• 제목/요약/키워드: Bionic-Design

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Application and optimal design of the bionic guide vane to improve the safety serve performances of the reactor coolant pump

  • Liu, Haoran;Wang, Xiaofang;Lu, Yeming;Yan, Yongqi;Zhao, Wei;Wu, Xiaocui;Zhang, Zhigang
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권7호
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    • pp.2491-2509
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    • 2022
  • As an important device in the nuclear island, the nuclear coolant pump can continuously provide power for medium circulation. The vane is one of the stationary parts in the nuclear coolant pump, which is installed between the impeller and the casing. The shape of the vane plays a significant role in the pump's overall performance and stability which are the important indicators during the safety serve process. Hence, the bionic concept is firstly applied into the design process of the vane to improve the performance of the nuclear coolant pump. Taking the scaled high-performance hydraulic model (on a scale of 1:2.5) of the coolant pump as the reference, a united bionic design approach is proposed for the unique structure of the guide vane of the nuclear coolant pump. Then, a new optimization design platform is established to output the optimal bionic vane. Finally, the comparative results and the corresponding mechanism are analyzed. The conclusions can be gotten as: (1) four parameters are introduced to configure the shape of the bionic blade, the significance of each parameter is herein demonstrated; (2) the optimal bionic vane is successfully obtained by the optimization design platform, the efficiency performance and the head performance of which can be improved by 1.6% and 1.27% respectively; (3) when compared to the original vane, the optimized bionic vane can improve the inner flow characteristics, namely, it can reduce the flow loss and decrease the pressure pulsation amplitude; (4) through the mechanism analysis, it can be found out that the bionic structure can induce the spanwise velocity and the vortices, which can reduce drag and suppress the boundary layer separation.

Design and Analysis of Spider Bionic Flow Field for Proton Exchange Membrane Fuel Cell

  • Jian Yao;Fayi Ya;Xuejian Pei
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제14권1호
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    • pp.38-50
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    • 2023
  • Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is a portable and clean power generation device. The structural arrangement of the flow field has a significant influence on the delivery efficiency of PEMFC. In this article, a new bionic flow channel is designed based on the inspiration of a spider shape. The branch channel width and branch corner are studied as the focus, and its simulation is carried out by the method of computational fluid dynamics (CFD). The results show that when channel width/rib width and corner of the branch are 1.5 and 130° , respectively, it is the best numerical combination and the cell comprehensive performance is excellent. The final model using this numerical combination is compared with the traditional flow channel model to verify the advancement of this scheme.

스마트 폰을 위한 센서기반 건강 다이어트 어플의 설계 (Design of Sensor-based Healthy Diet App for Smartphones)

  • 오선진
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.141-147
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    • 2014
  • 최근 스마트 폰 주요 기능의 급속한 발전과 더불어 스마트 폰과 연계된 많은 응용들이 속속 개발되고 있으며, 다양한 관련 기술과의 융합을 통해 획기적인 모바일 응용들이 개발되어 빠르게 확산되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 이러한 스마트 폰의 다양한 기능들을 효과적으로 활용할 수 있도록 주변의 센서와 같은 장치들과 연동한 스마트한 모바일 응용의 설계를 제안한다. 본 논문에서 제안한 모바일 응용은 스마트 폰의 블루투스 모듈을 이용하여 주변의 다양한 상황정보 센서들과 일시적인 애드 혹 망을 형성하고 사용자의 생체 상황정보를 실시간으로 수집하여, 사용자가 효과적인 다이어트를 수행하는데 반영하여 건강한 다이어트를 수행할 수 있도록 하는 스마트 폰을 위한 센서 기반 건강 다이어트 어플을 설계하고 구현하였다.

텐던 구동 시스템의 마찰 모델 파라미터 추정 (Parameter Estimation of a Friction Model for a Tendon-sheath Mechanism)

  • 정해성;이정준;김남욱
    • 로봇학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.190-196
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    • 2020
  • Mechanical systems using tendon-driven actuators have been widely used for bionic robot arms because not only the tendon based actuating system enables the design of robot arm to be very efficient, but also the system is very similar to the mechanism of the human body's operation. The tendon-driven actuator, however, has a drawback caused by the friction force of the sheath. Controlling the system without considering the friction force between the sheath and the tendon could result in a failure to achieve the desired dynamic behaviors. In this study, a mathematical model was introduced to determine the friction force that is changed according to the geometrical pathway of the tendon-sheath, and the model parameters for the friction model were estimated by analyzing the data obtained from dedicated tests designed for evaluating the friction forces. Based on the results, it is possible to appropriately predict the friction force by using the information on the pathway of the tendon.

