• 제목/요약/키워드: Fundamental performance

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The Need for Weight Optimization by Design of Rolling Stock Vehicles

  • Ainoussa, Amar
    • International Journal of Railway
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    • 제2권3호
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    • pp.124-126
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    • 2009
  • Energy savings can be achieved with optimum energy consumptions, brake energy regeneration, efficient energy storage (onboard, line side), and primarily with light weight vehicles. Over the last few years, the rolling stock industry has experienced a marked increase in eco-awareness and needs for lower life cycle energy consumption costs. For rolling stock vehicle designers and engineers, weight has always been a critical design parameter. It is often specified directly or indirectly as contractual requirements. These requirements are usually expressed in terms of specified axle load limits, braking deceleration levels and/or demands for optimum energy consumptions. The contractual requirements for lower weights are becoming increasingly more stringent. Light weight vehicles with optimized strength to weight ratios are achievable through proven design processes. The primary driving processes consist of: $\bullet$ material selection to best contribute to the intended functionality and performance $\bullet$ design and design optimization to secure the intended functionality and performance $\bullet$ weight control processes to deliver the intended functionality and performance Aluminium has become the material of choice for modern light weight bodyshells. Steel sub-structures and in particular high strength steels are also used where high strength - high elongation characteristics out way the use of aluminium. With the improved characteristics and responses of composites against tire and smoke, small and large composite materials made components are also found in greater quantities in today's railway vehicles. Full scale hybrid composite rolling stock vehicles are being developed and tested. While an "overdesigned" bodyshell may be deemed as acceptable from a structural point of view, it can, in reality, be a weight saving missed opportunity. The conventional pass/fail structural criteria and existing passenger payload definitions promote conservative designs but they do not necessarily imply optimum lightweight designs. The weight to strength design optimization should be a fundamental design driving factor rather than a feeble post design activity. It should be more than a belated attempt to mitigate against contractual weight penalties. The weight control process must be rigorous, responsible, with achievable goals and above all must be integral to the design process. It should not be a mere tabulation of weights for the sole-purpose of predicting the axle loads and wheel balances compliance. The present paper explores and discusses the topics quoted above with a view to strengthen the recommendations and needs for the weight optimization by design approach as a pro-active design activity for the rolling stock industry at large.

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상상연습과 과제활동 병행 치료가 관념운동 실행증 환자의 상지 움직임 속도와 정확성에 미치는 효과: 단일사례 실험연구 (The Effect of Mental Practice with Task Activities on Upper Limbs Movement Speed and Accuracy of Ideomotor Apraxia Patients : Single Subject Experimental Research)

  • 이재홍;장종식;이재신
    • 대한지역사회작업치료학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.11-22
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    • 2014
  • 목적 : 본 연구는 상상연습과 과제활동을 병행한 중재방법을 통하여 관념운동 실행증 환자의 상지 움직임 속도와 정확성에 어떠한 효과을 미치는지 알아보고자 한다. 연구방법 : 대전 소재한 재활전문 요양병원에 입원하고 있는 뇌졸중 환자 2명을 대상으로 상상연습과 과제활동을 1주일에 5회기씩 총 20회기에 걸쳐 실시하였다. 중재 전 후 실행증의 변화를 비교하기 위하여 Ideomotor apraxia test를 시행하였고, 상지기능의 변화를 알아보기 위하여 MFT를 사용하였다. 상지 움직임 속도와 정확성은 시각적 그래프를 이용하여 분석하였다. 결과 : 대상자 모두 실행증 증상의 감소를 보였으나, 상지기능에는 눈에 띄는 변화는 없었다. 과제수행 총 수행시간은 376.67초에서 355.24초, 434.60초에서 391.33초로 감소했다. 과제수행 마지막 컵을 내려놓는 시간은 15.67초에서 13.30초, 20.80초에서 10.73초로 감소하였다. 옮긴 물의 양은 52.38ml에서 49.70ml, 50.89ml에서 50.09ml로 모두 50ml에 가까워지는 결과를 보였다. 결론 : 상상연습과 과제활동을 병행한 중재방법은 실행증 증상을 감소시켰으며, 상지 움직임의 속도와 정확성에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 확인되었다. 향후 관념운동 실행증 환자에게 효과적으로 적용할 수 있는 중재방법으로 여겨진다.

