본 논문에서는 새로운 형태의 혼합형 5자유도 마이크로 매니퓰레이터를 제안하고 개발하고자 한다. 제안된 기구는 평면형 2자유도 XY-stage와 공간형 3자유도 병렬 기구로 구성된다. 3자유도 병렬기구는 3개의 직렬체인으로 이루어져 있으며, 공간상에서 두 방향의 회전 움직임과 Z축 방향으로의 병진운동을 생성한다. 모의실험을 통하여 개발된 기구의 작업공간과 출력단에서의 정밀도 해석을 수행한다. 개발된 기구는 조작 대상 물체의 미세 위치제어를 필요로 하는 반도체 및 기계, 생물, 의료분야 등에 적용 될 수 있다.
완전혼합 반응기에서 외부로의 열손실이 $CH_4/air$예혼합화염의 NOx 생성특성에 미치는 영향을 수치해석으로 검토하였다. 주요 결과로서, 단열조건에서 NOx는 체류시간에 따라 급격히 증가하는 반면에, 열손실이 고려될 때 열전 달 상수와 체류시간의 증가에 따라 NOx 저감현상이 뚜렷하게 발생하였다. 민감도 해석을 통해 열손실율이 증가함에 따라 Thermal NO 기구와 Re-burning NO 기구는 NOx 저감에 크게 기여하는 반면, Prompt NO 기구와 $N_2O$-경유 NO 기구는 오히려 NOx 증가에 기여함을 확인하였다. NOx 생성기구는 열전달 상수 및 체류시간의 변화에 따라 매우 복합한 특성을 갖지만, NOx 농도는 독립된 Thermal NO 기구에 의해 표현될 수 있었다. 이를 통해 실용 $CH_4/air$예혼합 연소기에서 NOx 농도를 예측할 수 있는 열손실율과 체류시간을 조합한 새로운 NOx 상관식이 도출되었다.
본 연구에서는 해양플랜트설비 건조 현장에서 사용되고 있는 기존 고온 오일 플러싱 장비에 대한 성능개선을 위해 기존의 플러싱 장치에 사용되던 오일에 질소가스를 혼합한 고온 오일 플러싱 시스템에 대하여 국제표준화기구 코드(ISO code)를 기준으로 이론적 연구를 수행하였다. 연구를 위해 오일-질소가스 혼합유체 플러싱 시스템 공정을 설계 후 청정성능에 영향을 주는 혼합유체의 혼합비율, 온도, 레이놀즈수 및 액상분율 등에 대한 공정모사 결과도 분석하였다. 그 결과 관 직경과 가스상의 체적분률이 일정한 상태에서 혼합유체의 체적유량이 증가될수록 수평 유압배관 입출구의 액상분율 차이 ${\Delta}{\alpha}_L$ 값은 증가하게 되고 배관길이 방향의 위치에 따라 오일과 질소가스 기포 사이의 상분포가 달라짐을 확인했다. 이러한 상분포의 변화는 오일-질소가스 혼합유체 플러싱 시스템의 청정성능에도 커다란 영향을 줄 것으로 예상된다.
JP-7/산소 혼합기의 데토네이션 파 특성을 상세 반응 기구로부터 얻은 일 단계 유도 변수 모델을 (IPM) 이용하여 살펴보았다. 탄화수소 혼합기에 대한 상세 화학 반응 모델로 부터 신뢰할 만한 일 단계 반응 모델을 얻기 위한 일반적 과정을 본 연구에서 제시하였다. IPM은 상세 반응 모델 라이브러리로부터 획득한 유도 시간 데이터베이스를 재구성하여 얻었으며, 상세 반응 모델에 의한 결과와 비교하여 확인하였다. 이후 IPM을 유체역학해석 코드에 적용하였으며, 데토네이션 파 전파에 대한 수치해석에 이용하였다. 수치해석 결과는 탄화수소 연료 연소의 상세 반응 기구를 직접 적용해서는 가능하지 않은, JP-7/산소 혼합기의 데토네이션 파 전파 특성의 상세한 특징을 보여주었다.
