• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.274-275
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• 2006

A linear ultrasonic motor was designed by a combination of the longitudinal and bending mode. Linear ultrasonic motors are based on an elliptical motion on the surface of elastic body, such as bar or plates. The corresponding eigen-mode of one resonance frequency can be excited twice at the same time with a phase shift of 90 degrees in space and time. That is excite symmetric and anti-symmetric modes. Then it determines the thrust and speed of the motor. Linear ultrasonic motors are investigated experimentally in according to be fabricated a general classification to motor structure and material characteristic. There was the first to simulate as use of finite element analysis ANSYS 9.0. The AL-T2W8-ARM14-LEG18-ANGLE80 motor has a maxim efficiency 17 [%] under the speed 0.14 [m/s], thrust 345 [gf] and preload 280 [gf], operating frequency is 57.6 [kHz].

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권1호
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• pp.21-34
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• 2005

본 연구에서는 타원궤도상에서 위성의 편대비행을 유지하기 위하여 필요한 포기조건을 결정하고자 한다. 타원궤도일 경우 Hill 방정식으로는 위성간의 상대운동을 기술할 수 없기 때문에, Hill 방정식의 초기조건에 비선형성과 이심률에 대한 보정을 하여 얻은 새로운 운동방정식을 사용했다. 편대비행에서 상대적 거리를 유지하기 위하여 주위성과 부위성의 평균각속도를 일치시키는 구속조건을 이용했다. 이 구속조건은 J2 섭동항을 고려한 것이므로, 이 구속조건을 만족하는 편대비행의 초기조건은 타원궤도에서의 위성편대비행을 유지하는데 잘 적용될 수 있다. 타원궤도에서의 상대운동방정식 초기조건에 J2 섭동을 고려한 구속조건을 적용할 때, 이심률이 0.05 이하이고 위성간의 상대거리가 0.5km 정도인 경우만이 주기적으로 일정하게 간격이 유지되는 결과를 얻을 수 있다. 따라서 이심률이 크지 않은 타원궤도에서는 평균각속도 일치의 구속조건을 사용하여 위성간의 상대거리를 유지할 수 있었다. 이러한 결과를 이용하여 타원궤도에서의 위성편대비행을 위한 효율적인 초기조건을 제공할 수 있고, 위성편대비행의 운용에 있어서 비용을 절감할 수 있는 방법을 제시할 수 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.58-65
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• 2012

본 연구에서는 장주기파에 의한 부진동 및 공진에 의한 선박의 이상동요를 저감시키기 위하여 공진장치를 실해역의 기설 항에 부착하여 그의 제어능을 수치적으로 검토하였다. 수치해석에 2차원타원형완경사방정식에 기초한 유한요소모델인 상용소프트웨어 SMS (Surface water Modeling System)의 CGWAVE MODULE을 적용하였고, 직사각형모델항만에 대한 기존의 실험 및 해석결과와의 비교 검토로부터 부진동해석에 대한 SMS의 타당성과 유효성 및 적용한 마찰계수값의 타당성을 검증하였다. 이로부터 직사각형항만에 공진장치의 부착유무에 따른 부진동의 비교검토로부터 그의 제어능을 확인하였다. 그리고, 포항신항에서 발생될 수 있는 부진동 및 계류선박의 장주기동요를 감쇠시키기 위하여 여러 크기의 공진장치를 적용하여 선박의 이상동요를 발생시키는 공진주기를 보다 장주기측으로 이동시키는 방안을 검토하였고, 이로부터 그의 유용성을 확인할 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.444-449
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• 2020

