• 대한기계학회논문집B
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• 제35권9호
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• pp.955-960
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• 2011

본 연구에서는 실시간 무선 철도시스템 모니터링을 위하여 열차 주행에 따라 발생하는 열 및 진동 에너지를 전기자원화 하는 신재생 에너지 개념의 전력원인 자가발전 구동 기술에 대한 철도시스템 적용 가능성을 확인하였다. 이를 위해 실제 주행 중인 고속열차를 이용하여 철도차량의 운행환경 하에서 발생하는 열에너지와 진동에너지를 실측하여, 주행 중 이들 에너지 발생량 및 변화를 분석하고 이를 통해 진동 및 열 에너지를 이용하는 자가발전 모듈의 예측 전력량을 계산하고, 이 전력량에 대한 이 모니터링 시스템 적용 가능성에 대한 연구를 수행하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1661-1667
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• 2011

본 연구에서는 지능형 철도시스템 모니터링을 위하여 열차 주행에 따른 새로운 에너지원을 전기자원화 하는 신재생 에너지 개념의 전력원인 자가발전 구동 기술에 대한 적용 가능성을 확인하기 위하여, 실제 주행 중인 고속열차를 이용하여 철도차량의 정확한 운행환경 하에서 발생하는 진동에너지를 실측하여, 진동에너지 발생으로 인한 자가발전 구동 모니터링 적용 가능성에 대하여 연구하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제32권5호
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• pp.393-401
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• 2018

This paper reports a novel mobile-type wave energy harvesting system. The proposed system adopts a wave glider's propulsion mechanism. A wave glider's blades were mounted on a circular layout and generated a rotational motion. Combining the wave converting system with the wave glider, a mobile floating-type robotic buoy system was developed. It enabled the relocation of the buoy position, as well as station-keeping for long term operation. It had a small size and could efficiently harvest wave energy. A feasibility study and modeling were carried out, and a prototype system was constructed. Various tank tests were performed to optimize the proposed wave energy harvesting system.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권2호
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• pp.249-265
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• 2016

A bimorph piezoelectric energy harvester is developed for harvesting energy under the vortex induced vibration and it is integrated to a host structure of a trapezoidal plate without changing its passive dynamic properties. It is aimed to select trapezoidal plate as similar to a vertical fin-like structure which could be a part of an air vehicle. The designed energy harvester consists of an aluminum beam and two identical multi fiber composite (MFC) piezoelectric patches. In order to understand the dynamic characteristic of the trapezoidal plate, finite element analysis is performed and it is validated through an experimental study. The bimorph piezoelectric energy harvester is then integrated to the trapezoidal plate at the most convenient location with minimal structural displacement. The finite element model is constructed for the new combined structure in ANSYS Workbench 14.0 and the analyses performed on this particular model are then validated via experimental techniques. Finally, the energy harvesting performance of the bimorph piezoelectric energy harvester attached to the trapezoidal plate is also investigated through wind tunnel tests under the air load and the obtained results indicate that the system is a viable one for harvesting reasonable amount of energy.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권12호
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• pp.1341-1347
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• 2013

Energy harvesting is a clean technology to obtain energy from the surrounding environment such as wind, sun, vibration and so on. In particular, the current TPMS (Tire Pressure Monitoring Device) is very small and attached to the outside of a vehicle and power supply of the TPMS is limited. Therefore, energy harvesting using vibration energy of piezoelectric materials is important to the TPMS. In this paper, we analyzed several models using ANSYS which is one of the FEA (Finite Element Analysis) package and compared corresponding strain frequency response functions of the TPMS. In addition, we confirmed that dynamic characteristics variations according to geometry changes have effects on the performance of the TPMS.

