전술 표적에 대한 정보를 획득하기 위해 전투기에 탑재하는 EO/IR 정찰용 파드는 일반적으로 항공기 동체 하단에 장착 운영한다. 이러한 외부 장착물을 장착한 항공기는 외부 장착물 없이 비행하는 항공기에 비하여 복잡한 공력 및 관성력 특성을 갖기 때문에 개발 초기에 개발 위험요소를 사전에 식별하여 설계에 반영할 수 있는 시스템 성능 분석 도구가 필수적으로 필요하다. 본 연구에서는 고기동 환경에서 안정적으로 측정 데이터를 획득할 수 있는 파드를 개발하기 위해 필요한 모델링 및 시뮬레이션 도구 개발 방안을 제시하였다. 우선, 고기동 항공기에 탑재한 파드의 한계 운용조건을 도출하고, 한계 운용조건에 따른 탑재 파드의 공력 및 관성 하중을 분석하였으며, 탑재파드를 장착한 항공기의 임무 모사를 통한 비행데이터 생성 및 전송 시스템을 개발하였다.
PMF 수용모델을 사용하여 안면도 측정소에서 2년간 측정한 초미세먼지의 유기성분의 주요 영향원을 파악하였다. 5개 또는 6개의 요인이 최적으로 나타났으며, 6개의 요인이 결과를 더 잘 해석하는 것으로 판단되었다. 이들 요인의 계절별 특성과 영향도 변화를 고려하여 결정한 주요 오염원은 이차유기성분(10.3%), 연소(12.0%), 자연적 생물성 기원(24.8%) 장거리이동식생소각(7.3%), 국지적 생체소각(26.4%), 장거리이동 오염원(19.2%)이다. 안면도 측정소는 배경지역의 특성인 자연적 생물성 기원, 이차유기성분과 장거리이동 오염원의 영향도가 크게 나타나면서도, 비도심의 특성인 국지적 식생소각과 연소 영향도 나타나고 있다. 이는 안면도 측정소에서는 인위적인 영향에 의한 유기성분 특성은 제한적임을 보여준다.
본 연구의 목적은 1) 시료채취공간에서 ${\pm}10%$ 이내의 공기 유속을 가지는 챔버시스템을 제작하여, 2) 먼지(PM, particulate matter)측정을 위하여 사용되는 PM10과 PM2.5 시료채취기의 이론적 특성을 연구하고, 3) 실험을 통하여 본 연구에 사용된 먼지 시료채취기의 수행 특성을 평가하는데 있다. 챔버 내에서의 먼지 시료채취기의 수행능력을 측정하기 위하여 $20\;{\mu}m$의 공기역학중위입경과 2.0의 기하표준편차 특성을 가지는 옥수수전분을 분포하였다. 챔버 실험에 사용된 시료채취기는 미국 연방규정을 만족하는 각 1개의 APM PM10 및 APM PM2.5 시료채취기와 특수 제작된 3개의 소용량 시료채취기(2개 PM10과 1개의 PM2.5)를 사용하여 평균 공기 유속이 0.67 m/s와 2.15 m/s인 두 조건에서 각 1시간씩 3회 반복하여 총 6회의 실험을 실시하였다. 실험 결과, APM PM시료채취기를 기준 시료채취기로 사용하여 소용량 PM10과 PM2.5 시료채취기는 각 각 0.25와 0.39의 보정계수가 필요하며 이원 분산 분석을 통하여 두 개의 소용량 PM10 시료채취기의 평균 농도값 사이에는 유의적 차이가 있었다. 분리한계직경과 기울기(PM10: $10{\pm}0.5\;{\mu}m$와 $1.5{\pm}0.1$, PM2.5: $2.5{\pm}0.2\;{\mu}m$와 $1.3{\pm}0.03$)를 가지는 PM10과 PM2.5 시료채취기는 이론적으로 본 연구에 사용된 옥수수전분의 입자특성을 고려하여 86~114%와 64~152%의 먼지농도 범위를 채취하게 된다. 또한, 공기 중에 분포하는 입자의 공기역학중위입경이 해당 시료채취기의 분리한계직경보다 작을 때 시료채취기의 측정 질량농도는 이상적인 질량농도보다 크며, 반대의 경우 시료채취기는 작은 질량농도를 측정한다. 챔버 실험 결과, PM10과 PM2.5의 시료채취기는 각각 37~158%와 55~149% 범위를 가지며 이론적 계산농도보다 큰 범위의 질량 농도를 측정하였고 챔버 내 공기 유속이 2.15 m/s의 조건에서는 0.67 m/s와 비교하여 상대적으로 작은 먼지농도 범위를 가지며 이론적 계산농도와 유사한 먼지농도 범위가 측정되었다.
