• 제목/요약/키워드: 최적설계치

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농용 무인헬리콥터의 원심클러치 설계 - 최적 설계치의 시뮬레이션 - (Centrifugal Clutch Design for Unmanned Helicopter - Simulation of Optimal Factors -)

  • 이재홍;구영모
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제34권2호
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    • pp.89-94
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    • 2009
  • Aerial application using an agricultural unmanned helicopter was suggested for an alternative against current pesticide application methods. Centrifugal clutches play important roles in the performance and safety of the helicopter operation. A previous study analyzed and verified the power transfer theory of the guide type centrifugal clutch. Based on the clutch theory, optimal designs of the clutch became possible and feasible using a simulation method. Design criteria of the clutch were the power transfer capacity of 24.66 kW(33.5 PS) at the rated engine speed and the engaging range speed of 3,000${\sim}$3,500 rpm. Various designs were accomplished using the simulation. An optimal clutch was simulated by determining the values of spring constant and mass of friction sector, which were 94,700 N/m and 123.7 g, respectively. The design performed the power capacity of 24.86 kW(33.8 PS) and engagement speed of 3,069 rpm, meeting the design criteria. Using the designed clutch, an efficient transfer of the power would be possible for the unmanned agricultural helicopter.

내장형 저온소성세라믹 발룬용 측정지그의 설계 및 평가 (Design and Characterization of Measurement Jig for Embedded LTCC Balun)

  • 박성대;유찬세;유명재;이우성;원광호;윤명현
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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    • pp.644-647
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    • 2004
  • RF 시스템에서 발룬(Balun)은 회로기판과 집적회로 사이의 임피던스 매칭에 사용되는 소자로서, 전력의 균등한 분배와 함께 180도 위상차를 만드는 역할을 하는 주요 회로부품이다. 시스템의 요구사양에 따라 balanced 임피던스가 $50\Omega$인 소자뿐만 아니라, 25 또는 100, $200\Omega$인 소자들도 많이 사용되는데, 대부분의 계측기가 $50\Omega$을 I/O 임피던스로 설정하고 있어, balanced 임피던스가 $50\Omega$이 아닌 경우 특성을 측정하기 위해서는 별도의 지그설계가 필요하다. 본 연구에서는 중심주파수가 900MHz이고, balanced 임피던스가 $100\Omega$이며, LTCC 모듈 내에 내장되는 임베디드 발룬의 최적 평가를 위한 PCB 측정지그의 구조에 대하여 설계 및 시뮬레이션을 실시하고, 이에 따라 제작된 지그를 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 지그를 구성하는 마이크로스트림의 임피던스를 조절함으로써 유효한 측정주파수범위를 넓힐 수 있었으며, 제작된 지그는 설계치에 거의 근접한 전송특성을 나타내었다.

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무인항공기의 시스템 식별을 위한 비행시험기법 (A Plight Test Method for the System Identification of an Unmanned Aerial Vehicle)

  • 이윤생;석진영;김태식
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.130-136
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    • 2002
  • 본 논문에서는 자동조종장치를 장착한 무인항공기의 시스템 식별을 위한 비행시험기법에 대해 기술하였다. 종운동 및 횡/방향운동 구동입력으로는 멀티스텝 입력을 이용하였다. 각 운동모드에 대해 주파수역 해석을 통해 최적의 입력시간을 설정하였다. 무인항공기의 자동조종장치를 탑재한 비행조종컴퓨터를 이용하여 프로그래밍 모드에서의 비행시험방법으로 종운동과 횡/방향운동의 분리를 통해 시스템 식별을 위한 최적의 자료를 제공하고 있다. 또한 설계치에 근사한 정확한 구동입력을 인가하여 보다 높은 입력주파수를 확보할 수 있었다. 비행시험에서는 안정된 대기상태에서 반복적인 시행을 수행하였으며, 향상된 비행체 탑재 자료저장장치를 이용하여 고품질의 비행자료를 확보하였다. 본 비행시험 기법을 적용하여 획득한 비행자료는 무인항공기의 시스템 식별을 위한 비행자료로 이용되었다.

