• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제43권1호
• /
• pp.1-13
• /
• 2018

Purpose: The development of compact tractors that can be used in dry fields, greenhouses, and orchards for pest control, weeding, transportation, and harvesting is necessary. The development and performance evaluation of power transmission units are very important when it comes to tractor development. This study evaluates the performance of a driving power transmission unit of a 50 kW multi-purpose narrow tractor. Methods: The performance of the transmission and forward-reverse clutch, which are the main components of the driving power transmission unit of multi-purpose narrow tractors, was evaluated herein. The transmission performance was evaluated in terms of power transmission efficiency, noise, and axle load, while the forward-reverse clutch performance was evaluated in terms of durability. The transmission's power transmission efficiency accounts for the measurement of transmission losses, which occur in the transmission's gear, bearing, and oil seal. The motor's power was input in the transmission's input shaft. The rotational speed and torque were measured in the final output shaft. The noise was measured at each speed level after installing a microphone on the left, right, and upper sides. The axle load test was performed through a continuous equilibrium load test, in which a constant load was continuously applied. The forward-reverse clutch performance was calculated using the engine torque to axle torque ratio with the assembled engine and transmission. Results: The loss of power in the transmission efficiency test of the driving power unit was 6.0-9.7 kW based on all gear steps. This loss of horsepower was equal to 11-18% of the input power (52 kW). The transmission efficiency of the driving power unit was 81.5-89.0%. The noise of the driving power unit was 50-57 dB at 800 rpm, 70-77 dB at 1600 rpm, and 76-83 dB at 2400 rpm. The axle load test verified that the input torque and axle revolutions were constant. The results of the forward-reverse clutch performance test revealed that hydraulic pressure and torque changes were stably maintained when moving forward or backward, and its operation met the hydraulic design standards. Conclusions: When comprehensively examined, these research results were similar to the main driving power transmission systems from USA and Japan in terms of performance. Based on these results, tractor prototypes are expected to be created and supplied to farmhouses after going through sufficient in-situ adaptability tests.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제12권5호
• /
• pp.79-88
• /
• 1996

진공압밀공법은 성토재하압밀공법과는 달리 성토재료가 불필요하며, 급격한 재하에 의한 전단 파괴에 대한 위험이 없다는 공법원리상의 장점을 지니고 있으나, 시공상의 어려움으로 국내외적으로 활발하게 적용되지는 않았다. 그러나 최근들어 진공막 설치기술 및 강력한 진공펌프등의 등장으로 시공기술이 발전되면서 진공압밀공법은 미국, 유럽, 일주등지에서 적극적으로 활용되기 시작했고, 국내에서도 광양, 김해등지의 연약지반에 개량공법으로 적용된바 있다. 일반적으로 진공에 의한 부압을 가상성토하중으로 환산하고 이를 압밀이론에 적용하여 진공압밀시의 지반 거동을 예측하고 있다. 그러나 진공압을 가상성토하중으로 모델링할 경우 진공압밀공법적용시 지반내 전응력변화없이 유효응력만이 증가하는 현상을 적절히 모델링 할 수 없다. 즉 진공압에 대한 가상성토하중 모델링은 지반거동에 중요한 영향을 미치는 응력 경로를 실제와는 달리 고려하게 된다. 진공압 가상성토하중 모델링(model 1)의 적합성을 검토하기 위하여, 김해지역의 하수처리장 부지조성을 위하여 진공압밀공법이 적용된 지반에 대한 예측을 수행하였다. 일반적으로 Model 1은 진공압밀하에서의 지반침하에 대하여서는 합리적으로 예측할 수 있으나 진공부압 을 가상성토하중으로 가정하기 때문에 과잉간극수압의 크기 및 소산양상을 예측하는데는 적용 할 수 없다는 단점이 있다. 본 연구에서는 진공압밀하에서의 실제와 같이 지반의 응력경로를 고려할 수 있도록, 진공에 의한 부압을 지표면 수압의 경계 치로서 모델링(model 2)하는 해석기법을 제안하였다. 현장계측치와 비교결과, Model 2는 압밀 침하량 및 침하시간뿐 아니라 과잉 간극 수압의 크기 및 소산양상 등 진공압밀하에서의 실 지반거동이 매우 유사하게 예측되었다.