최근의 후두미세수술 (Laryngo-microsurgery)의 보편화와 이에 따른 음성외과학(phonosurgery)의 발달로 종전까지 성대결절이나 성대폴립등의 양성종양 절제나 반회신경 마비등예에서 진단된 성문간격 (glottic chink)을 $Teflon^{{\circledR}}$ injection등으로 치료해오던 후두경술(Laryngoscopy)하에서의 수술적 조작이 그 한계와 범위를 넘어서서 이제는 우리 나라에 있어서도 후두의 기능외과적인 측면에서 음성을 개선하려는 시도가 고조되고 있으며 특히 성대마비나 변성기발성장애 (Mutational dysphonia), 성대위축 (Vocal cord atrophy), 운동기능 항진성발성장애 (Hyperkinetic dysphonia), 성대구증(Sulcus vocalis)등을 위한 음성개선수술이 실시되고 있음은 우리나라의 음성외과학의 발전이라는 견지에서도 매우 기꺼운 일이다. 이러한 뜻에서 내시경술을 통해서 성대에 직접 수술적 조작을 가하지않고서도 성문외적으로 후두구조를 수술하여 성대의 위치와 물리적 성질을 변화시킴으로서 음성을 개선하려는 갑상연골성형술 (thyroplasty)이 성행되고 있음을 강조하고싶다. Isshiki(1974)는 이러한 thyroplasty 를 4종류로 분류하였으며 편측성 성대마비의 경우 I 형 thyroplasty (lateral compression of vocal cord) 와 IV형 thyroplasty (Lengthening of vocal cord) 가 효과적인 수술방법인데 이들 수술의 장점은 국소마취하에서 환자의 목소리를 들어가면서 lateral compression의 정도를 조정해서 시술할 수 있다는것과 갑상연골내측 연골막 밖에서 의 조작으로서 후두내 출혈이나 호흡곤란등의 위험성이 전혀 없다는 것이다. 본 교실에서는 1981 년 9월부터 1982년 3월까지 7개월간에 경험한 편측성 성대마비 7예에 대하여 국소마취하에서 thyroplasty를 시행하여 약간의 지견을 얻었기에 보고하는 바이다. 수술에 앞서서 모든 환자에게 미리 공기역학검사, 청각심리적검사, 스트로보스콥검사(stroboscopy) 및 음향분석(Sound spectrographic analysis) 을 실시하였으며 thyroplasty 시행 2 개월후에 상기한 검사를 다시 시행해서 수술전후의 음성을 비교관찰하여 다음과 같은 성적을 얻었다. 1) 공기역학검사상 최장발성지속시간 (Maximum phonation time)은 58 % 증가되었으며 이에따른 발성시호기유율 (Phonation quotient)과 평균호기유율(Mean flow rate)은 각각 58 %, 54 %로 감소되었다. 2) 청각심리적검사에서 애성의 정도가 호전되었으며 스트로보스콥검사에서도 발성시 성문간격의 개선을 보았다. 3) 음향분석도상에서 성대 진동의 주기성 (Periodicity)이 회복되었으며 특히 고주파역에서의 잡음분포가 감소되었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제37권4호
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pp.378-383
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2013
가솔린엔진의 출력제어를 위해 나비형(butterfly-type) 스로틀밸브가 응용되고 있다. 그러나 기존의 나비형 스로틀밸브는 밸브 후방에서 발생하는 강한 와류현상으로 인해 매우 큰 흡입 유로의 저항을 유발하게 된다. 이러한 유로저항은 엔진의 체적효율(volumetric efficiency)을 떨어뜨려 궁극적으로 엔진의 출력과 효율에 부정적인 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 CFD수치해석 기법을 이용하여 기존 나비형 스로틀밸브의 문제점 개선을 위해 제안한 벤투리형(venturi-type) 가변스로틀밸브(VGTV)의 공기역학적 작동특성에 관해 알아보았으며, 본 장치의 유량과 저항계수($K_L$)의 변화특성 분석을 통해 가솔린엔진의 체적효율 개선효과를 평가하는데 연구의 목적을 두고 있다. 본 연구를 통해 기존의 나비형 스로틀밸브에 비해 새롭게 제안된 벤투리형 가변스로틀밸브의 유로저항이 평균 49.0%정도 개선된다는 사실을 알 수 있었으며, 이는 엔진의 체적효율과 출력에 매우 큰 영향을 줄 것으로 기대된다.
