• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.493-500
• /
• 2017

본 논문은 서울도시철도공사 유피스 내 전동차관리 고장데이타(BOM)을 통해 지속적으로 관리된 데이터를 활용하여 노후 철도차량부품의 신뢰성분석을 하고 개선방안을 제시하고자 하였다. 분석대상인 서울도시철도공사 7호선 2차분 보조전원장치(Static Inverter)는 객실 내 각종 서비스장치에 전원을 공급하여 직접적으로 승객 만족도에 영향을 주는 핵심적인 장치이다. 경영정보시스템의 장기간에 걸친 필드데이타를 바탕으로 고장의 패턴을 분석하기 위해 운용환경 스트레스 인자를 고려한 통계 신뢰성분석을 하였다. 보조전원장치(Static Inverter)의 하절기 집중고장현상과 관련하여 고장과 온도 스트레스인자와의 상관성에 대해 통계적 분석을 하였고 IGBT 인버터의 수명분석을 통하여 수리 전 후의 온도 스트레스 인자의 영향을 분석해 보았다. 그리고 전동차 부하량과 외기온도의 두 변수를 고려한 최적운행조건을 분석하여 고장다수 발생조건과의 냉각용량차이가 발생함을 확인할 수 있었고, 이러한 분석을 바탕으로 최적의 운행을 위한 냉각용량차이를 줄일 수 있는 방안을 제시하였다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2007

본 연구에서는 바이오가스의 연소엔진을 이용한 에너지 전환시에 발생되는 $NO_x$와 CO의 배출특성을 분석하고 나아가 배출계수를 산정하고자 하였다. 바이오가스의 주성분인 메탄을 70%로 한 합성가스를 이용하여 실험한 결과 연소엔진의 표준상태에서 $NO_x$와 CO가 각각 4 ppm과 100 ppm의 배출농도를 나타내었고, 이는 1.29g/MMBtu와 30.86 g/MMBtu의 배출계수 값을 산정할 수 있었다. 바이오가스의 주성분인 메탄을 60%로 한 약간의 과잉공기의 상태에서는 $NO_x$와 CO가 각각 2 ppm과 200 ppm의 배출농도를 나타내었고, 이는 정격 조건에 비해 투입열량이 적어져 연소온도의 저하로 인하여 열적 반응에 의해 생성되는 $NO_x$는 줄고, CO는 증가함을 알 수 있었다. 미국 EPA의 배출계수를 비교하기 위하여 투입된 연료의 열량을 기준으로 비교해 볼 때 본 연구의 결과가 $NO_x$의 경우 근사한 값을 보여 주었고, 이는 국내 바이오 가스 연소시의 오염배출계수로 잘 적용 가능함을 보여 주었다. 본 연구에서 사용한 가스엔진이 오염배출 측면에서 대기 환경보전법상의 배출 허용기준 내에서 가동됨을 알 수 있었고, 가동조건에 따라 연소온도를 증가시킴으로서 CO의 발생을 저감시킬 수 있으리라 사료된다.

• KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
• /
• 제5C권3호
• /
• pp.102-110
• /
• 2005

Piezoelectric transformers(PT) are expected to be small, thin and highly efficient, and which are attractive as a transformer with high power density for step down voltage. For these reasons, we have attempted to develop a step-down PT for the miniaturized adaptor. We propose a PT, operating in thickness extensional vibration mode for step-down voltage. This PT consists of a multi-layered construction in the thickness direction. In order to develop the step-down PT of 10 W class and turn ratio of 0.1 with high efficiency and miniaturization, the piezoelectric ceramics and PT designs are estimated with a variety of characteristics. The basic composition of piezoelectric ceramics consists of ternary yPb(Zr$_{x}$Ti$_{1-x}$)O$_{3}$-(1-y)Pb(Mn$_{1/3}$Nb1$_{1/3}$Sb$_{1/3}$)O$_{3}$. In the piezoelectric characteristics evaluations, at y=0.95 and x=0.505, the electromechanical coupling factor(K$_{p}$) is 58$\%$, piezoelectric strain constant(d$_{33}$) is 270 pC/N, mechanical quality factor(Qr$_{m}$) is 1520, permittivity($\varepsilon$/ 0) is 1500, and Curie temperature is 350 $^{\circ}C$. At y = 0.90 and x = 0.500, kp is 56$\%$, d33 is 250 pC/N, Q$_{m}$ is 1820, $\varepsilon$$_{33}$$^{T}$/$\varepsilon$$_{0}$ is 1120, and Curie temperature is 290 $^{\circ}C$. It shows the excellent properties at morphotropic phase boundary regions. PZT-PMNS ceramic may be available for high power piezoelectric devices such as PTs. The design of step-down PTs for adaptor proposes a multi-layer structure to overcome some structural defects of conventional PTs. In order to design PTs and analyze their performances, the finite element analysis and equivalent circuit analysis method are applied. The maximum peak of gain G as a first mode for thickness extensional vibration occurs near 0.85 MHz at load resistance of 10 .The peak of second mode at 1.7 MHz is 0.12 and the efficiency is 92$\%$.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제27권6호
• /
• pp.846-855
• /
• 2021