• 대한공간정보학회지
• /
• 제4권2호
• /
• pp.55-61
• /
• 1996

본 논문의 목적은 분기형 관로에 대해 선형계획법을 이용하여 최적의 선계를 하는데 있다. 그리고 자료의 획득과 계산결과를 표시하는 측면에서 GIS의 도움을 받아 전체작업을 좀 더 신속하고 용이하게끔 하였다. 개발된 모형은 송수터널이나 정수장 같은 수리부속물의 영향도 고려해 주었으며 특히 송수터널같이 관로와는 다른 체계를 갖는 비용을 목적함수에서 고려해줄 수 있었다. 목적함수는 초기건설비측면뿐 아니라 연간유지비측면의 비용까지도 고려해주어 보다 합리적인 걸과를 제시해주었으며 계산된 수리결과도 보다 실무적으로 제시되었다. 예를 들어 결정변수로 관경대신 관길이를 잡음으로 해서 이산적인 형태의 관경을 고려해줄 수 있었다. 그리고 최적 양정고는 물론이고 양수장의 위치와 갯수까지도 구해 낼 수 있었다. GIS는 수리학적 자료나 비용자료를 자동으로 다루거나 계산된 최적의 결과를 가시화 하는데 이용되었다. 특히 실제하는 관로시스템에 적용되었으며 GIS의 도움으로 보다 경제적인 설계를 학 수 있도록 의사결정과정상에 도움이 되었고 이로써 실무에도 훌륭히 적용될 수 있는 모형이라 생각되었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제23권6호
• /
• pp.493-505
• /
• 2013

본 수치해석논문에서는 절리와 단층대를 포함한 지열저류층에 수리자극을 가할 시 수반되는 유도지진과 단층대의 변형을 개별요소법을 사용하여 모델링하였다. 수채해석기법은 2차원 입자유동코드를 기반으로 하며 수리역학적 상호작용기법과 미소파괴음의 모멘트텐서 역산알고리즘이 결합되었다. 수치해석의 주요결과로는 시공간적으로 변하는 유도지진의 분포와 규모 그리고 단층대의 변형(파괴 및 전단변위)과 주입유체압력의 시공간적 분포와의 상관관계이다. 첫 번째 수치해석으로부터 절리가 분포하는 지열저류층에서의 수리자극에 의한 유도지진의 분포는 주입유체의 점성에 상당한 영향을 받는 것으로 나타났다. 주입유체의 점성이 낮은 경우 (1 cP), 유도지진의 발생범위가 큰 것으로 나타났으며, 주입 후 발생하는 유도지진의 개수와 규모 또한 높게 나타났다. 단층대가 존재하는 지열저류층의 수리자극 모델링의 결과, 주입정의 위치가 단층대와 가까운 경우 작은 주입수 압력분포(<0.1 MPa)로도 단층대의 파괴와 전단변형을 일으킬 수 있는 것으로 나타났다. 본 논문에서 소개한 수치해석기법은 수리자극을 통한 지열저류층 개발 시 유도지진의 분포와 규모를 실제 유체주입작업전에 예측할 수 있게 함으로써 지열에너지개발 분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.283-293
• /
• 2015

고준위폐기물처분장에서 완충재는 공학적방벽의 주요 구성요소 중 하나이다. 본 연구에서는 국 내외의 완충재 요구사항과 성능기준을 분석하고, 우리나라 고준위폐기물처분장에 적합한 완충재 개념 도출을 위한 접근방안을 제시하였다. 완충재의 주요 성능기준 인자항목으로, 수리전도도, 핵종 저지능, 팽윤압, 열전도도, 역학적 특성치(mechanical properties), 유기물함량(organic carbon content), 일라이트화 속도(illitization rate) 등을 고려하였다. 우리나라 고준위폐기물처분장 완충재 물질로서 국산 벤토나이트(Ca-벤토나이트)와 대안재로 MX-80 벤토나이트(Na-벤토나이트)를 제안하였다. 완충재의 기술사양은 Ca-벤토나이트 경우엔 우리나라의 성능기준을, Na-벤토나이트의 경우는 스웨덴의 성능기준을 보수적으로 만족하는 값으로 설정하였다. 완충재의 두께는 전단거동, 핵종 유출, 열전도의 측면에서 평가하여 결정하였으며, 평가결과 완충재의 두께는 0.25 ~ 0.5 m 사이가 적절하였다. 그러나 최종적인 완충재의 두께는 향후 보다 심도 있는 열-수리-역학적 평가와 경제적, 공학적 측면을 고려하여 결정하여야 할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제41권2호
• /
• pp.197-212
• /
• 2008

