio, FDCR)와 신뢰도(reliability)를 고려한 최적 설계 방법론을 제안하였으며, 해당 모형을 가상 상수도 관망에 적용하여 FDCR 고려 유무에 따른 설계안을 비교하였다. 설계 결과 FDCR을 고려한 경우 기존 설계안 대비 유향 변동이 없는 것을 확인하였으며, 세그먼트 격리에 따른 절점별 압력과 관별 유속의 평균과 변동성을 확인한 결과 기존 설계안 대비 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다. 또한 설계안 비교를 위해 그래프 이론 기반 인자인 수리학적 거리 인자(Hydrualic Geodesic Index, HGI)를 활용하였으며, HGI가 높은 설계안이 유향 변동성이 낮은 것으로 나타났다. 본 연구는 향후 수질 사고를 고려한 밸브 시스템의 설계 및 운영에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.681-688
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• 2018

최근 강화된 환경규제 및 높은 연비에 대한 요구로 인해 천연가스를 연료로 사용하는 선박이 증가하고 있다. 친환경 선박 연료로 대두되고 있는 LPG 혹은 메탄올을 사용한 선박의 요구도 증가하고 있다. 이러한 흐름의 연장선상으로 LPG 혹은 메탄올을 사용하는 ME-LGI 엔진에 대한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있다. ME-LGI 엔진을 탑재한 선박은, 선박 항해 중 연료분사밸브의 작동 신뢰도를 지속적인 테스트를 통해 확인해야할 필요가 있다. 따라서 연료분사밸브 테스터의 개발은 ME-LGI 엔진의 상용화를 위해 반드시 필요하다. 이에 본 연구에서는 요구조건 분석, 기능분석, 설계 합성의 순서로 진행되는 시스템 엔지니어링 프로세스를 활용하여 ME-LGI 엔진용 연료분사밸브 테스터의 개념설계를 수행하였다. 요구조건 분석 단계에서 먼저 연료분사밸브의 작동 프로세스를 분석하였고, 밀폐 오일 누유 여부 확인의 필요성을 도출하였다. 그 다음 기능분석 단계에서 연료분사밸브 테스터의 기능 및 기능의 흐름을 수준별로 정의하였다. 이후 설계 합성 단계에서 각 기능에 해당하는 장비들을 설정하였고, 이를 바탕으로 process block diagram을 도출하였다. 또한 시스템 분석 및 조정 단계의 일환으로 초기위험도 분석을 수행하여 안전 방안을 개념설계 안에 추가하였다. 본 연구는 시스템 엔지니어링 프로세스가 개념설계에 적용되는 과정을 상세히 보여줌으로써 향후 타 시스템의 개념 설계 시 좋은 참고자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.741-747
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• 2010

발사체의 추진공급시스템에 사용되는 벤트/릴리프밸브는 안전밸브의 조합체로 극저온의 산화제를 주입할 때와 비행 중에 기화된 산소기체를 배출시킨다. 벤트/릴리프밸브의 설계검증을 위해 AMESim과 FLUENT 상용코드를 이용하여 밸브모델을 구성하였다. AMESim 밸브모델을 검증하기 위해 밸브의 개폐압력, 개폐작동시간을 수학적 계산결과와 비교하였고 내부유동해석 결과를 반영하여 모델의 정확도를 높였다. 본 연구에서는 설계인자를 검증 및 작동성능을 분석하였다. 이 결과는 한국형 발사체에 사용되는 다양한 규격의 벤트/릴리프밸브 개발과정의 효율성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.2853-2857
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• 2012

본 논문은 급수 설비시스템의 적정수압을 유지하는 장치로 사용되는 감압밸브(Pressure Reducing Valve)의 구조와 특성을 알아보기 위해 3차원 자동 설계프로그램인 Solidworks를 활용하여 설계하였으며 현장에서 감압밸브의 제작을 위해 2차원 도면을 작성하였다. 또한 감압밸브내의 물의 흐름을 해석하기 위하여 3차원 유한요소해석 코드인 ANSYS를 사용하여 유동해석을 실시하였다.

• 제어로봇시스템학회지
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• 제5권1호
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• pp.35-40
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• 1999

• 한국항행학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.321-327
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• 2010

본 논문에서는 CANopen 프로토콜을 이용하여 전동 구동기 제어시스템을 설계하고 개발하는데 관련된 논문이다. 이 논문에서는 네트워크의 물리계층(1계층) 및 데이터 링크(2계층)은 CAN네트워크 프로토콜을 이용하였으며, 그 위의 상위 프로토콜은 CANopen 프로토콜을 이용하였다. 전동밸브 제어기는 PIC 마이크로프로세서를 이용하여 구현하였으며, 제어시스템 사용자를 위한 서버 응용프로그램은 C#언어로 작성하였다. 실시간 실험을 통하여 본 논문에서 구현된 전동밸브 제어 시스템을 평가하여 설계된 바와 같이 동작하였다.