• 한국환경과학회지
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• 제29권8호
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• pp.793-800
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• 2020

The conventional development of multi-component electrodes is based on the researcher's experience and is based on trial and error. Therefore, there is a need for a scientific method to reduce the time and economic losses thereof and systematize the mixing of electrode components. In this study, we use design of mixture experiments (DOME)- in particular a simplex lattice design with Design Expert^Ⓡ program- to attempt to find an optimum mixing ratio for a three-component electrode for the high RNO degradation; RNO is an indictor of OH radical formation. The experiment included 12 experimental points with 2 center replicates for 3 different independent variables (with the molar ratio of Ru, Ti, Ir). As the Prob > F value of the 'Quadratic' model is 0.0026, the secondary model was found to be suitable. Applying the molar ratio of the electrode components to the corrected response model results is an RNO removal efficiency (%) = 59.89 × [Ru] + 9.78 × [Ti] + 67.03 × [Ir] + 66.38 × [Ru] × [Ir] + 132.86 × [Ti] × [Ir]. The R² value of the equation is 0.9374 after the error term is excluded. The optimized formulation of the ternary electrode for an high RNO degradation was acquired when the molar ratio of Ru 0.100, Ti 0.200, Ir 0.700 (desirability d value, 1).

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.685-691
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• 2015

In this work, to identify effective parameter for performance of piezoelectric jetting dispenser, experimental investigation is carried out based on design of experiment. After preparing jetting dispenser using two stack-type piezoelectric actuators, basic working principle of the jetting dispenser is described. Eight operating conditions are chose as main factors and it is assumed that each factor has two levels. To reduce number of experiments for performance evaluation, the experimental sets are designed based on factional factorial design method. Experimental setup is established and the weight of single dot is measured by using precision scale. The main and interaction effects of factors are analyzed using commercial statistical program and optimal operating condition for small amount and small variation of weight of dispensed single dot are determined.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권8호
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• pp.51-59
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• 2019

Flow forming is an eco-friendly and high-efficiency plastic deformation process with fewer chips during a process which is specifically used to manufacture seamless tubular products like tire wheels, rocket motor cases etc. On the development of mortar barrel using Inconel718 tube, some flow formed products had dimensional errors on their thickness. In this study, our purpose is to optimize the process conditions with the smallest dimensional error. In order to find an optimum process condition, 2D axisymmetric FEM simulation analyses with Taguchi method were conducted. Geometric variables (attack angle, flatting angle, roller nose radius) and operating parameters (depth of forming, feed rate) are considered as control factors. Forward flow forming with single roller was first analyzed to determine the effective factors using AFDEX software and attack angle of the roller was identified as the most influential factor. Also, the nose radius of the rollers was confirmed as a significant factor in multi-rollers flow forming system. The effect of rollers offset values are also studied and finally, we proposed optimal conditions to improve the accuracy of flow forming process with Inconel718 tube for mortar barrel manufacturing.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권9호
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• pp.78-84
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• 2022

An air circuit breaker (ACB) is an electrical protection device that interrupts abnormal fault currents that result from overloads or short circuits in a low-voltage power distribution line. The ACB consists of a main circuit part for current flow, mechanism part for the opening and closing operation of movable conductors, and arc-extinguishing part for arc extinction during the breaking operation. The driving mechanism of the ACB is a spring energy charging type. The faster the contact opening speed of the movable conductors during the opening process, the better the breaking performance. However, there is a disadvantage that the durability of mechanism decreases in inverse proportion to the use of a spring capable of accumulating high energy to configure the breaking speed faster. Therefore, to simultaneously satisfy the breaking performance and mechanical endurance of the ACB, its driving mechanism must be optimized. In this study, a dynamic model of the ACB was developed using the MDO(Mechanism Dynamics Option) module of CREO, which is widely used in multibody dynamics analysis. To improve the opening velocity, the Taguchi design method was applied to optimize the design parameters of an ACB with many linkages. In addition, to evaluate the improvement in the operating characteristics, the simulation and experimental results were compared with the MDO model and improved prototype sample, respectively.

• 대한환경공학회지
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• 제33권3호
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• pp.149-156
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• 2011

