An aerodynamic optimization design process of multistage axial turbine is presented in this article: first, applying quasi-three dimensional(Q3D) design methods to conduct preliminary design and then adopting modern optimization design methods to implement multistage local optimization. Quasi-three dimensional(Q3D) design methods, which mainly refer to S2 flow surface direct problem calculation, adopt the S2 flow surface direct problem calculation program of Harbin Institute of Technology. Multistage local optimization adopts the software of Numeca/Design3D, which jointly adopts genetic algorithm and artificial neural network. The major principle of the methodology is that the successive design evaluation is performed by using an artificial neural network instead of a flow solver and the genetic algorithms may be used in an efficient way. Flow computation applies three-dimensional viscosity Navier Stokes(N-S) equation solver. Such optimization process has three features: (i) local optimization based on aerodynamic performance of every cascade; (ii) several times of optimizations being performed to every cascade; and (iii) alternate use of coarse grid and fine grid. Such process was applied to optimize a three-stage axial turbine. During the optimization, blade shape and meridional channel were respectively optimized. Through optimization, the total efficiency increased 1.3% and total power increased 2.4% while total flow rate only slightly changed. Therefore, the total performance was improved and the design objective was achieved. The preliminary design makes use of quasi-three dimensional(Q3D) design methods to achieve most reasonable parameter distribution so as to preliminarily enhance total performance. Then total performance will be further improved by adopting multistage local optimization design. Thus the design objective will be successfully achieved without huge expenditure of manpower and calculation time. Therefore, such optimization design process may be efficiently applied to the aerodynamic design optimization of multistage axial turbine.
액체로켓 엔진의 시동과 종료 시, 터빈에 가해지는 열충격을 완화시키기 위해 초음속 충동형 터빈로터의 일체형 슈라우드를 여러 조각으로 분할하는 방법을 고안하였다. 구조해석 수행결과 슈라우드 분할은 동익의 허브와 팁에 나타나는 소성변형량을 크게 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 슈라우드 분할은 의도하지 않은 누설손실로 인해 성능손실이 불가피하며 이에 대한 정량적인 성능감소를 측정하기 위해 다양한 슈라우드 분할 형상에 대해 시험을 수행하였다. 연구대상 터빈의 경우 슈라우드 분할 수를 최대로 할 경우 설계점 효율은 2.65% 비율로 감소하는 것으로 나타났다.
A numerical simulation on the wake flow of a wind turbine which is a scaled version of a multi-megawatt wind turbine has been performed. Two different inlet conditions of averaged wind speed including one below and one above the rated wind speed were used in the simulation. Steady-state pitch angles of the blade associated with the two averaged wind speeds were imposed for the simulation. The steady state analysis based on the Reynolds averaged Navier-Stokes equations with the method of frame motion were used for the simulation to find the torque of the rotor and the wake field behind the wind turbine. The simulation results were compared with the results obtained from the wind tunnel testing. From comparisons, it was found that the simulation results on the turbine power are pretty close to the experimental values. Also, the wake results were relatively close to the experimental results but there existed some discrepancy in the shape of velocity deficit. The reason for the discrepancy is considered due to the steady state solution with the frame motion method used in the simulation. However, the method is considered useful for solutions with much reduced calculation time and reasonably good accuracy compared to the transient analysis.
'Heidi' 품종은 국립원예특작과학원에서 2004년도에 육성한 포인세티아 품종이다. 이 품종은 2001년에 생육이 왕성하고 진분홍색인 'Freedom Rose'를 모본으로, 진한 녹색 잎에 결각이 있으며 적색인 'Red Velvet'을 부본으로 교배를 실시하여 양성된 실생계통 중 선발되었다. 2002년과 2003년 2차에 거쳐 특성검정을 하여 '원교 D5-9'를 육성하였고, 2004년에 3차 특성검정과 품평회를 실시하여 최종선발, 'Heidi'로 명명하였다. 포엽의 형태는 타원형이며 포엽에 접힘이 있고 포엽엽맥사이에 중간 정도의 주름이 있으며 포엽의 색상은 벨벳질감의 적색이다. 잎몸은 난형이며 진한 녹색이고 결각이 거의 없으며 엽병이 짧다. 줄기 색은 적색계이며 적심을 하지않은 상태에서도 분지가 발생하나 줄기의 수는 적다. 초장은 작으며 단일처리 후 약 7.5주일이 경과하면 완전히 착색되어 출하가 가능하다.
