Shock absorber의 부품인 피스톤을 설계하기 위하여 저속용 피스톤에 가해지는 오일의 속도분포와 정압분포의 특성을 파악하였다. 오리피스를 통과하는 압축속도는 0.0156~0.0642 m/s를 나타났으며, 0.9 mm인 orifice의 속도분포와 정압분포 속도벡터는 속도가 클수록 회전하려는 경향이 커졌다. 0.8 mm인 orifice의 속도분포와 정압분포 속도벡터는 2차적으로 속도가 변하였고 두 번째 압력강하가 발생하였으며, orifice 근처 유선의 분포는 orifice 중심을 기준으로 와류가 발생하였다. 압축실에서 인장실로 통과하는 속도분포는 직경이 작은 orifice에서 속도가 크게 나타났으며, 압축실과 인장실의 압력차가 크면 클수록 피스톤에 작용하는 힘이 크게 나타났다.
본 연구에서는 선박의 운항 데이터를 기반으로 조종성능을 모사할 수 있는 단순 운동학 모델을 제안하였다. 수평면 3자유도 각 방향의 속도 성분을 1차 미분방정식의 해 형태의 단순모델로 두고, 계수에 대한 운항데이터 학습을 수행하였다. 실제 선박의 충분한 운항 데이터의 확보는 어렵거나 제한적이므로, 본 연구에서는 실 운항 데이터 대신 공개된 동역학 모델을 활용하여 임의의 제어입력에 대한 시뮬레이션 결과를 얻고, 이를 운항데이터 학습에 활용하였다. 제어입력인 프로펠러 회전수 및 타각을 임의로 부가하여 동역학 시뮬레이션을 수행하고 각 속도 성분 출력을 얻었다. 충분한 시간 동안 동역학 시뮬레이션의 제어 입력과 속도 출력을 학습하여 각 제어 입력에 대한 운동학 모델 내 계수인 시정수 3개, 수렴속도성분 3개의 분포를 도출하였다. 추가로 임의의 제어 입력에 의한 선회 시뮬레이션 결과들과 비교함으로써 단순 운동학 모델의 성능을 검증하였다. 도출된 시정수들의 분포에는 다소 분산이 있으며, 제어 입력 이외의 관련 변수를 더 추가하여 정확도를 높이는 추후 연구가 필요하다.
본 연구에서는 복권형 하이브리드 스테핑 전동기의 회전자 위치 함수로 주어지는 순시 상전류식을 유도하여 Laad Angle에 따른 순시 상전류값의 변화를 보이고, 특히 여자 펄스 인가후 ${\pi}/2$ 시점의 수닛 상전류값으로부터 회전자 위치 정보를 얻을 수 있음을 이론식 및 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 확인하였다. 이러한 사실으로부터 복권형 하이브리드 스테핑 전동기의 폐루프 운전을 위해 회전자 위치 검출기를 사용하지 않고 전동기의 파라미터가 고려된 최적 Lead Angle이 실현된 여자 펄스를 생성시키는 제어기를 마이크로컨트롤러에 의해 구성하고 실험하였다. 구성된 제어기는 A/D 변환기, 프로그래머블 입.출력 타이머 및 전동기 속도에 대한 최적 Lead Angle 값을 갖는 변환 테이블 등의 기능을 갖는 마이크로컨트롤러와 또한 전동기의 속도와 여자 펄스 인가후 ${\pi}/2$ 시점의 순시 상전류값에 대한 정토오크 발생영역에 해당하는 Lead Angle 값을 갖는 변환 테이블을 위한 ROM 등으로 구성되어 외부 부가회로를 최소화하였으며, 전동기의 파라미터 등의 변화에 따른 제어량의 병환 테이블이 내용과 제어 S/W 에 의존함으로써 유연성을 확보하였다. 이와 같이 구성된 복권형 하이브리드 스테핑 전동기의 회전자 위 센서리스 최적 Lead Angle 시의 순시 상전류 파형과 유사한 파형을 얻음으로써 최적 Lead Angle 이 실현되었음을 확인할 수 있었다.
