Design optimization of a transonic compressor rotor (NASA rotor 37) using response surface method and three-dimensional Navier-Stokes analysis has been carried out in this work. Baldwin-Lomax turbulence model was used in the flow analysis. Three design variables were selected to optimize the stacking line of the blade. Data points for response evaluations were selected by D-optimal design, and linear programming method was used for the optimization on the response surface. As a main result of the optimization, adiabatic efficiency was successfully improved. It is also found that the design process provides reliable design of a turbomachinery blade with reasonable computing time.
수치제어(NC: numerical control) 기술은 공장자동화를 위한 중요기술이다. 우리산업현장에 공장 자동화가 확장되면 서 NC 공작기계산업용 로봇, 삼차원 좌표측정기 등의 사용이 매우 증가되고있다. 이러ㅗ한 수치제어용 기계에서는 자동 위치제어를 위하여 길이변위와 회전각도감지용센서인 NC 엔코더가 매우 중요한 부품이다. NC 엔코더에는 선형 엔코더( NC-스케일)와 회전 엔코더가 있으며, 각각 직선운동과 회전운동을 제어하기위해서 필요한 자동화 부품이다. 선형 엔코 더는 직선운동의 변위를 감지하며 NC-스케일 이라고도 말한다. 우리 나라에서는 아직 엔코더 제작기술을 개발하지 못하여 전량수입에의존하고 있다. 이러한 NC 엔코더의 수요는 해외시장뿐만 아니라 국내시장에서도 급격히 증가 되고있으며 국산화 개발이 시급하다. 이 글에서는 NC-스케일 제조기술을 개발함에있어서 연구하였던 참조위치 마크(Rrference Mark)설계 기술을 정리한다.
Turbo-fans for a FFU unit should be aerodynamically designed to provide the FFU system with the given flow-rate at the lowest rotational-speed by considering the interaction effect with the FFU casing. In this study, slim and highly efficient turbo-fans are designed to satisfy the given performance at the specific speed by using the hybrid-stacking method of an inducer and a 2D-bladed turbo fan. The mean-line analysis, cascade theory, and CFD technique are all together applied to control the passage areas on the meridional plane from the inlet to the exit of the blade. Furthermore, the torque control algorithm is adopted to improve the performances within the constraints by the motor rpm-torque characteristics, and the resulting measured performances of mock-up fans are discussed.
연구 목적: 지금까지 성공적인 임플란트 치료를 위해 많은 연구가 진행되어 왔으며, 임플란트 주변 골 흡수 현상에 대한 연구는 매우 관심이 높은 분야 중 하나이다. 이에 본 연구에서는 삼차원 유한요소응력분석을 이용하여 변연골 흡수가 내측연결 임플란트 매식체의 기계적 안정성에 미치는 영향을 간접적으로 확인하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 악골에 식립된 내측연결 형태의 임플란트 매식체에 티타늄 소재의 임플란트 지대주를 지대주 나사로 연결하고 상부에 금합금관을 장착하는 삼차원 유한요소모형을 설계하였다. 0, 1, 2, 3 mm의 변연골 흡수 상태를 적용하고, 교합면 중심에서부터 3 mm 편측에 300 N의 수직 하중을 가하여 임플란트 매식체에 발생하는 최대 주 응력을 계산하였다. 결과: 유한요소분석결과 변연골 흡수에 따른 임플란트 매식체의 최대 주응력 분포는 유사한 양상을 보였으며, 임플란트 매식체 상단에서 가장 높은 응력 집중이 나타났다. 최대 주응력은 처음 1 mm 변연골 흡수를 가정하였을 때 가장 크게 증가하였고, 이후 변연골 흡수가 증가할수록 응력은 증가하였지만 응력 증가의 폭은 감소하는 경향을 보였다. 결론: 이러한 결과로부터 내측연결 임플란트에서 매식체 두께가 얇은 경부의 노출은 변연골 흡수로 인한 응력 증가에 가장 큰 원인임을 알 수 있었으며, 매식체의 변형, 균열 및 파절 등의 기계적 실패를 감소시키기 위해서는 이에 대한 외과적, 보철적 고려가 필요할 것으로 생각된다.
본 연구에서는 지진하중을 받는 고층 RC 골조구조물의 횡변위를 정량적으로 제어할 수 있는 방안을 제시한다. 이를 위해 수학적인 일반성을 가지면서 큰 규모의 문제도 효율적으로 다룰 수 있는 근사화 개념을 도입하여 횡변위 구속조건식을 설정한다. 아울러 구조부재의 단면특성 관계식을 설정함으로써 설계변수의 수를 줄여주고, 초기에 주어진 단면형상이 최적설계 과정동안 계속 유지된다는 가정을 이용하여 최적설계결과에서 구해진 단면특성에 따라 부재단면크기를 산출하는 방안을 강구한다. 특히 근사화된 횡변위구속조건식을 정식화 하기 위해 동적 변위민감도해석 방안이 고려된다. 이와 같이 제시된 동적 강성최적설계 기법의 효용성을 검토하기 위해 10층과 50층 규모의 삼차원 RC 골조구조물 모델이 고려된다.
