• 한국가스학회지
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• 제12권2호
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• pp.99-104
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• 2008

가스 정압기지 내의 가스 정압기는 배관 내의 높은 가스의 압력을 일정한 압력으로 낮추는 역할을 한다. 가스 정압기는 흐르는 가스의 유동을 제어할 뿐 아니라, 하류의 압력을 제어하는 데도 사용한다. 가스 정압기지의 안전성을 위해서 정압기와 정압기에 연결되어 있는 안전밸브의 유동 특성을 파악하는 것은 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 정압기의 질량 유량 및 유동 특성을 다양한 입구 및 출구 압력 조건, 그리고 개도율에 대하여 수치해석 방법을 이용하여 알아보았다. 이러한 질량 유량에 대한 수치해석 결과는 정압기 제조사로부터 제안되는 실험 수식을 통하여 검증하였다. 결론적으로, 수치해석 결과와 실험 수식을 통해 얻어진 결과가 잘 일치함을 알 수 있다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제39권9호
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• pp.41-51
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• 2010

건물의 배수 및 통기시스템에서 나타나는 현상중에 확실한 내용이 아직 밝혀지지 않은 부분이 몇 가지 남아 있다. 이것은 19세기 말엽의 근대 위생공학의 시작 단계에서부터 잘 알려진 사실이다. 건물의 배수 및 통기시스템 운용에 대한 내용은 일반 공학과 특정 유체역학의 범위 내에서 가장 잘 이해할 수 있다. 건물의 배수 및 통기시스템의 운영에 종사했던 초기의 기술진들은 이러한 점을 잘 알고 있었으며 유체역학에 적합하게 응용한 많은 사례를 확인할 수 있었다. 제2차 세계대전이 끝나고 이에 대한 많은 연구가 진행되어 왔으며 특히 유럽에서 시작된 전후 재건 붐을 통해 배수 및 통기시스템의 설계에 좀 더 효율적인 접근이 진척되게 되었다. 이러한 배수시스템의 중심에는 배수관 내부의 오염된 공기가 배수구 또는 위생기구를 통하여 주거 공간으로 유입되는 것을 방지하는 트랩(Water Trap)이 있다. 배수트랩의 주요 기능인 봉수는 일반적으로 깊이가 40 mm에서 50 mm 정도로 위생기구의 종류에 따라 봉수의 깊이는 다소 차이가 있다. 배수관내 공기의 흐름이 중요한 것처럼 트랩의 봉수 메커니즘이 중요하기 때문에 이 메커니즘을 소홀히 여긴다면 안전한 배수시스템의 운영을 기대하기는 어렵다. 배수관 내의 공기의 흐름은 배수에 의해 유입되거나 또는 배출된다. 배수관에서 내부 압력의 불규칙한 변화로 인하여 야기되는 불안정한 배수의 흐름은 트랩의 봉수를 파괴하고 나아가 주거공간으로 오염된 공기가 새어 나갈 수 있는 통로를 제공하게 된다. 관내압력의 천이는 이로 인한 문제가 발생할 가능성이 있는 위치에 그 압력을 완화할 수 있는 장치를 설계단계에 반영하여 적용함으로써 제어할 수 있다. 건물 내부에 상당한 길이의 통기배관을 설치하는 것은 배관의 마찰손실로 인하여 천이 현상을 효과적으로 제어할 수 있는 확실한 방법이 되지는 못한다. 그렇지만 통기밸브를 설치하는 것과 같이 배수관 내로 공기를 공급해주는 유입구를 건물 내부에 분산 설치하는 것이 효율적인 통기방식이 될 수 있고, 정압 천이로 인한 위험을 줄여줄 수 있다. 통기밸브는 정압 발생의 원인이 되지 않으며 단지 정압에 반응하여 더욱 기밀하게 닫히며, 약화된 압력파를 반사할 뿐이다. 고층 건물에서 배수입상관과 평행하게 설치된 통기입상관(Parallel Vent Pipe)의 경우 극히 일부분의 정압 천이 현상을 완화할 수 있다. (통기 배관의 직경이 배수 입상배관과 동일한 경우 대략 1/3 정도임), 그러므로 정압의 천이로 인한 압력 파동은 배수 시스템의 나머지 부분을 통해 전파되어 배수 트랩에 영향을 미치게 된다. 정압의 천이가 예상되는 위치에 정압천이 완화 장치(Positive Air Pressure Transient Alleviation Device)를 사용하면 배관 내부압력의 급격한 상승을 방지하여 연결된 트랩의 봉수를 보호할 수 있다. 이렇게 되면 순간적으로 발생하는 배관내 압력의 급등 현상을 90% 정도까지 완화 시킬 수 있다. 경험적으로 배수시스템에서 배관이 완전하게 막혀 과도한 정압이 발생하는 경우는 거의 없다. 이러한 경우에는 가장 낮은 위치에 있는 배수 트랩의 봉수가 깨지면서 자연스럽게 배수시스템의 압력이 해소되게 된다. 이러한 사례는 통기 방식과 상관없이 발생할 수 있다. 실제와 유사한 시뮬레이션을 통하여 통기 밸브(Air Admittance Valves)는 전면 통기 시스템 (Fully Vented System)에서 최소한 트랩의 봉수 보호용으로 적합한 것이 확인 되었다. 어떤 경우 에는 고층 건물에 더욱 적합하다는 것을 확인할 수 있었다. 부압 해소용으로 통기밸브를 이용하고 정압완화용으로 정압 완화장치(PAPAs: Positive Air Pressure Transient Attenuators)를 사용하는 전면적 능동 제어시스템(Fully Engineered Designed Active Control System)이 사용자에게 육안으로는 확인하지 못하는 기능을 보장하면서 배수 시스템의 안전과 효율성에 대한 효과적인 방법을 제공하고 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.1026-1031
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• 2003

