• 한국추진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.96-103
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• 2005

위성발사체는 인공위성을 정해진 궤도에 정확하게 투입하는 것이 주 목적이며, 이를 위해서는 발사체의 최종 속도와 질량을 미리 설정된 값과 일치시켜 주어야 한다. 위성발사체에 주로 사용되는 액체로켓엔진의 경우 이를 위해 추력제어시스템(TCS) 및 추진제소진시스템(TDS)을 이용하며, 이는 액체로켓엔진에 장착된 제어밸브를 통해 추진제 유량을 제어함으로써 추력 및 혼합비를 제어하는 시스템이다. 본 연구에서는 액체로켓엔진을 설계점에서 안정적으로 운용하기 위해, 추력 및 혼합비 제어밸브의 제어특성을 PID 제어로직을 통해 분석하였다. 우선 상용프로그램인 AMESim을 통해 제어벨브의 제어특성을 이론적으로 분석하고, 이를 바탕으로 한국항공우주연구원(KARI)에 설치된 제어밸브시험설비를 통해 얻은 제어밸브의 제어특성과 비교 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.136-136
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• 2011

최근, 수자원의 효율적 이용을 위하여 농업용수로를 파이프라인으로 시공하는 지구가 증가하는 추세에 있다. 한편으로는 간척지를 복합농업단지, 시설원예, 신재생에너지단지 등 다각적으로 이용하는 정책을 추진하고 있다. 이에 따라, 농업용수 공급시스템도 개수로에서 관수로로 설계하는 추세에 있다. 농업분야에서 관수로를 활용하기 시작한 것은 ‘80년대 중반부터이나 그간 관수로 설계기준의 부재, 시범사업의 실패 등으로 인하여 보급이 지연되어 왔다. 일반적으로 관수로 설계는 노선선정, 관조직 구성, 관경산정, 관망해석, 도면작성 등 일련의 과정을 거쳐야 완성된다. 이 설계과정에서 관경산정 및 관망해석은 고도의 설계 노하우가 없으면 활용이 어려운 설계기술이다. 이번에 개발한 관수로 설계지원시스템은 관수로 설계 전문가가 처리해야할 일련의 설계작업을 AUTO CAD상에서 일관성 있게 처리할 수 있도록 개발한 것이 특징이다. 관수로설계지원시스템은 수치지도상에서 등고선 좌표, 표고 등을 자동 추출하여 사업계획서 및 종단도를 작성할 수 있으며, 관망심볼을 이용하여 시스템상에서 관망조직을 구성할 수 있으며, 다양한 안에 대한 노선검토, 관경산정, 관망해석과 관두께, 매설심도 등 구조해석이 가능하다. 그리고, 농업용 관수로의 제수밸브 등 부대시설에 대한 표준도를 D/B로 작성하여 설계도 작성시 참고할 수 있도록 개발하였다. 관수로설계지원시스템은 매뉴얼대로 처리하면 관망해석에 대한 전문지식이 없어도 설계에 활용이 가능하다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제9권1호
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• pp.158-164
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• 2011

항공우주용으로 개발되거나 활용 가능한 상업용 체크밸브사례가 조사되었다. 개발사례로 발사체용, 높은 수명이 요구되는 NASA의 SSME (Space Shuttle Main Engine) 및 지상 지원 시스템 퍼지 라인용과 국내에서 개발된 체크밸브가 있다. 상용품은 미국 주요 밸브개발업체의 제품을 상온용과 극저온용으로 분류하여 조사하였다. 또한 운용 온도, 운용 압력 및 크래킹 압력과 같은 주요 성능과 관련된 씰의 재질, 스프링 강성과 같은 설계 인자의 관계도 설명되었다. 이러한 단품 성능 이외에 채터 및 오염과 같은 운용상의 문제점과 일반적인 해결방안도 언급되었다. 또한 기타주의사항으로 필터, 피팅과 청정도 요구조건에 대하여도 조사되었다

• 전기전자학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.57-62
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• 2013