본 연구에서는 구조가 간단하고 소형화 제작이 용이한 소형보행 로봇용 구동원을 제안한다. 두 개의 직교방향 모멘트를 핀조인트 구조의 다리에서 회전벡터로 변환하여 이동표면에 타원궤적이 발생하도록 설계하였고, 다른 구동원 대비 효율성과 에너지 밀도가 높은 압전 세라믹을 활용하여 압전벤더 액츄에어터를 제작하였다. 또한 사용된 압전 벤더 액츄에이터는 유한요소해석을 통한 자체 무게대비 최대의 출력을 낼 수 있도록 재질 및 형상을 최적화하였다. 두 개의 다리로 구성된 단위 액츄에이터는 모듈화 되어 여러 개의 액츄에이터로 결합이 가능하고 매운 빠른 속도로 이동 및 거친 지형에서도 운용이 가능하다. 실험결과로 T자형 로봇 액츄에이터의 다양한 속도 (2 mm/sec.에서 266 mm/sec까지)와 운송능력(최대 10 g에서 50 mm/s까지)을 확인 하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.201-201
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• 2008

박형초음파모터의 구조는 그림 1(a) 와 같이 크로스형태의 앓은 스테이터에 윗면과 아랫면에 각각 8 개의 압전세라믹이 부착된 형태이다. 압전세라믹의 분극방향은 로터와 접촉하는 스테이터의 A, B, C, D 네 개의 타점에서 순차적인 타원변위가 생성되도록 결정된다. 유한요소해석프로그램인 ATILA 5.2.4를 사용하여 최적설계를 한 결과 폭 3[mm], 길이 18[mm], 두께 1.8[mm], Brass 재질, Mid surface clamp 조건에서 입력전압 18[Vrms] 일 때 0.3[${\mu}m$]의 변위를 보였다. 최적설계된 모델을 제작하였고, 정확한 실험결과를 얻기 위해서 푸쉬풀게이지, x-y스테이지, rpm 메타, 토크게이지를 이용하여 실험테이블을 구성하였다. 그림 1(b) 는 마이크로컨트롤러를 이용한 구동 드라이버를 보여준다. 한 주기에서 1/4분주의 순차적인 네 개의 구형파를 생성하고, 이를 push-pull회로를 동하여 90도의 위상차가 나는 정현파를 생성하여 초음파 모터의 구동전원으로 사용한다. 엔코더와 AD 컨버터를 이용하여 정속도 운전을 위한 피드백 제어가 된다. 제안된 구동드라이버를 이용하여 측정한 결과, 구동 주파수 88.6[kHz], 입력전압 [40Vrms], preload 0.2 [N]에서 130 [rmp] 의 속도와 25 [gfcm] 의 토크특성을 보였다. 압력전압을 증가시킬수록 속도는 선형적인 증가를 보였고, 토크는 이와 반대로 감소하는 특성을 보였다. 피드백 제어회로가 없는 경우에는 preload 변화에 따른 극심한 속도 변화를 보였고, 피드백 제어를 하였을 경우에는 0.2~0.4[N]의 범위에서 정속도 운전이 가능함을 확인하였다. 기존의 주파수발생기와 파워 엠프를 이용한 구동장비와의 특성비교에서도 큰 차이를 보이지 않았으며, 장시간의 운전에도 안정적인 구동이 가능함을 확인하였다.

• 천문학회지
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• 제37권4호
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• pp.159-169
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• 2004

This is a proposal to probe local part of the interplanetary dust (IPD) cloud complex and retrieve mean volume emissivity of the local IPDs at mid-infrared wavelengths. This will be done by monitoring, with Infrared Camera (IRC) aboard the ASTRO-F, the annual modulation of the zodiacal emission. In pointing mode of the ASTRO-F mission the spacecraft can make attitude maneuvering over approximately ${\pm}1^{\circ}$ range centered at solar elongation $90^{\circ}$ in the ecliptic plane. The attitude maneuvering combined with high sensitivity of the IRC will provide us with a unique opportunity observationally to take derivatives of the zodiacal emission brightness with respect to the solar elongation. From the resulting differential of the brightness over the ${\pm}1^{\circ}$ range, one can directly determine the mean volume emissivity of the local IPDs with a sufficient accuracy to de-modulate the annual emissivity variations due to the Earth's elliptical motion and the dis-alignment of the maximum IPD density plane with respect to the ecliptic. The non-zero eccentricity ($e_{\oplus}$= 0.0167) of the Earth's orbit combined with the sensitive temperature dependence of the Planck function would bring modulations of amplitude at least $3.34\%$ to the zodiacal emission brightness at mid-infrared wavelengths, with which one may determine the IPD temperature T(r) and mean number density n(r) as functions of heliocentric distance r. This will in turn fix the power-law exponent $\delta$ in the relation $T(r) = T_o(r/r_o)^{-\delta}$ for the dust temperature and v in $n(r) = n_o(r/r_o)^-v$ for the density. We discuss how one may de-couple the notorious degeneracy of cross-section, density, reference temperature $T_o$ and exponent $\delta$.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제4권1호
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• pp.179-190
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• 2011

