• 한국자기학회지
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• 제25권6호
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• pp.189-197
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• 2015

최근 차량의 연비규제 강화로 인해, 기존 내연기관의 차량 부품 구동방식이 유압방식 대신 전동방식으로 대체되어 가고 있다. 이러한 부품의 대표적인 예가, Electronic Power Steering(EPS)이며, 현재 대부분의 차량에 적용되고 있다. EPS의 핵심 부품으로서는 전동기가 있으며, EPS의 조향감 개선 및 진동/소음 저감을 위해 전동기의 Cogging torque 및 Torque Ripple 저감이 요구된다. 일반적으로 Cogging torque 및 Torque ripple을 저감하기 위해서, 고정자 또는 회전자에 스큐를 적용한다. 본 연구에서는 고정자에 스큐가 적용된 Bushless PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)의 설계 방법 및 해석방법에 대해 소개한다. 고정자 skew가 적용된 EPS용 PMSM에 대해 초기 설계를 진행하고, RSM(Response Surface Methodology)을 이용한 최적설계를 수행한다. 유한요소해석을 통해 역기전력, Inductance, Load torque 등의 성능을 확인한다. 마지막으로 시제품 제작 및 실험을 통해 설계 방법에 대한 신뢰성을 검증한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.936-944
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• 2019

보이지 않는 힘으로도 불리는 잠수함은 수중에서 활동하는 은밀성을 장점으로 대함전, 대잠전 및 핵심표적 타격 등의 임무를 수행하는 전략 수중 무기 체계로 심해에서 높은 수압을 견디며 작전을 수행할 수 있어야 한다. 이러한 관점에서 잠수함 압력 선체는 잠항 깊이에 상응하는 외부 수압에 저항하는 가장 중요한 체계로서 누수, 화재, 충격 및 폭발과 같은 위험으로부터 안전성을 확보함으로써 생존성을 높임과 동시에, 작전 수행 능력을 유지할 수 있게 해주는 강도를 확보하고 있어야 한다. 이를 위해서는 잠수함 압력 선체의 구조형상 설계가 초기에 수행되는 것이 합리적이다. 특히, 함미 원추부 구조물과 압력선체 평형부 및 함미 비압력선체를 연결하는 함미 트랜지션 링의 경우, 설계된 잠수함에 따라 다양한 형상을 띄고 있다. 본 구조물 설계를 위해서는 응력 흐름과 연결성을 고려한 설계뿐만 아니라 복잡한 형상이 기인한 구조물 제작 투입 시수 증가로 인한 원가 상승 또한 검토해야 한다. 따라서, 본 연구에서는 4가지 서로 다른 형상을 갖는 함미 트랜지션 링에 대해서 비선형 유한요소해석을 통한 구조 강도 검토와 더불어 함미 트랜지션 링 형상 복잡도에 따른 작업 일수 및 자재비 검토를 통해 경제성 측면에서의 적정성 검토를 수행하였으며, 검토된 4가지 형상 중 가장 합리적인 잠수함 함미 트랜지션 링 형상을 제안하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권3호
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• pp.49-53
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• 2022

초박형 유리(Ultra-Thin Glass, UTG)는 디스플레이 보호용 커버 윈도우로 폴더블(foldable) 디스플레이에 사용되고 있으며, 향후에는 롤러블(rollable) 디스플레이나 다양한 플렉시블(flexible) 전자기기에 확대 적용될 것으로 예상되고 있다. 폴더블 디스플레이의 경우, 사용자들에 의해 굽힘과 터치 펜에 의해 충격을 받게 되고, 이 외에도 낙하 등 다른 외부충격에 쉽게 노출되어 있다. 초박형 유리는 100 ㎛ 이하로 두께가 얇고 취성하여 여러 외부 충격에 의해 쉽게 균열이나 파단이 발생할 수 있고, 이러한 균열이나 파단은 폴더블 디스플레이에 심각한 신뢰성 문제를 야기한다. 따라서, 본 연구에서는 초박형 유리의 내충격 신뢰성을 평가하는 펜 낙하 실험을 유한 요소 모델로 구성하고, 초박형 유리의 내충격 신뢰성을 향상시키기 위한 기계적 모델링을 진행하였다. 초박형 유리층 상부 혹은 하부에 보강층을 삽입했을 때, 펜 낙하에 의해 초박형 유리층에 작용하는 응력 메커니즘을 분석하였고, 그에 따라 신뢰성 향상을 위한 최적의 구조를 제시하였다. 또한 초박형 유리의 강도에 따른 최대 펜 낙하 높이를 예측할 수 있도록 펜 낙하 높이에 따라 초박형 유리층에 작용하는 최대 주 응력 값을 분석하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제10권10호
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• pp.261-268
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• 2021