임피던스정합을 이용한 레이더반사면적 최소화 단층형 전파흡수구조 설계 (Design of Single Layer Radar Absorbing Structures(RAS) for Minimizing Radar Cross Section(RCS) Using Impedance Matching)

  • 장병욱;박정선
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.118-124
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    • 2015
  • 전파흡수구조(RAS)의 설계는 이산최적화 문제로 확률론적 최적화기법이 적용되며, 효율성을 향상시키기 위해서는 오랜 시간이 소모되는 RCS의 계산량을 감소시켜야 한다. 본 논문에서는 임피던스정합을 이용해 RCS 최소화 단층형 RAS를 설계하기 위한 효과적인 방법을 연구하였다. 연구방법에서는 물리광학법(PO)과 최적화기법의 연동을 통해 전파입사조건에 대해 대상의 RCS가 이상적으로 최소화되는 입력임피던스를 계산하였다. 다음으로 RAS의 복소유전율 및 두께는 이산최적화를 통해 계산된 입력임피던스를 최대한 만족하도록 설계되었다. 연구결과 이러한 방법은 다수의 함수계산이 필요한 확률론적 최적화기법으로 RCS를 직접 최소화한 경우와 동일한 RAS 설계치를 도출하였으며, RCS 해석의 수를 효과적으로 줄임으로써 RAS 설계를 위한 최적화에 소모되는 시간을 크게 감소시켰다.

ITS에 있어서 Hi-Pass 시스템의 성능 개선을 위한 전파흡수체의 개발 (Development of the EM wave Absorber for Improving the Performance of Hi-Pass System in ITS)

  • 김동일;김정창;주양익
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권7호
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    • pp.1505-1510
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    • 2014
  • 하이패스 시스템은 5.8 GHz대 무선통신방식을 채용하는 기본 요소 중의 하나이며, 지능교통정보시스템(ITS; Intelligent Traffic System)을 실현하는 한 부분이다. 그러나, 하이패스 시스템에서 신호에러, 다중반사, 또는 시스템간 간섭으로 인한 통신 오류는 자주 발생한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 전자파흡수체가 적용될 수 있으며, 이를 위하여 카본, 센더스트 및 CPE의 조성비가 각각 다른 몇 가지 샘플을 제작하여 최적의 조성비를 탐색하였다. 그 결과 최적 조성비는 Carbon : Sendust : CPE is 10 : 40 : 50 wt.%임이 확인되었다. 복소 비유전율과 복소 비투자율은 측정 데이터를 이용하여 도출하였으며, 흡수체의 최적 설계 파라미터들은 시뮬레이션에 의하여 결정하였다. 나아가서, 전파흡수능을 흡수체의 두께를 변화시키면서 계산한 결과, 설계한 전파흡수체의 흡수능은 5.8 GHz에서 22.4 dB였다. 설계치에 기반을 두고 제작한 흡수체의 특성은 설계/시뮬레이션 값과 잘 일치하므로, 논문에 제안 개발된 하이패스용 전파흡수체는 실제 상황에 적용될 수 있을 것이다.

오일프리 왕복동식 공기압축기 진동저감을 위한 방안 연구 (A Study on Reducing Vibration of Oil-Free Reciprocating Air Compressors)

  • 송민수;박은석;황성욱;오석진;고형근
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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    • pp.656-662
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    • 2011
  • 최근들어 철도차량 기술은 비약적으로 발전하고 있지만 승차감과 진동 등의 문제는 앞으로도 계속 연구해야 할 과제로 남아있다. 서울시 7호선 전동차(SR001)에 적용된 공기압축기는 유지보수성 및 점검의 편리함을 고려하여 오일프리 왕복동식 공기압축기를 적용하였다. 하지만 왕복동식 공기압축기는 피스톤의 왕복 운동에 의해 공기를 압축하고 그 관성의 힘 때문에 압축기 및 주위 구조물에 진동을 전파한다. 그 전파되는 진동을 최소한으로 줄이기 위해 오일프리 왕복동식 공기압축기의 마운팅 브라켓에 대한 최적설계를 통해 진동저감 효과를 볼 수 있었고, 그와 더불어 공기압축기 작동시 발생되는 진동을 측정하여 나온 결과 값을 토대로 진동에 대한 주파수 스펙트럼을 비교 분석하였다. 본 연구에서는 설계치와 실험결과의 차이를 분석하여 왕복동식 공기압축기의 진동전파 과정을 파악하고, 진동이 전달되는 것을 최소화 하여 진동저감을 위한 대책을 고찰하였다.

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Mach-Zehnder형 진행파 Ti:$LiNbO_3$ 광변조기의 제작 및 변조응답 추정 (Fabrication of Mach-Zehnder Type Traveling-Wave Ti:$LiNbO_3$ Optical Modulator and Estimation of Frequency Response)

  • 한영탁;이우진;고병국;이병권;김창민
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제38권11호
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    • pp.791-803
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    • 2001
  • Mach-Zehnder 간섭기를 이용한 Ti:$LiNbO_3$ 진행파 광변조기를 설계 및 제작하였다. FDM을 이용하여 광도파로의 최적 설계치를 추출하였다. CPW 진행파전극의 MW 유효굴절률 및 특성임피던스를 정합시키기 위하여 taper 영역의 입·출력단에서는 CMM을, 변조영역에서는 FEM으로 설계를 수행하였다. 제작된 소자의 MW 특성으로는, S 파라미터로부터 감쇠상수 ${\alpha}_m$=0.05426 $\sqrt{f}$, MW 유효굴절률 $N_{eff}$=2.2025, 특성임피던스 $Z_c$=39 ${\Omega}$이 추출되었다. MW 특성으로부터 계산한 주파수응답 $R({\omega})$의 3 dB 변조대역폭은 ~10GHz으로 예측되었다.