운전자들이 회전교차로에 접근하는 운전행동을 측정하고 그 특징을 분석하기 위한 목적으로 연구가 수행되었다. 이를 위해 본 연구에서는 먼저, 운전자의 회전교차로 접근 시 차내 행동을 측정하기 위한 측정시스템을 개발하였다. 개발한 시스템에 대한 신뢰도 분석을 실시하고 이를 이용하여 회전교차로에 대한 주행실험을 실시하였다. 그 결과 "액셀"의 경우 진입부 전방의 $176.0{\pm}35.18m$ 부근에서 부터 인지반응행동을 하고 있음을 알 수 있었으며, "브레이크"의 경우는 $121.0{\pm}26.01m$, 속도의 경우 $66.0{\pm}18.31m$ 지점 부근에서 운전자의 거동이 이루어지고 있음을 알 수 있었다. 또한, 운전자들이 회전교차로에 행동거동 시점과 종점 지점에서의 인지 변화에 대해서는 행동시점의 표준편차는 평균 ${\pm}26.01m$, 종점의 표준편차는 ${\pm}7.03m$로 지점별 3.71배의 차이가 있는 것으로 나타났다. 또한, 운전자의 운전행동 실험결과 실험자별 차이는 있으나, 실험회수의 증가에 따른 차이는 없는 것으로 나타났다.
본 연구는 산림조성사업에 있어서 가장 큰 비중을 차지하는 인건비와 생산비용을 절감시키고 경사가 험준한 우리나라 산림지형에서 유용하게 이용 가능한 경량 식혈기를 개발하고자 수행하였다. 제작된 1차 시제품은 토양을 굴취하는 스크류(screw) 부분과 동력원인 배터리로 구성되고, 제원은 스크류의 길이 170mm, 상단폭 60mm, 하단폭 47mm, 나선각(Helix angle)은 23°, 그리고 Tip은 송곳형태로 길이 50mm로 설계·제작하였고 무게를 줄이기 위해 1줄 스크류를 채택하였다. 또한, 동력원으로는 회전용 DC Motor(WD-6G2425, WONILL, Korea)로 최대 Torque는 30㎏f-cm, 회전속도는 20~30rpm으로 설정하였다. 감속비는 30:1의 K6G30C 감속기에 무부하 상태로 사용한 결과 48시간 작동하였다. 그리고 배터리는 경량식재기의 개발을 목표로 하기 때문에 무게를 고려하여 리듐배터리를 사용하였으며, 포트묘의 길이가 15cm 내외인 점을 고려하면 스크류의 회전력이 최대 100kgf-cm정도로 설계하였다. 1차 시제품의 성능을 평가하기 위해 조사지에서 굴취시 스크류에 소요되는 회전력을 측정한 결과, 회전력이 가장 큰 곳은 A area(단단한 초지), 그 다음은 F area(경사가 40°인 산지), E area(경사가 30°인 산지)의 순서로 나타났다. 토양의 굴취 회전력은 일반적으로 깊이가 깊어질수록 높아지는 경향을 보이고 있으며, 대체적으로 토양의 깊이 10cm 부근에서 높은 경향을 보였다.
고추력 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 무부하 회전 시험을 통하여 얻어진 임계속도를 회전체동역학 해석으로부터 예측된 임계속도와 상호 비교하여 해석 모델의 타당성을 검토하였다. 질량 불평형 하중만을 고려한 베어링 무부하 하중조건에서 해석으로부터 얻어지는 1차 임계속도의 예측치는 시험에서 얻어진 결과와 잘 일치하였다. 상기 회전체동역학 모델을 이용하여 유동해석 및 성능시험 결과를 바탕으로 얻어진 펌프와 터빈의 반경하중으로부터, 반경하중 상대 각도에 따른 베어링 강성 변화를 고려하여 임계속도 변화를 예측하였다. 수치해석 결과 펌프와 터빈의 반경하중 상대 각도는 임계속도에 지대한 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 반면 추가로 축하중이 부과되는 경우 반경하중의 상대 각도에 대한 영향은 감소하는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 Solomon이 제안한 속도편차 (주행속도와 평균속도와의 차) 개념을 이용하여 주행위험도를 정립하고, 순서프로빗모형을 이용하여 주행속도선택 기반 주행위험도평가모델을 개발한다. 제안모델을 고속도로의 차내 교통안전정보 제공효과 평가실험에 적용하여, 주행위험에 미치는 다양한 요인의 효과를 분석한 결과, 다음과 같은 연구결과가 도출되었다. 첫째, 남성이 여성보다, 경력 운전자가 초보 운전자보다, 교통사고의 경험이 적은 운전자가 고속도로를 안전하게 주행할 확률이 높다. 둘째, 고속도로를 오후에 주행하는 경우, 도로표면이 젖어있는 경우, 교통량이 한산하여 서비스수준이 너무 좋은 경우 주행위험도는 증가한다. 셋째, 경사진 회전구간을 주행하는 경우와 도로연장이 긴 곡선부 구간을 주행하는 경우 주행위험도는 증가한다. 한편, 주행위험도 증가는 차내 교통안전정보를 제공함으로써 어느 정도 감소될 수 있는 것으로 나타나 차내 교통안전정보의 제공의 중요성이 확인되었다. 본 제안 모델은 새로 도입된 교통안전시설물의 교통안전도 효과를 평가 시 교통사고 자료가 부족하거나 없는 경우 교통안전도를 평가하는데 활용할 수 있다.