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단순 퍼지 제어기법을 이용한 온실의 천창환기에 의한 냉방제어 (Cooling Control of Greenhouse Using Roof Window Ventilation by Simple Fuzzy Algorithm)

  • 민영봉;윤용철;허무룡;강동현;김현태
    • 농업생명과학연구
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    • 제44권4호
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    • pp.69-77
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    • 2010
  • 온실의 환기제어시 외기온도와 풍속변화에 보다 유연하게 대처하면서 온실내 온도제어성능을 향상시키기 위해서 퍼지제어가 많이 이용되고 있지만, 제어로직이 복잡하여 대용량 메모리를 갖는 컨트롤러가 필요하다. 본 연구에서는 소용량의 마이크로 컨트롤러에서 프로그램이 가능한 단순퍼지제어 알고리즘을 개발하여 시험하였다. 개발한 단순퍼지 제어 알고리즘의 성능을 비교하기 위하여 기존의 스텝제어 알고리즘을 도입한 제어프로그램으로 온실의 천창환기에 의한 온도제어를 실시하여 두 알고리즘의 성능을 직접 비교하고, 또 PID 및 표준 퍼지제어 성능과는 기존의 연구 결과와 비교하여 상대적 성능을 평가하므로써 온실의 환기냉방제어의 유리한 제어기법을 확립할 수 있는 기초자료를 얻고자 수행하였다. 단순 퍼지제어에 의한 실내온도 최대 제어오차는 $1.2^{\circ}C$, 1시간동안의 평균환기창 적산열림량과 조작회수는 각각 84%, 13회로 나타났으며, 문헌조사에 의한 퍼지제어에서 각각 $1.3^{\circ}C$, 75% 및 12회에 비해 동등한 제어성능을 보였다. 본 연구에서 개발한 단순퍼지제어는 제어로직이 PID제어보다 단순함에도 불구하고 스텝제어와 PID제어보다 성능이 우수하고, 퍼지제어와 동등한 제어성능을 갖는 것으로 나타났다.

3D 프린팅용 경량재료 혼입 폴리머 시멘트 모르타르의 난연특성 (Flame Retardant Properties of Polymer Cement Mortar Mixed with Light-weight Materials for 3D Printing)

  • 손배근;송훈
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.330-337
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    • 2021
  • 3D 프린팅의 기술발전으로 대형물 제작이 가능하게 되면서 이를 건축물에 적용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 건축물에서는 구조재와 비구조재로 구분되고 비구조재는 비정형 구조물 및 내·외장패널에 적용하기 유리하다. 3D 프린팅 재료는 기본적으로 시멘트 모르타르의 압출과 적층이 가능해야하므로 시멘트 혼화용 폴리머 와 경량재료의 사용이 필수적이다. 본 연구는 3D 프린팅 적용을 위해 시멘트 모르타르에 EVA 재유화형 분말수지를 사용하였다. 경량재료 혼입 폴리머 시멘트 모르타르의 난연특성을 평가하기 위해 골재로는 규사8호와 경량재료로 경량골재, 중공글라스를 사용하여 난연 및 불연성능을 평가하였다. 연구결과, 규사8호 및 경량골재를 사용한 시험체가 충분한 난연 및 불연성능을 보였다. EVA 재유화형 분말수지를 혼입할 경우 5% 이하로 적용하여 사용하는 것이 유리하다.

