• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.85-91
• /
• 2018

최근 초고층 건축물에서 화재로 인해 많은 인명피해가 발생하고 있다. 특히, 화재 발생시 생성되는 유독성 가스 및 연기로 인해 많은 사망자가 발생하고 있다. 이러한 인명피해를 줄이기 위한 방안으로 제연시스템이 도입되어 있다. 제연시스템은 초고층 건축물에서 연기의 확산을 방지하고 재실자의 안전한 피난을 도와주는 장치이다. 또한, 엘리베이터를 이용한 피난은 초고층 건축물에서 필수적인 피난 방법으로 여겨진다. 하지만, 엘리베이터 구동시 생성되는 강력한 압력장 및 유동변화로 인해 제연시스템의 성능확보에 영향을 미친다. 따라서, 본 연구에서는 성능설계위주의 샌드위치 가압방식이 적용된 초고층 건축물에서 엘리베이터 구동에 따른 제연성능 확보에 미치는 영향을 실험 및 수치해석 연구로 수행하였다. 실제 초고층 건축물에서 발생되는 창문, 방화문 그리고 엘리베이터의 누설면적은 화재안전기준 및 면적비를 이용하여 산출하였다. 실제 엘리베이터 속도 7 m/s~17 m/s에 해당하는 20 m/s~100 m/s로 동역학적 상사를 통해 엘리베이터 속도를 변경하였다. 그 결과 엘리베이터 속도가 빠르면 빠를수록 부속실과 화재실 간 차압이 크게 발생하였으며 관계식은 ${\Delta}P=40{\cdot}{\exp}$(-Ves /-104.7)-23.735로 산출되었다. 본 연구 결과는 초고층 건축물에서 엘리베이터 구동을 고려한 제연시스템 설계 자료로 활용이 가능하다.

• 대한공업교육학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.120-136
• /
• 2008

로봇과 같은 물리적인 객체와 교육용 프로그래밍 언어를 통합한 실체적 프로그래밍 지원 도구는 일반적인 문제해결력 신장 뿐 아니라, 창의적 사고 발현에 유용한 도구이다. 즉, 학습자가 설계한 문제해결과정을 가상의 시뮬레이션이 아닌 물리적 객체를 통해 시뮬레이션 하는 경험을 제공해 줌으로써, 사전지식이나 문제해결과정에 대한 고정관념을 최소화할 수 있는 기회를 제공한다. 이러한 경험은 새로운 해법을 꾸준히 탐색하고 능동적으로 환경을 변경하고자 하는 창의적 사고 유발에 효과적이다. 따라서 본 연구에서는 로봇을 활용한 프로그래밍 교수 학습 프로그램을 개발하여 이를 대학교 프로그래밍 입문 과정의 초보 학습자들에게 적용하였고, 로봇 활용 프로그래밍 학습이 학습자들의 창의적 문제해결성향 증진에 유의미한 영향을 주었음을 확인하였다. 특히 창의적 문제해결성향을 구성하는 3가지 하위요인 중 인지적 요인이 통제집단에 비해 유의미하게 높게 나타났다. 인지적 요인은 일반적인 문제해결력 뿐 아니라 창의성을 설명하는 문제인지 및 표상, 확산적 사고 등의 개념을 포함하고 있다. 따라서 이러한 결과는 로봇 활용 실체적 프로그래밍 학습이 학습자의 창의적 문제해결력 향상에 긍정적인 요인으로 작용할 수 있음을 의미한다. 또한 집단별 사전 사후 창의적 문제해결성향 향상 정도를 분석한 결과, 로봇 활용 프로그래밍 학습 집단은 인지적 요인, 정의적 요인, 지식구성 요인 모두에서 유의미한 향상을 보였다. 이러한 결과는 로봇 프로그래밍 학습을 위한 교수 전략들이 문제해결력 뿐 아니라, 동기와 같은 정의적 요인 모두에 유의미한 영향을 끼친 것으로 해석할 수 있다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.350-357
• /
• 2017

