• 제목/요약/키워드: 회전자 동특성 해석

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3MW 풍력발전기 구조설계 및 회전자의 동특성 해석 (Mechanical Design and Dynamic Analysis of 3MW Rotor for Wind Energy Conversion System)

  • 이홍기;김동언;정영규;한홍식;서형석;정진화
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.333-336
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    • 2008
  • 3MW 풍력발전기용 발전기의 구조적 특성을 소개하고 회전자의 동특성 해석을 수행하였다. 이 발전기는 증속기를 사용하였으며 정격속도는 1459 rpm 이며 30% over speed trip 조건을 적용하여 설계되었다. 회전자 pole에 전원 공급 없이 자기장을 만드는 영구자석을 사용하는 형태로 구조는 간단하다. 발전기의 냉각방법은 공극을 냉각하기 위하여 팬을 이용하여 공기를 순환하며 고정자 외형에는 냉각채널을 부착하여 냉각수를 순환한다. 회전기계의 설계 시에는 반드시 진동을 고려하여 가능하면 진동을 줄이는 방향으로 설계가 되어야 하며 회전축 계의 설계에 있어서는 계의 강도, 위험속도, 불평형 진동응답 및 안정성 등을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 물리설계를 기본으로 하여 설계된 발전기의 형상을 간단하게 설명하고, 발전기의 회전자를 상용 유한요소 해석 프로그램인 ANSYS 를 이용하여 해석을 수행하였다. 해석절차는 정적해석을 수행하고 다음으로 모드해석을 수행 하였다. 모드형상에 따른 주파수를 표기하고 해석 결과를 나타내었다.

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SMART 냉각재순환펌프 개념설계

  • 박진석;허형;김종인;김지호;구대현
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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    • pp.885-890
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    • 1998
  • SMART 냉각재순환펌프는 수직형 축류펌프로 분류되며 작동되는 환경의 특성상 캔드모터 펌프로 설계하였다. 냉각재순환점프의 전체 구조에 대한 개념설계를 수행하였으며 펌프의 주요부품인 회전측 집합체, 베어링 집합체, 전동기를 설계하였다. 베어링의 구조와 형상설계를 수행하였고 전동기는 농형유도 전동기로 설계하였으며 회전자의 슬롯에 대한 상세설계와 고정자의 슬롯에 대한 상세설계를 수행하였다. 앞으로 회전축의 동특성 해석, 임펠러의 캐비테이션 시험, 베어링의 내구성 시험, 펌프몸체의 응력해석을 수행할 예정이다.

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배선용차단기 트립부의 동특성 해석기술 개발 (Development of Numerical Analysis Technology on Dynamic Characteristics of Trip Units in MCCBs)

  • 강종성;백병산;곽철희
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1290-1291
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    • 2011
  • 본 연구에서는 배선용차단기의 트립부 동작 신뢰성 향상과 트립부의 구조 최적화를 위하여 트립부 동작 특성을 정량적으로 예측할 수 있는 자계-동역학 연성해석기술을 연구하였다. 먼저 전류와 트립부 가동자 변위에 따라 가동자에 유기되는 전자기력을 예측할 수 있는 수식을 도출하였으며, 전자기력 수식과 가동자의 회전운동방정식을 시간에 따라 과도해석하여 가동자의 변위와 동작전류, 트립하중을 정량적으로 예측할 수 있는 트립부 동특성 해석기술을 개발하였다. 그리고 개발된 해석기술을 검증하기 위하여 양산 배선용차단기를 이용하여 트립실험을 실시하였으며 동작전류의 실험값과 해석값이 비교적 일치함을 확인하였다. 또한 본 연구에서는 개발된 해석기술의 활용성을 제고하기 위하여 윈도우즈 환경의 트립부 동특성 해석 프로그램을 개발하였으며, 이를 활용하여 트립부 설계변수별 동작 특성을 분석하였다.

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전동차용 AC 견인전동기의 진동특성해석 (Analysis of Rotor Dynamic Characteristics of AC Traction Motor)

  • 정춘상;배동진;신상엽;이충동
    • 소음진동
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    • 제9권2호
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    • pp.348-354
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    • 1999
  • An AC traction motor was developed, of which the rotor core has an unique structure, made of multi-layered silicon steel plates which were shrink-fitted to a shart. the equivalenet material properties were estimated with a newly proposed efficient method, based on the correlation between finite element analysis results and modal testing. A general rotordynamic analysis for the rotor with the equivalent material properties was carried out to evaluate the structural integrity of the virtually built-up motor.

