• Journal of Biosystems Engineering
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• 제29권2호
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• pp.141-150
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• 2004

우리가 소비하는 가공 식품은 위생상 안전하도록 살균처리가 이루어진다. 식품 내에 존재할 수 있는 유해 세균은 일정 살균온도에서 살균에 필요한 시간 동안 노출되면 사멸하며, 일반적으로 살균온도가 높을수록 살균에 필요한 시간은 단축된다. 연속살균장치는 혼합 및 저장탱크에 담겨진 식품을 점프로 이동시키면서 가열 열교환기에서 살균온도로 가열하고 단열관을 거치는 동안 살균온도를 유지시켜 살균을 완료한다. 또한 살균된 식품은 냉각용 열교환기에서 상온으로 냉각되며 이 과정에서 회수되는 열은 저장탱크에서 유입되는 식품의 예열에 사용되어 에너지 효율을 제고하는데 사용되기도 한다. 이와 같이 관을 이동하면서 가열되는 살균장치는 기존의 배치식 살균방법에 비하여 균일하게 가열이 이루어지므로 130C의 고온으로 살균할 수 있어서 살균에 필요한 시간을 수초에서 수십초 정도로 단축시킬 수가 있고 그에 따라 열손상을 크게 줄일 수 있다. 또한, 상온으로 냉각된 식품을 포장함으로써 저렴한 가격의 포장용기를 사용할 수 있고 상온에서 저장할 수 있으므로 저장비용이 저렴한 장점이 있다. 그러나, 가공식품에 고기나 야채와 같은 고체 상태의 식품이 함유된 경우에는 액상 식품이 열 교환기에서 순간 가열되며, 고상 식품은 액상식품과의 대류에 의한 열전달로 가열된다. 이 과정에서 고상식품은 이동관 내벽이나 다른 고상식품과 부딪치거나 회전하면서 이동관 내부에서 자유롭게 운동하게 된다. 이 과정에서 액상식품과의 상대이동 속도가 발생하여 이것이 대류열전달에 영향을 미치게 된다. 이 상대이동속도에 따른 대류 열전달계수는 고상식품의 내부온도 결정에 사용되는 연속살균장치의 중요한 설계인자이다. 대류열전달계수는 연속살균장치에서 자유로이 이동하는 고상식품의 중심부의 온도를 측정하여 결정할 수 있으나 이는 현실적으로 어렵다. 따라서 본 연구에서는 고정된 고상식품에 액상식품을 이동시켜 상대속도를 재현하고 액상식품의 온도와 고상식품의 중심온도를 측정하는 장치를 개발하였으며, 각 상대속도와 액상식품의 점도 별 대류열전달계수를 결정하는 프로그램을 유한차분법을 이용하여 개발하였다. 이 장치를 분당 15, 30, 40 리터의 유량에서 유체의 점도를 0에서 15 centipoise 사이의 세 수준에서 정육면체 소고기를 모델 고상식품으로 내부 온도분포를 측정하였으며, 유한차분법 프로그램으로 대류열전달계수를 결정하였다. 대류열전달계수는 792에서 2,107 W/m$^2$로 분석되었다. 대류열전달 계수는 액상식품과의 상대속도가 증가함에 따라서 증가하였고, 점도가 증가함에 따라서는 감소하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2255-2265
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• 2013

본 연구에서는 유역의 배수구조를 설명할 수 있는 폭 함수 기반의 Clark 모형을 제안하였다. 시간-면적곡선으로는 지표면과 하천에 대하여 개별적인 동수역학적 특성을 적용한 재조정된 폭 함수를 이용하였다. 선형저수지 추적의 경우 기존의 Clark 모형과 같이 차분화된 형태가 아니라 해석식을 적용하여 수행하였다. 본 연구에서 고려한 주요한 매개변수들로는 지표면평균이송속도 및 하천평균이송속도와 저류상수를 들 수 있다. 실제 매개변수의 추정 과정에는 전역최적화 기법 중의 하나인 SCE-UA 기법을 적용하였다. 또한 Clark 모형으로부터 유도된 순간단위도의 형상은 원점에 대한 1차모멘트와 면적중심에 대한 2, 3차 모멘트로 구분하여 평가하였다. 관측 수문사상의 통계모멘트들과 본 연구에서 추정된 통계모멘트들의 상관계수는 1차모멘트의 경우 0.995, 2차모멘트는 0.993, 3차모멘트는 0.983로 산정되었다. 평균과 분산에 대해서는 추정값과 관측값이 대체로 일치하는 경향을 보여주었다. 그러나 추정된 3차모멘트에 대한 결과는 다소 과대 평가되는 경향을 나타내었다. 제안된 Clark 모형은 순간단위도의 형상을 평균과 분산만을 고려하여 적용한 방법보다 수문곡선의 왜곡 및 첨두좌표의 모의와 관련된 한계점을 개선하였다. 이러한 결과로부터 본 연구에서 제시한 방법론은 배수경로의 이질성과 동적매개변수들의 영향을 적절하게 반영할 수 있음을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 고려한 모멘트들의 변동성은 주로 저류상수의 영향이 크게 나타나고 있으며, 지표면평균이송속도보다는 하천평균이송속도가 크게 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 이로부터 저류상수와 하천평균이송속도가 Clark 모형으로부터 유도되는 순간단위도의 형상을 결정하는데 지배적인 역할을 하는 것으로 확인되었다. 따라서 두 매개변수는 모형의 적용 과정에서 중요하게 고려되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.460-470
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• 2009