본 연구는 선행 연구로 진행되었던 수직상승형 고소작업차의 개발을 위한 구조해석 및 원격 제어를 포함한 중앙집중식 컨트롤러 및 유압식 상승리프트 개발에 관한 사후 연구로 진행되었다. 기존에 연구를 진행하면서 개발하였던 고소리프트의 구조 변경을 통하여 안전성 검토를 실시하였다. Solidworks로 3D 모델링을 진행하였으며, Hypermesh S/W를 통하여 유한요소의 모델을 생성하였다. 또한, 평가를 위한 작업차의 적재 환경은 작업 테이블에 위치별(전체, 상좌, 상우, 하좌, 하우)로 적재량이 250 kg인 조건, 작업 테이블에 위치별(전체, 상좌, 상우, 하좌, 하우)로 적재량이 600kg인 조건으로 하여 구조해석을 진행하여 다방면으로 안전성을 검토하였다. 그 결과 허용 적재량 250 kg과 초과 적재량 600 kg에 대해서 최대응력이 발생하는 부품을 제외한 결과를 살펴보면(Case-11 제외), 응력 수준은 항복강도 이하임을 알 수 있다. Case-11의 경우에는 최대응력이 발생하는 부품을 제외한 후에도 상단의 안전바 중앙 지지부에서 항복강도를 초과하는 영역이 존재하지만, 최대응력이 발생하는 부품과 같이 전체 구조물의 안전성 측면에는 영향을 미치지 않을 것으로 사료된다. 변위(처짐) 결과를 살펴보게 되면, 모든 경우에 있어서 동일하게 테이블에서 최대 처짐이 발생하는 것을 알 수 있으며, 250 kg과 600 kg 모두 처짐이 발생하는 경향은 동일한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.77-83
• /
• 2020

오늘날 자동차 산업의 기술 발전으로 4륜구동 기술이 승용차에도 적용되고 있으며, 이를 위해 트랜스퍼 케이스용 건식 다판클러치가 사용되고 있다. 하지만 건식 클러치의 경우 진동에 대한 문제가 발생하여 승차감에 영향을 주게 된다. 이를 해결하기 위해 4륜 구동장치의 핵심부품인 트랜스퍼케이스에 있는 다판클러치의 체결시 발생하는 충격을 저감시키고자 MR유체가 적용된 다판클러치를 제안한다. MR 다판클러치는 유체커플링 모드와 압착모드를 가지게 되며, 최적 설계를 위해 토크모델을 유도하였다. 다판클러치의 설계변수를 최적화를 위해 Ansys Maxwell을 이용하여 해석을 수행하였고, 전자기장 해석은 디스크와 플레이트의 수를 변경하였을 때 자기장의 세기를 확인하였으며, 자기장의 세기는 최대 0.45 Tesla가 도출되었다. 이를 토크방정식에 적용하여 플레이트 사이 간격을 2mm로 플레이트의 내경과 외경을 각각 45mm와 55mm로 선정하였다. 이와 같이 본 논문에서는 MR 다판클러치의 성능을 극대화할 수 있는 최적 설계기법을 제안하였다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제40권4호
• /
• pp.173-181
• /
• 2016

2016년부터 배출통제지역(ECA : Emission Control Atea)을 운항하는 선박에 대하여 배출되는 NOx(질소산화물) 및 SOx(황산화물)의 배기량 감소규제가 강화되었다. 상기의 규제 물질 중 NOx를 제거하는 탈질장비 중 선택적 촉매 환원(SCR : Selectivity Catalytic Reduction) 시스템은 효율이 높고 상업적으로 많이 활용되고 있으나, 높은 온도에서 요소수가 활성화되는 단점이 있다. 이에 초미세기포를 이용하여 낮은 온도에서도 반응할 수 있는 요소수 및 요소수 활성화 기기를 개발하여 상기의 문제점들을 최소화 할 수 있도록 하였다. 또한 SCR 시스템의 효율성을 향상시키는 방안을 마련하기 위하여, ANSYS-CFX package를 이용한 전산유체역학(CFD : Computational fluid dynamics)기법을 사용하였다. Navier-Stokes 방정식을 해석의 지배방정식으로 적용하여 SCR 시스템의 점성유동해석 시뮬레이션을 수행하였다. SCR 시스템의 형상은 CATIA V5를 사용하여 3D 모델링을 하였고, SCR 시스템의 효율성을 비교하기 위해 요소수 분사 노즐의 위치를 요소수 분사 노즐은 배기관의 입구로부터 1/3, 1/2, 2/3로 변경하며 확인하였다. 또한, 노즐의 분사구 수가 SCR 시스템의 효율에 미치는 영향을 확인하기 위하여 분사구 수가 4, 6, 8개일 경우를 시뮬레이션 하여 비교 분석하였다. 시뮬레이션 결과 배기관 입구에 가까울수록, 분사구 수가 많을수록 효율이 향상됨을 확인하였다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제26권2호
• /
• pp.38-44
• /
• 2008