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피로한계를 고려한 IPM타입 영구자석 전동기 Bridge부 구조 해석 방법 (A method to analyze the strength of bridge in IPM type permanent magnet motor considering the effect of mechanical fatigue characteristic)

  • 강경호;유석진;안효철;김지현;정상용
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.999-1000
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    • 2011
  • 영구자석을 삽입하는 IPM(Interior Permanent Magnet : 이하 IPM) 방식의 동기전동기 설계에서 브리지의 형상 결정은 기계적인 안정성을 확보하고 출력 요구사양을 만족시키기 위해 구조해석과 자기회로 해석을 병행하여 검토하는 것을 요구한다. 본 논문에서는 IPM타입 동기전동기를 대상으로 회전자 원심력이 정적상태로 인가되는 정하중 조건과 속도변화가 시간에 따라 변하는 동하중 조건일 경우를 구분하여 설계 여유를 분석하였으며, 영구자석의 접착여부에 따라 브리지에 발생하는 응력 분포의 차이를 해석하였다. 또한, 동하중 상태에서 재료의 응력-피로 특성을 통해 피로 한계 조건을 설계단계에서 예측하였다.

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자기동이 가능한 2상 SRM의 자기적 특성에 관한 연구 (The Study on Magnetic Characteristics of 2 Phase SRM with Self-Starting Capability)

  • 오석규;이치우
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제22권9호
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    • pp.47-54
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    • 2008
  • 중소형 가변속 전동기구는 성능뿐만 아니라 가격경쟁력이 중요한 요인 중에 하나로 인식되고 있다. 가변속 전동기중에서 SRM을 중소형 전동기로서 적용할 때 가격경쟁력 측면에서 보면 단상이나 2상이 적합하다. 그러한 이유로 전력용량이 비교적 작은 가정용 전동기구에는 거의 단상 혹은 2상 SRM이 연구되고 있다. 그러나 단상 SRM은 근본적으로 발생토오크가 블연속적이여서 운전특성이 떨어지고 자기동능력이 없어 기동을 위한 보조적인 장치가 항상 필요하다. 또한 2상 SRM은 연속적인 토오크를 만들 수 있으나 기동에 관해서는 아 도 많은 문제점을 안고 있다. 제안한 2상 6/3 SRM은 일반적인 다른 SRM과 달리 고정자 철심에 자속의 교번 없이 구동이 가능하여 철손을 줄일 수 있다. 또한 일반적으로 단상과 2상의 SRM에서 실용화에 있어서 가장 장애가 된 자기동이 안 되는 문제점을 회전자의 비대칭 형상을 이용하여 구동특성의 저하없이 자기동 능력을 가지게 되었다. 특성 해석을 위해 FEM 해석프로그램인 FLUX2D을 사용하였다.

유한요소법을 이용한 2차원 사각탱크내 비선형 슬로싱 동응답 해석 (Dynamic Response Analysis of Nonlinear Sloshing in Two Dimensional Rectangular Tank using Finite Element Method)

  • 조진래;이홍우;하세윤;박태학;이우용
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.33-42
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    • 2003
  • 본 논문에서는 2차원 사각탱크내 비압축성, 비점성, 비회전 유동에 대한 비선형 슬로실 해석을 다룬다. 유체영역의 지배방정식으로 포텐셜 이론에 기반을 둔 라플라스 방정식을 사용한다. 대변형의 슬로싱 거동을 표현하기 위하여 베르누이 방정식으로부터 유도된 운동 및 동역학적 자유표면 경계조건을 적용한다. 이러한 비선형 슬로싱 문제는 9결점 요소를 사용한 유한요소법에 의하여 해석되어 진다. 경계조건에 대한 시간적분과 정확한 속도계산을 위하여 각각 예측자-수정자 기법 및 최소자승법을 도입하였다. 또한, 자유표면 추적에서 야기되는 안정성 문제는 시간변동에 대한 자유표면 위치를 직접 계산함으로써 확보할 수 있었다. 외부 조화가진에 대한 본 논문의 결과는 선형이론해 또는 참고문헌의 결과와 비교하여 매우 정확하고 안정적이었다. 프로그램 검증 후, 유체높이와 가진크기에 대한 슬로싱 응답특성을 분석하였다.