자동 급수펌프는 압력스위치에 의해 운전 및 정지를 하게 된다. 따라서 수량 증감에 따른 펌프의 빈번한 운전 및 정지로 인해 지속적인 정격 및 정압 운전이 불가능하다. 또한 빈번한 작동으로 인해 지속적으로 일정한 압력을 얻을 수 없으며, 펌프의 소손과 에너지의 낭비가 심한 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해결하고자 급수밸브, 유량센서, 제어장치로 구성되는 정압 급수장치를 설계 제작하였다. 급수밸브는 유출되는 물의 양과 관계없이 항상 일정한 양의 물을 유입하여 펌프의 부하를 줄이는 역할을 한다. 유량센서는 적외선 다이오드를 사용하여 유출되는 물의 양의 측정하며, 제어장치는 8 비트 마이크로프로세서를 이용하여 설계하였으며, 특별한 제어 알고리듬에 의해 펌프의 운전과 정지를 제어하게 하였다. 본 논문에서 개발한 장치는 토출 압력이 일정하게 유지되고 펌프의 작동 및 정지 동작이 부드럽게 이루어지며, 펌프의 지속적인 정압운전이 가능하므로 기존의 단점을 보완하는 장치로 사료된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1950-1951
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• 2011

본 논문에서는 요구되는 성능을 만족시키는 최적 Fuzzy PI 제어의 정압제어로의 효율적인 적용 및 성능 향상을 위하여 유전자 알고리즘(GA: Genetic Algorithm)을 이용한 제어 설계 방법을 제시 한다. PID제어기는 이해가 쉽고 구조가 간단하여, 실제 구현이 용이하여 공정 산업분야에서 가장 널리 사용되고 있는 제어기 이다. 따라서 단일 입 출력 선형 시스템 에서는 우수한 성능을 보이나 동적 시스템, 고차 시스템 및 수학적 모델 선정이 어려운 시스템에서는 비효율 적이다. 반면, Fuzzy 제어기는 인간의 지식과 경험을 이용한 지적 제어방식으로 IF-THEN형식의 규칙으로부터 제어 입력을 결정하는 병렬형 제어기이다. 이는 과도상태에서 큰 오버슈트 없이 설정치에 도달하게 하는 속응성과 강인성이 좋은 제어기법으로 비선형성이 강하고 불확실하며 복잡한 시스템을 쉽게 제어 할 수 있다는 장점을 지닌다.