얇은 익형 주위에 다양한 응축 과정을 수반하는 상대 습도가 100%인 포화 습공기 천음속 이상 유동에 대하여 연구하였다. 본 연구는 Rusak 과 Lee[11, 12]가 발전시킨 그리고 응축에 의한 열 증가의 효과를 포함하는 확장된 천음속 미 교란 모델을 사용하였고, 응축 과정은 서로 다른 두 가지 형태의 응축 과정을 고려한다. 먼저, 비 평형 균질 과정(nonequilibrium and homogeneous process)에서의 응축 질량비는 고전적 핵형성 이론과 작은 물방울 성장이론에 따라 계산되고, 평형과정(equilibrium process)에서의 응축 질량비는 등엔트로피 가정으로부터 계산된다. 유동 방정식과 응축 방정식들은 반복수치 계산법을 사용하여 그 해를 구하였다. 상류 유동 조건을 같게 하여 얻은 수치계산 결과들은 유동구조, 응축장, 그리고 익형 표면에서의 압력분포 등을 묘사한다. 유동특성, 즉 충격파의 위치와 강도 그리고 익형의 압력분포 등은 서로 다른 두 응축과정에서 각각 다른 유동특성을 나타냈다. 하지만, 각각의 응축과정에서 응축 결과로 생긴 열 증가는 유동거동에 상당한 변화를 야기 시키고 익형의 공력 성능에도 상당한 영향을 미친다.
한국항공우주연구원(KARI)이 보유하고 있는 개방형 풍동에서 최대이륙중량 28 kg급 옥터콥터(octocopter)를 시험모델로 상승 하강기류, 측풍, 전단류와 같은 악기상에 대한 대처 능력을 향상 시키고 와류고리상태(VRS)와 같은 공기역학적 현상을 규명하여 와류고리상태(VRS) 진입 예방 및 탈출할 수 있는 기술들을 연구하고자 풍동시험을 수행하였다. 소형무인기 풍동시험은 풍속 3.5, 5, 7 m/sec, 회전수 3,500, 4,500, 5,550rpm 조건에서 받음각 $-40^{\circ}{\sim}+20^{\circ}$ 도, ${\pm}90^{\circ}$ 도, 요각 $0^{\circ}$ 도와 $45^{\circ}$ 도로 변화시켜가며 6분력을 측정하여 공력 DB를 작성하였다. 멀티콥터 수직 하강 시험 시 하강속도 6 m/sec에서 와류고리상태의 최고점(VRS peak)이 나타나고, 이 때 약 13 % 정도의 추력감소가 나타났다. 프로펠러 및 동체 상호 간섭에 의한 성능저하 여부를 판단하기 위해 프로펠러 조합을 변화시켜가며 시험을 수행한 결과 단일 프로펠러 대비 최대 15 % 정도의 성능 저하가 있음을 확인할 수 있었다. 이번 시험으로 확보한 자료들은 소형무인기 운용 시 경험하게 되는 악기상에 대처하여 안전성과 생존성을 증대시키기 위한 기술개발 기초자료로 활용될 예정이다.
목 적 : 현재 시중에 판매되고 있는 연무기 기종에 따라 그 성능이 다를 것으로 보고 제품 선택에 도움이 되고자 국내 시판중인 16가지 연무기 기종의 성능을 실험을 통하여 비교하였다. 방 법 : 16가지 연무기/압축기 제품(Pariboy Type 38/Long life, Pariboy Type N/Long life, Pariboy Type N/Salter 8900, Pariboy Type N/LC, Devilbiss pulmoaid-LT/Hudson, Devilbiss pulmoaid/Hudson, Mesmed neb-300/Own, San-up 3040/Hudson, Midas(Basic)/Own, AirJolie2/Hudson, Thomas 1127/Salter 8900, Noel NE-2000/Salter 8900, Omron CX3/Hudson, Chang Woo CWN-100/Salter 8900, Voyage/Mefar, ASI-Pro/Medel jet pluse)을 가지고 Mass output과 입자 크기를 측정하였다. Mass output은 생리식염수 4 mL를 2분간 분무 전, 후의 무게변화를 정밀 전자저울로 측정하였다. 동일한 방법으로 생리식염수 3 mL를 채워 실험하였다. 입자의 크기는 0.9% 생리식염수 4 mL를 채우고 5분간 작동하면서 laser diffraction법을 이용하여 측정하였다. 결 과 : 분당흡입량은 Pariboy type N/Long life이 0.184 mg/min로 가장 높은 값을 보였으며 0.019 mg/min로 가장 낮은 수치를 나타낸 Mesmed Neb-300/Own과는 약 9.6배의 차이를 보였다. Pariboy Type N/Long life이 Mass output이 0.68 mg/min로 가장 컸고 0.13 mg/min으로 가장 작은 수치를 보인 Mesmed-Neb/Own과는 5.2 배 차이가 있었다. 모든 제품은 5분간의 입자의 크기를 측정하였으나 검사시간 동안 입자크기의 차이는 보이지 않았다. $5{\mu}m$ 이하의 입자크기의 최대값은 64%였고 최소값의 연무기는 20%였다. MMAD는 Pariboy Type N/Long life이 $3.76{\mu}m$로 가장 작았으며 나머지 제품은 모두 $5{\mu}m$ 이상이었다. 결 론 : 시중에 판매되는 연무기들의 기능이 다양하므로 제품의 선택에 있어서 그 성능을 고려할 필요가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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