• 제목/요약/키워드: 열제어계

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인공위성 단기액체 하이드라진($N_2$$H_4$) 추진시스템의 열적 거동 (Thermal Behavior of Spacecraft Liquid-Monopropellant Hydrazine($N_2$$H_4$) Propulsion System)

  • Kim, Jeong-Soo
    • 한국추진공학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.1-11
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    • 1999
  • 단기액체 하이드라진 ($N_2$$H_4$) 추진제를 사용하는 인공위성 추진시스템의 열적 거동을 기술한다. 운용궤도에서 액체추진제의 동결을 방지하기 위한 열제어 성능이 모사궤도환경하에서 시험, 검증되었다. 궤도 열환경은, 우주환경 모사챔버내에서 흡수열유속법에 의해 구현되었다 흡수열유속법은 추진시스템을 감싸고 있는 위성체 버스패널에 인위적인 가열을 하여 열환경을 모사하는 방법이다. 시간대별로 얻어진 추진계 구성품의 온도분포가 제시되고 이 열적 거동은 각 구성품들의 열제어를 위하여 장착된 비행용 히터의 작동 사이클 수로 변환된다. 작동 사이클 수는 전력으로 환산되어 추진시스템의 열제어를 위하여 운용제도에서 요구되는 총전력량을 예측가능하게 한다. 부가적으로, 인공위성의 열평형상태에서 얻어진 추진계구성품들의 주기적 온도가 설계허용온도와 비교되고 시스템검증의 시각에서 평가된다.

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우주기반기술 검증을 위한 극초소형 위성 STEP Cube Lab.의 궤도 열해석 (On-orbit Thermal Analysis of Pico-class Satellite STEP Cube Lab. for Verification of Fundamental Space Technology)

  • 강수진;하헌우;오현웅
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권9호
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    • pp.795-801
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    • 2014
  • STEP Cube Lab.은 조선대학교 항공우주공학과 우주기술융합연구실에서 개발 중인 극초소형 위성으로 구분되는 1U 큐브위성으로, 논문 연구 실적으로만 그친 우주핵심기술을 발굴 및 탑재하여 궤도 검증 실시 및 해당 분야 기술의 지적 저변확대에 공헌을 목표로 한다. 이에 본 논문에서는 주요 탑재체인 가변방사율 라디에이터, 무충격 구속분리장치 그리고 MEMS 고체추진로켓 등을 탑재하여 극한 우주 열환경에서의 위성 시스템과 탑재 체의 안정적인 궤도 운용 및 기술 검증을 위해 시스템 통합 열해석 및 열제어를 실시하였으며, 이를 통해 해석결과 분석 및 열제어 설계의 타당성을 입증하였다.

이동형 인공위성레이저추적용 광학계 개발

  • 나자경;김광동;장정균;장비호;한인우;한정열;박귀종;박찬;남욱원;임형철;박은서;유성열;서윤경;문일권;강용우
    • 천문학회보
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    • 제37권2호
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    • pp.164.2-164.2
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    • 2012
  • 인공위성레이저추적(SLR, Satellite Laser Ranging) 시스템은 인공위성까지 레이저를 발사하여 되돌아오는 시간간격을 측정함으로서 위성까지의 거리를 측정하는 시스템으로 현존하는 인공위성 궤도결정 시스템으로는 가장 정밀하다. 한국천문연구원은 우주추적 및 감시의 필요성이 증가함에 따라 2008년부터 40cm급 이동형 인공위성레이저추적 시스템을 개발을 시작하였고, 현재 개발을 완료하여 시험운영 중에 있다. 시스템 개발 과정 중에 발생할 수 있는 문제점들을 최소화하기 위해, 설계 단계에서 부품을 포함한 광기계 구조물에 대한 구조해석과, 실험실 프로토타입 구성 등을 실시하였다. 제작된 각 서브시스템별 조립 및 평가는 한국천문연구원이 보유한 광학계 조립 및 평가 시설을 이용하였다. 개발된 이동형 레이저 추적 시스템의 광학부는 추적마운트에 장착되었고, 현장 시험관측을 통해 수신광학계 및 광신호유도계의 정렬 및 제어항목 교정 등을 실시하였으며, 성공적으로 시험 영상 관측을 완료하였다. 이 발표에서는 이동형 레이저 추적 시스템 광학계의 개발 과정과 그 결과에 대해 보고한다.