냉증을 진단하고 치료하는 산소챔버 시스템의 설계 (Design of Oxygen Chamber System for Diagnosis and Treatment of Cold Hypersensitivity)

  • 조면균;최효선
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권12호
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    • pp.6013-6021
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    • 2012
  • 냉감을 느끼지 않을만한 온도에서 신체부위에 차가움을 느껴 일상생활이 곤란함을 호소하는 냉증환자가 늘어남에도 불구하고, 정확한 진단기구와 뚜렷한 치료기기가 없는 것이 사실이다. 그러므로 본 논문에서는 다양한 센서를 통하여 냉증을 측정 및 진단하고 환자의 냉증정도에 맞게 적응적으로 산소압과 치료시간을 조정할 수 있는 산소챔버를 냉증치료용 의료기기로 제안 설계한다. 특히 의사의 진찰과 문진을 통해 경험에 의존하던 기존의 주관적인 냉증 진단 방법에서 벗어나, 첨단 복합 생체센서의 측정데이터를 임상실험에 근거한 임계치를 바탕으로 비교함으로써 냉증을 정확히 진단하는 방법을 소개한다. 최종적으로 냉증의 진단 단계에 따라 적응적으로 산소량을 제어함으로써 냉증을 효과적으로 치료하는 산소챔버를 구현하여 한의학 의료기기의 과학화와 대중화에 기여하고자 한다.

Portfolio Decision Model based on the Strategic Adjustment Capacity: A Bionic Perspective on Bird Predation and Firm Competition

  • Mao, Chao;Chen, Shou;Liu, Duan
    • 유통과학연구
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    • 제13권1호
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    • pp.7-18
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    • 2015
  • Purpose - This study integrates a corporate competition system with a bird predation system to examine how organizational strategic adjustment capacity influences firm performance. By proving the prominent effects on performance, a financial vector is constructed to represent corporate strategic adjustment results, and an operation capacity vector is constructed, which can be categorized as a parameter for locating birds. All these works help us to propose a new method of investment, the portfolio decision model based on the strategic adjustment capacity. Research design, data, and methodology - Strategic adjustment capacity can be decomposed into three aspects: the organizational learning capacity from the top firms, the extent to which firms maintainor rely on the best operational capacity vector in history, and the ability to eliminate the disadvantages or retain the advantages of the operation capacity vector from the previous year. The method of solving cyclic equations is designed to evaluate strategic adjustment. Firms manufacturing specialized equipment are chosen to test the effects of the strategic adjustment capacity on three aspects of firm performance. Results - There is a positive correlation between the capacity to learn from the best firms and performance improvement. The relationship between the dependence or maintenance of a firm's advantages and performance improvement is a U-shape curve, and there is no significant effect of inertial control on performance improvement. Conclusions - A firm's competition system is a sophisticated adaptation, and competitive advantage and performance can be investigated based on the principles of competition in nature.

정전 발전 기반 소프트 로봇 응용 최신 기술 (Recent Advances on TENG-based Soft Robot Applications)

  • 성정빈;최덕현
    • Composites Research
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    • 제35권6호
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    • pp.378-393
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    • 2022
  • 마찰전기 나노발전기(이하 TENG)의 새로운 발전 기술은 에너지 수집 및 자가 전력 공급 감지 응용 분야의 긍정적 전망으로 인해 점점 더 많은 관심을 받고 있다. 또한 최근 소프트로봇의 부상은 플렉시블과 소프트센서, 액추에이터 개발에 대한 폭넓은 관심을 불러 일으키고 있다. TENG는 액추에이터와 자가 전력 공급 센서를 구동하는 유망한 전원으로 간주되어 소프트웨어 로봇, 소프트 센서 및 액추에이터 개발을 위한 독창적인 방법을 제공한다. 이 리뷰에서는 TENG를 기반으로 다양한 형태와 기능을 가진 소프트웨어 로봇을 소개하려 한다. 그 중 자연계의 구조, 표면 형태, 재료 특성과 센싱/발전 메커니즘을 모방한 바이오닉 소프트 로봇의 설계는 TENG 성능 향상에 큰 도움이 되었다. 또한 다양한 바이오닉 소프트 로봇은 TENG의 간단한 구조, 자체 전력 공급 특성 및 조정 가능한 출력으로 인해 이전 구동 방식보다 향상되었다. 그리하여 이 리뷰에서는 TENG가 활성화한 소프트 로봇 응용의 특정 핵심 영역에서 다양한 연구를 종합적으로 검토하려 한다. 리뷰를 요약하자면 먼저 최근 개발된 다양한 TENG 기반 소프트웨어 로봇을 정리하고 다양한 장비 구조, 표면 형태 및 자연적으로 영감을 받은 재료를 비교 분석하여 그에 따른 TENG 성능 개선을 수행한다. 자연계에 사용되는 다양한 유비쿼터스 감지 원리와 발전 메커니즘 및 유사한 인공 TENG 설계가 확인되었고 촉각 디스플레이 및 웨어러블 기기, 인공 전자 피부 등의 기기에 TENG를 활성화하는 바이오닉 응용에 대해 논의한다. 마지막으로 TENG 기반 센서 및 구동 장비의 로봇 실제 적용에 대한 발전 기회, 도전 및 미래 전망을 분석한다.