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이중 충돌제트의 혼합 성능 연구 (Mixing Performance of Unlike Doublet Impinging Liquid Jets)

  • 조용호;이성웅;윤웅섭
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.82-91
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    • 2003
  • 이중 충돌형(unlike doublet impinging) 분사기의 직경변화에 따른 혼합특성을 모사 추진제에 의한 실험적인 방법으로 연구하였다. 분사유동은 레이놀즈수 2,500부터 12,000 사이의 난류제트를 사용하였으며, 분사공 직경 비를 1부터 1.5까지 확대시켜 직경변화에 따른 혼합특성을 고찰하였다. 분사공의 형상변수는 최적의 혼합특성을 갖는 설계치로 고정하였으며, 대기압 하의 분사유동장의 공기역학적 영향은 배제하였다. 매개변수로서 운동량비를 사용하여 혼합효율의 변화(mixing doublet impinging)를 고찰하였으며, 패터네이터(patternater)를 사용하여, 연료와 산화제의 국소 질량분포 측정 및 혼합비 분포를 측정하였다. 운동량비와 혼합효율의 상관성을 침투정도로 고려하여 연료와 산화제의 속도비와 혼합효율의 상관성을 고찰하였다. 분사공 직경이 증가됨에 따라 최대 혼합효율점이 운동량비가 증가되는 방향으로 이동함을 보였으며, 연료와 산화제의 속도 비 0.65~0.7영역에서 분사공 직경변화와 무관하게 혼합효율이 최대가 되었다. 또한 혼합효율은 추진제의 분사 충돌 시 상대제트의 침투 깊이 정도에 따라 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

추력 50 kgf 급 PE/$LN_2O$ 소형 하이브리드 로켓 제작 및 시험발사 (Manufacture & Launch of Small PE/$LN_2O$ Hybrid Rocket with 50 kgf Thrust Level)

  • 김현우;전민호;오지성;한세희;강민석;장형규;배태현;김희용;이선재;김진곤
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.507-510
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    • 2009
  • PE/$LN_2O$를 적용한 소형 하이브리드 추진 시스템을 설계, 제작 및 발사하여 하이브리드 로켓 발사체 개발에 대한 기반 기술을 확보하였다. 외부 액추에이터를 적용한 밸브 시스템을 하이브리드 엔진에 적용하였고, 밸브 개폐 시스템이 문제없이 작동함을 확인했다. 연료 그레인을 설계하기 위해 내탄도 설계를 수행했고, 로켓의 비행궤도를 예측하기 위한 외탄도 해석을 수행하여 로켓을 설계 제작 하였고, 발사 실험을 통해 하이브리드 로켓 설계의 타당성을 확인 하였다. 제작된 하이브리드 로켓은 무게 9 kg, 외경 110 mm, 전장 1.7 m로 성공적으로 발사하였으나, 추력 비행구간 중에 사출이 되어 최적 비행을 하지 못했다. 또한 설계치에 못 미치는 낮은 추력특성 등의 문제점을 확인하였고, 추후 하이브리드 발사체 개발에 대한 개선사항을 제시하였다.

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Grooved $SiO_2$ 박막을 갖는 Mach-Zehnder Ti:$LiNbO_3$ 광변조기의 진행파형 CPW 전극설계 (Design of Traveling-Wave Type CPW Electrodes in a Mach-Zehnder Ti:$LiNbO_3$ Optical Modulator with a Grooved $SiO_2$ thin Film)

  • 한영탁;김창민;윤형도;임상규;안철;구경환
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권11호
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    • pp.50-58
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    • 2000
  • Goodved $SiO_2$ 박막을 갖는 Mach-Zehnder(M-Z)형태의 $Ti:LiNbO_3$ 진행파 광변조기의 전극구조를 변화시켜가며 유한요소법에 의한 해석을 수행하였다. 최적의 설계치를 추출하였으며, 제작된 전극에 대하여 특성임피던스($Z_o$), 마이크로파 유효굴절률($N_{eff}$), 감쇠정수($a_o$)를 측정하여 그 결과를 이론치와 비교하였다. 전극두께가 11${\mu}m$이고, $SiO_2$ 완중박막을 식각한 전극에 대하여, RF 측정결과로부터 계산된 3dB 변조대역폭은 18GHz로 나타났다.

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