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IT융합 UVC대역 코로나방전 영상검출 기술 개발에 관한 연구

  • 정경열
    • 기계와재료
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    • 제22권2호
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    • pp.82-91
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    • 2010
  • 본 연구에서는 전력설비의 절연성능을 주간에도 육안으로 확인 할 수 있도록 태양광에서 지구에 도달하지 못하는 UVC 파장대역을 선택적으로 투과한 코로나 영상과 방전 횟수를 보여주는 시스템을 개발하였다. 선택적인 파장대역을 투과하기 위해 광학계를 개발하였고 광증폭기를 거쳐 나오는 코로나 방전 영상과 가시광 영상을 동시에 확인할 수 있는 영상합성 및 제어기를 개발하여 휴대하기 편리한 코로나 방전 영상시스템을 구축하였다.

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제 2주제 역학적 현상과 열.수리.화학적 현상과의 상호작용 (Coupling mechanical phenomena with thermal, hydraulic and chemical phenomena)

  • Detournay, E.;Van Sint Ian, M.
    • 터널과지하공간
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    • 제9권4호
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    • pp.282-283
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    • 1999
  • 핵폐기물 지하처분, 지열개발, 지하 환경의 안전과 제어 등과 관련된 문제에 있어서 암석 및 암반의 역학적 거동 외에 열·수리·화학적 상호작용에 대한 이해가 필요하다. 이미 전세계적으로 국가별로 혹은 공동연구를 통하여 열·수리·역학적 상호작용에 관하여 많은 연구가 진행되었으며 최근 화학적 상호작용에 대한 문제가 추가적으로 제기되고 있다. 특히 장기간의 지하 환경의 안정성에 미치는 중요한 요소로 크립현상과 열·수리 화학적 상호작용 연구에 대한 필요성이 제기된 바 있다. 이 중 열·역학적 상호작용에 대해서는 현장문제에 적용 가능한 만은 연구결과가 제시된 바 있으나 기타 상호작용에 대해서는 다양한시험방법과모델링으로 인하여 아직가지 통일된 의견이 제시된 바 없다. 제 2주제에는 총 92편의 논문이 접수되었으며, 이 논문들의 내용, 성격, 해석방법 등을 간략히 정리하였다.

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고속 월쉬 변환을 이용한 이동 유체간 열교환 상태 해석에 관한 연구 (A Study on State Analysis of Heat Exchange between Counter-Flow Fluid via Fast Walsh Transform)

  • 김태훈;이승
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.73-81
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    • 2001
  • 분포정수계는 시스템이 두 개 이상의 독립변수로 표현되면서 또한 각 변수에 대한 미분을 포함하는 편미분 방정식으로 표현되므로, 분포정수계에 직접적인 최적제어 논리를 도입하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서 제시하고자하는 새로운 알고리즘은 월쉬 함수 고유특성을 그대로 유지할 수 있는 유한급수전개방법을 이용함과 동시에 계산의 편리성을 위하여 고속 월쉬 변환을 사용하는 것으로서, 본 연구 방법을 사용하면 역행렬 연산이 필요 없게 되므로 기존의 방법에 의해 처리하기 힘든 분포정수계, 선형시변계, 비선형계의 해석 및 제어문제어도 쉽게 적용할 수 있다.

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위성 PCB 열해석을 위한 고 전력소산 소자의 모델링 연구 (A Study of High-Power Dissipation Parts Modeling for Spacecraft PCB Thermal Analysis)

  • 이미현;장영근;김동운
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.42-50
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    • 2006
  • 본 논문에서는 위성의 전장보드 열해석을 위한 최적의 열모델링 방법을 제안하였다. 플레이트 모델링 방법을 통한 보드 모델링에 고전력 소산 소자의 외부 및 내부 구조를 직접 모델링하는 방법을 새롭게 제안하였다. 이러한 모델링 방법을 다른 모델링과 비교 분석하여 효율성을 검토하였고 열진공 시험을 통해 검증하였다. 제시한 소자 모델링 방법으로 HAUSAT-2의 발열이 큰 통신보드의 열해석을 수행한 결과, 노드 네트워크 모델링 방법과 플레이트 모델링 방법의 단점을 모두 보완할 수 있었다. 또한, 소자 모델링 방법은 열적인 문제에 따른 소자 수준의 해결방안을 모색 후, 그에 따른 열해석을 수행하여 효과를 예측할 수 있으므로 열제어계 설계에도 효율적이다.