간호대학생을 위한 정맥주사용 가상학습 시뮬레이터와 마네킨 팔 모형을 병합한 정맥주사 실습교육의 효과 (Educational Effects of a Virtual IV Simulator and a Mannequin Arm Model Combined Training in Teaching Intravenous Cannulation for Nursing Students)

  • 김윤지;김진선
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권12호
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    • pp.131-141
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    • 2020
  • 본 연구는 정맥주사용 가상학습 시뮬레이터와 마네킨 팔 모형을 병합한 정맥주사 실습교육이 간호대학생의 지식, 수행자신감, 간호수행능력에 미치는 효과를 확인하기 위한 연구이다. 본 연구설계는 비동등성 대조군 사전 사후 유사실험설계를 사용하였다. 연구의 참여자는 일 대학 기본간호학을 수강하는 2학년 간호대학생으로 총 93명이 모집되었으며 참여자는 병합교육군 46명, 마네킨군 47명으로 두 그룹으로 나누어 진행하였다. 자료수집기간은 2019년 3월 18일부터 3월 29일까지였다. 동일한 기간동안 실험군은 정맥주사용 가상학습 시뮬레이터와 마네킨 팔 모형을 이용한 병합교육을 각 기자재 별로 15분씩, 총 30분간 실시하였으며 대조군은 마네킨 팔 모형만을 이용한 교육을 총 30분간 실시하였다. 실험 중재 후, 실험군과 대조군의 지식점수는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았고(F=2.52, p=.116), 수행자신감(t=2.14, p=.035)과 간호수행능력(t=5.34, p<.001)은 병합교육을 받은 실험군이 마네킨 팔 모형만을 이용하여 교육을 받은 대조군보다 통계적으로 유의하게 높았다. 이상의 연구결과를 통해 본 연구에서는 정맥주사용 가상학습 시뮬레이터와 마네킨 팔 모형을 병합한 실습교육이 간호학생의 수행자신감과 간호수행능력을 향상시킨다는 실증적인 근거를 제시하였다는 것을 알 수 있었다.

타일 떠붙임 시멘트 모르타르의 배합비 변화에 따른 품질 특성 및 시공성에 대한 관능 평가 (Sensory Evaluation of Quality and Constructability of Cement Mortar for Tile Direct Setting Method Depending on Mix Proportions)

  • 황인성;기태경;한동엽;노상균
    • 한국건축시공학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.11-19
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    • 2021
  • 본 연구는 타일 떠붙임 시멘트 모르타르의 시멘트 : 잔골재의 혼합 비율인 모르타르 배합비에 따른 품질 특성 및 시공성에 대한 관능 평가를 실시한 것이다. 즉, 타일 시공 후 타일 탈락 하자와 관련한 타일 부착량 및 바탕 부착 하중 시험을 통해 타일 떠붙임 시공 시 콘크리트 바탕면과 타일면의 부착 성상이 서로 다른 것을 알 수 있었다. 또한, 시공성에 관한 관능 평가 결과 타일 떠붙임 모르타르의 시멘트에 대한 잔골재의 질량 비율인 S/C 6 이상은 도기질 타일과의 초기 부착성은 우수하나, 마감 조정성이 불량하고, 바탕면에서 처짐 발생 우려가 있다. 반면, S/C 4 이하는 마감 조정성은 좋으나, 초기 부착성이 저하하고, 바탕면에서 점성에 의한 처짐 등으로 시공성이 저하하며, 부착강도가 저하하여 타일과 모르타르의 계면 탈락 우려가 있는 것으로 평가되었다. 따라서 도기질 타일용 타일 떠붙임 모르타르의 우수한 품질 및 시공성을 확보하기 위해서는 S/C 5 전후가 가장 적정한 혼합 비율로 평가되었다.

공학규모 벤토나이트-모래 완충재 블록의 성형특성 및 열전도도 평가 (Evaluation for the Manufacturing Characteristics and Thermal Conductivity of Engineering Scale Bentonite-Sand Buffer Blocks)