최근 하천의 흐름해석 분야에서는 수위 및 하상변동 양상과 오염된 지류유입으로 인한 본류에서의 유속분포 양상 및 혼합과정 등의 실제적인 문제를 해결할 수 있는 1, 2차원적 해석이 이루어지고 있으며, 이는 복잡한 하천을 균일화된 모양과 단순화된 방정식으로 일괄 적용함으로써 많은 한계점을 나타내고 있다. 본 연구에서는 서울시 관내 지방 2급 하천인 우이천 시험유역을 대상으로 하천의 물리적인 특성 변화에 따른 흐름해석을 수행하기 위하여 3차원 RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes Equation)를 지배방정식으로 하는 CFD (Computational Fluid Dynamics)모형인 FLOW-3D를 이용하였고, ${\kappa}-{\varepsilon}$, RNG (Renormalized Group) ${\kappa}-{\varepsilon}$, LES (Large Eddy Simulation) 등의 난류모형을 적용하여 각각의 수치모의 결과를 비교 분석 하였다. 또한, 수치 해석을 통한 교량 설치부와 하류 횡단월류형 구조물에서의 난류영향 및 유속분포, 수위 압력분포, 와류특성 등을 분석하였고, 구조물의 철거에 의한 영향을 비교하여 분석하였다. 이는 향후 도시하천의 기능을 상실한 횡단 구조물 철거에 의한 장기적인 하상변동과 토사의 퇴적, 세굴 및 수질악화 등의 영향을 파악해 볼 수 있는 기초자료로 활용될 수 있으리라 사료된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.39-49
• /
• 2022

확장형 강관말뚝은 강관말뚝 내부에 확관장비를 삽입하여 강관을 확관하여 강관의 단면적을 증가시키는 공법으로 기존에 사용되는 마이크로파일과 비교하여 말뚝의 성능을 향상시킬 수 있는 공법이다. 본 연구에서는 실제 현장에서 강관의 확관이 가능한 확관장비를 개발하였다. 일련의 실내시험 및 현장시험을 통해 개발된 확관 장비의 강관 확장 성능을 확인하였다. 확관장치의 강관확관능력과 확관이 가능한 범위를 평가하기 위해 강관 확관장치의 최대압력에 대한 변형량과 확관시간을 측정한 결과, 강관두께가 얇을수록 변형량이 크게 발생하였으며 확관시간은 증가하였다. 두께 4.0mm 강관의 경우 두께 2.9mm 강관과 비교하여 변형량은 약 30% 적게 발생하였으나, 확관시간이 줄어드는 효과(약 40% 감소)를 얻을 수 있었다. 그리고 실제 지중에서 강관의 확관이 가능한지 확인하기 위해 현장 확관시험을 수행하였으며 지중에서 확관 후 확관 상태를 확인한 결과, 본 연구에서 개발한 강관 확관장치는 지중응력 조건에서도 강관 확관 성능을 발휘할 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 확관하기 전 원상태의 강관과 확관 후 강관의 재료성능을 비교하여 확관형 강관말뚝의 역학적 안정성을 검증하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제32권1호
• /
• pp.59-77
• /
• 2022

