• 한국정밀공학회지
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• 제33권12호
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• pp.999-1005
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• 2016

A brushless direct current (BLDC) motor electronically performs rectification without brushes. It therefore does not have the typical mechanical friction contacts between the brushes and commutators. The BLDC motor has the advantages of high speed, low noise, and electronic noise reduction in addition to high durability and reliability. Therefore, it is mainly used in electric vehicles and electric equipment. However, iron loss and copper loss due to long-term use induce temperature increases in the motor, which reduces its performance and life. The temperatures of the stator and permanent magnet are predicted to be $62.3^{\circ}C$ and $32.2^{\circ}C$, respectively. This study shows the enhanced temperature distribution in a 600 W BLDC motor using unsteady and three-dimensional (3D) numerical investigations validated with experimental data.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권10호
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• pp.973-978
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• 2010

본 논문에서는 유격을 고려한 항공기 전방 착륙 장치의 쉬미 현상을 연구하였다. 쉬미는 항공기의 이착륙 시 랜딩기어가 주행도중 측방향과 조향방향으로 진동에 놓이는 현상이다. 이 현상은 스트럿의 낮은 강성, 랜딩기어 내부의 마찰과 유격, 휠의 불균형이나 마모된 부품 등으로 인해 발생하며, 항공기의 안정성을 저하시킨다. 유격은 비선형 요소이기 때문에 기술 함수로 선형화 하여 주파수 영역에서 안정성해석을 수행하였고, 4차 Runge - Kutta를 이용하여 시간영역에서 안정성해석을 수행하였다. 본 연구에서는 수치적인 해석법을 통해 쉬미현상의 선형 동특성과 비선형 동특성을 조사하였다. 유격을 고려한 비선형 수치 해석결과, 선형 임계속도보다 낮은 속도에서 제한주기진동이 발생하는 등, 유격으로 인해 쉬미 안정성이 저감되는 결과를 관찰하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제29권12호
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• pp.1223-1237
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• 2020

This study focused on comparing the meteorological conditions in the Atmospheric Boundary Layer (ABL) on high-event days and non-event days in the Seoul Metropolitan Area (SMA). We utilized observed PM10 and meteorological variables at the surface as well as at the upper heights. The results showed that high-event days were consistently associated with lower wind speed, whereas wind direction showed no particular difference between high-event and non-event days with frequent westerlies and northwesterlies for both cases. During high-event days, the temperature was much warmer than the monthly normal values with a sharp increasing trend, and Relative Humidity (RH) was higher than the monthly normal, especially on high-event days in February. During high-event days in spring, a double inversion layer was present at surface and upper heights. This indicates that stability in the multi-layer is an important indicator of higher PM10 concentrations. Net radiation in spring and winter is also closely associated with higher PM10 concentrations. Strong net radiation resulted in large sensible heat, which in turn facilitated a deeper mixing height with diluted PM10 concentrations; in contrast, PM10 concentrations were higher when sensible heat in spring and winter was very low. We also confirmed that convective and friction velocity was higher on non-event days than on high-event days, and this was especially obvious in spring and winter. This indicated that thermal turbulence was dominant in spring, whereas in winter, mechanical turbulence was dominant over the SMA.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.642-648
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• 2015

최근 선박에서 에너지 절감에 대한 많은 연구가 수행되고 있다. 그러한 연구의 일환으로 선박의 고정적인 부하를 제외한 변동 부하를 파악하고 제어함으로써 선박의 에너지를 절감할 수 있다. 기관실 팬 시스템은 대표적인 변동부하 중 하나이다. 기존 선박에서는 기관실 팬을 특별한 지침 없이 실 경험에 의해 정격운전으로 운용하고 있다. 이에 본 논문에서는 기관실 팬의 특성을 파악하고, 에너지 관리 시스템 중 하나로 ERFCS(Engine Room Fan Control System) 및 ERFCS 알고리즘을 제안하였다. ERFCS는 온도 및 압력에 따라 팬의 속도를 제어하며 부하 변화에 따라 팬의 운전 대수를 1대에서 4대 사이로 조절한다. 또한 기관실 팬의 최소 회전속도를 50%로 제한하여 낮은 RPM(Revolution Per Minute)에서 기계적 마찰, 발열 등의 이유로 팬이 손상을 입거나 낮은 압력으로 팬에 서징(surging) 현상이 발생하지 않도록 한다. 제안된 알고리즘과 ISO 8861을 바탕으로 LabVIEW를 사용한 팬 제어 시스템 시뮬레이션을 개발하였다. 결론적으로, 구현된 시뮬레이션을 통해 제안된 팬 제어 시스템이 기존 사용 방식에 비해 46.4%만의 동력만으로도 운전이 가능함을 확인하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제36권1호
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• pp.39-46
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• 2020