  • 이득환;윤석;김진섭;이기준;김지원;김민준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제38권12호
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    • pp.113-123
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    • 2022
  • 본 연구에서는 공학규모 벤토나이트-모래 완충재 블록의 성형특성을 분석하기 위해 플롯팅 다이(floating die) 방식의 프레스 압력에 따른 소요 밀도 관계 및 완충재 내 밀도분포 편차에 대한 균질도를 평가하였다. 또한 벤토나이트-모래 완충재의 열전도도 성능향상 수준을 분석하기 위해 최적함수비 조건에서 열전도도를 측정하고, 순수 벤토나이트 완충재의 열전도도와 비교하였다. 연구 결과 프레스 압력이 400kg/cm2 이상의 조건에서 건조밀도 표준편차가 0.011로 감소하고 균질한 밀도분포를 나타내는 것으로 확인되었다. 열전도도 측정 결과 프레스 압력이 400, 600kg/cm2일 때의 최적함수비 조건에서 각각 1.345, 1.261W/(m·K)으로 측정되었으며, 이는 순수 벤토나이트 완충재와 비교했을 때 각각 16.1, 11.0% 상승한 것으로 분석되었다. 본 연구 결과를 기반으로 공학규모의 균질한 벤토나이트-모래 완충재 블록 제작을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

주행차량의 수평하중을 고려한 층 경계면의 인장변형률 영향계수 개발 (Estimation of Tensile Strain Effect Factor of Layer Interface Considering Lateral Loads of Moving Vehicle)

  • 서주원;최준성;김수일
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권6D호
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    • pp.951-960
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    • 2006
  • 본 연구에서는 실제 주행차량의 수평하중이 다양한 층 경계면 마찰계수 상태의 포장구조체에 미치는 영향을 고찰하기 위해 수평하중을 고려한 포장구조해석 모델링을 구축하였다. 기존 해석프로그램의 경계층 평가분석을 고찰하기 위하여 기존 다층탄성해석프로그램인 KENLAYER와 구축된 모델링을 이용한 상용 유한요소해석프로그램 ABAQUS 로부터 연직하중과 수평하중이 작용하는 경우 및 하중조합의 경우 포장체 거동을 비교분석하였다. 또한 각각의 하중상태하에서 경계층 상태에 따른 포장구조체의 공용성을 평가한 후, 연직하중과 수평하중이 동시에 가해지는 포장구조체의 경계면 상태에 따른 영향계수의 데이터베이스를 구축하였다. 기존의 주행차량의 연직하중만을 고려한 경우와 실제 주행차량의 수평하중과 연직 하중을 고려한 경우 포장구조체에 미치는 영향을 분석한 결과, 수평하중의 작용으로 인해 공용수명이 약 1/300로 감소하므로, 포장구조해석시 주행차량의 수평하중을 고려한 층 경계면 영향계수 개발이 필요함을 알 수 있었다. 또한 국내 고속도로의 대표단면을 이용하여 수치해석을 실시한 결과, 아스팔트층의 두께가 얇을수록, 또한 아스팔트층의 탄성계수가 작을수록 경계면 상태에 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 포장구조해석시 주행차량의 수평하중을 고려하기 위하여 포장구조체 공용수명에 영향을 미치는 아스팔트층의 두께, 탄성계수, 그리고 경계면 조건으로부터 아스팔트층 하부의 인장변형률을 결정하는 인장변형률 예측식을 제안하였고, 공용중인 포장구조체의 두께와 탄성계수를 이용하여 인장변형률 예측식을 해석적으로 검증하였다. 또한 제안된 예측식을 이용하여 아스팔트층과 보조기층 사이의 접합여부에 따른 인장변형률 영향계수를 개발하였다.

2계층 Frobenius norm 유한 임펄스 응답 필터 기반 디지털 위상 고정 루프 설계 (Design of Digital Phase-locked Loop based on Two-layer Frobenius norm Finite Impulse Response Filter )

  • 김신;신성;유성현;최현덕
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.31-38
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    • 2024
  • 디지털 위상 고정 루프는 디지털 위상 검출기, 디지털 루프 필터, 디지털 제어 발진기, 분배기 등으로 이루어진 일반적인 회로로 전기 및 회로 분야 등 다양한 분야에서 널리 사용된다. 디지털 위상 고정 루프의 성능 향상을 위해 다양한 수학적인 알고리즘 등을 활용한 상태 추정기가 사용된다. 전통적인 상태 추정기로는 무한 임펄스 응답 상태 추정기의 칼만 필터를 활용해왔으며, 무한 임펄스 응답 상태 추정기 기반 디지털 위상 고정 루프는 초기값의 부정확성, 모델 오차, 다양한 외란 등의 예상치 못한 상황에서 급격한 성능 저하가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 새로운 디지털 위상 고정 루프를 설계하기 위해 2계층 Frobenius norm 기반 유한 임펄스 상태 추정기를 제안한다. 제안한 상태 추정기는 첫 번째 층의 추정 상태를 이용하여 두 번째 층에서 상태 추정을 하는데, 이때 첫 번째 층의 추정 상태와 누적된 측정값과 결합하여 설계하였다. 새로운 유한 임펄스 응답 상태 추정기 기반 디지털 위상 동기 루프의 강인한 성능을 검증하기 위해 잡음 공분산 정보가 부정확한 상황에서 무한 임펄스 응답 상태 추정기와 비교하여 시뮬레이션을 수행하였다.