현재 고준위방사성폐기물 처분을 위한 완충재의 설계 기준 온도는 100 ℃ 미만이기에 완충재의 열 분산 능력이 개선된다면 처분장의 처분 터널과 처분 공의 간격을 줄일 수 있다. 본 연구에서는 완충재의 열-수리-역학 성능 기준을 분석하고자 하였으며, 완충재의 열전도도를 개선할 수 있는 고기능 완충재의 연구 현황에 대해 알아보고자 하였다. 우선, 열전도도는 가능한 높아야 하며 완충재의 열전도도 값은 건조밀도, 함수비, 온도, 광물조성, 벤토나이트 유형에 영향을 받는다. 또한 완충재에 함유된 유기물은 처분용기의 부식 성능에 큰 영향을 미칠 수 있기에 완충재의 유기물 함량은 매우 낮아야 한다. 수리전도도는 근계암반보다 더 낮게 설정해야 하며, 완충재가 제 기능을 하기 위해 팽윤성이 적정해야 한다. 고기능 완충재 개발을 위해 대표적으로 모래, 흑연, 산화 흑연 등의 첨가제를 사용하며 흑연의 경우 모래보다 아주 적은 첨가량으로 열전도도를 크게 향상시킬 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제37권3호
• /
• pp.19-30
• /
• 2021

선행 연구를 통해 우리나라 동해 울릉 분지에 천연가스 자원인 하이드레이트 부존 퇴적층의 존재가 확인되었다. 퇴적층에서 가스를 생산하기 위한 시도는 세계적으로 연구되고 있으며, 생산 메커니즘은 열-수리-역학적 현상이 동시에 발생하는 복합적인 현상이다. 하이드레이트의 생산성 및 안정성 평가는 실험실 규모로 수행되기에는 어려움이 있다. 따라서, 가스 하이드레이트의 생산성 및 퇴적층의 안정성 평가를 위해서는 전산 수치 해석이 필수적으로 수행되어야 한다. 이 연구에서는 여러 가지 가스 하이드레이트 생산 방법 중 감압법을 이용한 생산 시 목표 공저압 및 감압속도에 따른 하이드레이트 퇴적층의 안정성과 가스 생산성에 대한 영향을 전산 모사 해석을 통해 분석하였다. 연구결과 목표 공저압이 낮을수록 생산성은 향상되고 안정성은 악화되는 것을 확인하였고, 감압 속도는 가스 생산성 및 퇴적층의 안정성에 큰 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있었다. 추가적으로 실제 시험 생산 시 발생할 수 있는 사질생산 현상에 대한 대응 전략 수립을 위해 감압 속도 조절에 따른 가스 생산성 및 퇴적층의 안정성 평가 해석을 수행하였다. 해석 결과 낮은 감압 속도에서 높은 감압 속도로 변경 시킬 경우 안정성 확보에 효과가 있음을 확인하였다. 또한, 가스 생산 시 하이드레이트 해리로 인한 퇴적층의 침하가 발생하고 시추 생산정 하부에서는 압력 구배로 인해 지반 융기가 발생하는 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 감압법을 활용한 가스 생산 시 목표 공저압 선정을 위해서는 생산성 및 안정성에 대한 고려가 동시에 수행되어야 하며, 지반 변위로 인해 생산 시추공에 발생하는 응력에 대한 고려도 필수로 수행되어야 한다는 결론을 얻었다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제12권6호
• /
• pp.65-78
• /
• 1996

한반도 중부지역에 위치한 청평양수발전소의 상부저수지는 준공후 16년이 경과한 사력댐으로 매일 수위 상승 및 저하를 경험하므로써, 제체의 거동이 일반 댐과는 달리 여러 가지 지반공학적 관심을 불러 일으키고 있다. 침투류에 대한 안정성을 판단하기 위하여 종래에는 심벽만을 대상으로 하여 저수지의 수위변동을 고수위 및 저수위의 두 경우로 고정시킨 정상상태의 해석을 주로 사용함에 따라 임의의 시간에서의 전체적인 침투현상 규명이 어려웠으나, 본 연구에서는 수위변동을 경계조건에 반영한 2차원 비정상류 유한요소해석을 댐 전체단면을 대상으로 수행하여 정상상태의 해석과 비교하였으며, 수위 변동에 따라 해당시간에서의 동수 경사, 침투력 벡타, 간극수압 등을 정량적으로 규명하였고, 산정된 침투수량을 계측치와 비필하였다. 그 결과 본 댐은 파이핑, 내부 침식 또는 제체 내부로의 투수 등에 대하여 안전하다고 판단된다.