• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.24 no.1
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• pp.46-51
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• 2014

The most important process of engineering system optimal design is to identify the relationship between the design variables and system response. In case of the system optimization, Response Surface Method (RSM) is widely used. The optimization process of RSM generates the design space using the typical alternative candidates and finds the optimal design point in the generated design space. By changing the optimal point depending on the configuration of the design space, it is important to generate the design space. Therefor in this study, the design space is generated by using the relationship between design variables and system response based on Neuro-Response Surface Method (NRSM). And I try to construct the framework for optimal shape design based on NRSM that the optimum shape can be predicted using the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II (NSGA-II) within the generated design space. In order to verify the usefulness of the constructed framework, we applied the nonlinear mathematical function problem. In this study, we can solve the constraints of time in the optimization process for the engineering problem and effective to determine the optimal design was possible. by using the generated framework for optimal shape design based on NRSM. In the future research, we try to apply the optimization problem for Naval Architectural & Ocean Engineering based on the results of this study.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.12 no.6
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• pp.84-91
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• 2003

In metal cutting operation, it is very important that predict cutting force and work surface. Vibration is an unstable cutting phenomenon which is due to the interaction of the dynamics of the chip removal process and the structural dynamics of machine tool. When vibration on, it reduces tool life, results in poor surface roughness and low productivity of the machining process. In this study, the experiments were conducted in machining center without cutting fluid to investigate the phenomenon of vibration. In the experiments, accelerometers were set up at the tail stock and tool holder and signals were picked up. Surface roughness profiles are generated under the ideal condition and the occurrence of vibration based on the surface shaping simulation model.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.40 no.6
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• pp.555-565
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• 2021

The goal of this study is to improve flow and noise performances of existing backward-curved blade centrifugal fan system used for circulating cold air in a refrigerator freezer by optimally designing airfoil shape. The unique characteristics of the system is to drive cold airflow with two volute tongues in combination with duct system in a back side of a refrigerator without scroll housing generally used in a typical centrifugal fan system. First, flow and noise performances of existing fan system were evaluated experimentally. A P-Q curve was obtained using a fan performance tester in the flow experiment, and noise spectrum was measured in an anechoic chamber in the noise experiment. Then, flow characteristics were numerically analyzed by solving the three-dimensional unsteady Navier-Stokes equations and noise analysis was performed by solving the Ffowcs Williams and Hawkins equation with input from the flow simulation results. The validity of numerical results was confirmed by comparing them with the measured ones. Based on the verified numerical method, blade inlet and outlet angles were optimized for maximum flow rate using the two-factor central composite design of the response surface method. Finally, the flow and noise performances of a prototype manufactured with the optimum design were experimentally evaluated, which showed the improvement in flow and noise performance.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.39 no.6
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• pp.515-523
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• 2020

This study aims to improve the flow and noise performances of an axial-flow fan for cooling the machine room in a refrigerator by using airfoil-cascade analysis and surface ridge shape. First, the experimental evaluations using a fan performance tester and an anechoic chamber are performed to analyze the flow and noise performances of the existing fan system. Then, the corresponding flow and noise performances are numerically assessed using the Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques and the Ffowcs-Williams and Hawkings (FW-H) equation, and the validity of numerical results are confirmed through their comparisons with the experimental results. The analysis for the flow of a cascade of airfoils constructed from the existing fan blades is performed, and the pitch angles for the maximum lift-to-drag ratio are determined. The improved flow performance of the new fan applied with the optimum pitch angles is confirmed. Then, the fan blades with surface ridges on their pressure sides are devised, and the reduction of aerodynamic noise of the ridged fan is numerically confirmed. Finally, the prototype of the final fan model is manufactured, and improvements in the flow and noise performances of the prototype are experimentally confirmed.