공기조화, 냉동 분야의 최근 연구 동향 -2004년 및 2005년 학회지 논문에 대한 종합적 고찰- (Recent Progress in Air Conditioning and Refrigeration Research - A Review of Papers Published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering in 2004 and 2005 -)

  • 최영돈;강용태;김내현;김만회;박경근;박병윤;박진철;홍희기
    • 설비공학논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.94-131
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    • 2007
  • A review on the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigerating Engineering in 2004 and 2005 has been done. Focus has been put on current status of research in the aspect of heating, cooling, air-conditioning, ventilation, sanitation and building environment. The conclusions are as follows. (1) Most of fundamental studies on fluid flow were related with heat transportation of facilities. Drop formation and rivulet flow on solid surfaces were interesting topics related with condensation augmentation. Research on micro environment considering flow, heat, humidity was also interesting for comfortable living environment. It can be extended considering biological aspects. Development of fans and blowers of high performance and low noise were continuing topics. Well developed CFD and flow visualization(PIV, PTV and LDV methods) technologies were widely applied for developing facilities and their systems. (2) The research trends of the previous two yews are surveyed as groups of natural convection, forced convection, electronic cooling, heat transfer enhancement, frosting and defrosting, thermal properties, etc. New research topics introduced include natural convection heat transfer enhancement using nanofluid, supercritical cooling performance or oil miscibility of $CO_2$, enthalpy heat exchanger for heat recovery, heat transfer enhancement in a plate heat exchanger using fluid resonance. (3) The literature for the last two years($2004{\sim}2005$) is reviewed in the areas of heat pump, ice and water storage, cycle analysis and reused energy including geothermal, solar and unused energy). The research on cycle analysis and experiments for $CO_2$ was extensively carried out to replace the Ozone depleting and global warming refrigerants such as HFC and HCFC refrigerants. From the year of 2005, the Gas Engine Heat Pump(GHP) has been paid attention from the viewpoint of the gas cooling application. The heat pipe was focused on the performance improvement by the parametric analysis and the heat recovery applications. The storage systems were studied on the performance enhancement of the storage tank and cost analysis for heating and cooling applications. In the area of unused energy, the hybrid systems were extensively introduced and the life cycle cost analysis(LCCA) for the unused energy systems was also intensively carried out. (4) Recent studies of various refrigeration and air-conditioning systems have focused on the system performance and efficiency enhancement. Heat transfer characteristics during evaporation and condensation are investigated for several tube shapes and of alternative refrigerants including carbon dioxide. Efficiency of various compressors and expansion devices are also dealt with for better modeling and, in particular, performance improvement. Thermoelectric module and cooling systems are analyzed theoretically and experimentally. (5) According to the review of recent studies on ventilation systems, an appropriate ventilation systems including machenical and natural are required to satisfied the level of IAQ. Also, an recent studies on air-conditioning and absorption refrigeration systems, it has mainly focused on distribution and dehumidification of indoor air to improve the performance were carried out. (6) Based on a review of recent studies on indoor environment and building service systems, it is noticed that research issues have mainly focused on optimal thermal comfort, improvement of indoor air Quality and many innovative systems such as air-barrier type perimeter-less system with UFAC, radiant floor heating and cooling system and etc. New approaches are highlighted for improving indoor environmental condition as well as minimizing energy consumption, various activities of building control and operation strategy and energy performance analysis for economic evaluation.