본 논문에서는 포구 속도 측정을 위한 X-band CW(Continuous-Wave)도플러 레이더 구현에 관해 기술하였다. 본 논문에서의 레이더 구성품은 마이크로웨이브 송수신부, 신호 처리부, 전원부이며, 레이더의 운용 및 시험을 위하여 운용/분석 프로그램을 제작하였다. 레이더 송신 주파수는 중심 주파수 $f_0$에서 ${\pm}3\;MHz$ step의 5개 채널로 가변되며, 송신 출력은 25 dBm이다. 레이더의 최소 유효 수신 전력은 -117 dBm이다. 이러한 레이더의 기능은 비행 중인 탄자의 도플러 주파수를 획득하고 정밀 속도 점을 계산하여 최초 포구 이탈 순간의 속도를 추정한다. 레이더의 성능 평가는 현재 화포 시험에 적용되는 기준 장비를 사용하여 155 mm 화포 사격 시험을 통해 삼각대장착, 포신 장착의 두 가지 방법으로 비교 실시하였다. 기준 장비와의 비교 결과, 동등 성능임을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.64-70
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• 2018

대형트럭으로 견인되는 트레일러는 무게중심이 일반 차량에 비해 상대적으로 높기 때문에 전복사고 위험이 높게 된다. 곡선 주행 구간에서 차체를 기울여 곡선부의 주행속도를 향상시키는 원리를 적용하는 틸팅 시스템은 고속철도 차량에서 먼저 그 개념이 연구되고 사용되어 왔는데, 이 논문에서는 일반 대형트럭의 트레일러 적재함에 이 틸팅 시스템을 적용함으로써 아주 작은 틸팅각의 변화로도 급회전 시 주행 안정성을 크게 개선할 수 있는 가능성에 대해 연구하였다. 틸팅 가능한 트레일러의 동역학적 모델을 사용하여 선회주행 시 운동 관계식을 유도함으로써 주어진 도로 선회반경과 하중조건에 대해 원심력 효과와 수직력의 균형으로 전복임계속도를 결정할 수 있었다. 본 논문에서는 보수적인 기준을 선택하여 한쪽 바퀴가 지면으로부터 떨어지는 순간을 전복임계상태로 정의하였다. 실제로 틸팅 시스템을 작동시키기 위해서는 조향각과 주행속도로부터 최적 틸팅각을 계산해야 한다. 트레일러가 달린 대형트럭을 간단하게 모델링하고 시뮬레이션을 통해 곡선주행시 차량의 틸팅각에 따른 전복임계속도의 변화를 분석하고, 틸팅의 효과를 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5148-5154
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• 2012

본 논문은 포환던지기 여자 기록보유자의 실제 경기에서 포환과 신체 무게중심의 운동학적 특성을 분석하는데 있다. 이를 위해 2대의 비디오카메라를 이용하여 촬영 한 후, 3차원 영상분석을 위해 DLT 방법을 이용하였으며, 자료 분석을 위해 Kwon3D 프로그램을 이용하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 포환의 투사 속도와 투사 높이는 각각 13.73 m/s, 198.6 cm(신장비 119%)로 선행연구들과 비교했을 때, 최적의 수행을 한 것으로 판단되나 투사 각도는 $34^{\circ}$로 다소 작게 나타났다. 둘째, 신체 무게중심의 이동은 글라이드 구간에서 투사 방향으로의 이동이 필요하며, 딜리버리 구간에서 신체 무게중심의 상하 이동을 제어해야 한다. 셋째, 릴리즈 순간 신체 무게중심의 좌우방향과 상하방향의 흔들림 없이 정확한 타이밍에 포환이 투사되어야 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권1호
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• pp.70-80
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• 2001

