화재특성을 보다 현실감 있게 분석하기 위해서는 관련된 화재 역학의 정확한 물성 정보를 필요로 하게 되며, 이러한 화재물성을 획득하는 하나의 방법으로서 역물성 분석이 고려될 수 있다. 본 연구에서는 역물성 해석의 한가지 방법으로서 역열전달 해석 등에 많이 응용되고 있는 유전 알고리즘을 이용하였다. 고체 형태의 화재 물질로서 비교적 단순한 반응 특성을 나타내는 탄화물이 외부로부터 열을 받아 열분해되는 과정을 비정상 상태의 일차원문제로 간략화하여 해석하였으며, 이 과정에서 관계되는 반응역학의 물성을 추정하기 위하여 유전 알고리즘을 이용하였다. 이러한 역물성 분석의 입력 자료로서는 주어진 물성값을 이용하여 1차원 비정상 문제의 해석 결과인 탄화물의 열분해 표면 온도와 질량소모율 등이 되며, 이들 입력 자료에 해당하는 8개의 화재 물성치를 추정하여 보았다. 추정된 8개의 물성치 중 최대, 최소 상대오차는 각각 151%(탄화물의 비열), 1.81%(탄화 전 초기재료의 비열)이며, 추정된 8개의 화재 물성치를 입력하여 계산한 표면 온도와 질량소모율의 가상실험값에 대한 평균 상대오차는 각각 0.99773%, 3.087802%로 비교적 정확한 값을 추정한 것으로 나타났다.
본 논문은 철도차량 및 자동차용 패널의 진동 및 소음억제용으로 사용되는 감쇠 처리재의 감쇠특성 평가에 관한 연구이다. 감쇠재의 모드별 매개변수들을 구하기 위해 다른 종류의 PVC를 알루미늄과 철계 빔위에 도포한 시편을 제작하여 가진시험을 수행하였다. 시편은 10 Hz부터 1,000 Hz까지의 주파수 대역을 조화력으로 가진하여 가속도계로 전달 모빌리티값을 측정하였다. 감쇠계수는 몇 가지 이론인 반력법, 최소 탄젠트오차법 및 최소 각오차법 조합법과 위상변화법을 모드 원호곡선 맞춤과 최소자승오차법을 사용하여 작성한 통합 프로그램을 이용하여 평가하였다. 감쇠값이 비교적 낮고 측정값이 선형인 경우는 어느 방법을 사용해도 되나, 감쇠값이 높거나 측정값에 비선형특성이 있는 경우에는 최소 각오차법이 감쇠계수 측정오차를 줄일 수 있다. 도포 감쇠재의 동적특성 평가로부터 구한 재료의 물성값은 차체나 철도차량 하부 기기함과 같이 복잡한 구조물의 소음해석을 위한 유한요소법에 사용할 수 있다. 빔 시험에서 수행한 모드별 감쇠계수의 특성 평가 결과 2차 이상 모드의 주파수 대역에서 감쇠 효과가 크기 때문에 구조소음억제에 유용할 것으로 사료된다.
산불에서의 화염높이 산정은 복사열전달에 의한 수평 또는 수직적 화염확산을 예측하는데 있어 매우 중요한 부분이다. 화염특성 중 화염높이는 빛을 수반하는 화염(the luminous flame)의 평균높이로 확인할 수 있다. 본 연구에서는 외부 풍속과 경사 등으로 인한 화염 높이가 변화될 수 있는 조건을 제외한 산림내 지표연소물질(surface fuel)인 소나무 낙엽층(fuel bed)에 대한 화염높이 관측실험과 열량분석계을 이용하여 발열량(Heat Release Rate) 측정실험과 수치해석을 통해 지표연소물질에 대한 화염높이 산출식 $H_f=0.027(\dot{Q'})^{2/3}$을 도출하였다. 실험값과 개발 산정식, 기존 Heskestad 식과의 적용값 비교 결과, 소나무 낙엽의 경우, 실험값과 개발 산정식 적용값의 표준오차는 0.08, 실험값과 기존 Heskestad 식의 표준오차는 0.23으로 개발 산정식의 정확성이 높은 것으로 나타났다.
최근 기기들이 소형화 되고 이에 따른 효율적인 열방출 방안이 필요해지면서, 마이크로채널에서의 비등에 관한 연구가 주목받고 있다. 그러나 마이크로채널의 경우는 마찰계수 및 열전달 특성이 매크로스케일의 경우와 달라 기존에 매크로스케일에서 도출된 상관식과 비교 시에 큰 오차를 발생시킨다. 또한, 채널 내에서의 비등현상은 메커니즘의 복잡함으로 인하여 실제 문제 적용에 있어서 실험적, 이론적인 방법만으로 접근하는데 무리가 있다. 따라서 이러한 방법들과 더불어 수치해석적인 연구방법이 보완되어져야 하는데, 그동안 수행되어진 연구들은 매크로채널에서의 연구가 대부분이다. 본 연구는 최근 CFD 방법의 대안으로 제시된 격자 볼츠만 방법을 마이크로채널에서의 비등현상을 모의하는데 적용해보았으며, 마이크로채널 내에서의 기포 성장과정에 대하여 예측해 보았다.
반발 입자 군집 최적화 알고리즘을 이용하여 시편 표면에서의 대류열전달 계수, 방사율 및 화염에 의한 열유속을 예측하였다. 콘 칼로리미터를 이용하여 여러 열유속 조건 하에서의 방무목 시편의 표면 온도와 질량감소율 및 발화시간을 측정하였다. 본 연구에서 최적화된 대류열전달계수, 방사율 및 화염에 의한 열유속을 이용하여 계산된 표면온도는 실험결과와 각 열유속에 대하여 평균오차가 2% 내로 잘 일치하였다. 본 연구에서 제시한 방법을 이용하여 실험적 방법으로 직접 측정하기 매우 어려운 화염이 발생하는 표면에서 열전달과 관련된 여러 물리량을 구할 수 있다.
