• 항공우주기술
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• 제6권2호
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• pp.164-170
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• 2007

본 논문에서는 근래에 들어 중/소형급 추진기관을 갖는 발사체의 추력벡터제어용 구동 장치시스템으로 적용 연구가 활발히 진행되고 여는 전기-기계식 구동장치시스템에 대한 설계 및 해석, 이에 기반을 둔 시제품 제작 및 시험 수행 결과를 기술하였다. 아울러 발사체 적용 추진기관 형상 및 규모를 기준으로 적합한 구동장치시스템의 원천동력 형상을 분류하였다. 국내에서 개발 중인 중/소형 추진기관 추력벡터제어용 구동장치시스템의 원천 동력은 배터리의 전기동력이며 이를 사용한 구동장치 형상은 전기-유압식과 전기-기계식으로 구분된다. 전기-기계식 형상이 전기-유압식 보다 작은 동력 변환 과정을 수행하기 때문에 원천동력 대비 구동기 출력동력의 비율을 나타내는 전효율이 우수한 것으로 분석되었다. 아울러 유사한 동력 규모와 기능을 갖는 구동장치시스템을 구성할 경우 전기-기계식 형상이 소요 부품의 수가 감소하여 중량 측면에서도 우위에 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.849-854
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• 2013

선박 운항의 경제성, 효율성 및 편리성을 높이면서 친환경 선박에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 이 중 하나가 전자제어식 디젤 엔진의 개발이다. 자동차용 소형에서는 이미 전자제어식 디젤기관이 주류를 이루고 있으나 선박에서는 안정성 및 신뢰성의 문제로 보급에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 전자제어식과 캠식 엔진이 동시에 탑재되어 있는 한국해양대학교의 실습선 한바다호의 주기관을 이용하여 두 엔진의 성능을 비교 분석하였다. 그 결과 전자제어식 디젤엔진의 연료소비율이 저감되었으며 특히 저부하에서의 성능이 보다 우수하였다. 또한 연료소비율에 있어서 해상 시운전에서 훨씬 효과적이었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권6호
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• pp.770-777
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• 2015

본 논문에서는 전동기 구동장치를 선정하여 리액터 용량 및 종류, 부하의 크기에 따라 고조파 왜형률 변화추이를 검토하여 선박 및 해양플랜트에 적용 가능한 최적의 용량선정 근거를 마련하였다. AC라인 리액터와 DC링크 리액터는 가변주파수 구동장치 입력전류의 고조파를 크게 저감시키는 역할을 하며, 동일한 효과를 얻기 위한 DC링크 리액터의 인덕턴스가 AC라인 리액터 인덕턴스의 약 1.7배가 되어야 한다는 것을 시뮬레이션을 통하여 고찰하였다. 소프터웨어 PSIM을 활용하여 각 상황에 따른 전류 고조파 왜형률을 분석하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.300-309
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• 2012

Long endurance is a key issue in the application of unmanned aerial vehicles. This study presents feasibility test results when fuel cell system as an alternative to the conventional engine is applied for the power of the UAV after the 150W fuel cell system is developed and packaged to the 1/4 scale super cub airplane. Fuel cell system is operated by dead-end method in the anode part and periodically purged to remove the water droplet in flow field during the operation. Oxygen in the air is supplied to the stack by the two air blowers. And fuel cell stack is water cooled by cooling circuit to dissipate the heat generated during the fuel cell operation. Weight balance is considered to integrate the stack and balance of plant (BOP) in package layout. In flight performance test, we demonstrated 4 times standalone take-off and landing. In the laboratory test simulating the flight condition to quantify the energy flow, the system is analyzed in detail. Sankey diagram shows that electric efficiency of the fuel cell system is 39.2%, heat loss 50.1%, parasitic loss 8.96%, and unreacted purged gas 1.67%, respectively compared to the total hydrogen input energy. Feasibility test results show that fuel cell system is high efficient and appropriate for the power of UAV.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.2618-2624
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• 2009

전기추진선박의 추진시스템에서 중요하게 고려해야 할 사항이 전력변환장치에 의해 전동기에 공급되는 전압 및 전류에 포함되는 고조파 성분을 억제하는 것이다. 근래에 특수선박의 전기추진시스템에서 속도 및 토크제어기법으로 많이 사용하고 있는 벡터제어방식이 많은 제어기와 복잡한 연산을 요구하고 토크의 동적 특성이 전동기의 정수변화에 영향이 큰 단점을 가지고 있어서 대안으로 제시되고 있는 제어기법 중에 하나가 직접토크제어방식이다. 하지만 직접토크제어방식은 영벡터를 인가하지 않으므로 토크리플이 심하여 공급 전류파형에 고조파 성분이 포함되는 단점을 가지고 있으므로 이를 해결해야 한다. 본 논문에서는 유도전동기를 추진기로 채용하고 있는 LNG 선박의 전기추진시스템에서 직접토크제어방식을 사용하는 경우에 고조파 발생을 저감하기 위한 제어방식을 제시한다. 새로운 직접토크제어방식은 샘플링 주파수의 변화없이 복잡한 제어기를 사용하지 않고 인버터 스위칭 주파수를 일정하게 유지한 채 개선된 공간벡터 변조법에 의해 인버터를 제어하는 방식이다. 제안된 방식의 유효성은 추진기에 공급되는 전류파형에 포함된 고조파 성분의 분석과 속도제어 특성을 통해 입증한다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제19권1호
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• pp.35-42
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• 2016

