• Title/Summary/Keyword: Kinetic Design

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코일건 발사 시스템의 발사속도 향상을 위한 최적설계 (Optimal Design to Improve Launch Velocity of Coilgun Launching System)

  • 박창형;김진호
    • 한국기계가공학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.131-136
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    • 2018
  • Research on space development and satellites is being actively pursued. An interesting field is the study of reliable low-cost space launch vehicles. Since chemical fuel-based launching systems are expensive and take a lot of time and cost to maintain, the EML system, which is an electromagnetic force launching apparatus, is attracting attention. The EML system converts electrical energy stored in a capacitor into magnetic energy, and converts magnetic energy into mechanical kinetic energy, thereby accelerating the projectile. Although studies are actively conducted in the field, it is difficult to solve the equation because the impedance and speedance change with time and the nonlinearity is strong. Many researchers have solved this equation in a variety of methods. In this paper, the velocity analysis of the projectile was carried out by FEM (finite element method) using the commercial electromagnetic analysis program MAXWELL.

하수처리장의 고도처리 upgrading 설계와 공정 최적화를 위한 다변량 통계분석 (Design of a Wastewater Treatment Plant Upgrading to Advanced Nutrient Removal Treatment Using Modeling Methodology and Multivariate Statistical Analysis for Process Optimization)

  • 김민정;김민한;김용수;유창규
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제48권5호
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    • pp.589-597
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    • 2010
  • 하수처리 시스템에서의 생물학적 영양염류 기준이 강화됨에 따라, 표준활성슬러지공법으로 운전 중인 하수처리장의 고도처리 공법으로의 개보수 필요성이 증가하고 있다. 그러나 실제 하수처리 시스템에서의 다양한 유입조건 및 운전조건의 복잡한 반응 구성으로 인해 실험을 통하여 개보수된 고도처리공법의 최적조건을 찾는 것은 쉽지 않은 일이며, 이는 많은 시간과 비용을 소모하여 비효율적이다. 따라서 본 연구에서는 활성슬러지공정모델(ASMs)을 기반으로 한 하수처리장의 모델링 및 시뮬레이션 기법을 통하여 하수처리장의 고도처리공법으로의 upgrading 설계를 수행하며, 이를 통계적이며 체계적으로 접근하기 위해 반응표면분석법(Response surface method)을 통한 고도처리공법의 설계 최적화를 수행하였다. 또한 실규모 하수처리장에서의 운전 최적화를 위해서는 하수처리의 동력학적 매개변수에 대한 정확한 분석이 수행되어야 한다. 본 연구에서는 다변량 통계분석 기법인 부분최소승자법(PLS)을 통하여 하수처리 시스템의 동력학적 매개변수 간의 상관관계를 파악하며, 고도처리공법 하수처리장의 운전 결과에 가장 큰 영향을 미치는 매개변수를 도출하였다. 본 연구를 통해 하수처리장의 고도처리공법 upgrading 설계 및 운전 최적화를 위한 방법론을 제시하였으며, 이를 통하여 설계시간 및 경비 절감 등 고도처리공법으로의 고효율적인 개보수가 가능할 것으로 예상된다.

입자법 기반 항공기용 연료셀 그룹 피탄 수치모사 (Numerical Simulation based on SPH of Bullet Impact for Fuel Cell Group of Rotorcraft)

  • 김현기;김성찬
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권2호
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    • pp.71-78
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    • 2014
  • 회전익 항공기 중 군에서 운용하는 기동헬기는 전장상황에서 운용되기 때문에 연료셀 피탄 상황에 직면할 가능성이 높다. 연료셀 피탄에 따른 내부압력 증가로 내부폭발이나 화재가 발생할 수 있으며, 이는 승무원의 생존 가능성에 치명적인 영향을 주게 된다. 따라서, 승무원의 생존성을 극대화하기 위해서는 연료셀이 직면 가능한 극한 상황을 예측하여 설계에 반영해야 한다. 항공기 연료셀 설계시 고려해야 하는 데이타는 피탄에 의한 연료셀 내부압력, 수압램 영향에 의한 연료셀 자체 및 금속피팅부 응력, 탄환의 운동에너지 등이 포함될 수 있다. 이러한 설계 데이터 확보를 위해서는 실물 시험을 수행하는 것이 가장 바람직하지만, 시간과 비용의 부담과 더불어 시험실패와 같은 시행착오 위험성으로 많은 제약이 따른다. 따라서, 사전에 다양한 설계 데이터 예측과 시행착오의 최소화를 위해서는 피탄 상황에 대한 수치해석이 필요하다. 본 연구에서는 입자법을 사용하여 연료셀 피탄 조건에 대한 유체-구조 연성 수치해석을 수행하였다. 수치해석은 전용 충돌해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하였고, 결과로 얻어진 탄의 거동과 에너지, 연료셀 내부압력과 등가응력의 평가를 통해 연료셀 설계와 관련한 데이터 확보 가능성을 타진하였다.