클라우드 컴퓨팅은 서비스 사용자 요구에 따라 컴퓨팅 자원을 임대하여 사용하는 컴퓨팅 패러다임이다. 클라우드 컴퓨팅에서 컴퓨팅 자원은 사용자의 서비스 수요에 따라 컴퓨팅 자원을 확장 또는 축소가 가능하여 전체 서비스 비용 절감 효과를 가질 수 있다. 그리고, M&S (Modeling and Simulation) 기술은 컴퓨팅 자원과 CAE 소프트웨어를 통해 엔지니어링 분석 작업 결과를 얻어, 실제 실험 결과가 없이 제품의 상태를 시뮬레이션을 수행하여 분석하는 방법이다. M&S 기술은 FEA(Finite Element Analysis), CFD(Computational Fluid Dynamics), MBD(Multibody Dynamics) 및 최적화 분야에서 활용된다. M&S 통한 작업 절차는 전처리, 해석, 후처리 단계로 구분된다. CAE 소트프웨어를 통한 3D 모델링 작업인 전/후처리는 GPU 연산이 집약적이며, 3D 모델 해석은 CPU 또는 GPU 연산이 요구된다. 일반적인 개인 데스크톱에서 복잡한 3D 모델을 해석하는 시간이 많이 소요된다. 결과적으로, M&S를 원활하게 수행하기 위해서는 고성능 컴퓨팅 자원이 요구된다. 이 문제를 해결하기 위해 우리는 통합 클라우드 및 클러스터 컴퓨팅 환경인 HEMOS-Cloud 서비스를 제안한다. 제안한 클라우드 기반 방식에서는 M&S에 필요한 전/후처리 및 솔버 작업을 원활하게 수행할 수 있도록 구성했다. 이 시스템에서 전/후처리는 VDI(Virtual Desktop Infrastructure)에서 수행되고 해석은 클러스터 환경에서 수행된다. 각 용도에 맞게 서로 다른 환경에서 분리하여 컴퓨팅 자원 간에 간섭을 최소화했다. HEMOS-Cloud 서비스는 기업 또는 학교에서 M&S의 경험이 필요로 하는 사용자에게 CAE 소프트웨어와 컴퓨팅 자원을 제공한다. 본 논문에서는 HEMOS-Cloud 서비스의 경제적 파급효과를 산업연관분석을 활용하여 분석했다. 전문가의 의견을 반영하여 조정된 계수를 통한 분석 결과는 생산유발효과 74억원, 부가가치유발효과 41억원, 취업자유발효과 10억원당 50명으로 분석되었다.

• Composites Research
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• 제29권1호
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• pp.24-32
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• 2016

본 연구에서는 3D 아이소파라메트릭 쉘요소 모델을 사용하여 전단농화유체(STF: shear thickening fluid)가 함침된 케블라 페브릭(Kevlar fabric) 복합재의 방탄성능에 대하여 해석을 수행하였다. 다양한 적층복합재(12, 18, 20, 24-layer)를 대상으로 탄두 초기속도에 따른 충돌 후 속도(Residual velocity)를 측정하여 실험치와 비교하였다. SFT가 함침된 복합재의 방탄 성능의 효과를 검증하기 위하여 다양한 속도영역에서 STF가 함침된 것과 함침 되지 않은 것의 방탄성능을 비교하였다. STF가 함침된 케블라 페브릭은 450 m/s 이하의 저속에서는 비교적 큰 마찰효과를 일으키며 고속에서는 STF가 함침된 Kevlar fabric의 마찰효과는 기대할 수 없는 수준으로 오히려 역효과를 일으키는 것을 확인할 수 있었다. 연구를 통해 STF가 함침된 케블라 페브릭의 특성을 퇴화 3D 쉘 요소를 사용하여 효과적으로 모사할 수 있었으며, 실험 치와의 결과 비교를 통하여 그 유효성을 검증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제22권8호
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• pp.637-644
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• 2003

본 연구에서는 대표적인 수중 음향 트랜스듀서인 Tonpilz 트랜스듀서에 대하여 설계변수들이 트랜스듀서 성능에 미치는 영향을 유한요소 해석을 통하여 파악하였다. 나아가 그 결과들의 통계적 다중 회귀분석을 통하여 응력 강화 (Stress stiffening) 효과를 고려한 공진 주파수, 대역폭 및 발생 음압을 이들 설계변수들의 함수로 도출한 후, 제한 최적화법인 SQP-PD 방법을 이용해 공진 주파수 30,000 Hz 와 -3dB 대역폭 10% 이상을 가지며 최대 음압을 구현할 수 있는 트랜스듀서의 최적구조를 결정하였다. 또한 SQP-PD 방법에 의한 최적값을 유한요소 해석에 의한 값과 비교함으로써 최적값의 타당성을 검증하였고, 본 연구에서 제시한 설계법이 계산시간의 단축과 높은 정확성을 가짐을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권8호
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• pp.735-740
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• 2005