A cycloid reducer is one of the rotational velocity reduction equipments of machinery. It has advantages of the higher reduction ratio, the higher accuracy, the easier adjustment of transmission ratio and the smaller workspace than other kinds of reducer. A cycloidal plate gear is a main part of the cycloid reducer. Its tooth shape is peculiar because of gearing with the roller gear that has the several rollers on the circular line. And then it can be designed to contact all teeth to rollers. So, the cycloid reducer has the good characteristics in the dynamic properties and the zero-backlash in the contact motion. It can be used in robots, high-precision machines and high capacity machinery. This paper proposes a new approach for the shape design of the cycloidal plate gear and presents a Computer-Aided-Design program developed by the proposed method. The first part of this paper defines the two types of the cycloid reducers and explains their mechanisms. The second part defines the instant velocity centers for each type of the cycloid reducers and calculates the contact angles and the contact points by using te geometric relationships and the kinematical properties of the reducers. The third part generates the full shape of the cycloidal plate gear by the coordinate transformation technique. Finally, this paper presents two examples for the shape design of the cycloidal plate gear in order to prove the theory of the proposed method in this paper and the accuracy of the \"CycloGear Designer\".

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.161-161
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• 2014

열플라즈마는 주로 아크 방전에 의해 발생시킨 전자, 이온, 중성입자(원자 및 분자)로 구성된 부분 이온화된 기체로, 국소열평형상태를 유지하여 구성입자가 모두 수천에서 수만도에 이르는 같은 온도를 갖는 고속의 제트 화염 형태를 이루고 있다. 이렇게 고온, 고열용량, 고속, 다량의 활성입자를 갖는 열플라즈마의 특성을 이용하여, 종래 기술에서는 얻을 수 없는 다양하고 효율적인 산업적 이용이 활발히 진행되고 있다. 용사코팅은 노즐 출구를 통해서 외부로 방출되는 열 플라즈마 화염을 이용하는 것으로 이 화염의 와류 특성으로 인하여 외기의 가스가 화염내부로 침투하는 특성을 가진다. 이러한 현상은 열원의 냉각효과 외에도 외기를 구성하는 기체 분자의 내부 유입을 의미하는 것으로 대기 상태에서 공정이 이루어진다면 열원 내로 유입되는 대기 내의 산소가 모재 표면과 반응하여 산화가 진행된다. 이러한 산화과정은 용사 코팅의 품질을 저하시키는 요인이 되므로, W, Ti 등과 같은 반응성이 높은 재료의 코팅은 산화과정을 방지하기 위하여 진공에서 코팅을 하여야만 한다. 진공 플라즈마용사코팅은 진공 또는 저압의 불활성 분위기 중에서 열플라즈마 화염에 용사재료를 투입하여 플라즈마 화염 내부에서 순간적으로 이를 용융시킨 후 고속으로 분출, 모재에 적층시키는 코팅공정이다. 이때 분말상의 용사재료를 고속으로 화염 중심에 투입하여 최대 에너지 전달이 이루어지도록 하는 것이 적층효율 및 코팅품질을 향상에 필수적이다. 하지만 플라즈마 화염 내부를 고속으로 이동하는 입자의 온도와 속도 및 궤적을 측정하여 제어하는 것은 매우 어렵기 때문에, 통상 형성된 코팅의 구조와 두께로부터 경험적으로 파라미터를 결정하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 초고속 레이저 카메라와 이미지 분석용 소프트웨어를 이용하여 플라즈마 화염내의 비행입자 궤적을 추적하고, 이를 통해 분말 이송가스의 유량이 코팅 효율 및 미세구조에 미치는 영향을 조사하였다. 플라즈마 화염은 중심부가 가장 높은 온도와 속도를 가지고 있기 때문에, 분말 이송가스의 유량이 적을 경우 투입된 분말은 단지 플라즈마 화염의 상부 경계면을 지나는 궤적을 갖게된다. 이로 인해 분말의 용융이 충분히 이루어지지 않아 적층 효율이 낮고 미용융 입자 및 기공이 많은 미세구조를 보였다. 이송가스 유량을 증가시키게 되면, 분말의 궤적은 플라즈마 화염의 중심부를 지나게 되어 적층 효율이 증가하고 미세구조 또한 개선되었다. 하지만 이송가스 유량이 지나치게 클 경우, 투입된 분말 입자는 플라즈마 화염을 조기에 관통하게 되어 비행궤적은 온도와 속도가 낮은 영역에 형성되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권7호
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• pp.15-25
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• 2003