• Proceedings of the Korean Society of Postharvest Science and Technology of Agricultural Products Conference
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• 2003.04a
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• pp.120-121
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• 2003

과수원에서 재배되는 배는 과수원 내의 위치, 시비, 토양 등의 요인에 따라 다양한 품질을 나타내며, 당도와 숙도의 편차가 크기 때문에 과수농가에서는 경험에 의존하여 적정 숙기로 판단되는 배를 수확하고 있다. 그러나 과학적이지 못한 사실에 기초한 수확 관행은 시장유통되는 배에 대하여 소비자들의 신뢰성 저하를 초래하게 되고 소비 감소와 더불어 농가 소득 감소로 이어지게 된다. 최근, 전국의 청과물 산지유통센터에는 근적외선을 이용하여 과일 내부의 당도, 산도, 결함 등을 실시간으로 판정할 수 있는 비파괴 선별기가 보급되고 있으나 이는 수확이후의 선별.규격화 유통을 위한 것이다. 본 연구에서는 이와는 달리, 수확 이전, 즉 재배 단계에서 배의 당도와 숙도를 판정하여 수확적기를 판단할 수 있도록 나무에 매달린 배에 대하여 가시광선과 근적외선 반사스펙트럼을 측정할 수 있고 이를 이용하여 당도와 숙도가 판정가능한 휴대형 센서를 개발하였으며, 개발된 시작기를 이용하여 당도판정의 가능성을 시험하였다. 휴대형 당도판정센서는 광원과 광섬유프로브, 광검출부, 당도판정부, 전원공급부로 구성된다. 광원은 할로겐램프(6V)를 이용하였고, 광섬유프로브는 동심원 형태로서 외부의 광섬유를 통하여 광원에서 시료로 빛이 조사되게 하고, 내부의 광섬유를 통하여 광검출기로 확산반사되는 광이 전달될 수 있도록 하였다. 전원공급부는 휴대와 충전이 가능한 배터리(12V, 2AH)와 이 배터리에서 정전류가 광원으로 보내어 질 수 있도록 제작된 회로로 구성하였다. 당도 판정을 위하여 518nm에서 1046nm의 파장대역에서의 반사스펙트럼을 이용하였고, 레퍼런스로써 백색 테플론 구를 제작하여 사용하였다. 수원 농산물 도매시장에서 판매중인 2002년산 신고 배를 구매하고, 시작기를 이용하여 총 113개의 배에 대한 반사스펙트럼을 측정하였다. 다음으로 굴절당도계로 당도값을 측정하고 반사스펙트림을 이용하여 당도값을 예측하기 위한 부분최소제곱회귀(PLSR)모델을 개발하였다. 여기서 모델의 정밀도는 교차검정법을 이용하여 검증하였다. 시료 표면과 광섬유프로브와의 접촉상태 불균일, 광원의 시간에 따른 경시 변화, 과일 형상의 차이 등에 의하여 측정된 반사스펙트럼은 상당한 변이를 나타내었으므로 이를 보정하기 위하여 반사 스펙트럼은 다분산보정처리하여 이용하였다. 당도 예측용 PLSR모델 개발의 결과, 모델의 결정계수($R^2$)는 0.67, SEC는 $\pm$0.4brix.로 나타났으며, 교차검정에 의한 미지 시료의 예측에서 총 113개의 미지 시료에 대한 결정계수는 0.57, SEP는 $\pm$ 0.46brix.로 나타났으며, 이는 현장에서 충분히 활용가능할 것으로 판단되었다. 금후, 전체 시스템의 부피와 중량을 줄이고 각 부분품들의 전력소모의 최소화할 수 있도록 개선할 계획이다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.10a
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• pp.65-70
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• 1996