최근 친환경, 신재생 에너지 수요에 따라서 해상풍력발전 분야는 빠른 성장세와 설비의 대형화에 따른 전용설치선박의 관련 기술개발이 요구되고 있다. 해상풍력설치선박(WTIV: Wind Turbine Installation Vessel)은 설치 작업 시 선체를 파도의 영향을 받지 않는 높이로 이동시키고 모든 환경하중은 레그가 담당한다. 특히 파랑하중은 불규칙파로 구성되어 있기 때문에, 정확한 동적응답특성을 파악하는 것은 아주 중요한 문제이다. 이러한 동적응답해석은 간이법의 하나인 단자유도법을 널리 활용하고 있으나, 불규칙 파를 고려하지 못하는 제약조건이 있다. 따라서 현재 설계 시 불규칙 파에 대한 시간영역 계산이 가능한 다자유도 계산법을 사용하고 있다. 그러나 다자유도 계산법에서 시간영역 해석은 정도 높은 계산 결과를 제공하지만, 데이터의 수렴도가 민감하고 복잡성에 있어 설계 시 어려움이 있다. 따라서 본 논문은 다양한 변수를 기준으로 한 시간영역 해석을 통하여 불규칙 파의 동적응답 특성을 표현 할 수 있는 동적증폭계수 추정식을 개발하였다. 기존 다자유도 모델 대비 계산시간 단축 및 정확도 확보를 확인하였다. 개발된 동적증폭계수 추정식은 WTIV 및 유사 구조물 설계에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.27-34
• /
• 2005

본 논문에서는 2개의 컨버터 구조를 갖는 삼상 계통 연계형 UPS에 대하여 연구한다. 삼상UPS시스템은 2개의 능동 전력 보상기 구조로 이루어져 있다. 하나는 직렬형으로 .전원전압과 동상의 전압원으로 동작하여 전원전압의 변동, 왜곡시에도 정현파 전원전류와 고역률을 갖도록 동작한다. 병렬형은 전원전압과 위상을 맞춘 종전의 정현파 전압원으로 동작하여 부하에 안정되고 낮은 THD를 갖는 정현파 전압을 공급한다. 본 논문에서는 직렬형, 병렬형 능동보상기에서 전원전압의 크기에 따라 충전 방법에 대하여 제시한다. 종전의 계통 연계형 UPS는 DC 충전과 출력전압을 동시에 제어하였는데, 2개의 컨버터 구조를 갖는 UPS 시스템에서는 직렬형 보상기도 DC 충전을 할 수 있어 직렬형과 병렬형을 사용한 충전 알고리듬을 연구할 필요가 있다. 따라서 DC link단의 전압을 안정시켜 본래의 직렬형, 병렬형 구조의 보상기의 안정성 향상에 기여할 수가 있다. 제안된 방법의 타당성은 시뮬레이션과 실험 결과를 통하여 입증된다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
• /
• 제4권1호
• /
• pp.19-26
• /
• 2016

하이브리드 지열 히트펌프 시스템은 열원을 안정적으로 유지하기 위해 보조 히트싱크나 보조 열원을 활용한다. 본 연구에서는 병원 건물에 설치한 지열-냉각탑 하이브리드 시스템의 냉난방 성능을 분석하였다. 시스템에 각종 센서와 계측 장비를 설치하였으며, 2014년 2월부터 2015년 2월까지 측정한 데이터를 이용하여 성능을 분석하였다. 냉방 기간 중, 냉수 공급 온도는 평균 $11.7^{\circ}C$이었으며, 설계 온도인 $12^{\circ}C$를 넘지 않았다. 또한 난방 기간 중에는 일평균 $39^{\circ}C{\sim}40^{\circ}C$의 온수를 공급하였다. 지열 히트펌프만의 월 평균 성능지수는 3.8에서 8.4의 범위에서 변하였다. 반면 냉각탑을 포함한 하이브리드 지열시스템의 월 평균 성능지수는 2.6에서 6.6 사이에서 변하였다.