• Smart Structures and Systems
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• 제32권6호
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• pp.383-391
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• 2023

Energy harvesting in trams may become a prevalent source of passive energy generation due to the high density of vibrational energy, and this may help power structural health monitoring systems for the trams. This paper presents a broadband vibrational energy harvesting device design that utilizes a varied frequency from a tram vehicle using a 2 DOF vibrational system combined with electromagnetic energy conversion. This paper will demonstrate stepwise optimization processes to determine mechanical parameters for frequency tuning to adjust to the trams' operational conditions, and electromagnetic parameters for the whole system design to maximize power output. The initial optimization will determine 5 important design parameters in a 2 DOF vibrational system, namely the masses (m₁, m₂ (and spring constants (k₁, k₂, k₃). The second step will use these parameters as initial guesses for the second optimization which will maintain the ratios of these parameters and present electrical parameters to maximize the power output from this system. The obtained values indicated a successful demonstration of design optimization as the average power generated increased from 1.475 mW to 17.44 mW (around 12 times).

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.587-588
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• 2014

Studies that the vehicle exhaust system applied by the TEG(thermal electric generator) are actively in progress in order to improve the fuel efficiency of the vehicle. Vehicle exhaust system is on a poor vibration condition, it is susceptible to TEG. This paper is about the development of vibration durability test of TEG mounted on a vehicle exhaust system. Vehicle driving tests are performed to measure the vibration condition of the vehicle exhaust system. The vibration durability test mode of TEG is evaluated using equivalent vibration energy method. The vibration durability tests of TEG are performed using the multi-axial vibration simulation table.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.411-417
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• 2023

무인 항공기(UAV) 지원 중계는 분포가 쉽고 통신 채널이 양호하며, 이동성이 뛰어나 기존 지상 중계에 비해 높은 무선 연결성을 가질 수 있다. 본 논문에서는 무선 주파수(RF) 대역을 활용하여 소스로부터 에너지를 수확하고 테라헤르츠(THz) 대역을 활용하여 2차 송신기와 해당 수신기 간에 정보를 전송할 수 있는 UAV 지원 중계 네트워크를 설계한다. 그 후, 릴레이 채널 용량을 최대화하는 UAV의 최적 위치를 결정하기 위한 최적화 문제의 해를 유도하고, 유도된 해를 활용하여 두 가지 UAV 궤적(직선 궤적과 타원 궤적)을 설계하는 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션 결과, 제안된 알고리즘은 UAV 직선 궤도가 수확된 에너지 및 채널 용량 측면에서 더 나은 시스템 성능을 제공할 수 있음을 보여준다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권10호
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• pp.773-778
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• 2012

A road energy harvester was designed and fabricated to convert mechanical energy from the vehicle load to electrical energy. The road energy harvester is composed of 16 piezoelectric cantilevers. We fabricated prototypes using a vehicle load transfer mechanism. Applying a vehicle load transfer mechanism rather than directly installing energy harvesters under roads decreases the area of road construction and allows more energy harvesters to be installed on the side of the road. The power generation amount with respect to the vehicular velocity change was assessed by installing the vehicle load transfer mechanism form and underground form. The energy harvester installed in the underground form generated power of 4.52 mJ at the vehicular velocity of 50 km/h. Also, power generation of the energy harvester installed in the vehicle load transfer mechanism form was 48.65 mJ at the vehicular velocity of 50 km/h.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3357-3362
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• 2014

본 연구에서는 자동차가 노면을 주행 시 발생되는 진동에너지를 수집하여 차량의 배터리를 자가 충전할 수 있는 현가장치에 적용 가능한 공진형 선형 발전시스템을 설계하였다. 논문에서 제안된 선형 발전기는 기존의 발전기들과는 달리, 비교적 작은 에너지 원천인 노면의 진동에 더욱 효과적으로 대응하기 위해 공진 현상을 최대한 활용하는 설계를 지향했으며, 한정된 공간인 차량 현가장치에서의 선형 발전기의 발전 효과 검증 및 향후 연구 진행의 가능성을 판단하기 위해 수치해석적 방법을 활용하여 시스템의 동적 해석을 위한 기본 입력 속도를 도출하고 시스템의 목표인 발전 기능에 대한 예측을 위해 전자기 유한요소해석을 수행하였다. 본 연구에서 정상적인 발전 기능의 가능성을 확인한 공진형 선형 발전 시스템이 최근 자동차 산업의 큰 주축을 이루고 있는 하이브리드형 자동차 및 전기 자동차에 적용된다면, 각종 전장장치 및 배터리의 구동 및 성능유지에 도움을 줄 수 있을 것이다.