추진기관 배기 플룸의 적외선 복사(Infrared radiation :IR) 신호는 항공기 생존성에 영향을 미치는 주요 요인이다. 항공기의 생존성 향상을 위해 IR 감소 설계 기술이 적용된 추진기관의 정확한 IR 신호 예측이 필요하다. 본 연구는 유동 및 열전달 해석 코드를 이용하여 노즐 내부, 외부 자유류, 플룸 영역의 열유동장을 수치 해석하였다. 비회색가스의 특성을 효율적으로 해석하는 좁은밴드 기반의 재조합 회색가스가중합법을 적용하여 항공기 플룸에서 방사되는 파장별 IR 신호를 계산하였다. 개발된 프로그램의 정확성과 신뢰성을 확보하고자 1차원 모델에 대한 검증을 거친 후 항공기 추진기관의 열유동장 및 파장별 IR 신호 해석을 수행하였다. 해석을 통하여 상대적으로 플룸 내부에서 IR 복사강도가 높은 것을 확인하였고 온도, 분압, 화학종에 따라 다른 파장별 IR 신호 특성을 파악하였다. 노즐 출구 부근에서는 노즐 벽면의 고체 방사로 인하여 파장별 IR 복사강도가 연속적으로 나타났다.
최근 비개착공법으로 지하차도 시공 시 강관을 지반에 압입한 후 강관자체를 철근과 모르타르로 보강하는 다양한 일체형 파이프루프 공법이 적용되고 있다. 이러한 일체형 파이프루프 공법은 상재하중에 대해 지보강성 효과를 발휘하여 콘크리트 지하차도 구조물에 작용하는 응력을 한층 감소시킬 것으로 예상된다. 또한 아칭효과에 의해 주변지반의 연직방향 및 수평방향의 토압이 변화하게 된다. 본 연구에서는 일체형 파이프루프 시공에 따른 주변지반의 토압 분포 특성을 분석하고, 일체형 파이프루프 내측에 시공되는 콘크리트에 작용하는 토압을 분석하기 위하여 유한차분 수치해석을 통해 파이프루프의 체결 특성을 모델링하고 응력 및 변위거동을 분석하였다. 지반과 구조물의 경계에 인터페이스 요소를 도입하여 지반구조물의 상호작용을 분석하였다. 분석 결과, 본체 콘크리트 구조물에 작용하는 연직토압은 파이프루프의 강성과 아칭 작용에 의해 원상태의 연직토압보다 큰 폭으로 감소하여 작용하는 것을 확인하였다. 지하차도 구조물의 단면 설계 시 설계하중에 대해 이러한 아칭작용에 의한 연직토압의 감소를 고려한다면 경제성을 보다 확보할 수 있을 것으로 판단된다.
The physical and chemical properties of prestellar cores, especially massive ones, are still far from being well understood due to the lack of a large sample. The low dust temperature (< 14 K) of Planck cold clumps makes them promising candidates for prestellar objects or for sources at the very initial stages of protostellar collapse. We have been conducting a series of observations toward Planck cold clumps (PCCs) with ground-based radio telescopes. In general, when compared with other star forming samples (e.g. infrared dark clouds), PCCs are more quiescent, suggesting that most of them may be in the earliest phase of star formation. However, some PCCs are associated with protostars and molecular outflows, indicating that not all PCCs are in a prestellar phase. We have identified hundreds of starless dense clumps from a mapping survey with the Purple Mountain Observatory (PMO) 13.7-m telescope. Follow-up observations suggest that these dense clumps are ideal targets to search for prestellar objects.