본 연구에서는 EURO5형 엔진의 오버플루밸브 성능평가를 위해 IEEE802 프로토콜기반의 성능평가 및 모니터링 시스템을 개발한다. 기존 EURO3 및 4형 자동차 엔진의 친환경 조건이 강화됨에 따라 엔진오일의 안정한 주입분사가 가능하도록 EURO5 오버플로 밸브를 설계하였다. 오버플로를 생산하는 기술은 정해진 규격에 맞는 제품이 되도록 정밀한 측정의 평가시스템 개발이 중요하다. 특히 정밀제어에 따른 성능평가는 연비가 향상되고, 환경규제를 만족한다. 이에 정밀측정 성능검사기는 10cc 미만에서 3.0 bar, 150 cc 이상에서 3.3 bar, 250 cc이상에서 4.0 bar를 사용하여 시험하고, 평가 알고리즘을 제시한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권9호
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• pp.1009-1015
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• 2012

밸브는 지진하중 하에서 구조안전성이 요구되는 원자력 발전소 파이프 라인 시스템에 설치되는 중요한 장비 중 하나이다. 밸브의 성능향상을 위한 형상최적설계에서 지진하중조건을 고려한 밸브의 구조안전성 검증이 반드시 필요하다. 최근, 이론적인 내진검증 기법과 절차가 체계화되어 있어 지진하중하에서 설계조건을 만족하는 대상체의 적절한 설계변수가 이론적으로 얻어지고 있다. 본 연구에서는 원자력 발전소용 200A 버터플라이밸브를 대상으로 KEPIC MFA 에서 제시하고 있는 이론적인 정적내진해석과 동적내진해석 절차를 통하여 내진검증을 수치해석기법과 실험을 병행하여 수행하였다. 자중, 운전조건 및 안전정지지진하중 조건을 모두 고려한 정적내진해석을 통해 밸브의 스템과 바디 접촉부에 작용하는 최대 작용응력이 135MPa 으로 도출되었다. 또한 동적내진해석시 적용한 응답스펙트럼 해석법과 모드조합법으로 계산된 최대응력은 183MPa 이었다. 이는 밸브 소재의 허용강도 대비 안전계수가 1.7 및 1.3 수준임을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.2594-2602
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• 2014

최근 환경오염에 대한 경각심이 높아지면서 대기오염의 원인인 자동차 배기가스에 대한 규제가 강화되고 있다. 이에 따라 자동차의 배기가스 규제를 만족하기 위해 각국의 자동차회사와 엔진 메이커에서 관련 기술 개발이 활발히 일어나고 있다. 이러한 자동차의 배기가스를 줄이고자 고안된 것이 배기가스 재순환 시스템이다. 배기가스 규제가 점차 엄격해지면서 보다 신속하고 정밀한 제어를 위하여 전자식 모터나 솔레노이드 밸브를 사용하는 시스템의 사용이 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라 배기가스 저감과 시스템의 성능 및 효율 향상을 위한 요소부품의 최적화가 필요할 뿐만 아니라, 요소부품의 설계 및 제작기술 확보를 통한 전자제어식 시스템 최적설계기술개발이 필요하다. 본 논문에서는 배기가스 재순환을 위한 전자식 EGR밸브의 위치제어응답성을 적용한 제어로직과 실험결과를 통해서 제시하고자 한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1996년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관, 8 Nov. 1996
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• pp.65-70
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• 1996

