• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.365-370
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• 2013

현대에 이르러 초음속 운영 영역에서의 항공기에 대한 많은 연구가 진행되고 있으나, 음속 폭음 현상과 충격파 현상에서 야기된 높은 항력 및 연료 효율성 저하로 인하여 그 한계에 부딪치고 있다. Busemann 복엽 익형은 이와 같은 문제를 해결하기 위한 형상이며, 상하 형상에 의한 파동 상쇄효과 및 파동 감소효과를 통해 충격파의 강도와 음속 폭음 효과를 감소시키는 형상이다. 하지만 본 익형은 탈설계 조건에서 항력 계수가 급격하게 증가하는 등의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 EDISON_CFD를 이용하여 Busemann 복엽 익형의 주변 유동 특성에 대하여 면밀한 고찰을 수행하였다. 우선 Busemann 복엽 익형의 초기 형상에 대한 유동 조건별 해석을 통하여 탈설계 조건에서의 항력 성능 저하 문제에 대한 고찰을 하였다. 이후 3개의 형상 변수에 대한 매개 변수 연구를 통하여 익형의 각 형상 변수가 탈설계 영역 및 해당 영역에서의 최대 항력 계수에 미치는 영향에 대한 고찰을 수행하였으며, 이를 통하여 기존 형상보다 좁은 탈설계 구간을 가지고, 최대 항력 계수가 약 34.8% 감소한 부스만 복엽 익형을 설계하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.16 no.3 s.96
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• pp.189-197
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• 1999

기구의 운동에 있어서 공차는 필연적으로 운동 오차를 발생시키게 된다. 이상적인 기구의 운동을 위하여 공차를 작게 설정하는 것은 가공 또는 조립 비용을 증가시키는 반면에 제작 비용의 절감을 위하여 공차를 크게 설정하는 것은 기구의 운동 오차를 크게 증가시키게 된다. 따라서 기구의 운동오차를 고려한 효율적인 공차의 설정 및 배분이 중요하다. 이 논문은 민감도 해석을 이용하여 기구의 운동에 영향을 미치는 설계변수들에 어떻게 공차를 효율적으로 지정하고 분배하는 가를 연구하였다. 민감도 해석에서는 각 설계변수의 민감도 계수를 유도하였으며 설계변수에 공차를 지정하였을 때 발생할 수 있는 기구 운동의 최대 응답오차를 수식화 하였으며 역으로 기구 운동에 있어서 허용 응답오차를 설정하였을 때 각 설계 변수의 공차를 분배하는 과정을 유도하였다. 실제로 공차 분배 과정을 공업용 본봉 재봉기의 이송조절기구에 적용하여 허용 응답오차를 고려한 공차 설정을 합리적으로 수행할 수 있었다. 본 논문에서 제시한 공차 분배 과정은 재봉기 또는 로봇과 같이 기구운동과 밀접한 관련이 있는 기계의 설계에 유용할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1274-1278
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• 2010

우리나라는 국토의 60% 이상이 산지로 구성되어 있다. 현재 국내에서는 홍수유출 해석 시 집중형 모형을 주로 이용하고 있다. 집중형 모형은 대개 유역 최하류 지점의 유출구를 기준으로 홍수유출 해석 모형의 매개변수 추정 및 검증이 이루어지며, 유역의 매개변수를 소유역별로 동일하게 가정하여 입력 자료를 구성한다. 따라서 산지하천 유역의 홍수유출 해석 및 예측 시 경사가 급하고 고도가 높으며 집중시간이 빠른 산지하천의 지형적 요소 및 특징을 적절히 고려하지 못하여 정확한 예측 및 해석을 하는데 어려움이 발생한다. 분포형 모형은 하나의 유출구가 아닌 임의의 지점에서 홍수유출 해석이 가능하며, 강우자료 입력 시 유역 평균강우가 아닌 분포형 강우, 즉 역거리자승법, 크리깅 기법 등을 사용하여 분포형 강우로 변환한 지점강우와 레이더 강우를 사용하여 보다 정확한 홍수유출 해석이 가능하다. 그리고 분포형 모형은 입력하는 모든 매개변수를 지형 자료에서 추출하여 사용하기 때문에 인공적인 해석을 배제할 수 있어 인위적인 오차를 줄일 수 있다. 본 연구에서는 평창강 상류유역을 시험유역으로 선정하여 연구를 수행하였으며, 분포형 모형의 하나인 $Vflo^{TM}$를 사용하여 홍수유출해석을 수행하였다. 지형자료만을 사용하여 특정 지점이 아닌 유역 내 임의 지점의 홍수유출량과 집중시간, 홍수위를 산정할 수 있어 산지하천에서 돌발적으로 발생하는 홍수를 신속하게 예측할 수 있었다. 또한 임의의 지점에서의 설계홍수량을 손쉽게 산정하여 수공구조물 설계 시 이용할 수 있으므로 홍수에 의한 인적 물적 피해를 최소할 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Digital Convergence
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• v.17 no.7
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• pp.125-130
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• 2019

Sensitivity analysis is used to determine the effect of a change in a design parameter on the total system, and the calculated sensitivity is an important indicator of the improvement of a structure. In this study, we investigated the method of deriving and analyzing the sensitivity of design parameters by using finite element analysis and the method of improving a structure by using sensitivity analysis results. Design parameters for weight reduction design were selected using actual semiconductor inspection equipment that requires structural improvement, and the sensitivity to design parameters was calculated by using and finite difference method. We propose an improvement method that can reduce the weight while maintaining the transient response required by the equipment. By using the results of the sensitivity analysis through finite element analysis and finite difference method, we can create a structurally improved design that satisfies the desired stress or displacement by improving the design of the structure. Therefore, sensitivity analysis is applicable to various fields as well as semiconductor inspection equipment.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.11
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• pp.5306-5313
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• 2011