소형무인기의 틸팅방식 추진장치로 소형덕티드팬을 적용하였을 때 나타나는 공력특성을 분석하기 위해 직경 104mm 전기추진 덕티드팬의 공력특성을 풍동시험을 통해 살펴보았다. 소형무인기 운영조건에서 나타나는 현상을 살펴보기 위해 OPPAV 축소시제기의 제자리비행, 전진비행 및 천이비행 조건을 시험조건으로 채택하였으며, 6분력 발란스를 사용하여 덕티드팬의 추력 및 측력, 토크를 측정하였다. 비행체 주날개 및 꼬리날개에 영향을 미칠 수 있는 팬 후류를 파악하기 위해 5공 프로브를 사용하여 덕트 후방 250mm 단면의 3차원 속도벡터를 측정하였다. 제자리비행 및 전진비행 조건에서 덕티드팬의 추력 및 토크 특성을 파악하였으며, OPPAV 축소시제기에 적용하기 위한 조건을 도출하였다. 천이비행 조건에서 틸트각 40° 이하에서는 각도가 변하여도 추력이 유지되는 특성을 보이고 있으며 그 이후 각에서는 점차 증가하는 경향이 나타났다. 측력은 틸트각 75°까지 지속적으로 증가하는 경향이 나타났다. 제자리비행 및 전진비행 조건에서 60m/s 수준의 축방향 속도성분과 12m/s 수준의 원주방향 속도성분이 측정되었다. 틸트각이 증가함에 따라 축방향 속도 최대값 위치가 회전중심선을 벗어나는 경향이 나타나고 있으며, 단면 와류 중심도 유사한 위치로 이동하는 경향이 나타나고 있다.
The adhesion interface formation between copper and poly(ethylene terephthalate)(PET), poly(methyl methacrylate)(PMMA) and Polyimide films was treated using Ion assisted reaction system to sequential sputter deposition by High-Frequency ion source. The ion beam modification system used a new type of low power HF ion thruster for space application as new low thruster electric propulsion system. Low power HF ion thruster with diameter 100mm gives the opportunity to obtain beams of Ar+ with currents 20~150 mA (current density 0.5~3.5 mA/cm2) and energy 200~2500eV at HF power level 10~150 W. Using Ar as a working gas it is possible to obtain thrust within 3~8 mN. Contact angles for untreated films were over 95$^{\circ}$ and 80 for Pet, 10o for PMMA and 12o for PI samples as a condition of ion assisted reaction at the ion dose of 10$\times$1016 ions/cm2, the ion beam potential of 1.2 keV and 4 ml/min for environmental gas flow rate. 900o peel tests yielded values of 15 to 35 for PET, 18 to 40 and 12 to 36 g/min. respectively. High resolution X-ray photoelectron spectrocopy is the Cls region for Cu metal on these polymer substrates showed increases in C=O-O groups for polymide, whereas PET and PMMA treated samples showed only C=O groups with increase the ion dose. Finally, unstable polymer surface can be changed from hydrophobic to hydrophilic formation such as C-O and C=O that were confirmed by the XPS analysis, conclusionally, the ion assisted reaction is very effective tools to attach reactive ion species to form functional groups on C-C bond chains of PET, PMMA and PI.
소형 무인항공기의 동력장치로 연료전지 시스템을 적용하기 위해 화학수소화합물 수소 저장방법을 이용한 소형 수소 발생 제어장치를 설계하였다. 효율이 높은 소형/경량 수소 발생 제어장치를 설계하기 위하여 $NaBH_4$ 수용액 공급 유량에 따른 Co-B 촉매의 수소 전환율을 확인하였고, 100W 스택의 최대 수소 발생량에 적합한 Co-B 촉매양을 제안하였다. 효율적인 연료 소모를 위해 Dead-end 방식의 스택을 선택하였고, 수소 발생 제어장치 내부 압력을 이용한 펌프 on/off 제어로 수소 생성량을 제어하였다. 소형 수소 발생 제어장치를 이용한 연료전지 시스템의 각 작동구간에서 안정된 운전을 확인하였다. 장시간 운전 실험을 통하여 최대 7시간 운전이 가능하며, 임의의 비행 프로화일에 요구되는 추력 프로화일은 최소 4시간 이상 조정 가능함을 확인하였다.