탑재형 발전기 적용에 따른 이상소음 개선 방안에 관한 연구 (A study on the way to improve abnormal noise by applying vehicle fitting type generator)

  • 김선진;김성곤;윤성호;신철호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.266-274
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    • 2020
  • 본 연구는 소형전술차량에 적용된 탑재형 발전기에 의해 발생되는 이상 소음 개선방안에 대한 것이다. 소형전술차량은 탑재형 발전기의 장착 유·무로 구분되며, 개발 시험 시 이에 따른 소음 크기의 차이는 없었다. 하지만, 차량을 운용하면서 사용자가 느끼기에 불쾌한 소음(이상 소음)이 발생된다는 지속적인 문제제기에 따라 품질개선을 수행하게 되었다. 품질개선을 수행하기에 앞서 탑재형 발전기 단품 및 장착 구조와 문제가 제기된 차량에 대한 현상 확인 및 원인 분석을 수행하였다. 이를 통해 탑재형 발전기 장착에 따라 발생하는 이상 소음은 래틀소음에 의한 것임을 확인하였다. 엔진 구동계에서 래틀소음이 발생되는 일반적인 원인은 엔진 폭발 행정시 발생되는 불규칙한 회전력의 전달과 엔진 연결기와 회전자 조립체 간 스플라인-세레이션 연결 구조에서 발생되는 기어 백래쉬에 의한 것이었다. 따라서, 본 연구에서는 원인으로 분석된 이상 소음의 원인을 해소하기 위해 댐퍼형 연결기를 적용하는 개선방안을 수립하였다. 개선 방안에 대해서는 엔진의 불규칙한 회전력의 영향성, 소음의 정도, 동특성 해석 및 단품 내구시험 등을 통해 개선효과를 확인하였다.

입지와 장소 특성으로 본 암각바둑판의 의미와 문화재적 가치 (A Study on the Meaning and Cultural Properties Value of Rock-Go-Board from the Viewpoint of Site and Location Characteristics)