• 설비공학논문집
• /
• 제29권11호
• /
• pp.580-591
• /
• 2017

In accordance with 2015 Paris agreement, each individual country around the world should voluntarily propose not only its (individual) reduction target, but also actively develop and present expansion targets of its scope and concrete reduction goals exceeding the previous ones. Accordingly, it is necessary to prepare a macroscopic, long-range strategy for reducing energy consumption and greenhouse gas emissions, which can cover a single building, town, city and eventually even a province. The purpose of this research is to gather and compile government-acquired data from various sources and (in accordance with contents and specificity), combine building data by stages by using multi-variable matrix and then analyze the significance of combined data for each stage. The first order data presents the probability and the cost effectiveness of energy saving on the scale of a city or a province, based only upon general information, size and power consumption of buildings. The second order data can identify a pattern of energy consumption for a building of a specific purpose and which tends to consume a larger amount of energy during one particular season (than others). Finally, the third order data can derive influential factors (base load, humidity) from the energy consumption pattern of a building, and thus propose an informed and practical energy-saving method to be applied in real time.

• 한국재료학회지
• /
• 제20권11호
• /
• pp.570-574
• /
• 2010

A diamond-like carbon (DLC) film deposited on a WC disk was investigated to improve disk wear resistance for injection molding of zirconia optical ferrule. The deposition of DLC films was performed using the filtered vacuum arc ion plating (FV-AIP) system with a graphite target. The coating processing was controlled with different deposition times and the other conditions for coating, such as input power, working pressure, substrate temperature, gas flow, and bias voltage, were fixed. The coating layers of DLC were characterized using FE-SEM, AFM, and Raman spectrometry; the mechanical properties were investigated with a scratch tester and a nano-indenter. The friction coefficient of the DLC coated on the WC was obtained using a pin-on-disk, according to the ASTM G163-99. The thickness of DLC films coated for 20 min. and 60 min. was about 750 nm and 300 nm, respectively. The surface roughness of DLC films coated for 60 min. was 5.9 nm. The Raman spectrum revealed that the G peak of DLC film was composed of $sp^3$ amorphous carbon bonds. The critical load (Lc) of DLC film obtained with the scratch tester was 14.6 N. The hardness and elastic modulus of DLC measured with the nano-indenter were 36.9 GPa and 585.5 GPa, respectively. The friction coefficient of DLC coated on WC decreased from 0.2 to 0.01. The wear property of DLC coated on WC was enhanced by a factor of 20.

• 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
• /
• 제18권3호
• /
• pp.271-279
• /
• 2018

Purpose: Probabilistic safety analysis was performed to enhance the safety and reliability of nuclear power plants because traditional deterministic approach has limitations in predicting the risk of failure by crack growth. The study introduces a probabilistic approach to establish a basis for probabilistic safety assessment of passive components. Methods: For probabilistic modeling of fatigue crack growth rate (FCGR), various FCGR tests were performed either under constant load amplitude or constant ${\Delta}K$ conditions by using heat treated X-750 at low temperature with adequate cathodic polarization. Bayesian inference was employed to update uncertainties of the FCGR model using additional information obtained from constant ${\Delta}K$ tests. Results: Four steps of Bayesian parameter updating were performed using constant ${\Delta}K$ test results. The standard deviation of the final posterior distribution was decreased by a factor of 10 comparing with that of the prior distribution. Conclusion: The method for developing a probabilistic crack growth model has been designed and demonstrated, in the paper. Alloy X-750 has been used for corrosion fatigue crack growth experiments and modeling. The uncertainties of parameters in the FCGR model were successfully reduced using the Bayesian inference whenever the updating was performed.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제18권6호
• /
• pp.1493-1515
• /
• 2015

A new refined hyperbolic shear deformation theory (RHSDT), which involves only four unknown functions as against five in case of other shear deformation theories, is presented for the thermoelastic bending analysis of functionally graded sandwich plates. Unlike any other theory, the number of unknown functions involved is only four, as against five in case of other shear deformation theories. The theory presented is variationally consistent, does not require shear correction factor, and gives rise to transverse shear stress variation such that the transverse shear stresses vary parabolically across the thickness satisfying shear stress free surface conditions. The sandwich plate faces are assumed to have isotropic, two-constituent material distribution through the thickness, and the modulus of elasticity, Poisson's ratio of the faces, and thermal expansion coefficients are assumed to vary according to a power law distribution in terms of the volume fractions of the constituents. The core layer is still homogeneous and made of an isotropic ceramic material. Several kinds of sandwich plates are used taking into account the symmetry of the plate and the thickness of each layer. The influences played by the transverse shear deformation, thermal load, plate aspect ratio and volume fraction distribution are studied. Numerical results for deflections and stresses of functionally graded metal-ceramic plates are investigated. It can be concluded that the proposed theory is accurate and simple in solving the thermoelastic bending behavior of functionally graded plates.