이 연구에서는 2009 개정 교육과정에 따른 12종의 중학교 '기술 가정'교과서 '에너지와 수송기술' 단원에 제시된 14개의 수송기술 문제해결 활동의 주제를 분석하고 현재 교과서에 제시되어있는 수송기술 문제해결 활동의 문제점과 개선 방안 및 발전 방안을 살펴보았다. 문헌고찰을 통해 Jackson's Mill 교육과정, STL, 2009 개정 실과(기술 가정) 교육과정과 DeVore, Komacek가 공통으로 제시한 수송기술의 환경과 체제를 이용하여 분석준거를 개발하고 문제해결 활동의 주제를 분석하였다. 그 결과 첫째, 분석준거에 나타난 20개의 수송기술 주제 중 교과서에 제시되어 있는 문제해결 활동의 주제는 8개였다. 둘째, 환경에 따라서는 육상수송 관련 주제가 13개, 항공수송 관련 주제가 2개, 해상수송 관련 주제가 1개의 체험활동에서 나타났으며, 우주수송 관련 주제를 다룬 활동은 찾아보기 힘들었다. 셋째, 체제에 따라서는 구조를 다룬 활동은 13개, 추진장치, 현가장치를 다룬 활동 12개, 제어장치를 다룬 활동이 5개, 안내장치를 다룬 활동이 1개로 나타났다. 넷째, 수송기술 문제해결활동 주제 분석 결과를 토대로 문제해결 활동을 범주화 하면 4종류의 문제해결 활동으로 분류할 수 있었다.
본 연구에서는 2013년부터 시행되는 '농촌마을 리모델링 시범사업'의 체계적 수행을 위한 추진체계와 세부내용을 제시하는데 목적이 있다. 농촌마을 리모델링 관련 연구는 현재까지 리모델링의 목적이나 기능에 따른 다양한 개념 연구와 농촌주택, 마을쉼터, 공공시설 등과 같은 개별시설에 대한 규모와 배치기준 등에 대한 분야에 한정되어 있어 종합적으로 농촌공간을 리모델링하는 계획 수립과 이를 현장에서 적용할 수 있도록 기준을 제시하는 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서 농촌마을 리모델링 추진체계로 첫째, 지역주민의 참여를 유도하는 사업의 준비단계, 즉 주민이 주체가 되어 자발적으로 마을정비 방향 설정, 시설물형태, 위치배치 등 사업내용에 대한 토론이나 포럼을 거쳐 마을계획서 작성을 하는 것, 둘째, 지자체에서 선정된 사업내용, 규모, 시기, 예산내역 및 예상성과 등을 검토하여 사업시행계획을 수립하는 것, 셋째, 관련전문가들에 의해 공간 및 시설계획과 법제도 검토를 통해 농촌마을 리모델링 계획을 수립하는 것 등을 제안하였다. 현재 농촌마을 리모델링은 개별적 사업을 추진하는 방식에서 마을공간에 대한 종합적 계획 방식으로 변하고 있어 이를 위한 주민, 지자체, 전문가의 역할을 정의하여 리모델링 사업이 효율적으로 진행될 수 있는 추진 체계를 제안하였다. 본 연구에서는 리모델링사업에 관련한 내용에 국한되어 수행되었으나 향후에는 농촌마을 리모델링의 대상별 세부기준과 리모델링 결과에 대한 모니터링 연구가 필요한 것으로 사료된다.
액체 로켓 엔진의 작동 신뢰성 확보를 위하여 높은 효율과 점화 성능을 가진 점화기가 필수적이다. 본 연구에서는 450 N급 메탄-산소 액체 로켓 엔진에 사용할 수 있는 스파크 토치 방식의 점화기를 개발하였으며, 이를 위해 수치해석, 제작 및 검증을 수행하였다. 구체적으로, 점화 성능 확보를 위해 점화기 출구에서의 엔탈피를 최대화하도록 질량 유량, 노즐 면적비, 연료-산화제 혼합비 및 세장비를 설계변수로 설정하고 파라메트릭 해석을 수행하였으며, 3차원 반응 유동 수치해석을 통해 출구 열량을 산출하였다. 나아가, 도출된 설계를 바탕으로 점화기를 제작하여 연소 실험을 수행하였으며, 안전을 고려하여 설정한 최대 압력 이내에서 수치해석 결과에 부합하는 점화 성능 확보가 가능한 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 설계 및 제작한 점화기는 차후 소형 우주발사체 상단 엔진 등 실제 추진 시스템 구성에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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