Modern aircraft is facing the increase of power demands and thermal challenges. In accordance with the application of more electric technology and advanced mission requirement, aircraft system requires increase of power generation and it cause increase of internal heat generation. Simultaneously, restrictions have significantly been imposed to the thermal management system. Modern aircraft must maintain low radar observability and infra-red signature. In addition, new composite aircraft skins have reduced the amount of heat that can be rejected to the environment. The combination of these characteristics has increased the challenges faced by thermal management. In order to mitigate the thermal challenges, the concept of system level thermal management should be applied and new modeling and simulation tools need to be developed. To develop and utilize system level thermal management technology, three key points are considered. Firstly, the performance changes of subsystems and components must be assessed at an integrated thermal system. It is because that each subsystem and component interacts with other subsystems or components and it can directly effects on overall system performance. Secondly, system level thermal management requirements and solutions must be evaluated early in conceptual design process as vehicle and propulsion system configuration decisions are being made. Finally, new component level thermal management technologies must focus on reducing heat generation and increasing the availability of heat sinks.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.60-60
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• 2000

The adhesion interface formation between copper and poly(ethylene terephthalate)(PET), poly(methyl methacrylate)(PMMA) and Polyimide films was treated using Ion assisted reaction system to sequential sputter deposition by High-Frequency ion source. The ion beam modification system used a new type of low power HF ion thruster for space application as new low thruster electric propulsion system. Low power HF ion thruster with diameter 100mm gives the opportunity to obtain beams of Ar+ with currents 20~150 mA (current density 0.5~3.5 mA/cm2) and energy 200~2500eV at HF power level 10~150 W. Using Ar as a working gas it is possible to obtain thrust within 3~8 mN. Contact angles for untreated films were over 95$^{\circ}$ and 80 for Pet, 10o for PMMA and 12o for PI samples as a condition of ion assisted reaction at the ion dose of 10$\times$1016 ions/cm2, the ion beam potential of 1.2 keV and 4 ml/min for environmental gas flow rate. 900o peel tests yielded values of 15 to 35 for PET, 18 to 40 and 12 to 36 g/min. respectively. High resolution X-ray photoelectron spectrocopy is the Cls region for Cu metal on these polymer substrates showed increases in C=O-O groups for polymide, whereas PET and PMMA treated samples showed only C=O groups with increase the ion dose. Finally, unstable polymer surface can be changed from hydrophobic to hydrophilic formation such as C-O and C=O that were confirmed by the XPS analysis, conclusionally, the ion assisted reaction is very effective tools to attach reactive ion species to form functional groups on C-C bond chains of PET, PMMA and PI.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제3권3호
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• pp.208-215
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• 2011

A full-scale field trial in ice-covered sea is one of the most important tasks in the design of icebreaking ships. The first Korean icebreaking research vessel 'ARAON', after her delivery in late 2009, had a sea ice field trial in the Arctic Sea during July-August, 2010. This paper describes the test procedures and data analysis on the icebreaking performance of the IBRV ARAON. The data gathered from the icebreaking performance test in the Chukchi Sea and the Beaufort Sea during the Arctic voyage of ARAON includes the speed and engine power of the ship as well as sea ice thickness and strength data. The air temperature, wind speed and heading of the ship were also measured during each sea ice trial. The ARAON was designed to break 1 m thick level ice with a flexural strength of 630kPa at a continuous speed of 3knots. She is registered as a KR POLAR 10 class ship. The principal dimensions of ARAON are 110 m, 19 m and 6.8 m in length, breadth and draft respectively. She is equipped with four 3,500kW diesel-electric main engines and two Azipod type propulsion motors. Four sea ice trials were carried out to understand the relationship between the engine power and the ship speed, given the Arctic ice condition. The analysis shows that the ARAON was able to operate at 1.5knots in a 2.5m thick medium ice floe condition with the engine power of 5MW, and the speed reached 3.1 knots at the same ice floe condition when the power increased to 6.6MW. She showed a good performance of speed in medium ice floe compared to the speed performance in level ice. More detailed analysis is summarized in this paper.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권4호
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• pp.498-503
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• 2019

해양산업분야에서는 극심한 대기오염으로 인하여 전기추진선박에 대한 관심이 높아지고 있다. 이로 인해 선내 전력품질의 저하를 개선하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존 DFE 정류기의 입력전류 고조파 함유량을 완화시키기 위해 수동형필터, 노치필터, 능동형필터 등을 이용한 다양한 방법이 등장하였다. 그 중에서도 능동필터의 일종인 AFE(Active Front End) 정류장치가 우수한 기술로써 평가받고 있다. 본 논문에서는 공간벡터변조에 의한 AFE정류장치의 전류제어방식을 제안하였다. 기존의 히스테리시스 방식, 삼각파 변조방식 및 공간벡터변조방식을 PSIM을 사용해 시뮬레이션을 수행하여 비교, 분석하였고, 그 결과 공간벡터변조방식이 구조가 간단하고 성능이 가장 우수함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권1호
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• pp.53-61
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• 2021

본 논문은 고온 환경의 화력발전소 보일러 내부 점검용 드론 개발을 위한 선행연구로 AirSim을 이용한 고온 환경에서의 시뮬레이션을 통해 드론이 정상적인 비행이 가능한지 검증 하였다. 고온의 비행 환경에서는 공기 밀도, 점성계수 등이 상온과 달라 공력특성이 달라지며 이에 따라 드론의 비행성능 또한 달라진다. 따라서 온도 변화에 따른 프로펠러의 공력 특성의 변화를 확인하기 위해 JBLADE를 통한 프로펠러 해석과 추력 테스트, 전기추진계통 성능예측모델을 통한 동작특성예측을 수행하였다. 그리고 해석 및 성능예측 결과를 AirSim에 적용해 시뮬레이션을 진행하고 결과 분석을 통해 기체 재설계를 진행하였다. 재설계 결과 80℃의 환경에서 호버링 시 필요한 추력을 얻기 위해 재설계 전 최대 출력의 약 65% 사용하던 것이 52%로 감소함을 확인하였다.