Vibration reduction design of the Hangzhou Bay cable-stayed bridges

  • Liu, Weiqing;Xu, Xiuli;Wang, Rengui;Wang, Zijun;Wu, Xiaolan
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제24권3호
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    • pp.339-354
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    • 2006
  • Hangzhou Bay Bridge spans the Hangzhou Bay and is located at Zhejiang province in the southeast seacoast of China. The total length of the bridge is 36 km. The bridge is composed of bridge approaches made up of multi-span prestressed concrete box girders and two cable-stayed bridges over the north and south navigable spans respectively. The seismic response analysis of the bridge model shows that if the navigable spans are designed as the routine earthquake-resistance system, the displacements and internal forces in pylons, piers and deckes are too large to satisfy the anti-seismic requirement of the structure. Therefore, the seismic reduction design was carried out by using viscous dampers to dissipate the kinetic energy of the structure both longitudinally and transversely. Using the vibration reduction system and aiming at the reasonable optimal goal, the purpose to reduce the seismic responses in south and north navigable spans has been achieved.

Electrocatalysis of Selective Chlorine Evolution Reaction: Fundamental Understanding and Catalyst Design

  • Taejung Lim;Jinjong Kim;Sang Hoon Joo
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제14권2호
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    • pp.105-119
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    • 2023
  • The electrochemical chlorine evolution reaction (CER) is an important electrochemical reaction and has been widely used in chlor-alkali electrolysis, on-site generation of ClO-, and Cl2-mediated electrosynthesis. Although precious metal-based mixed metal oxides (MMOs) have been used as CER catalysts for more than half a century, they intrinsically suffer from a selectivity problem between the CER and parasitic oxygen evolution reaction (OER). Hence, the design of selective CER electrocatalysts is critically important. In this review, we provide an overview of the fundamental issues related to the electrocatalysis of the CER and design strategies for selective CER electrocatalysts. We present experimental and theoretical methods for assessing the active sites of MMO catalysts and the origin of the scaling relationship between the CER and the OER. We discuss kinetic analysis methods to understand the kinetics and mechanisms of CER. Next, we summarize the design strategies for new CER electrocatalysts that can enhance the reactivity of MMO-based catalysts and overcome their scaling relationship, which include the doping of MMO catalysts with foreign metals and the development of non-precious metal-based catalysts and atomically dispersed metal catalysts.

Study as to Formative Characteristics of High Tech Furniture Design -Laying Stress on Correlation between Technology Art and Furniture Design-

  • Kim, Kyoung-Soo
    • 한국가구학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.439-446
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    • 2008
  • High Tech Design manner is a design concept that had been constantly discussed in constitution process of the West art history and modem ideology and had been experimented in industry, having started from futurism and structuralism in the early 20th century through Kinetic Art & Technology Art and up to now. High Tech Design had a great influence also on Post Modernism and more important is that this manner of design will be existing continually in the future too. From the modem times when machine civilization started, the artist and designers expressed a utopia will showing the future world with help of High Tech Design and modem people are realizing technology images as a utopia, in the space and material presented by this high tech design. And this utopia imply the images of dynamic power, speed making a voyage in universe, dream of future, hope, mass production, earth's environment, wealth etc. High Tech furniture was lightly designed by using thin steel wire, structure stressing the metallic characteristic and tempered glass, and it was used for presenting a convenient interior space visually, and with that it can make a unified sense in High Tech interior space, and a contrary effect compared with minimal space. High Tech Design equipped with glass and metal materials looking inappropriate for our interior space due to their sharp and cold image has been regularly used as living furniture, not only decoration function, and then there must be reasons for that. This study intends to research how High Tech Design has been changed and developed in the design history & West art history from the early 20th century, and to present it's value of development as data orienting, namely a direction for the industry of the next-generation and furniture design.

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타이포그래피의 체계적 이론을 활용한 그래픽디자인의 실무적 발전 방안 (Practical Study for Developing Graphic Design Adopting Systematic Theories of Typography)

  • 이기복;홍영일
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제10권11호
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    • pp.80-91
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    • 2010
  • 현대 사회의 디자인 영역에 있어 타이포그래피는 정보전달과 심미적 기능을 제공하는 차원에서 대단히 중요하며, 특히 오디언스(audience)로 하여금 보다 쉽고 빠르게 이해할 수 있는 가독성 향상에 초점을 맞추고 있다. 그러나 타이포그래피에 관한 선행연구를 분석해 보면 키네틱 타이포그래피(Kinetic Typography)를 중심으로 한 트렌드, 타이포그래피의 해체와 영역 확장, 그리고 조형 예술적 관점에서 분석한 타이포그래피 등으로서 실무차원에서 절실히 요구되는 표현 전략과 타이포그래피의 이론에 근거한 연구는 부족하다. 따라서 본 연구는 타이포그래피의 체계적 이론을 활용하여 그래픽디자인의 효용성 증대를 위한 가이드라인을 제시하고자 하였다. 본 연구를 위해 그래픽디자인 영역에서 세계적으로 인정받고 있는 Creative 38 Annual Awards 등, 2008년과 2009년에 게재된 최근의 작품을 중심으로 타이포그래피의 이론과 접목되는 작품을 연구사례로 선정하여 제시하였다. 또한 타이포그래피를 활용한 그래픽디자인의 표현 전략을 높이기 위한 효용성 증대 방안을 제안하여, 디자이너가 여러 가지 작업을 실행하는데 있어 실질적인 도움을 주고자 하였다. 본 연구는 실무차원에서 그래픽 디자이너들에게 타이포그래피에 관한 체계적 활용 방법을 통하여, 오디언스에게 시각적 감동을 줄 수 있는 창의적인 디자인 발전에 기여할 것으로 기대된다.