고추력 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 무부하 회전 시험을 통하여 얻어진 임계속도를 회전체동역학해석으로부터 예측된 임계속도와 상호 비교하여 해석 모델의 타당성을 검토하였다. 질량 불평형 하중만을 고려한 베어링 무부하 하중조건에서 해석으로부터 얻어지는 1차 임계속도의 예측치는 시험에서 얻어진 결과와 잘 일치하였다. 상기 회전체동역학 모델을 이용하여 유동해석 및 성능시험 결과를 바탕으로 얻어진 펌프와 터빈의 반경하중으로부터, 반경하중 상대 각도에 따른 베어링 강성 변화를 고려하여 임계속도 변화를 예측하였다. 수치해석 결과 펌프와 터빈의 반경하중 상대 각도는 임계속도에 지대한 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 반면 추가로 축하중이 부과되는 경우 반경하중의 상대 각도에 대한 영향은 감소하는 것으로 나타났다.
최근, 유도전동기 회전속도 제어용 구동 전원으로 인버터와 싸이크로컨버터가 널리 사용되고 있다. 싸이크로컨버터에 의한 전동기 구동은 일정 주파수의 교류전원에서 직접 주파수가 다른 교류로 변환함으로 하드웨어 구성이 인버터 보다 간단하다. 본 연구의 목적은 싸이크로컨버터에 의한 유도전동기 벡터제어 시스템의 제어방법 및 하드웨어 설계를 행하는 것이다. 본 연구에서는 교류 전동기 슬립 주파수형 벡터제어 알고리즘을 도출하고 이 원리에 기초하여 싸이크로컨버터를 이용한 벡터제어 시스템을 구성하였다. 싸이크로컨버터는 1차 입력전류 진폭 $li_1l$ 과 각주파수 $\omega_1$을 지령값으로 진폭변조 제어신호를 발생하여 SCR의 게이터를 트리거한다. 본 벡터제어 시스템은 교류 전동기를 구동한 결과 자속이 일정하게 유지되면서 정회전에서 역회전까지 연속적으로 양호한 운전을 할 수 있었다.
야구 경기에서 투수의 투구 동작은 5단계로 구분되어 정의되지만 투구 속도는 어느 부위의 근력에 의해서 좌우되는지 단언할 수 없다. 그러나 최근에 견관절의 회전력 중요성이 강조되고 있으며 몇몇 선행 연구를 찾아 볼 수 있었다. 그래서 빠른 투구 능력과 견관절 회전력에 대한 상관성 분석의 필요성을 갖게 되었다. 따라서 본 연구의 목적은 오버 드로우 투수들의 견관절 내 외측 토크를 3가지 자세에서 측정하여 볼 속도와 관계를 규명하고 기준을 제시할 기초 자료 제공에 있다. 연구 결과 앉은 자세에서 내 외전 최대 토크는 집단 (볼 속도 차이) 간 유의한 차이가 나타나지 않았으며, 누운 자세의 내 외전 최대 토크는 집단간 유의한 차이가 나타나지 않았으며, 선 자세에서도 동일한 결과가 나타났다. 결론적으로 투구 속도와 자세별 내 외전 최대 토크 근력과는 정량적인 차이는 있었지만 상관성은 나타나지 않았다. 그래서 투구 속도에 영향을 미치는 역학적 에너지 동원 체계에 대한 기전 규명의 추후 연구가 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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