원전 상용기기(Commercial Grade Item) 승인 및 평가 방법론

  • 김장열;김정택;권기춘;이기영;구인수
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1997년도 추계학술발표회논문집(1)
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    • pp.239-243
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    • 1997
  • 상용기기(Commercial Grade Item CGI)란 구조물, 시스템, 콤포넌트 또는 그것들의 일부분을 구성하는 것으로써 안전기능(safety function)에 영향을 미치지만 basic component로써 설계되거나 제작되지 아니한 것을 의미한다 즉, ASME/NQA-1 Appendix B의 엄격한 품질보증 프로그램 하에서 설계되고 제작되지 아니한 것으로써 원전 이외의 분야에서 상용적으로 널리 사용되고 있는 기기들을 의미한다. 본 논문에서는 이러한 원전 안전등급 분류기준 Non-Nuclear System(NNS) Simple에 해당되는 Non-Safety CGI를 Safety Application의 Nuclear Grade Item으로 사용하기 위한 CGI 평가 및 승인 절차를 제안하고 새로운 CGI 생명주기 모델을 제시하였다. 본 논문에서 제시한 CGI Dedication 절차 및 CGI 생명주기 모델은 우리나라 원전 계측제어계통의 디지털 upgrade plan 및 교체, 신규원전 상용기기 평가방법론에 적용할 수 있을 것이다. CGI Dedication은 10여년전부터 원자력계가 고민해온 분야로써 원전 계측제어계통의 디지털화에 따라 상용 (Commercial Off The Shelf : COTS) 소프트웨어의 승인과 함께 전세계적으로 hot issue가 될 만큼 활발한 연구와 논의가 현재 진행되고 있는 분야이다.

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멀티 탑재체를 가진 6 U 초소형위성의 열설계 검증을 위한 궤도 열해석 (On-orbit Thermal Analysis for Verification of Thermal Design of 6 U Nano-Satellite with Multiple Payloads)

  • 김지석;김희경;김민기;김해동
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.455-466
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    • 2020
  • 본 연구에서는 다수의 우주 환경 관측용 탑재체를 장착한 6U급 초소형위성에 대한 열모델을 구축하여 이를 기반으로 수행된 열설계에 대해 기술하였으며, 궤도 열해석을 통해 적용된 열설계의 유효성을 입증하였다. 초소형위성의 특성을 고려하여 표면 처리 및 절연체, 열전도체 등의 수동 열제어 기법 위주로 열설계를 진행하였지만, 배터리 및 추력기 등과 같이 작동 온도의 범위가 좁고 궤도 열환경에 직접적으로 노출되는 부품들에 대해서는 능동 열제어 기법 중 하나인 히터를 적용하였다. 궤도 열해석 조건은 기본적으로 위성의 궤도 조건을 바탕으로 하며, 임무 시나리오에 따른 발열량 및 위성의 자세에 따라 임무 모드, 초기 운용 모드, 비상운용 모드, 편대 비행 모드로 분류하여 궤도 열해석을 수행하였다. 각 모드 별 해석 결과를 통해 모든 부품들이 작동 온도 조건을 만족하는 것을 확인하였고, 비상운용 모드의 해석 결과를 통해 배터리 및 추력기의 히터 용량과 작동 주기를 산출하였다.

마이켈슨 간섭계를 이용한 레이저 여기 초음파의 검출 (Detection of Laser Generated Ultrasonic Wave Using Michelson Interferometer)

  • 김경조;산협수;장경영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.27-32
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    • 2000
  • 본 논문에서는 고출력 펄스 Nd:YAG 레이저를 이용해서 원반형 시편의 한쪽 면에서 초음파를 발생시키고 반대 면에서 피드백 제어에 의해서 안정화된 마이켈슨 간섭계를 이용하여 열탄성 영역에서의 초음파를 검출하였다. 이론식에 의해서 계산된 열탄성 영역에서의 초음파 변위 파형이 실험에서 얻어진 파형과 유사한 것을 확인하였고, 특히 종파와 횡파의 음속이 접촉식 트랜스듀서를 이용하여 펄스-에코법으로 측정한 음속과 거의 일치하는 것을 확인하였다. 레이저 초음파를 이용한 응용예의 하나로 원반형 시편을 노 안에 넣고 음속을 계측한 결과 온도의 증가에 따라 음속이 감소하는 것을 확인하였다.

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