  • 박주성;노재현;심우경
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제44권4호
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    • pp.172-205
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    • 2011
  • 본 연구는 종합적인 현황 조사 분석을 통해 국내 돌바둑판의 위치 및 형태 그리고 입지 유형을 파악하는 한편 주변 경물과 각자 그리고 인근의 전래지명과의 관련성 분석과 해석을 통해 암각바둑판의 본질적 특성 및 장소적 의미 그리고 문화재로서의 가치 등을 파악하고자 하였다. 바둑판에 나타난 '네모난 바둑판과 둥근 바둑돌'의 천원지방적(天圓地方的) 형상, 흑백 바둑돌로 표상되는 음양조화 그리고 하늘 회전을 표현한 361로 등은 '우주적 질서가 투사(投射)된 상징체'이다. 또한 영원성을 바탕으로 바둑 삼매경에 빠진 '귤중지락(橘中之樂)'과 '상산사호(商山四皓)' 그리고 '난가(爛柯)' 모티프는 속세를 벗어난 망우청락(忘憂淸樂)의 '위기선미(圍棋仙味)'를 통해 '인생과 자연'의 관계를 시공간적으로 일치하고자 했던 천인합일의 표상이자 우미와 소요를 추구한 고아한 풍류였다. 본 연구를 통해 확인된 돌바둑판은 총본 연구는 종합적인 현황 조사 분석을 통해 국내 돌바둑판의 위치 및 형태 그리고 입지 유형을 파악하는 한편 주변 경물과 각자 그리고 인근의 전래지명과의 관련성 분석과 해석을 통해 암각바둑판의 본질적 특성 및 장소적 의미 그리고 문화재로서의 가치 등을 파악하고자 하였다. 바둑판에 나타난 '네모난 바둑판과 둥근 바둑돌'의 천원지방적(天圓地方的) 형상, 흑백 바둑돌로 표상되는 음양조화 그리고 하늘 회전을 표현한 361로 등은 '우주적 질서가 투사(投射)된 상징체'이다. 또한 영원성을 바탕으로 바둑 삼매경에 빠진 '귤중지락(橘中之樂)'과 '상산사호(商山四皓)' 그리고 '난가(爛柯)' 모티프는 속세를 벗어난 망우청락(忘憂淸樂)의 '위기선미(圍棋仙味)'를 통해 '인생과 자연'의 관계를 시공간적으로 일치하고자 했던 천인합일의 표상이자 우미와 소요를 추구한 고아한 풍류였다. 본 연구를 통해 확인된 돌바둑판은 총 18개로 이중 강진 월남사지 돌바둑판, 양산 소한정 돌바둑판, 반룡대 돌바둑판 등 3개소(16.1%)는 이동이 가능한 석국으로 분류된 반면 방학동 돌바둑판을 비롯한 15개소(83.9%)는 자연 암반에 새긴, 원래 장소를 이탈하지 않은 암각바둑판으로 밝혀졌다. 돌바둑판의 입지조건을 유형화한 결과, 계류형 15개소(83.9%), 암봉형 3개소(16.1%)로 나타났으며 가장 높은 곳에 위치한 것은 소백산 신선봉 암각바둑판(1,389m)이었다. 총 15개 돌바둑판은 모두 500m 이하의 저산지에 입지하고 있는 것으로 보아 바둑판이 새겨진 입지는 속세와 멀지 않은 생활권의 일부였으며 모두 경관성이 탁월한 계곡 및 산봉에 입지하였다. 돌바둑판은 옛 선비들의 풍류와 밀접한 관련이 있는 것으로 추찰되는바 특히 암각바둑판은 천인합일(天人合一)의 조화를 추구하며 명산대천(名山大川)을 찾아 함께 노니는 풍류도의 정신을 전승한 것으로 파악된다. 즉 궁극적으로 바둑의 전통적인 상징성인 '은일의 매개체이자 자연귀의의 도에 다다를 수 있는 선비문화의 정수'인 동시에 유선적 취향의 도구로서 자리매김 하였음을 알 수 있다. 특징적으로 암각바둑판이 새겨진 단양 소백산 신선봉을 비롯하여 괴산 선국암, 무주 사선암, 장수 신선바위 등은 신선과 관련된 지명의 일체감이 매우 높은 것으로 미루어 보아 '신선' 바위와 암각바둑판이야말로 선계에 대한 숭배와 동경의 소통방식이 가장 함축적으로 표현된 경관대상이자 조망처로 판단된다. 한편 암각바둑판이 입지하는 장소의 입지유형 등 물리적 환경과 팔경 및 동천구곡의 설정 여부, 유학자 등의 관련 여부를 중심으로 한 '인간활동' 그리고 '상산사호' 모티프 및 '난가고사' 상징의미 등 3가지를 '장소정체성 판단을 위한 해석 틀'을 기준으로 하여 고찰한 결과, 암각바둑판 주변에 각자 되어있는 동천, 동문 등의 모티프는 주자학적 '구곡팔경'의 개념 보다는 선취적 '선유동천' 개념의 공간성 모색이 필요한 것으로 보인다. 전반적으로 계류형 암각바둑판이 조성된 공간은 유가의 은둔지향적 공간이나 선도적 은일지향적 공간으로 시대추이에 따라 습합되어 온 것으로 판단되며 산봉형의 암각바둑판은 별도로 신선 강림의 숭엄지향성이 장소정체성 지배의 중요 요인으로 평가된다. 아울러 암각바둑판이 조성된 곳을 포함하여 그 주변은 동천구곡이나 팔경의 일부로 널리 알려진 승경의 요처임이 확인되었다. 