Air stages are usually applied to precision engineering in sectors such as the semiconductor industry owing to their excellent performance and extremely low friction. Since the productivity of a semiconductor depends on the acceleration and deceleration performance of the air stage, many attempts have been made to improve the speed of the stage. Even during sudden start or stop sequences, the stage should maintain an air film to avoid direct contact between pad and the rail. The purpose of this study is to quantitatively predict the dynamic behavior of the air stage when acceleration and deceleration occur. The air stage is composed of two parts; the stage and the guide-way. The stage transports objects to the guideway, which is supported by an externally pressurized gas bearing. In this study, we use COMSOL Multiphysics to calculate the pressure of the air film between the stage and the guide-way and solve the two-degree-of-freedom equations of motion of the stage. Based on the specified velocity conditions such as the acceleration time and the maximum velocity of stage, we calculate the eccentricity and tilting angle of the stage. The result shows that the stiffness and damping of the gas bearing have non-linear characteristics. Hence, we should consider the operating conditions in the design process of an air stage system because the dynamic behavior of the stage becomes unstable depending on the maximum velocity and the acceleration time.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.67-73
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• 2016

The application of titanium has been gradually rising because the utilizing ranges for low weight and high strength are rapidly increased by the need for improving the fuel economy in production industries such as the aviation and automotive in recent. The purpose in this study is to investigate the appropriate cutting conditions on the life of flat and round end mills by measuring the maximum cutting temperature relative to the machining time, and calculating the wear rates of cutting tool with the spindle speed and feed rate of vertical machining center as a parameter in the titanium roughing cut machining which is widely used in critical parts of aircraft, cars, etc. When the wetted roughing cut machining of titanium with a soluble cutting oil is conducted by the flat and round end mills, the maximum cutting temperatures for a variety of spindle speed and feed rate are measured at ten-minute intervals during 60 minutes by an infrared thermometer, and the wear rates of cutting tool are calculated by the weight ratios based on tool wear before and after the experiment. It is found that the maximum cutting temperature and the wear rates of cutting tool are raised as the cutting amount per tool edge is increased with the rise of feed rate, in this experimental range, and as the frictional area due to the rise of contacting friction numbers between tool and specimen is increased with the rises of cutting time and spindle speed. In addition, the increasing rate of maximum cutting temperature in the flat and round end mills are the highest for the cutting time from 50 to 60 minutes, and the wear rate of cutting tool in the flat end mill is 1.14 to 1.55 times higher than that in the round end mill for all experimental conditions.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.877-882
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• 2014

국제해사기구 해양환경보호위원회에서 그린하우스가스(GHG)의 주범인 CO2 배출량 감축을 위해 선박에서 대기로 방출하는 CO2의 양을 지수화 하고자 활발한 논의가 진행되고 있다. 이에 따라 에너지 효율 개선을 위해서 선체의 설계변경, 마찰저항을 줄이기 위한 도료개발, 엔진의 열효율을 개선하기 위한 첨가제 개발, 연료를 절감하기 위하여 저속운전 등 다양한 방법들이 적용되고 있다. 선박의 주 기관에서는 전 부하영역에서 효율을 높이기 위하여 전자엔진이 사용되고 있으나, 선박용 발전기 엔진은 여전히 캠으로 연료분사와 흡 배기 밸브를 구동하는 기계식 작동엔진이 대부분이다. 또한 선박용 발전기 엔진은 선박의 과부하 방지 시스템 내에서 운전되므로 대부분의 운전은 80% 이하의 부분부하 영역에서 사용되고 있다. 따라서 100%부하에 세팅된 발전기 엔진은 부분부하에서 효율적인 운전을 위해서는 연료분사시기 재조정이 필요하다. 본 연구는 현재 운항중인 선박발전용 디젤엔진의 운용특성을 파악하여 부분부하에서 연료분사시기 재조정을 통하여 연료소비량 개선에 관한 결과를 보고 하고자 한다.