항만에서 작동중인 컨테이너 크레인에 갑작스러운 돌풍에 의해 크레인이 밀리는 현상을 방지하기 위한 안전장치로 레일 클램프가 적용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 레일 클램프 중에서 특히 레일의 손상과 레일 클램프 수명을 향상시킬 수 있는 쐐기형 레일 클램프을 제작하기 위한 기초 설계에 관한 연구를 수행하였다. 특히, 조의 회전을 방지하고 적절한 가압력을 발휘할 수 있는 쐐기각을 설정하기 위해, 우선조의 설계 치수와 회전력의 관계에 대한 하중분석을 수행하고, 여기에서 최대 쐐기각을 도출하고, 이후 수치 해석을 통한 강성도 분석을 통하여 최소 쐐기각 $6^{\circ}$를 제안한다. 또한, 제작된 레일 클램프를 통한 실험으로 검증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권3호
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• pp.31-36
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• 2017

본 논문에서는 가상의 적외선 영상을 투사하여 적외선 검출기의 성능 평가를 위한 목적으로 사용되는 적외선 영상 투사장치 (Infrared scene projector, IRSP)의 내부에서 적외선을 방사하는 역할을 하는 적외선 에미터 소자에 대한 연구가 수행되었다. 적외선 에미터 소자의 구조를 설계한 후 설계된 소자의 특성 파라미터들을 추출하였으며 각 특성 파라미터에 근거한 소자의 성능을 유한 요소법을 통해 예측하였다. 또한 소자를 구성하는 각 부분의 특성에 따른 물질 선정 후 MEMS 기반 반도체 공정기술을 적용하여 에미터 단위소자를 제작하였고 중적외선 대역($3{\sim}5{\mu}m$)의 적외선을 관찰할 수 있는 적외선 영상 현미경을 사용하여 진공 환경을 갖춘 챔버 내부에서 소자의 성능을 측정한 결과 최대 423K의 유효온도 및 22msec의 응답 시간을 나타내는 것을 확인하였다.

• 천문학회보
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• 제35권1호
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• pp.39.2-39.2
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• 2010

In this paper, I present the domestic development of near infrared camera systems for the ground telescope and the space satellite. These systems are the first infrared instruments made for astronomical observation in Korea. KASINICS (KASI Near Infrared Camera System) was developed to be installed on the 1.8m telescope of the Bohyunsan Optical Astronomy Observatory (BOAO) in Korea. KASINICS is equipped with a $512{\times}512$ InSb array enable L band observations as well as J, H, and Ks bands. The field-of-view of the array is $3.3'{\times}3.3'$ with a resolution of 0.39"/pixel. It employs an Offner relay optical system providing a cold stop to eliminate thermal background emission from the telescope structures. From the test observation, limiting magnitudes are J=17.6, H=17.5, Ks=16.1 and L(narrow)=10.0 mag at a signal-to-noise ratio of 10 in an integration time of 100 s. MIRIS (Multi-purpose InfraRed Imaging System) is the main payload of the STSAT-3 in Korea. MIRIS Space Observation Camera (SOC) covers the observation wavelength from $0.9{\mu}m$ to $2.0{\mu}m$ with a wide field of view $3.67^{\circ}{\times}3.67^{\circ}$. The PICNIC HgCdTe detector in a cold box is cooled down below 100K by a micro Stirling cooler of which cooling capacity is 220mW at 77K. MIRIS SOC adopts passive cooling technique to chill the telescope below 200K by pointing to the deep space (3K). The cooling mechanism employs a radiator, a Winston cone baffle, a thermal shield, MLI of 30 layers, and GFRP pipe support in the system. Opto-mechanical analysis was made in order to estimate and compensate possible stresses from the thermal contraction of mounting parts at cryogenic temperatures. Finite Element Analysis (FEA) of mechanical structure was also conducted to ensure safety and stability in launching environments and in orbit. MIRIS SOC will mainly perform the Galactic plane survey with narrow band filters (Pa $\alpha$ and Pa $\alpha$ continuum) and CIB (Cosmic Infrared Background) observation with wide band filters (I and H) driven by a cryogenic stepping motor.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권3호
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• pp.353-359
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• 2010

최근 환경문제로 인한 차량의 연료절감이 중요해지면서 수송산업에서도 대형 수송기계의 경량설계에 대한 필요성이 지속적으로 커지고 있다. 본 연구에서는, 고강도강으로 대체된 대형 평판 트레일러 프레임의 경량모델을 개발하기 위하여 구조해석을 수행하였다. 이를 위하여, 트레일러 프레임의 주요 설계변수들을 선정하고 다구찌 기법을 적용하여 응력, 처짐량 그리고 비틀림 강성에 대하여 최적화된 결과를 도출하였다. 또한, 도출된 경량설계안의 타당성을 검토하기 위하여 시작품을 제작하여 실제 내구시험을 수행하였다.