또한 선비 및 사대부 계층이 주체인 주변 각자들 중에도 신선 관련 표현어가 다수 발견됨에 따라 바둑판 조영의식의 이면에는 신선경 동경을 바탕으로 한 선도적 취향이 강하게 작용하고 있음이 확인되었다. 이와 같은 결과를 총합할 때 암각바둑판은 조선조 선비들의 은일과 운둔을 통한 자연경영의 문화 현상이 집약적으로 함축된 유산이자 전래 승경의 요처로, 명승과 같은 자연문화재로서의 가치가 탁월한 대상임이 확인되었다. 현재 남한내 17개의 돌바둑판 중에서 소백산 신선봉 암각바둑판을 비롯하여 방학동 암각바둑판, 충주 사로암 암각바둑판, 무주 사선암 암각바둑판, 양산 어곡동 반룡대 석국 등은 세월의 풍파와 사람들의 접촉으로 마모되면서 바위가 깨어지거나 바둑판 줄이 희미해지고 있다. 또한 언양 반구대 집청정 암각바둑판은 토사 매몰로 그 형체를 확인하기 어려운 상태이다. 암각바둑판은 자연과 바람의 흐름을 그대로 투영한 예술적, 문화재적 가치가 탁월한 조형물이자 선인들의 자연 사랑의 마음과 선계동경의 문화가 만나 이루어진 문화유적으로, 이에 대한 국내 분포 현황에 대한 체계적인 정밀조사와 보존관리가 시급하다고 사료된다. 18개로 이중 강진 월남사지 돌바둑판, 양산 소한정 돌바둑판, 반룡대 돌바둑판 등 3개소(16.1%)는 이동이 가능한 석국으로 분류된 반면 방학동 돌바둑판을 비롯한 15개소(83.9%)는 자연 암반에 새긴, 원래 장소를 이탈하지 않은 암각바둑판으로 밝혀졌다. 돌바둑판의 입지조건을 유형화한 결과, 계류형 15개소(83.9%), 암봉형 3개소(16.1%)로 나타났으며 가장 높은 곳에 위치한 것은 소백산 신선봉 암각바둑판(1,389m)이었다. 총 15개 돌바둑판은 모두 500m 이하의 저산지에 입지하고 있는 것으로 보아 바둑판이 새겨진 입지는 속세와 멀지 않은 생활권의 일부였으며 모두 경관성이 탁월한 계곡 및 산봉에 입지하였다. 돌바둑판은 옛 선비들의 풍류와 밀접한 관련이 있는 것으로 추찰되는바 특히 암각바둑판은 천인합일(天人合一)의 조화를 추구하며 명산대천(名山大川)을 찾아 함께 노니는 풍류도의 정신을 전승한 것으로 파악된다. 즉 궁극적으로 바둑의 전통적인 상징성인 '은일의 매개체이자 자연귀의의 도에 다다를 수 있는 선비문화의 정수'인 동시에 유선적 취향의 도구로서 자리매김 하였음을 알 수 있다. 특징적으로 암각바둑판이 새겨진 단양 소백산 신선봉을 비롯하여 괴산 선국암, 무주 사선암, 장수 신선바위 등은 신선과 관련된 지명의 일체감이 매우 높은 것으로 미루어 보아 '신선' 바위와 암각바둑판이야말로 선계에 대한 숭배와 동경의 소통방식이 가장 함축적으로 표현된 경관대상이자 조망처로 판단된다. 한편 암각바둑판이 입지하는 장소의 입지유형 등 물리적 환경과 팔경 및 동천구곡의 설정 여부, 유학자 등의 관련 여부를 중심으로 한 '인간활동' 그리고 '상산사호' 모티프 및 '난가고사' 상징의미 등 3가지를 '장소정체성 판단을 위한 해석 틀'을 기준으로 하여 고찰한 결과, 암각바둑판 주변에 각자 되어있는 동천, 동문 등의 모티프는 주자학적 '구곡팔경'의 개념 보다는 선취적 '선유동천' 개념의 공간성 모색이 필요한 것으로 보인다. 전반적으로 계류형 암각바둑판이 조성된 공간은 유가의 은둔지향적 공간이나 선도적 은일지향적 공간으로 시대추이에 따라 습합되어 온 것으로 판단되며 산봉형의 암각바둑판은 별도로 신선 강림의 숭엄지향성이 장소정체성 지배의 중요 요인으로 평가된다. 아울러 암각바둑판이 조성된 곳을 포함하여 그 주변은 동천구곡이나 팔경의 일부로 널리 알려진 승경의 요처임이 확인되었다. 또한 선비 및 사대부 계층이 주체인 주변 각자들 중에도 신선 관련 표현어가 다수 발견됨에 따라 바둑판 조영의식의 이면에는 신선경 동경을 바탕으로 한 선도적 취향이 강하게 작용하고 있음이 확인되었다. 이와 같은 결과를 총합할 때 암각바둑판은 조선조 선비들의 은일과 운둔을 통한 자연경영의 문화 현상이 집약적으로 함축된 유산이자 전래 승경의 요처로, 명승과 같은 자연문화재로서의 가치가 탁월한 대상임이 확인되었다. 현재 남한내 17개의 돌바둑판 중에서 소백산 신선봉 암각바둑판을 비롯하여 방학동 암각바둑판, 충주 사로암 암각바둑판, 무주 사선암 암각바둑판, 양산 어곡동 반룡대 석국 등은 세월의 풍파와 사람들의 접촉으로 마모되면서 바위가 깨어지거나 바둑판 줄이 희미해지고 있다. 또한 언양 반구대 집청정 암각바둑판은 토사 매몰로 그 형체를 확인하기 어려운 상태이다. 암각바둑판은 자연과 바람의 흐름을 그대로 투영한 예술적, 문화재적 가치가 탁월한 조형물이자 선인들의 자연 사랑의 마음과 선계동경의 문화가 만나 이루어진 문화유적으로, 이에 대한 국내 분포 현황에 대한 체계적인 정밀조사와 보존관리가 시급하다고 사료된다.