최근에 국내의 도로건설계획은 기존도로의 선형을 개량하거나 변경하는 데에 중점을 두므로, 건설하고자 하는 도로는 보다 현재 직선화되고 있는 추세이다. 국내의 지형은 대부분 산악지로 구성되어 있어 도로선형의 직선화에 따라 많은 교량과 터널의 계획이 불가피하며, 일부 산악터널의 갱구부는 터널굴착시 작업공간이 협소한 가파른 지형을 갖는 산안 계곡에 위치하는 경우가 있다. 이와 같이 가파른 지형에 터널 갱구부 굴착시 대안으로 역방향 굴착을 들 수 있는데, 3가지의 중요한 고려사항이 있다. 첫째, 적정한 폭, 높이, 그리고 길이로 Pilot 터널을 계획하는 것이며, 둘째, 터널 갱구부의 편토압에 대한 영향을 평가하는 것이고, 셋째, 갱구부의 얕은 심도의 지반조건에 대한 터널 안전성을 확보하는 것이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구는 3차원 수치해석에 의해 얻어진 결과를 토대로 역방향 굴착의 적정성 및 Pilot 터널의 적용 범위를 제안코자 한다. 해석결과 Pilot 터널은 터널 안쪽 $20{\sim}25m$ 지점 전부터 갱구부 쪽으로 굴착하는 것이 적정함을 보이고 있다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권9호
• /
• pp.1027-1033
• /
• 2011

VCM 강판은 용융아연도금강판 위에 PET/PVC 코팅하여 가전제품의 외판 소재로 사용되고 있다. 본 연구에서는 VCM 강판의 프레스 성형 중 발생하는 PET 코팅층의 찢김을 저감하기 위해 프레스 성형공정변수를 재설계하였다. 프레스 공정변수들이 PET 코팅층의 찢김에 미치는 영향을 분석하기 위해 유한요소해석을 수행하였다. PET 코팅의 찢김 현상은 드로잉 성형시 제품의 코너부 소재두께의 증가로 인해 금형과 소재 사이의 과도한 마찰에 의해 발생한다. 이를 해결하기 위해 블랭크 형상의 변경을 통해 드로잉성형시 코너부의 소재두께 증가를 저감하였으며, 트리밍 공정시 플랜지부의 과도한 두께 증가부분을 제거하여 플랜지 성형시 소재두께가 금형간극 이하로 분포하도록 하였다. 또한 성형실험과 유한요소해석을 통해 재설계된 공정변수들을 검증하였다. 이를 통해 PET 코팅의 찢김이 없는 양호한 최종제품의 성형이 가능함을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제28권7호
• /
• pp.1222-1230
• /
• 2022

로터 블레이드는 조류발전 터빈의 매우 중요한 구성 요소로서, 해수의 높은 밀도로 인해 큰 추력(Trust force)와 하중(Load)의 영향을 받는다. 따라서 블레이드의 형상 및 구조 설계를 통한 성능과 복합소재를 적용한 블레이드의 구조적 안전성을 반드시 확보해야 한다. 본 연구에서는 블레이드 설계 기법인 BEM(Blade Element Momentum) 이론을 이용해 1MW급 대형 터빈 블레이드를 설계하였으며, 터빈 블레이드의 재료는 강화섬유 중의 하나인 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)를 기본으로 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)를 샌드위치 구조에 적용해 블레이드 단면을 적층(Lay-up)하였다. 또한 유동의 변화에 따른 구조적 안전성을 평가하기 위해 유체-구조 연성해석(Fluid-Structure Interactive Analysis, FSI) 기법을 이용한 선형적 탄성범위 안의 정적 하중해석을 수행하였으며, 블레이드의 팁 변형량, 변형률, 파손지수를 분석해 구조적 안전성을 평가하였다. 결과적으로, CFRP가 적용된 Model-B의 경우 팁 변형량과 블레이드의 중량을 감소시켰으며, 파손지수 IRF(Inverse Reserce Factor)가 Model-A의 3.0^*V_r를 제외한 모든 하중 영역에서 1.0 이하를 지시해 안전성을 확보할 수 있었다. 향후 블레이드의 재료변경과 적층 패턴의 재설계뿐 아니라 다양한 파손이론을 적용해 구조건전성을 평가할 예정이다.