엔진소음을 소음특성에 따라 분류하면 공력소음(Aerodynamic Noise), 연소소음(Combustion Noise), 기계적인 소음(Mechanical Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise), 흡기계소음(Intake System Noise), 냉각계소음(Cooling System Noise), 엔진표면소음(Engine System Noise)등으로 분류할 수 있다. 이러한 여러소음중 엔진 내부의 유동에 의한 흡배기계통으로의 소음방출은 자동차 실 내외 소음의 중요한 문제로 대두되는데, 이를 줄이기 위해 그 동안 소음기 등의 서브시스템의 형태와 그 위치조정에 관한 연구가 수행되어 왔다. 그러나 이것이 비용 또는 성능에 영향을 미치므로 본질적인 소음원을 규명해 내는 것이 필요하게 되었다. 흡배기계의 소음은 엔진의 흡입, 배기행 정시 피스톤의 운동에 의해 팽창 및 압축파 형태의 압력파(pressure wave)로 발생하게 되고, 밸브근방에서는 유동의 박리(separation)에 의해 발생하게 된다. 소음기 등의 서브시스템에서도 유동의 박리에 의해 발생하게 되며 특히 배기행정시 발생하는 압력파는 비선형영역에 있게된다. 흡기소음은 배기에 비해 그 크기가 작아서 그동안 등한시 되어왔으나 이것이 소비자의 불평요인으로 작용하므로써 이에 대한 연구도 활발히 수행되어야 한다. Bender, Bramer[1]는 흡배기계 소음의 외부 방사에 관하여 전반적으로 기술하였고 Sierens등[2]은 흡기계에서 1차원 MOC(Method of Characteristics)방법으로 비정상 유동해석을 하고 실험결과와 비교하였다. J.S.Lamancusa 등[3]은 흡기 소음원을 실험을 통해 예측하였고, 흡기소음도 비선형 거동을 보인다고 밝혔다. Yositaka Nishio 등[4]은 새로운 흡기실험장치를 고안하여 공명기(resonator)의 위치 변화에 의한 저소음 흡기계를 설계 초기단계에서부터 적용하려 하였다. 일반적으로 흡배기계의 복잡한 형상 때문에 대부분 실험을 통해 문제를 해결하려 하였고, 수치해석은 피스톤의 운동을 배제한 단순화한 흡배기계의 정상상태 유동해석이 주를 이루어왔다. Taghaui and Dupont 등[5]은 KIVA코드를 사용하여 흡기포트와 연소실 그리고 밸브의 움직임을 동시에 고려한 수치해석을 도입하였다. 하지만 이들이 밸브의 운동을 고려하기 위해 사용한 이동격자는 격자점은 시간에 따라 변화하지만 그 격자의 수가 일정하게 유지되어 있어서 밸브의 완전개폐를 해석할 수가 없다. 강희정[6]은 단일 실린더와 단일 배기밸브를 갖는 문제로 단순화하여 피스톤과 밸브의 움직임을 고려하므로써 배기행정 후 소음이 어떻게 전파해 나가는가를 연구하였다. 본 연구에서도 최소밸브간격과 최대밸브간격 사이에서만 계산이 가능하나 흡기의 경우는 밸브가 닫힐 때 생기는 압력파가 중요하므로 실린더와 밸브사이에 벽면조건을 주어 밸브의 개폐를 모사하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.507-510
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• 2009

PE/$LN_2O$를 적용한 소형 하이브리드 추진 시스템을 설계, 제작 및 발사하여 하이브리드 로켓 발사체 개발에 대한 기반 기술을 확보하였다. 외부 액추에이터를 적용한 밸브 시스템을 하이브리드 엔진에 적용하였고, 밸브 개폐 시스템이 문제없이 작동함을 확인했다. 연료 그레인을 설계하기 위해 내탄도 설계를 수행했고, 로켓의 비행궤도를 예측하기 위한 외탄도 해석을 수행하여 로켓을 설계 제작 하였고, 발사 실험을 통해 하이브리드 로켓 설계의 타당성을 확인 하였다. 제작된 하이브리드 로켓은 무게 9 kg, 외경 110 mm, 전장 1.7 m로 성공적으로 발사하였으나, 추력 비행구간 중에 사출이 되어 최적 비행을 하지 못했다. 또한 설계치에 못 미치는 낮은 추력특성 등의 문제점을 확인하였고, 추후 하이브리드 발사체 개발에 대한 개선사항을 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권3호
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• pp.103-110
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• 2016

유동 제어 시스템에 적용을 위한 디스크형 유체 소자 밸브의 성능해석 알고리즘을 수립하고 설계 변수들에 대한 민감도 분석을 진행하였다. 유입 유량 발생에 따른 챔버의 압력 변화와 디스크 거동 변화를 예측 하였고 설계 변수들의 민감도 분석을 위해 Scattering plot 기법을 활용하였다. 민감도 분석결과 유동 마하수에 가장 큰 민감도는 갖는 변수는 노즐 출구이며 밸브 응답 시간과 노즐 출구 모두에서 큰 민감도를 갖는 변수는 유입 유량임을 확인하였다.

• 유공압시스템학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.13-19
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• 2008

The typical hydraulic system of hoist is composed of a hydraulic supply unit, a directional control valve, counter balance valve, and flow control valves. The flow capacity coefficients of flow control valves should be adjusted so that the hoist is operated at moderate speed and the hydraulic energy loss is minimized. However, it is difficult to adjust the flow coefficients of flow control valves by trial and error for optimal operation. Here, the steady state model of the hoist hydraulic system including the differential cylinder circuit is derived and the optimal flow capacity coefficients of flow control valves are obtained using the complex method that is one kind of constrained direct search method.