• 한국가스학회지
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• 제3권2호
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• pp.17-23
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• 1999

본 연구는 전국에 산재된 천연가스 정압소를 위한 안전방재 시스템 개발을 위하여 수행되었다. 정압소에서 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지하기 위하여 정압소의 안전상황을 수집/전송하는 RTU(Remote Terminal Unit)를 개발하여 정압소의 운전원의 역할을 대신하게 하였다. 그리고 전송된 각 정압소의 안전상황을 효과적으로 통제소 운전원에게 전달하며 추후 안전에 대한 분석을 위하여 데이터베이스 및 MMI(Man Machine Interface)를 개발하였다. 안정적인 천연가스 공급의 모든 프로세스을 제어하며, 각종 파라미터를 감시하는 원방 감시 제어 시스템(이하 SCADA 시스템)의 유선 통신 설비가 사고에 의해 무용화 될 경우, 정압소의 상황을 통제실로 전송하기 위하여 유선 및 무선 데이터 통신을 혼합한 유$\cdot$무선 자동 전환 시스템을 개발하였다. 한편 GPS(Global Position System) 및 GIS(Geometric Information System) 기술을 이용한 순찰차량 관리 시스템을 개발하여 정압소에서 이상 징후를 보일 경우 통제소 및 순찰차량에서 동시에 정압소의 상황을 파악할 수 있게 하여 능동적인 대처가 가능하게 하였다. 그리고 3축 가속도 센서를 이용하여 지진을 감지하고 전송하는 지진 감지 및 전송 시스템을 개발하였다. 지진 발생시 ESV(Emergency Shutoff Valve)를 차단할 수 있도록 최대 지반 가속도 및 SI(Spectrum Intensity)값의 크기를 전송해 줌으로서 대형사고를 방지하도록 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.10-10
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• 1998

천음속 익형에서 발생하는 응축충격파와 경계층의 간섭을 피동제어 하여 항력감소에 대한 연구를 2.5$\times$7$\textrm{cm}^2$ 천음속 풍동에서 수행하였다. 익형표면에 설치한 정압공으로 정압을, 익형후방에 설치한 8개의 Pitot probe로 전압을 동시에 측정하여 충격파를 통한 에너지의 손실과 항력의 변화를 계산하였고, 또한 유동장과 충격파의 형상을 가시화하기 위해 슈리렌 가시화 시스템을 사용하였다. 실험은 NACA 0012 익형에서 기공률 변화에 따른 피동제어의 항력감소 초과를 조사한 다음 NACA 64-018 익형에서는 기공률과 공동의 크기의 변화가 미치는 효과를 연구하였다. 피동제어의 개념은 충격파가 발생하는 하부벽을 다공벽으로 만들고 그 아래를 공동으로 만들면 충격파 후방의 상대적으로 높은 압력이 기류의 일부를 공동으로 자연스럽게 유입시키고 다시 공동에서 낮은 압력의 충격파 상류로 유출시키는 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제14권2호
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• pp.47-52
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• 2010

최근에 공압 제어 시스템에서 정압기를 장착하여 에너지를 절감하는 연구가 진행되고 있다. 정압기는 내부적으로 매우 복잡하기 때문에 유체력 손실에 영향을 끼친다. 따라서 정압기 설계 시, 유체역학적 접근을 통한 설계 변수의 도출은 매우 중요하다. 본 연구에서는 상용 CFD 패키지인 FLUENT를 사용하여 정압기 내에서 팁의 크기, 팁의 위치, 그리고 유량이 유체력 손실에 끼치는 영향을 살펴보았다. t/T 비가 0.8이상일 때, 유체력 손실을 증가시키지 않으면서 목표 감압을 이룰 수 있었고, 위치의 영향은 크지 않음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.131-136
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• 2006