Most previous studies for finding optimal design parameters of a tuned mass damper(TMD) have been focused on the harmonic excited single-degree-of freedom system. In this study, optimal values of damping ratio and tuning frequency ratio of a TMD applied to control a seismically excited structure are investigated through numerical analyses. Considering that the structural responses due to earthquake loads are strongly dependent on the soil condition, the site effects on the optimal parameters of the TMD are studied and compared to those presented by previous studies. Numerical analyses results indicate that better control performance can be obtained by using the parameters proposed by this study in the seismic application of the TMD.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.17 no.1
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• pp.11-20
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• 1993

Sensitivity information is required in the optimal design process. In structural optimization, sensitivity calculation is a bottleneck due to its complexities and expensiveness. Various schemes have been proposed for the calculation. Analytic and finite difference methods are the most popular at the present time. However, they have advantages and disadvantages in different ways. Semi-anayltic method has been suggested to overcome the difficulties. In spite of the excellency, the semi-analytic method has been found to possess numerical error quite much with respect to shape variables. In this research, the error from each method is evaluated and compared using a shape variable. A two-dimensional beam is selected for an example since it has mathematical solution. An efficient method is suggested for the structural optimization which utilizes finite element method.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.90-90
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• 2011

배기속도 2,500 L/s, 최고진공도 10-10 mbar를 구현할 대용량 복합 분자펌프 설계를 위한 2차원과 3차원 형상을 대상으로 실시하였다. 진공도가 10-5 mbar 이상이 되는 고진공도에서는 Knudsen 수가 102~107에 이르러 분자간 충돌을 거의 무시할 수 있게 되며, 이때의 유체해석 방법으로서는 통상 희박기체 해석법으로 많이 쓰이는 Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) 방법보다, 충돌이 없는 분자의 자유운동을 모사하는 Monte Carlo 방법이 더 적합하게 된다. 본 연구에서는 다단계 rotor와 stator로 구성되는 복합분자 내 유동장에 Monte Carlo 해석법과 DSMC 방법을 모두 적용하여 유동해석을 실시하였다. 먼저 2차원 모델에 대한 해석을 실시하여 분자펌프의 성능에 중요한 영향을 미치는 설계변수로 날개각과 날개간격이 현저함을 확인하였으며, 이 설계변수들이 펌프의 주요성능 지표인 최대펌핑효율과 최대압축비에 미치는 영향을 다양한 3차원 유동해석을 통해 도출하였다. 유동해석 결과, 기체분자와 rotor 날개사이의 충돌 확률을 높이는 방안이 대체적으로 펌프의 성능을 향상시키는데 도움이 되는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.343-346
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• 2010

형상기억합금이 삽입된 복합체는 힌지나 추가적 작동기 없이 그 자체로서 지능 구조의 역할을 할 수 있어 많은 분야에서 활발히 연구되고 있다. 본 논문에서는 형상기억합금(Shape Memory Alloy) 선이 삽입된 $\cap$자형 복합재를 제안하고, 형상기억합금과 모재가 정해진 경우의 곡률 변화에 영향을 주는 주요 설계 변수를 복합재의 너비, 두께, 형상기억합금의 편심률을 설계변수로 가정하고 유한요소 해석과 패널 제작 및 실험을 통해 검증한다. 먼저 라고다스(Lagoudas)모델을 형상기억합금의 구성방정식으로 이용한 유한요소해석모델을 구성하여 수치해석을 수행하고, 11 종류의 형상기억합금 선이 삽입된 유리섬유강화복합재(Glass Fiber Reinforced Plastic) 패널을 제작하여 열하중에 따른 곡률변화를 관찰한다. 해석결과와 실험결과의 비교를 통해 해석모델의 타당성을 검증하며, 해석을 통해 각 설계 변수들의 곡률변화에 대한 영향을 파악한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.5
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• pp.1990-1995
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• 2012

This paper presents design methodology to determine the design parameters that affect the manufacture of aluminum forging piston using the FE simulation and the Taguchi method. Maximum forging load is used as the objective function, and preform, material temperature and draft angle are selected as the design parameters. Their combinations are implemented by orthogonal array, and forging load is evaluated through the simulation. From the analytic results of design parameters to minimize the load using signal to noise ratio, their optimal combinations are proposed. The proposed design methodology will be able to help in selecting proper preform among preforms and to be used in determining the optimal combination of the parameters in metal forming process.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.17 no.1
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• pp.20-30
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• 1995

제1부에서는 소음기를 구성하는 각종 기본요소의 구조에 따른 음향성능의 특성을 간략히 살펴보았고, 제2부에서는 소음기의 음향특성을 해석할 때 쓰이는 각종 성능지수의 정의와 계산상 처리방법에 관하여 토론을 하였다. 본 3부에서는 선형음향해석시에 관련된 각 요소당 관련변수에 대해 알아보고, 소음계 설계에 있어서 기본적으로 염두에 두어야 할 사항들에 대해 논의하고자 한다. 최근에는 컴퓨터 원용설계가 일반적으로 적극 수용되고 있으며 여기서는 이를 이해하기 위한 음향해석의 기본원리를 토론하고, 개념설계시에 사용되는 기본요소들의 기초적 특성에 대하여 언급하고자 한다. 1. 선형 음향해석. 1.1 일반적 가정. 1.2 선형모델에 포함된 소음계 요소의 기하학적 변수. 1.3 각 소음계 요소의 전달 매트릭스. 2. 가장 기초적인 일반 설계 지침.