본 연구의 목표는 의류 건조기용 원심팬과 덕트 및 하우징 등을 포함한 공기배출 시스템의 유량 성능 향상 및 공력소음을 저감하기 위한 것이다. 전산유체역학과 FW-H(Ffowcs-Williams and Hawkings) 방정식에 기초한 음향상사법을 이용하여 유동 및 소음 특성을 고찰하였다. 유량과 소음성능 최적화 설계를 위해 반응표면기법을 활용하였다. 설계 인자로 원심팬의 날개 입구각, 출구각을 고려한 2인자 중심합성계획법을 채택하였다. 도출된 최적설계안은 덕트와 하우징에서 감소된 난류에너지 분포를 나타냈으며 결과적으로 유량의 증가와 공력소음이 감소됨을 확인하였다. 최종적으로 최적설계안을 기초로 제작한 시제품에 대한 실험을 통하여 4.2 % 유량이 증가함을 확인하였다.
In this paper, a VHF band conformal antenna for UAV mounting was developed. The proposed antenna was designed as an shape-adaptive structure by minimizing the antenna height to be advantageous in RCS reduction performance. As for the antenna radiator, the outer radiator was arranged around the inner radiator to apply the CRLH zeroth-order resonance structure. With this structure, the height of the antenna was minimized, and it was reduced by about 70 % compared to the existing blade antenna. In addition, for impedance matching, the intermediate frequency bandwidth of the VHF band was improved through the sleeve pin of the inner radiator, and the low frequency bandwidth of the VHF band was improved by applying an EMI shielding gasket to the shorting pin of the outer radiator. The proposed antenna was manufactured and measured to verify the performance of the device and the performance after UAV mounting. As a result, the standard was satisfied for the operating frequency.
In this study, an experiment was conducted to confirm the applicability of the external shape control of the ultrasonic knife to the CFRTP material, which is the base material of thermoplastic. TC910 based on polyamide6 (PA6) was used as the material. The slope 와 and tool transfer speed of the material and tool were selected as process factors for processing, and the following results were obtained. Under all cutting conditions using an ultrasonic knife, friction heat caused by high-frequency vibration was issued at 150℃ at the contact part between the material and the knife during cutting. As a result of the cutting force analysis, the faster the transfer speed, the higher the cutting force as the angle of entry of the blade increased, and the size of the cutting force changed during cutting. As for the size of the burr in accordance with the transfer speed condition, the smallest burr occurred at 150mm/min in the side part, and the smallest burr occurred at 150mm/min and 200mm/min in the case of the outlet burr. The size of the burr according to the entry angle tended to decrease as the tool entry angle increased, and the side part tended to increase as the tool entry angle increased. As a result of the cutting surface analysis, it was confirmed that the base material was eluted under all conditions, and the faster the transfer speed, the lower the elution phenomenon of the base material. Based on the above results, cutting the CFRTP material with an ultrasonic knife is possible, but the effect on heat generation caused by friction needs to be minimized, and further research needs to be conducted on this.
이천 설봉산성은 경기도 이천시 사음동에 소재하는 석성으로 단국대학교 박물관에 의한 발굴조사 결과 4세기 후반의 백제시대로 편년되었다. 출토 유물은 토기, 기와, 자기, 금속유물 등 다양한 종류를 나타내며 특히 백제 토기가 출토된 토광에서 철제유물이 다량으로 수습됨으로써 철기가 백제시대에 제작되었음을 알 수 있다. 이중 철제 낫 6점(벌낫 2점, 밀낫 4점)을 대상으로 시편을 채취하여 미세조직을 분석하고 이를 근거로 유물 제작에 사용된 철 소재, 성형, 제강법, 열처리 등을 살펴보았다. 이를 통해 산성이 속한 4세기 후반 백제의 철기 제작공정 체계를 설정하였다. 그 결과 낫의 용도에 따라 부위별로 다른 처리를 한 것을 알 수 있었다. 벌낫은 날 부위에 담금질을 하여 강도를 요구하는 특별한 용도로 사용되었고 밀낫은 특별한 처리를 실시하지 않아 벼나 풀을 베는데 사용되었던 것으로 추정된다. 사용 소재는 강으로 미리 어떤 제강법으로 강을 만들고 이를 성형하여 철기를 제작하였고 특별한 강도가 요구되는 부위는 열처리를 실시하여 단단하게 하였다. 이상의 결과로 당시 백제 철기의 제작공정은 제강$\rightarrow$성형$\rightarrow$열처리 과정이 적용된 것을 알 수 있다.