엔진소음을 소음특성에 따라 분류하면 공력소음(Aerodynamic Noise), 연소소음(Combustion Noise), 기계적인 소음(Mechanical Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise), 흡기계소음(Intake System Noise), 냉각계소음(Cooling System Noise), 엔진표면소음(Engine System Noise)등으로 분류할 수 있다. 이러한 여러소음중 엔진 내부의 유동에 의한 흡배기계통으로의 소음방출은 자동차 실 내외 소음의 중요한 문제로 대두되는데, 이를 줄이기 위해 그 동안 소음기 등의 서브시스템의 형태와 그 위치조정에 관한 연구가 수행되어 왔다. 그러나 이것이 비용 또는 성능에 영향을 미치므로 본질적인 소음원을 규명해 내는 것이 필요하게 되었다. 흡배기계의 소음은 엔진의 흡입, 배기행 정시 피스톤의 운동에 의해 팽창 및 압축파 형태의 압력파(pressure wave)로 발생하게 되고, 밸브근방에서는 유동의 박리(separation)에 의해 발생하게 된다. 소음기 등의 서브시스템에서도 유동의 박리에 의해 발생하게 되며 특히 배기행정시 발생하는 압력파는 비선형영역에 있게된다. 흡기소음은 배기에 비해 그 크기가 작아서 그동안 등한시 되어왔으나 이것이 소비자의 불평요인으로 작용하므로써 이에 대한 연구도 활발히 수행되어야 한다. Bender, Bramer[1]는 흡배기계 소음의 외부 방사에 관하여 전반적으로 기술하였고 Sierens등[2]은 흡기계에서 1차원 MOC(Method of Characteristics)방법으로 비정상 유동해석을 하고 실험결과와 비교하였다. J.S.Lamancusa 등[3]은 흡기 소음원을 실험을 통해 예측하였고, 흡기소음도 비선형 거동을 보인다고 밝혔다. Yositaka Nishio 등[4]은 새로운 흡기실험장치를 고안하여 공명기(resonator)의 위치 변화에 의한 저소음 흡기계를 설계 초기단계에서부터 적용하려 하였다. 일반적으로 흡배기계의 복잡한 형상 때문에 대부분 실험을 통해 문제를 해결하려 하였고, 수치해석은 피스톤의 운동을 배제한 단순화한 흡배기계의 정상상태 유동해석이 주를 이루어왔다. Taghaui and Dupont 등[5]은 KIVA코드를 사용하여 흡기포트와 연소실 그리고 밸브의 움직임을 동시에 고려한 수치해석을 도입하였다. 하지만 이들이 밸브의 운동을 고려하기 위해 사용한 이동격자는 격자점은 시간에 따라 변화하지만 그 격자의 수가 일정하게 유지되어 있어서 밸브의 완전개폐를 해석할 수가 없다. 강희정[6]은 단일 실린더와 단일 배기밸브를 갖는 문제로 단순화하여 피스톤과 밸브의 움직임을 고려하므로써 배기행정 후 소음이 어떻게 전파해 나가는가를 연구하였다. 본 연구에서도 최소밸브간격과 최대밸브간격 사이에서만 계산이 가능하나 흡기의 경우는 밸브가 닫힐 때 생기는 압력파가 중요하므로 실린더와 밸브사이에 벽면조건을 주어 밸브의 개폐를 모사하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.3
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• pp.622-628
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• 2016

As the suction pad-supporting bike carrier attached to a car may be subject to an excessive dynamic load due to random vibrations and centrifugal forces during driving, its structural safety is of great concern. To examine this, the finite-element method with a fluid-structure interaction should be used because the pressure on the pad bottom is changed in real time according to the fluctuations of the force or the moment applied on the pad. This method, however, has high computing costs in terms of modeling efforts and software expense. Moreover, the accuracy of computation is not easily guaranteed. Therefore, a new method combining the experiment and computation is proposed in this paper: the bottom pressure and contact area of the pad under varying loads was measured in real time and the acquired data are then used in the nonlinear elastic finite-element calculations. The computational and experimental results obtained with the product under development showed that the safety margin of the pad under the axial loading is relatively sufficient, whereas with an excessive rotational loading, the pad is vulnerable to separation or a local surface damage; hence, the safety margin may not be secured. The predicted contact behavior under the variation of the magnitude and type of the loading were in good agreement with the one from the experiment. The proposed analysis method in this study could be used in the design of similar vacuum pad systems.