최근 광대역 방식의 PPDR 시스템 도입 필요성이 증대함에 따라 관련 국제기구, 지역기구, 국가를 중심으로 광대역 PPDR 도입 방안을 검토했으며, 현재 일부 국가들은 망 구축을 시작하고 있는 상황이다. 국제기구인 ITU를 중심으로 요구사항, 주파수, 기술방식 등에 관한 연구가 진행되었으며, 유럽, 이시아-태평양 지역기구도 지역기구 입장에서 관련 사항 연구를 추진했다. 최근 WRC-15회의가 끝남에 따라 주파수는 700MHz대역과 800MHz대역이 국제적 공통주파수로 결정되었고, 기술방식은 대부분의 국가에서 PS-LTE가 채택되었거나 우선적으로 검토되고 있다. 망 구축 방식은 국가별 상황에 따라 상용망, 혼합망 등이 검토, 추진되고 있다. PS-LTE 구축 사례로서 미국은FirstNet이 2012년에 설립되어 현재 RFP발행을 위한 마지막 단계에 있으며, 영국은 사업자 선정을 앞두고 있어 2017년부터 망 구축이 추진될 것으로 전망된다, 호주는 800MHz대역에서 LTE방식으로 활용할 계획이나 구체적인 주파수나 망 구축방식은 정해지지 않은 상태이다.
디젤의 대체연료인 디메틸 에테르의 반응기구 축소에 관한 수치해석을 수행하였다. 상세반응기구(79 개의 화학종과 351 개의 반응단계)를 기초로, 최대몰농도 해석과 민감도 해석을 균질 반응기 모델에 적용하였다. 축소반응기구는 상세반응기구의 착화지연기간과 비교하여 구축하였는데, 기준값으로 $7.5{\times}10^{-5}$을 적용했을 때 44 개의 화학종과 166 개의 반응단계로 구성된다. 축소반응기구의 계산 정확도를 검증하기 위하여 두 반응기구를 단일영역 균일예혼합 압축착화 엔진모델에 적용하였고, 축소반응기구의 계산결과는 상세반응기구의 결과와 일치하였다. 따라서 본 연구의 축소반응기구는 계산의 정확도의 손실 없이 DME 를 연료로 사용하는 압축착화엔진의 착화 및 연소 과정을 모사하는데 이용될 수 있다.
수면전개 혼합적층막의 기체투과계수는 PS의 혼합비율이 증가함에 따라, 분리계수는 PVC의 환합비율이 증가함에 따라 증가하였다. 기체투과기구는 PS의 혼합비율이 감소함에 따라 Poiseuile-Knudsen 모델에서 solution-diffusion모델로 전이하였다. 한편 혼합박막의 구조는 공기면측에 소수성의 PS가, 수면측에는 친수성인 PVC가 배향된 직렬혼합구조였으며, 기체투과거동은 series model을 따랐다.
본 연구는 섬유/입자 혼합금속복합재료의 강화기구를 분석하는 이론적 해석방법을 제시하였다. 혼합금속복합재료의 인장강도 및 탄성계수는 같은 보강재의 부피분율 가진 단섬유복합재료에 비해서 강도가 최대 20%까지 증가한다. 이러한 증가효과는 본 연구에서 새로이 제안된 클러스터 모델을 도입한 후 이에 따른 강화효과를 Modified Rule of Mixture을 적용하여 분석하였다. 해석결과 클러터구조는 인장강도에 대해서 섬유의 효율을 탄성계수에 대해서는 배향인자를 증가시키는 것으로 나타났다. 이론적 해석 결과는 $Al_2O_3$섬유/입자 예비성형체에 AC8A를 침투시켜 제조한 금속복합재료에 대한 실험결과와 비교되었으며 이를 통해 해석이론이 타당함을 확인하였다.
두 物體의 接蝕部에 있어서 윤활상의 向題는 아직 原因을 糾明하지 못한 것이 많다. 특히 선접식 마찰기구. 즉 壓延潤滑 등에서는 안정된 유막형성이 製品의 품질에 커다란 영향을 미치며, 또한 모든 마찰기구에서도 유막형성 향제는 윤활특성에 큰 영향을 미친다. 이에 관한 연구로서 CHENG 등은 윤활막의 連續的인 존재를 가정한 解析을 하였고, KIMURA 등은 압연윤활에서의 윤활막의 파단은 강판과 Roller의 heat streak의 원인이 된다고 발표한 바 있으며 국내에서도 Journal Bearing의 혼합윤활특성에 대하여 보고된 바 있다. 따라서 본 연구에서는 압연윤활을 Model 화한 Roller Disk형 시험기를 제작하여 가중과 r.p.m 변화에 따른 마찰력과 온도변화와 그에 따른 유막의 상태에 의한 윤활특성을 연구하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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