이 연구는 지금까지 조경 드로잉에서 컴퓨터 테크놀로지가 어떠한 역할을 해왔는가를 검토하고, 근래의 디지털드로잉에서 발견되는 사실적 묘사 경향에 관한 쟁점을 진단한 후 대안적 방향을 모색한다. 조경 드로잉의 매체가 손에서 컴퓨터로 이행하는 시기에 드로잉 테크놀로지는 대체로 손 드로잉의 테크닉을 모방하는 기계 도구의 기능을 담당했다. GIS는 레이어 케이크의 절차를 보다 정확하게 효율적으로 처리했고, CAD는 물리 모형을 시공 도면으로 변환했으며, 그래픽 소프트웨어는 콜라주와 몽타주를 보다 쉽게 만들 수 있도록 도왔다. 근래에 디지털 조경 드로잉에는 경관의 외양을 회화와 같이 사실적으로 묘사하려는 경향이 짙다. 그래픽 소프트웨어를 이용하여 사진 재료의 조립 흔적을 지워내 마치 실재 경관을 포착한 사진처럼 보이도록 제작되고 있다. 이러한 사진과 같은 이미지는 대중과의 의사소통에 수월하지만, 경관의 다감각적 특성을 온전하게 구현하기 힘들고, 좀처럼 현실에서 발생하기 힘든 경관의 가장 이상적인 순간을 묘사하여 수용자를 기만하는 경우가 발생하기도 하며, 자칫 최종 결과물처럼 여겨져 드로잉의 생산에만 집중하게 할 우려가 있다. 이에 대한 대안적 방향으로, 경관의 기능 정보를 삼차원으로 모델링하고, 디지털 테크놀로지를 설계 전반 프로세스에서 설계 아이디어를 발전시키는데 활용하며, 서로 다른 드로잉 테크닉과 테크놀로지를 혼용하여 경관의 다양한 국면을 시각화하는 실험이 필요하다.
This paper presents an enhanced method of slit beam projection intended for the rapid measurement of 3-dimensional surface profiles of dies and molds. Special emphasis is given to optimizing the design of optical system so that the measuring accuracy can be maximized by adopting two-plane camera calibration together with sub-pixel image processing techniques. Finally, several measurement examples are discussed to demonstrate that an actual measuring accuracy of $\pm$ 0.2 mm can be achieved over the measuring range of 500 mm{\times}300mm{\times}200mm$.
A side mirror is an important safety tool with which the driver can observe objects out of sight. This paper presents an organized design technology for the side mirror of improved vibration characteristics. Resonance response to forced vibration is critical to observability through the mirror to be designed. This study aims at the reduction of vibration level by the modification of mirror structures and consequent effects are predicted by computer simulations. We used a three-dimensional solid modeling and the modal and frequency analysis ; Pro/Engineer is used as a solid modeler; Pro/Mechanica for vibration analysis. The simulation results are compared with those obtained in experiemnts to check the validity by the three-dimensional modeling. The design technique of side mirror has been established and found to be effective in vibration analysis of redesigned parts.
Shape optimization of a Printed circuit heat exchanger (PCHE) has been performed by using three-dimensional Reynolds-Averaged Navier-Stokes (3-D RANS) analysis and surrogate modeling techniques. The objective function is defined as a linear combination of effectiveness of the PCHE term and pressure drop in the cold channels of the PCHE. The cold channel angle and the ellipse aspect ratio of the cold channel are used as design variables for the optimization. Design points are selected through Latin-hypercube sampling. The optimal point is determined through surrogate-based optimization method which uses 3-D RANS analyses at design points. The results of three types of surrogate model are compared each other. The results of the optimizations indicate improved performance in friction loss but low performance in effectiveness than the reference shape.
Shape optimization of an upper plenum of PBMR type gas cooled nuclear reactor has been performed by using three-dimensional Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) analysis and surrogate modeling technique. The objective function is defined as a linear combination of uniformity of flow distribution in the core and pressure drop in the upper plenum and the core. The ratio of thickness of slot to diameter of rising channels, ratio of height of upper plenum to diameter of rising channels, and ratio of eight of the slot at inlet to outlet, are used as design variables for optimization. Design points are selected through Latin-hypercube sampling. The optimal point is determined through surrogate-based optimization method which uses 3-D RANS analyses at design points. The results show that the optimum shape represent remarkably improved performance in flow uniformity and friction loss than the reference shape.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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