수중에서 E. coli 소독을 위한 전기-UV-초음파 복합 공정에 대해 실험계획법과 반응표면분석법(RSM)을 적용하였다. 2차반응표면 모형식을 추정할 수 있는 Box-Behnken법을 이용하여 전기-UV-초음파 복합 공정의 소독 반응에서 전기분해($X_1$), UV ($X_2$), 및 초음파 공정($X_3$)의 전력을 독립변수로 선정하여 수학적으로 모형화하였다. 소독 후 잔류 E. coli 수와 독립변수 사이의 실험에서 독립변수에 대해 다음의 모형식이 얻어졌다. 잔류 E. coli number (Ln CFU) = 23.69 - 3.75 Electrolysis - 0.67 UV - 0.26 Ultrasonic - 0.16 Electrolysis UV + 0.05 Electrolysis Ultrasonic + 0.27 $Electrolysis^2$ + 0.14 $UV^2$ - 0.01 $Ultrasonic^2$). 예측된 모형식은 실험 자료와 잘 일치하였다($R^2$ = 0.983). 2차원 등고선도와 3차원 반응표면도가 잔류 E. coli 수에 대한 최적 범위를 구하기 위하여 사용되었다. Design-Expert 소프트웨어의 '수치 최적화'를 이용하여 잔류 E. coli 수에 대한 최적 값을 찾은 결과 1.47 Ln CFU/L이었고, 최적 조건은 전기분해 6.94 W, UV 6.72 W 및 초음파 공정 14.23 W로 나타났다. 본 연구는 반응표면분석법이 복합 소독 공정에서 잔류 E. coli 수를 최소화하고 운전 조건을 최적화하기 위한 적절한 방법 중의 하나라는 것을 보여주었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권4호
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• pp.219-223
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• 2007

The ionic conductivity of $Li_2O-ZrO_2-SiO_2$ glasses has been designed and analyzed on the basis of a mixture design experiment with constraints. Fitted models for the activation energy and the ionic conductivity are as follows: $Q(kJ/moi)=54.8565x_1+144.825x_2+133.846x_3-170.908x_1x_3-334.338x_2x_3$ $log{\sigma}(300K)=-5.00245x_1-1.17876x_2-15.5173x_3+17.4522x_1x_3$. The electrical properties are very sensitive to the ratio of $Li_2O/SiO_2$. The effect of $ZrO_2$ is less than that of this ratio but $ZrO_2$ component attributes to the reduction of the activation energy. The optimal composition for best ionic conduction based on these fitted models is $55Li_2O{\cdot}10ZrO_2{\cdot}35SiO_2$. Its activation energy and ionic conductivity at 300 K are 46.98 kJ/mol and $1.08{\times}10^{-5}{\Omega}^{-1}{\cdot}cm^{-1}$, respectively.

• 한국식품영양과학회지
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• 제38권7호
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• pp.935-945
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• 2009

본 연구에서는 다양한 약리적 효능에도 불구하고 현재 한정된 범위의 가공식품의 재료로 쓰이는 모과의 이용성을 증진시키고자하는 방안으로 모과잼을 제조해 보고자 혼합물 실험계획법으로(mixture design) 중 D-optimal design을 이용하였다. 실험에 사용한 모과의 수용성 펙틴 함량을 측정한 결과 4.32 mg/g이었다. 이는 잼을 만들기에는 적당하지 않은 수용성 펙틴 함량이므로 모과잼을 만들기 위해서는 펙틴을 첨가할 필요가 있음을 알 수 있었다. 잼 품질에 가장 영향을 미치는 모과, 펙틴과 설탕 첨가량을 독립변수로 설정하였고, 예비실험을 거쳐 모과 페이스트 $45{\sim}60%$, 펙틴 $1.5{\sim}4.5%$, 설탕 $45.5{\sim}63.5%$의 범위로 결정하였다. 14개의 실험 결과를 모델링화 하여 F-test를 통해 유의성을 검증한 결과 당도($^{\circ}Brix$), pH, 명도, 황색도, 총색차, 견고성은 각각의 인자들이 독립적으로 작용을 하는 linear 모델이, 퍼짐성, 적색도, 관능검사의 모든 항목에서는 각각의 인자들이 서로 교호작용을 하는 quadratic 모델이 결정되었다. 모델의 적합성을 분석한 결과 모든 항목에서 유의성을 보여주어 모델로서 적합함이 인정되었다. 반응표면과 trace plot의 결과 모과 페이스트 첨가량이 적고 설탕 첨가량이 많을수록 당도($^{\circ}Brix$)와 총색차는 증가하였고, 모과 페이스트와 펙틴의 첨가량이 많고 설탕 첨가량이 적을수록 원재료의 pH에 영향을 받아 pH는 낮아졌다. 퍼짐성과 견고성의 경우 모과 페이스트와 펙틴의 영향을 많이 받은 것으로 나타났다. 색도 중 명도와 적색도의 경우 모과 페이스트 첨가량이 많고 설탕 첨가량이 적을 수록 모과잼의 색이 밝고 붉은 것으로, 모과 페이스트와 설탕의 첨가량이 많을수록 황색도가 증가해 잼의 색이 노란 것으로 나타났다. 관능검사 결과에서는 모과 페이스트, 펙틴, 설탕을 적거나 많이 첨가할 경우에는 오히려 낮은 점수를 받았고, 모과 페이스트와 펙틴의 상호작용이 가장 크게 작용한 것으로 나타났다. 모과잼의 재료 혼합비의 최적화는 수치적 최적화와 모형적 최적화 결과를 통해 모과 페이스트 54.48%, 펙틴 2.45%, 설탕 53.07%로 결정되었고, 이 재료 배합비로 모과잼을 제조할 경우 모과의 이용성 향상과 모과잼의 산업화가 가능할 것으로 기대된다. 본 연구에서는 다양한 약리적효능에도 불구하고 현재 한정된 범위의 가공식품의 재료로 쓰이는 모과의 이용성을 증진시키고자하는 방안으로 모과잼을 제조하기 위하여 혼합물 실험계획법으로 최적의 재료 혼합비율을 찾아 고품질의 모과잼을 개발하고자 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권7호
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• pp.865-873
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• 2013