일면전단시험은 전단면의 응력을 직접 측정하므로 평면변형시 강도를 파악할 수 있는 등의 많은 장점을 가지고 있으며, 시험조작이 간편하기 때문에 실용적으로도 우수한 것으로 판단된다. 그러나 사질토의 경우에 의한, Dilatancy에 의한 체적변화과정에서 공시체와 전단상자의 주면마찰력이 전단면의 수직 응력을 증감시키기 때문에 구해지는 강도가 과대 또는 과소하게 나타나는 것으로 알려져 있다. 그러나 반력판측에 장착한 하중계를 통해 전단면의 수직응력을 직접 측정 제어하는 형식으로 개선되어 주면마찰력의 영향을 해소하였다. 따라서 본 연구는 반력판측에 하중계를 장착한 개량형 다단식 단순전단시험기를 개발하여 사질토의 정압(CD)조건 전단시험을 수행하여 강도특성과 전단강도에 미치는 영향을 개량형 일면전단시험의 결과와 비교하였다. 그 결과 정압조건의 일면전단시험과 단순전단시험에 의한 강도정수는 조밀한 모래의 경우는 거의 비슷하게 나타나며, 느슨한 모래의 경우는 일면전단이 다소 크게 나타났다. 그리고 단순전단과 일면전단시험에서의 Dilatancy거동에는 큰 차이가 나타나지 않았다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.662-667
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• 1996

For compensating the error motion of hydrostatic guideways, the structure and the theoretical design method of ACC(Active Controlled Capillary) are proposed. The maximum controllable range, micro step response and dynamic characteristics of ACC are analyzed experimentally for verifing the availability. The experimental results showed that by the use of ACC, the error motion within 2.7${\mu}{\textrm}{m}$ of a hydrostatic guideway can be compensated with the resolution of 27nm, 1/100 of uncontolled error, and the frequency band of 5.5Hz. From these results, it Is confirmed that the ACC is very effect to improve the moving accuracy of high or ultra precision hydrostatic guideways.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제16권3호
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• pp.298-311
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• 1991

빈 시스템에서 적정 팬을 선정하기 위해서, 빈에서 벼를 건조 혹은 통풍시킬 때 벼의 저항에 의해 발생되는 공기의 압력손실을 예측하는 모델을 개발하였다. 또한 벼의 건물 손실을 예측하기 위하여 벼의 호흡 모델을 개발하였다. 그리고 온도 및 습도 센서들을 이용한 자동계측 시스템을 사용하여 저장된 벼의 상태를 연속적으로 측정, 분석함으로써 벼의 통풍기준을 결정하고 이를 근거로 빈의 자동통풍 시스템을 개발하여 평가하였다. 공기의 정압 손실은 공기의 속도 및 벼의 함수율의 함수로서 나타내어졌으며, 일정 곡물 깊이에서 벼의 함수율이 낮을수록 그 정압손실은 증가하였다. 벼의 호흡에 의해 발생되는 이산화탄소의 양은 저장온도, 벼의 함수율, 저장 기간의 함수로서 나타낼 수 있었다. 벼의 안전 저장을 위해 곡물의 온도 및 함수율, 평형상대습도, 벼의 품질저하지수(deterioration index)에 대한 자동통풍 기준을 결정하였으며 이들을 이용해서 퍼스널 컴퓨터로 팬, 제습기 등의 통풍 장치들을 자동제어하는 자동통풍 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 곡물의 상태를 예측, 제어함으로써 14% 이하의 함수율과 4이하의 품질저하지수, 그리고 어떤 균류도 생성시키지 않음으로써 벼를 안전하게 저장할 수 있었다.