포는 대체로 정확도와 최대 발사거리 및 최대 발사속도 등에 의해 그 성능 이 표현된다. 그 중에서도 최대 발사속도는 매우 중요한 인자로서 포의 주퇴 복좌 장치의 성능에 의해 직접적으로 영향을 받게 된다. 따라서 포의 최대 발사속도 향상을 위해서는 주퇴복좌 장치의 동특성 해석 능력을 확보하고, 그로부터 주퇴 장치의 설계 변경이 가능하도록 해야 한다. 한편, 주퇴복좌기 의 주퇴특성은 주퇴시 총주퇴저항력이 전주퇴장에 대해서 거의 일정해야만 포신에 전달되는 힘을 최소로 하면서 주퇴시간을 최소로 할 수 있으며 이러 한 설계 개념으로 주퇴복좌기를 설계한다. 그에 따라 주퇴복좌기는 그 내부 가 가변 오리피스 및 조절 로드로 이루어져 주퇴복좌기의 주퇴 저항력을 주 퇴속도 및 주퇴변위에 따라 변화시키도록 되어 있다. 따라서 주퇴복좌기는 필연적으로 강한 비선형 특성을 나타낸다. 이러한 주퇴복좌기를 모델링할 때 에 기존에는 주퇴복좌기내의 모든 유체역학적 요소를 고려하여 모델링하는 기법이 통용되어왔다. 그러나 이러한 모델링은 각 요소의 모델링 오차가 누 적될 위험이 있으므로 정확한 모델링을 보장할 수 없으며, 매우 복잡한 과정 을 거쳐야 한다. 따라서 본 연구에서는 주퇴 완충기 시뮬레이터를 이용한 실 험에 따른 계의 파라미터 예측을 통하여 모델링하는 기법을 시도하여 보았 다.
The power train of a concrete truck mixer reducer includes differential planetary gears to get a large reduction ratio for operating the mixer drum in a compact structure. These differential planetary gears are a very important part of the mixer reducer where strength problems are the main concern. Gear bending stress, gear compressive stress and scoring failure are the main concerns. Many failures in differential planetary gears are due to the insufficient gear strength and resonance problems caused by major excitation forces such as gear mating failure in the transmission. In the present study, where the excitation frequencies are the gear tooth passing frequencies of the mating gears, a Campbell diagram is used to calculate differential planetary gear critical speeds. Mode shapes and natural frequencies of the differential planetary gears are calculated by CATIA V5. These are used to predict gear resonance failures by comparing the working speed range with the critical speeds due to the gear transmission errors of the differential planetary gears.
회절격자의 인접한 반주기 길이 사이에 음의 상관관계가 있는 회절격자 반주기의 랜덤 변이가 QWS-DFB 레이저의 특성에 미치는 영향을 유효 굴절률 전달 매트릭스 방법을 이용하여 해석하였다. 상관계수가 0에서 -1로 가까이 감에 따라 랜덤 변이에 의한 회절격자 주기의 오차가 감소하면서 단일모드 안정성과 파장 정확도의 저하가 덜 심각해진다. 이는 랜덤 변이의 크기가 같다면 상관관계가 없는 전자빔 lithography 법으로 회절격자를 만들기보다는 optical lithography 법으로 만드는 것이 회절격자 주기 랜덤 변이의 영향을 줄이는 데에 유리함을 의미한다. 그리고 전자빔 lithography를 이용하여 DFB 레이저를 만들 때에 랜덤 변이의 영향을 줄이려면 분해능을 높이거나, 인접 반주기 길이의 랜덤 변이에 음의 상관관계를 주어야 한다.
본 논문에서는 고속 VLSI 회로 내의 전송선에서 발생하는 전달지연시간을 계산하는 해석적 모델을 제시하고 그 모델의 정확성을 실험적으로 검증한다. 새로 제시한 모델은 표피효과, 근접효과 그리고 실리콘 기판에 의한 전성선 파라미터 변화를 고려하기 때문에 이들 영향을 반영한 새로운 인터커넥트 회로모델에 대하여 시간지연 모델을 구현한다. 모델의 정확성을 검증하기 위해 코플레너(coplanar)와 마이크로 스트립구조가 결합한 패턴의 모델을 0.35${\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 제작하였다. 이들 테스트 패턴에 대한 실험적 검증을 통하여 모델이 약 10% 이내의 오차범위에서 정확하다는 것을 보인다.
고무부싱은 차량부품들을 서로 연결하고 차체로 전달되는 진동을 줄여주는 역할을 하는 중요한 요소로써 가진변위와 주파수에 대해서 모두 비선형 특성을 보이며, 특히 주기적인 가진에 대해 히스테리시스 현상을 나타낸다. 본 논문에서는 1축 내구시험기를 이용하여 차량 현가 장치에 사용되는 부싱을 축 방향과 반경 방향에 대해 사인가진과 랜덤가진을 주어 특성을 살펴보았고 이러한 특성을 반영할 수 있는 동역학적 모델을 인공신경망을 이용하여 개발하였다. 실험결과는 신경망의 입력자료로 활용되었고, 오차역전파 알고리즘을 이용하여 실험적 부싱모델을 개발하였다. 개발된 실험적 부싱모델을 차량 시뮬레이션에 적용하여 유용성을 살펴보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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