CNG 압력용기의 제조를 위하여 고성능 수평식 프레스를 이용한 딥드로잉과 아이어닝의 연속공정(D.D.I. 공정)이 도입되었다. 그러나, 몇몇 D.D.I. 공정 변수들은 현장 경험에 의존하여 결정되는 문제점이 있으며, 다이의 짧은 수명 역시 고성능, 저비용의 압력용기 제조를 위하여 필수적으로 개선되어야 한다. 본 연구에서는, 공정의 신뢰성 확보 및 다이 수명 향상을 위하여 기존 관련 연구 및 현장 경험을 바탕으로 드로잉비, 다이 간의 간격, 드로잉 다이의 라운딩 반경, 아이어닝 다이의 각도를 공정변수로 결정하였다. FEA 를 이용하여 각 성형 단계에서 찢어짐과 주름이 발생하지 않는 한계 드로잉비를 결정하였고, 다이 간의 간격, 드로잉 다이의 라운딩 반경, 아이어닝 다이의 각도에 대하여 실험계획법을 이용하여 최적 공정설계를 수행하였으며, 기존 공정에 의한 결과와 비교하여 효율성을 검증하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권1호
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• pp.123-129
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• 2012

Recently, interests on cleaning robots workable in pipes (termed as in-pipe cleaning robot) are increasing because Garbage Automatic Collection Facilities (i.e, GACF) are widely being installed in Seoul metropolitan area of Korea. So far research on in-pipe robot has been focused on inspection rather than cleaning. In GACF, when garbage is moving, the impurities which are stuck to the inner face of the pipe are removed (diameter: 300 mm or 400 mm). Thus, in this paper, by using TRIZ (Inventive Theory of Problem Solving in Russian abbreviation), an in-pipe cleaning robot of GACF with the 6-link sliding mechanism will be proposed, which can be adjusted to fit into the inner face of pipe using pneumatic pressure(not spring). The proposed in-pipe cleaning robot for GACF can have forward/backward movement itself as well as rotation of brush in cleaning. The robot body should have the limited size suitable for the smaller pipe with diameter of 300 mm. In addition, for the pipe with diameter of 400 mm, the links of robot should stretch to fit into the diameter of the pipe by using the sliding mechanism. Based on the conceptual design using TRIZ, we will set up the initial design of the robot in collaboration with a field engineer of Robot Valley, Inc. in Korea. For the optimal design of in-pipe cleaning robot, the maximum impulsive force of collision between the robot and the inner face of pipe is simulated by using RecurDyn(R) when the link of sliding mechanism is stretched to fit into the 400 mm diameter of the pipe. The stresses exerted on the 6 links of sliding mechanism by the maximum impulsive force will be simulated by using ANSYS$^{(R)}$ Workbench based on the Design Of Experiment(in short DOE). Finally the optimal dimensions including thicknesses of 4 links will be decided in order to have the best safety factor as 2 in this paper as well as having the minimum mass of 4 links. It will be verified that the optimal design of 4 links has the best safety factor close to 2 as well as having the minimum mass of 4 links, compared with the initial design performed by the expert of Robot Valley, Inc. In addition, the prototype of in-pipe cleaning robot will be stated with further research.

• 한국식품영양과학회지
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• 제36권9호
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• pp.1198-1204
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• 2007

마늘은 향신료로서 역할뿐만 아니라 생체기능을 조절하는 유용한 성분을 함유하고 있어서 건강 유지에 유익한 식품으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 마늘을 가공식품 소재로 활용하기 위하여 중심합성계획에 의한 반응표면분석법을 이용하여 마늘의 유효성분 함량을 다량 추출할 수 있는 최적추출조건을 모니터링하였다. Alliin 함량은 추출온도 $60.86^{\circ}C$, 추출시간 3.77 hr, 에탄올 농도 50.68%에서 최적이었고, allicin은 추출온도 $65.11^{\circ}C$, 추출시간 2.79 hr, 에탄올 농도 13.62%에서 최대값 8.23 mg%로 예측되었다. 총 페놀성 화합물 함량은 최대값 16.72 mg%로 예측되었으며 이 때 추출조건은 추출온도 $93.35^{\circ}C$, 추출시간 3.22 hr 및 에탄올 농도 10.38%로 나타났고, 전자공여능은 추출온도 $82.64^{\circ}C$, 추출시간 2.88 hr 및 에탄올 농도 0.43%에서 최적이었다. pH 1.2 및 3.0 아질산염 소거능은 추출온도 $79.77^{\circ}C$, $76.46^{\circ}C$, 추출시간 3.22 hr, 3.31 hr 및 에탄올농도 10.38%, 1.12%일 때 최대값은 94.85%, 63.22%이었다.