무산소 활성오니공정을 이용한 판지공장 폐수처리의 동력학적 해석 및 설계분석 (Bio-kinetic and Design Analysis for Box-mill Wastewater Treatment Using Anoxic Activated Sludge Process)

  • 조용덕;이상화;김영일
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권10호
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    • pp.1090-1097
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    • 2006
  • 판지공장 인쇄폐수에 무산소 활성오니공정을 적용한 결과 $TCOD_{Mn}=90{\sim}94%$, $Color=58{\sim}81%$의 높은 제거효율을 얻었다. 산업현장 판지공장 폐수에 대한 무산소 활성오니공정의 설계분석을 위하여 Monod식에 의한 동력학적계수를 추정한 결과 $K_{max}$(최대 기질제거속도)=0.52 $day^{-1}$, $K_s$(반포화 기질농도)=314 mg/L, $K_d$(내생호흡계수)=0.274 $day^{-1}$, y(미생물의 합성계수)=0.908 mg/mg, ${\mu}_{max}$(최대 비생장속도)=0.472 $day^{-1}$로 산출되었다. 설계분석을 위한 부하인자의 값은 F/M비=$0.043{\sim}0.07$ kg-$TCOD_{Mn}$/kg-SS-day, BOD 용적부하=$0.18{\sim}0.3$ kg-$TCOD_{Mn}/m^3-day$, ${\theta}_x$(미생물 체류시간)=$=6.8{\sim}26.4$ day로 현장 검증되었다. 이러한 부하인자의 값을 미생물의 성장 동력학과 연계시켜 볼 때 F/M비는 ${\theta}_x$에 반비례하고, 단위측면에서 F/M비는 ${\mu}_{max}$와 같아야 하나 F/M비와 ${\mu}_{max}$는 상당한 차이가 있음을 알 수 있었다. 따라서 미생물의 성장 동력학을 이용한 무산소 활성오니공정을 설계하고자 할 때에는 충분한 안전율이 요구되는 것으로 사료되었다.

어린이를 위한 융·복합 디자인 교육 프로그램 개발연구 - 디자인과 로봇공학의 융·복합 체험교육을 중심으로 - (A Study on the Development of Convergence Educational Program for Children - Focus on Convergence hand-on Education between Design and Robot Science -)

  • 한혜련;조혜경;장연화;반자연;이윤희
    • 한국실내디자인학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.222-230
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    • 2013
  • The convergence progress in science technology and ensuing changes in educational environments require another huge change in education programs in the 21st century defined as a knowledge-based information society. But nowadays, prospective college students are increasingly avoiding natural science and engineering. So, educational fields in korea need suitable convergence educational programs (STEAM: science, technology, engineering, arts, mathematics) for creative competent person who is training and experiencing. In addition, environmental design fields are predicting about spread of Kinetic architecture. Therefore the aim of this study is developing convergence hand-on educational program which is incorporate robot science into environmental design for children. The program and teaching materials were developed by mapping between robot science and environmental design process leading the Design Promote Committee in KIID(Korea Institute of Interior Design) supported research teams in Hansung University. And then, For utility of the program, we had a 3 times of demonstration of empirical education. First, graduate students of design and robot major, and small group of children who are selected, at last, 63 children who are applying the program randomly. For more high quality program, we were conducting survey of post-empirical education evaluation for children and their parents. In conclusion, we found out highly satisfaction of the program those two groups. Also they need more organized places, time, task and so on. And the convergence educational program would develop by systematic approach and empirical research. At last, various and series convergence programs and teaching materials would develop creative competency based for regular and irregular courses of whole educational period.

2차원 극초음속 흡입구 형상 최적 설계 (Optimal Design of Two-Dimensional Hypersonic Intake Geometry)

  • 김채형;정인석
    • 한국추진공학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.1-10
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    • 2014
  • 극초음속 흡입구를 직관적이며 체계적으로 설계할 수 있는 최적화된 방법을 제시한다. 마하 7의 이론식으로 계산된 극초음속 흡입구는 점성 조건의 전산수치해석을 수행하여 점성에 대한 오차를 보정한다. 전산수치해석을 통한 성능 비교에서 1단 쐐기에 비해 2단 쐐기를 가지는 흡입구 형상이 성능비교에서 좋은 결과를 보였다. 또한 비설계 조건에서 극초음속 흡입구의 성능은 설계 마하수 성능에 비해 손실이 크지 않았다.