• 한국농공학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.4011-4020
• /
• 1976

본논문은 북해도대학심사학위논문으로 총면수 143면인 영문으로 되어 있고 도 48, 표 7, 문묵 66부도, 부표 20면이있음. Plow는 옛부터 발달한 농구이기 때문에 많은 연구가 행하여졌지만 복잡한 물리성을 가준 토양을 대상으로 하는 기계이기 때문에 미해결의 문제도 적지않다. 이견인저항에 대하여 토양의 종류 및 조건을 변경하면서 실제의 포장에서 조직적으로 행한 실험은 극히 적고, 하물며 우리나라의 쟁기에 관한 연구는 거의없다. 본논문은 쟁기의 특징을 구명하고, 그의 개량, 발달에 기여하기 위한 기기자료를 획득코저 실시한 것이다. 1. 쟁기와 플라우의 구조 및 그의 차이 특징을 명백히하고 이체에 걸리는 각종의 저항의 내용 또는 그 비율등에 대하여 과거의 연구성과를 소개하였다. 2. 발달사 ; 플라우는 B.C. 2000년경에 녹각, 목지의 인력용의 경운용구에서 발달하고, 동양이도 기원은 대체로 같고 발달과정이 다를 뿐이다. 쟁기는 양자강연안에 기원을 가진 지나이가 신라와 백제에 도입되여 차차 발달하고, 지역적인 특징을 가지게 되었다. 3. 본장은 쟁기의 견인력에 관한 이론적해석을하고, 쟁기의 진행에 의해 층상으로 전단되는 전단저항을 구하고 쟁기의 표면 및 지측판과 토양과의 마찰력, 그리고 토양의 이동의 관성력을 쟁기의 견인저항에 관련되는 주요한 "힘"으로 생각하고 진행방면, 수직방면의 힘의 성분의 평형을 고려하여 식 10. 12를 유도 하였다. 4. 본장에서는 실험계획, 방법 공시기, 공시포장등을 기록하고, 축력용의 쟁기와 플라우를 사용하여 전지 4종 답 2종의 포장에서 실험하는데 견인력계와 자동경심측정기를 사용하였다. 5. 실험결과 및 고찰; 경심과 견인저항 Dp와의 관계는 식 10. 12와 갈이 표시되고, 실제의 제치를 대입하여 이론식을 유도하였으니 직선에 가까운 관계가 있고, 실험결과는 조금 곡선에 가까워졌다. 그리고, 토양의 물리성이 견인력Dp에의 영향을 세밀히 검토하였다. 쟁기의 견인비저항에 있어서도 식 12에서 {{{{K=AT+ { B} over {T } +C}}}}로 표시할수 있기 때문에 최소치를 표시하는 경심이 존재하고 이값은 쟁기나 플라우폭의{{{{ { 1} over {2 } }}}} 즉 10m정도이고 쟁기는 비저항이 0.llkg/$\textrm{cm}^2$에서 0.39kg/$\textrm{cm}^2$이였다. 그러나 이 비저항도 토양의 물리성이 많은 영향을 미치고 있다. 6. 요약 및 결론 ; 이상의 장에서 검토 고찰한 결과만을 기재하고 플라우는 쟁기에 비해 견인저항 및 비저항이 논에서나 밭에서 대로 나타난 것이 특이하다. 이상의 내용을 지면관계로 3회에 거쳐 요약 발표합니다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.151-159
• /
• 2017

현대전의 양상은 점차 네트워크 중심전으로 변화해가고 있으며, 이의 중심인 정보 전자전 역시 나날이 발전하는 모습을 보이고 있다. 최근 국산화에 성공한 국내 지상용 전자전장비는 운용환경의 특성상 고지대와 강한 풍속, 상고대 등의 영향을 많이 받는다. 따라서 ES 장비의 마스트와 안테나를 연결하는 안테나전환기의 구조적 신뢰성은 가장 중요한 부분이라 할 수 있다. 본 논문에서는 안테나전환기의 구조분석 및 환경적 영향성을 분석하여 기존의 안테나전환기 구조보다 향상된 ES안테나 구조 지지능력을 가진 안테나전환기를 제안하였다. 안테나전환기의 용접방식의 변경과 보강 블록부를 통하여 개선된 구조를 시뮬레이션하고 하중시험을 통해 안테나전환기의 구조개선 타당성을 검증하였다. 시뮬레이션 결과 개선된 안테나 전환기 용접부 및 보강블럭부의 안전율은 기준 보다 각 5.3배, 1.5배의 높은 안전율을 확보한 것으로 확인되었다. 시제품에 대한 하중시험을 181kg까지 진행한 결과 용접부의 경우 3.7 Mpa, 보강블럭 부위는 64.4Mpa 정도가 측정되었다. 이 시험 결과는 구조 해석한 시뮬레이션 결과값과 유사한 것으로 제안한 안테나전환기의 하중지지 능력이 기존 대비 향상된 것으로 판단된다.