진동하는 에어포일의 근접후류 특성을 조사하기 위한 실험적 연구가 수행되었다. NACA 4412에어포일은 1/4 시위 지점을 중심으로 조화적으로 피칭운동을 하고, 순간받음각이 +6$^{\circ}$에서 -6$^{\circ}$까지 진동하도록 하였다. 진동하는 에어포일의 근접후류에서의 평균속도를 측정하기 위하여 열선풍속계를 사용하였다. 본 연구에서 자유류의 속도는 3.4, 12.4, 26.2 m/s이다. 이러한 자유류 속도에 따른 시위 레이놀즈수는 $R_N$=5.3${\times}10^4$, 1.9${\times}10^5$, 4.1${\times}10^5$이고, 무차원 진동수는 K=0.1이다. 레이놀즈수가 진동하는 에어포일의 근접후류에 미치는 영향을 나타내기 위하여 축방향 위상평균 속도분포를 제시하였다. 본 측정에서 모든 경우에 속도결손은 $R_N$=5.3${\times}10^4$인 경우에 아주 크고, $R_N$=1.9${\times}10^5$과 4.1${\times}10^5$인 경우에는 작다는 것을 관찰 할 수 있었다. 이와 같이 위상평균속도의 커다란 차이는 $R_N$=5.3${\times}10^4$과 1.9${\times}10^5$ 사이에 있다는 것을 관찰하였다. 따라서 본 연구는 진동하는 에어포일의 근접후류에서의 레이놀즈수의 임계값이 5.3${\times}10^4$에서 1.9${\times}10^5$ 범위에 존재한다는 것을 보여준다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1299-1302
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• 2005

Current mechanical devices are trending toward being a small size, high speedy, automation. For performing these functions, machinery elements organizing a machine should be designed exactly. Cams have high confidence and economics in ablility to transmit a motion. Accordingly, A cam mechanism is very important for processing the machine automatically. This paper introduce an inverse cam mechanism. A square shaped cam which cannot be commonly analyzed is designed and manufactured by using the NURBS interpolation algorithm. The objective of this paper is to develop a computer-aided design program. In this paper, a displacement curve of oscillating motion inverse cam mechanism with square shaped follower is analyzed. The data is redistibuted by the NURBS algorithm. A cam shape is designed by the instant velocity center method, and simulated to verify the validity of the operation state.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2007년도 학술대회 2부
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• pp.40-47
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• 2007

본 연구는 생활환경 지능화(Ambient Intelligence 이하 AmI)의 기술적 변화와 Ambient Display와 Ambient Media 등을 바탕으로 Ambient Art의 개념과 특성을 도출하고, 이를 통한 감성 커뮤니케이션 연구의 가능성을 살펴 보았다. 앞으로의 사회는 AmI의 환경으로 변화해 갈 것이다. AmI란 인간 중심의 지능형 컴퓨터, 네트워크, 인터페이스 기술을 기반으로 우리의 주변환경이 지능을 갖게 된 상황을 말한다. 유비쿼터스 컴퓨팅, 무선 네트워크와 같은 AmI의 기술들은 새로운 미디어를 만들고 이러한 미디어는 우리의 인식과 커뮤니케이션 방식을 변화시키고 있다. 기술의 발달은 빠른 반면, 그 기술을 사용하는 사람의 적응속도는 느리기 때문에 사람이 어떻게 새로운 기술에 적응할 것인가는 핵심적 문제다. 감성 커뮤니케이션 연구는 이런 문제들을 해결하는데 큰 도움을 줄 뿐만 아니라, 사람들의 감성 욕구까지 채워줄 수 있다. 그러나 감성은 순간적이며 복합적이고 무의식적으로 발생하고 수시로 변하기 때문에 연구하기가 쉽지 않다[1]. 본 연구에서 정의한 Ambient Art는 일상의 환경에서 자연스럽게 접할 수 있으며 사용자의 직접적인 인지가 없이도 감상할 수 있는 예술로, 기술이 환경에 스며들게 되는 것처럼 예술이 환경에 스며들어 궁극적으로 언제 어디서나 감상이 가능한 전시공간의 유비쿼터스화를 지향한다. 이러한 Ambient Art는 감성커뮤니케이션 연구의 새로운 대안책으로 생각해 볼 수 있다. 본 연구에서는 Ambient Art의 5가지 특성을 상황인지, 분위기, 개인화, 상호작용, 자가성장으로 나누어 살펴 보았다. 또한 Ambient Art의 개념과 특성을 반영한 작품 City Forest를 제안하였다. 이 작품은 사람들의 활동에 의해 달라지는 시각적 감성 전달을 통해 이성보다 앞서 있는 감성을 자극하여 개인과 환경, 환경과 환경끼리의 상호 작용을 촉진시켜 Ambient Art를 통한 감성 커뮤니케이션을 보여주었다는데 의의가 있다.