The swirling flow developing in Francis turbine draft tube under part load operation leads to pressure fluctuations usually in the range of 0.2 to 0.4 times the runner rotational frequency resulting from the so-called vortex breakdown. For low cavitation number, the flow features a cavitation vortex rope animated with precession motion. Under given conditions, these pressure fluctuations may lead to undesirable pressure fluctuations in the entire hydraulic system and also produce active power oscillations. For the upper part load range, between 0.7 and 0.85 times the best efficiency discharge, pressure fluctuations may appear in a higher frequency range of 2 to 4 times the runner rotational speed and feature modulations with vortex rope precession. It has been pointed out that for this particular operating point, the vortex rope features elliptical cross section and is animated of a self-rotation. This paper presents an experimental investigation focusing on this peculiar phenomenon, defined as the upper part load vortex rope. The experimental investigation is carried out on a high specific speed Francis turbine scale model installed on a test rig of the EPFL Laboratory for Hydraulic Machines. The selected operating point corresponds to a discharge of 0.83 times the best efficiency discharge. Observations of the cavitation vortex carried out with high speed camera have been recorded and synchronized with pressure fluctuations measurements at the draft tube cone. First, the vortex rope self rotation frequency is evidenced and the related frequency is deduced. Then, the influence of the sigma cavitation number on vortex rope shape and pressure fluctuations is presented. The waterfall diagram of the pressure fluctuations evidences resonance effects with the hydraulic circuit. The influence of outlet bubble cavitation and air injection is also investigated for low cavitation number. The time evolution of the vortex rope volume is compared with pressure fluctuations time evolution using image processing. Finally, the influence of the Froude number on the vortex rope shape and the associated pressure fluctuations is analyzed by varying the rotational speed.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제33권4호
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• pp.323-333
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• 2016

In this study, the uncertainty requirements for orbit, attitude, and burn performance were estimated and analyzed for the execution of the $1^{st}$ lunar orbit insertion (LOI) maneuver of the Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) mission. During the early design phase of the system, associate analysis is an essential design factor as the $1^{st}$ LOI maneuver is the largest burn that utilizes the onboard propulsion system; the success of the lunar capture is directly affected by the performance achieved. For the analysis, the spacecraft is assumed to have already approached the periselene with a hyperbolic arrival trajectory around the moon. In addition, diverse arrival conditions and mission constraints were considered, such as varying periselene approach velocity, altitude, and orbital period of the capture orbit after execution of the $1^{st}$ LOI maneuver. The current analysis assumed an impulsive LOI maneuver, and two-body equations of motion were adapted to simplify the problem for a preliminary analysis. Monte Carlo simulations were performed for the statistical analysis to analyze diverse uncertainties that might arise at the moment when the maneuver is executed. As a result, three major requirements were analyzed and estimated for the early design phase. First, the minimum requirements were estimated for the burn performance to be captured around the moon. Second, the requirements for orbit, attitude, and maneuver burn performances were simultaneously estimated and analyzed to maintain the $1^{st}$ elliptical orbit achieved around the moon within the specified orbital period. Finally, the dispersion requirements on the B-plane aiming at target points to meet the target insertion goal were analyzed and can be utilized as reference target guidelines for a mid-course correction (MCC) maneuver during the transfer. More detailed system requirements for the KPLO mission, particularly for the spacecraft bus itself and for the flight dynamics subsystem at the ground control center, are expected to be prepared and established based on the current results, including a contingency trajectory design plan.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권6호
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• pp.253-260
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• 2021