• Tribology and Lubricants
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• 제39권1호
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• pp.28-34
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• 2023

Because of their cleanliness, low friction, and high stiffness, aerostatic bearings are used in numerous applications. Aerostic bearings that use porous materials as means of flow restriction have higher stiffness than other types of bearings and have been successfully applied as guide bearings, which have high motion accuracy requirements. However, the performances of porous bearings exhibit strong nonlinearity and can vary considerably depending on design parameters. Therefore, accurate prediction of the performance characteristics of porous bearings is necessary or their successful application. This study presents a porous bearing design and performance analysis for a spindle used in wafer polishing. The Reynolds and Darcy flow equations are solved to calculate the pressures in the lubrication film and porous busing, respectively. To verify the validity of the proposed analytical model, the calculated pressure distribution in the designed bearing is compared with that derived from previous research. Additional parametric studies are performed to determine the optimal design parameters. Analytical results show that optimal design parameters that obtain the maximum stiffness can be derived. In addition, the results show that cross-coupled stiffness increases with rotating speed. Thus, issues related to stability should be investigated at the design stage.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.127-136
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• 2015

본 연구는 고강도 고함량 고로슬래그 콘크리트의 특성에 미치는 석회석 미분말과 실리카퓸의 영향을 검토하기 위해 50%에서 최대 80%까지 고로슬래그를 다량 혼합하고, 석회석 미분말을 최대 20%, 실리카퓸을 최대 10%까지 혼합한 물-결합재비 20%의 고강도 시멘트 모르터의 유동성, 강도발현, 수화 및 포졸란 반응 특성, 공극율 및 공극 크기 분포 등을 분석하였다. 실험결과에 따르면 고함량 고로슬래그 배합은 포틀랜드 시멘트 배합에 비해 고로슬래그의 낮은 표면 마찰로 유동성이 크게 향상되고, 시멘트 수화에 필요한 자유수가 많아져 수화반응이 촉진되면서 초기강도가 증가하나, 너무 낮은 물-결합재비와 단위시멘트량으로 인해 수산화칼슘의 생성량이 부족하여 포졸란 반응이 충분히 활성화되지 못함에 따라 장기강도 발현이 억제된다. 석회석 미분말은 유동성에는 큰 영향을 주지 않고, 역시 시멘트의 초기 수화를 촉진하는 것으로 나타났으나, 수화를 가속하는 효과는 고로슬래그보다 높지 않고, 고로슬래그와 달리 수경성이 없기 때문에 오히려 석회석 미분말의 치환율이 높아질수록 압축강도가 낮아지는 것으로 나타났다. 또한 고분말의 고로슬래그를 사용하거나, 또는 실리카퓸으로 고로슬래그를 치환하는 경우 시멘트 수화에 필요한 자유수를 더 많이 흡착함으로써 유동성과 강도를 저하시키는 것으로 나타났다. 또한 고로슬래그를 사용한 배합의 공극율이 보통 포틀랜드 시멘트 배합보다 낮게 나타났으나, 석회석 미분말은 공극율에 뚜렷한 영향을 나타내지 않았고 실리카퓸은 낮은 시멘트 수화도로 인해 공극율을 오히려 증가시키는 것으로 나타났다. 반면 공극 크기 분포에 있어서는 고로슬래그와 실리카퓸를 혼합한 경우 미세공극이 증가하는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권4호
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• pp.337-346
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• 2014

본 연구는 주기적 강제 진동이 가해지는 표면의 액적 모드 특성과 표면에 놓인 액적의 제거에 대한 조건을 실험적으로 이해하는 것을 목적으로 하고 있다. 액적의 거동을 명확하게 관찰하기 위해 아크릴 표면에 Teflon 코팅을 진행하여 접촉각을 높였고, 히스테리시스는 25도 이내로 진행하여 액적의 거동이 보다 쉽게 진행되도록 하였다. 본 실험은 먼지가 적은 청정실에서 실험이 진행되었다. 제작된 소수성 표면에 놓인 액적의 실제 공진 주파수를 예측하기 위해 이론 및 실험적 해석을 통해 두 접근방법의 타당성을 파악하였으며, 두 개의 초고속카메라를 액적의 상면과 측면에 설치하여 2가지 측면에서 액적의 다양한 형상 변형 특성- 모드 형상, 분리, 미소 액적의 발생, 그리고 좌우 비틀림의 특성을 관찰하였다. 이론 값 비교결과 실제 공진 주파수 값들의 차이가 약 18% 이하로 관찰되었으며, 이러한 차이는 접촉선 마찰, 비선형 벽 고착, 실험의 불확실성 등에 가장 큰 영향을 받는 것으로 판단된다. 사용된 스피커에 상대적으로 낮은 전압을 인가할 경우 액적의 접촉선은 고정된 상태에서 좌우 대칭적인 액적 형상진동이 나타났다. 반면, 높은 전압을 인가할 경우 액적의 접촉선은 비고정된 상태가 되면서 더 활발한 형상 진동이 나타났다. 가진 주파수가 모드 주파수와 일치할 경우에는 액적의 로브 크기가 주변부 주파수 일 때 보다 비교적으로 컸으며, 같은 전압을 인가 할 경우, 표면에 놓인 액적의 미소 액적 발생 및 완전한 제거는 2차 모드에서만 진행되는 것을 실험을 통해 규명하였다.