위버 반도(Weaver Peninsula)는 남극의 킹 죠지섬 (King George Island)의 일부로서, 한국의 세종 과학 기지가 있는 바톤 반도(Barton Peninsula)와 마리안 소만(Marian Cove)을 사이에 두고 있다(Fig.1). 위버 반도와 바톤 반도에 자갈 해빈이 잘 발달되어 있는 사실이 밝혀졌고, 이들 해안을 따라 조사한 결과 21개 지점에서 해수면보다 높은 위치의 자갈 해빈을 발견하였는데, 이번 연구 논문은 위버 반도의 자갈 해빈을 선택하여 연구 결과를 발표하는 것이다. 본 연구의 대상이 되는 WP-5의 해빈은 퇴적 소환경 (depositional subenvironment) 즉, 해빈범과 해빈면으로 구분되는바 해빈범 (beach berm)에서의 자갈입자의 평균 크기 (mean size ; SZm)는 -4.10ø이며, 평균 원마도(mean roundness ; RDm)는 0.44, 평균 구형도 (mean maximum projection sphericity ; MPSm)는 0.66이다. 그리고 해빈면(beach face)에서의 자갈 입자의 평균 크기는 -4.23ø이며, 평균 원마도는 0.41, 평균 구형도는 0.67로 나타났다. 전체적인 조직 특성을 보면 평균 입자 크기는 -2.77~-4.86$\phi$ 범위로 나타났으며, 평균 원마도는 0.30~0.55의 범위를 보였고, 평균 구형도는 0.62~0.71임 이 밝혀졌다. 한편 입자 형태 (shape)로서 가장 많은 것은 oblate type이며, 그 다음으로 equant, prolate, 및 blade type의 차례로 그 상대적인 양이 점차 감소한다. 본 연구 지역의 해빈자갈과 빙하성 해양 환경이 아닌 온대 기후의 해빈자갈을 비교해 보면, 온대 기후의 해빈자갈은 대략 평균 구형도 0.45~0.80, 평균 원마도 0.50~0.75의 범위를 보인다. 평균 구형도의 경우는 온대 지역의 해빈자갈과 유사한 값(0.62~0.71)을 보이는데 반해서 평균 원마도는 온대 기후의 해빈자갈보다 더 낮은 값(0.30~0.55)을 보이는데, 이는 subangular에서 subrounded에 해당한다. 이러한 현저한 차이를 보이는 이유는 남극적 빙하성 환경 조건과 이 지역의 해양 퇴적학적 특성에 그 원인이 있다고 해석된다.
본 연구에서는 형상이 일정하지 않은 콩나물의 조직감 측정 방법을 도출하고 가열처리 방법 및 시간에 따른 콩나물의 물리적 품질인자를 분석하였다. 조직감 측정을 위하여 실린더와 칼날형 프로브를 이용하여 deformation 시 프로브와 샘플이 접촉하는 면적의 고려 유무에 따라 표준편차가 적은 측정법을 평가하였다. 앞서 도출된 조직감 측정 방법으로 콩나물을 conventional cooking, sous-vide 방법을 이용하여 콩나물을 0, 10, 20, 30 min 가열 하였을 때의 물리적 품질특성을 비교하였다. 콩나물의 자엽은 조직감 측정 축 방향에 따라 유의미한 차이가 없었으며(p <0.05), 칼날형 프로브를 이용하여 프로브의 칼날과 콩나물의 장축이 수평인 방향으로 조직감을 측정하여, 프로브와 샘플이 30% deformation시 접촉하는 면적을 고려한 true stress를 측정하는 것이 표준편차가 작았다. 콩나물의 배축은 프로브와 샘플이 접촉하는 면적을 고려한 조직감 측정법을 이용하여 실린더와 칼날형 프로브로 측정 시 모두 유의미한 차이를 보였다. 또한, 가열처리 방법에 따른 조직감 측정 결과와 관능평가 결과 사이에는 상관관계가 있었으며, 콩나물은 conventional cooking 방법으로 가열하는 것이 관능평가에서 더 높은 점수를 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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