Metal pipes are used in a wide range of applications, from plumbing systems of large construction sites to small devices such as medical tools. When a liquid is enforced to flow through a metal pipe, a higher flow rate is beneficial for higher efficiency. Using high pressures can enhance the flow rate yet can be harmful for medical applications. Thus, we consider an optimal geometrical design to increase the flow rate in medical devices. In this study, we focus on cannulas, which are widely used small metal pipes for surgical procedures, such as liposuction. We characterize the internal flow rate driven by a negative pressure and explore its dependence on the key design parameters. We quantitatively analyze the suction characteristics for each design variable by conducting computational fluid dynamics simulations. In addition, we build a suction performance measurement system which enables the translational motion of cannulas with pre-programmed velocity for experimental validation. The inner diameter, section geometry, and hole configuration are the design factors to be evaluated. The effect of the inner diameter dominates over that of section geometry and hole configuration. In addition, the circular tube shape provides the maximum flow rate among the elliptical geometries. Once the flow rate exceeds a critical value, the rate becomes independent of the number and width of the suction holes. Finally, we introduce a slippery liquid-infused nanoporous surface (SLIPS) coating using nanoparticles and hydrophobic lubricants that effectively improves the flow rate and antifouling property of cannulas without altering the geometrical design parameter.

• 대한토목학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.27-37
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• 1983

본(本) 연구(硏究)는 경기도(京畿道) 설계심의회(設計審議會)에서 천마산(天馬山) 청소년(靑少年) 심신수련장(心身修練場) 현수교(懸垂橋) 설계심의시(設計審議時) 현수교(懸垂橋)의 동적(動的) 거동(擧動)에 대한 설계미비(設計未備)의 원인(原因)이 아직도 체계화(體系化)되지 못한 우리 나라 현수교(懸垂橋)의 설계자료(設計資料)와 지침(指針)의 불비(不備)함에 그 동기(動機)를 얻어, 유한요소법(有限要素法)을 적용(適用)하여 현수교(懸垂橋)의 비틀림진동(振動)에 대한 고유진동수(固有振動數)와 이에 상응(相應)하는 고유진동형(固有振動形)을 구(求)하였다. 실제(實際)로 현수교(懸垂橋)의 일반적(一般的) 거동(擧動)은 수직(垂直) 수평면(水平面) 내(內)에서의 연성(連成)된 운동(運動)으로 표시(表示)되지만 사용목적(使用目的)에 부합(附合)하여 그 진폭(振幅)을 미소(微小)하도록 제한(制限)하면 수직(垂直) 비틀림 진동(振動)은 단독(單獨)으로 비연성화(非連成化)할 수 있으며, 이에 따라 해석하였다. 1973년 6월에 개통된 Streamlined Box-Girder Type인 남해대교(南海大橋)와 Lateral Bracing으로 이루어진 단경간의 천마산(天馬山)의 현수교(懸垂橋)의 설계자료(設計資料)를 이용하여 수치해(數値解)를 얻었으며, 천마산(天馬山) 현수교(懸垂橋)의 경우(境遇) 보조(補助) 보강(補强)케이블의 유무(有無)에 따른 고유진동수(固有振動數)와 진동형(振動形)을 구(求)하여 비교(比較) 검토(檢討)하였다. 보강(補强)케이블의 유무(有無)에 따라 초기의 진동수(振動數) 등에서는 그 영향이 매우 뚜렷하였으나, 진동형(振動形)이 복잡해짐에 따라 보강(補强)케이블의 영향은 미약했거나 또는 오히려 역효과를 가져왔다. 남해대교(南海大橋)에 있어서 유한요소기법(有限要素技法)과 전자계산기에 의해 본(本) 연구(硏究)에서 구한 고유진동수(固有振動數)와 남해대교(南海大橋) 건설지(建設誌)에 있는 Frequency Equation으로 구한 값 또는 풍동실험(風洞實驗)에 의한 결과(結果) 등과 비교(比較) 검토(檢討)하였으며, 비교(比較) 결과(結果) 좋은 일치(一致)를 보여주었다.