• 한국기계가공학회지
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• 제20권3호
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• pp.60-67
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• 2021

Recently, research attention has been focused on vibration-free vehicles to transport small numbers of expensive electronic products. Vibration-free vehicles can be used to transport expensive test equipment or semiconductors, mainly produced in the domestic IT industry, and can serve as a readily available transportation system for short driving distances due to the increased efficiency on narrow national highways. This study was aimed at developing a Z-Spring to minimize the vibration by installing an air spring instead of the plate spring applied to conventional freight cars and to prevent the damage of the loaded cargo from the shock occurring during movement. The mechanical properties (elastic modulus, tensile strength, and shear strength) of carbon fiber (CF) and glass fiber (GF) prepreg were derived, and ANSYS ACP PrepPost analyses were performed. It was observed that in the case of hybrid composites, the total deformation and equivalent stress are higher than that of CFRP; however, in terms of the unit cost, the hybrid Z-Spring is more inexpensive and durable compared to the GF.

• 한국분말재료학회지
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• 제28권2호
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• pp.127-133
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• 2021

One-dimensional (1D) piezoelectric nanostructures are attractive candidates for energy generation because of their excellent piezoelectric properties attributed to their high aspect ratios and large surface areas. Vertically grown BaTiO₃ nanotube (NT) arrays on conducting substrates are intensively studied because they can be easily synthesized with excellent uniformity and anisotropic orientation. In this study, we demonstrate the synthesis of 1D BaTiO₃ NT arrays on a conductive Ti substrate by electrochemical anodization and sequential hydrothermal reactions. Subsequently, we explore the effect of hydrothermal reaction conditions on the piezoelectric energy conversion efficiency of the BaTiO₃ NT arrays. Vertically aligned TiO₂ NT arrays, which act as the initial template, are converted into BaTiO₃ NT arrays using hydrothermal reaction with various concentrations of the Ba source and reaction times. To validate the electrical output performance of the BaTiO₃ NT arrays, we measure the electricity generated from each NT array packaged with a conductive metal foil and epoxy under mechanical pushings. The generated output voltage signals from the BaTiO₃ NT arrays increase with increasing concentration of the Ba source and reaction time. These results provide a new strategy for fabricating advanced 1D piezoelectric nanostructures by demonstrating the correlation between hydrothermal reaction conditions and piezoelectric output performance.

• 한국융합학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.307-313
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• 2022

차량 실내소음이 엔진의 고출력화와 경량화로 인해 더욱 심각해져 엔진진동의 저감의 중요성이 높아지고 있다. 최근 엔진진동 저감의 대표적인 방법으로 밸런스샤프트 부착이 제시되고 있다. 밸런스샤프트는 피스톤과 콘로드 등의 왕복운동에서 발생하는 진동을 임의의 편심질량을 이용하여 상쇄시키는 장치이다. 따라서 밸런스샤프트는 연비향상 및 차량의 승차감을 동시에 향상시킬 수 있다. 본 논문은 엔진구조로 인해 발생하는 관성력을 유도하고 이를 상쇄하기 위한 밸런스샤프트의 불평형량과 형상을 제시한다. 제시된 두가지 형상의 밸런스샤프트를 ADAMS 다물체동역학 모델로 구현하고, 이를 동역학 시뮬레이션을 통해 실제 거동상태에서의 관성력의 저감을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.1195-1204
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• 2021

본 논문에서는 반응 표면 분석을 이용하여 파력 발전기의 최적 설계 방법을 제안한다. 특히 제안한 방법에서는 파도의 수직 운동을 직접 전기 에너지로 변환하기 위한 선형 운동 가능한 선형발전기를 선택함으로써 기계적 손실을 줄인다. 따라서 에너지 변환 효율 향상을 위해 느린 파 상태에서도 구동 장치에 작용하는 여자력을 계산하고 슬롯과 극의 비율로 권선 과정을 결정한다. 또한 발전기의 성능에 중요한 영향을 미치는 고정자와 변환기의 형상 인자를 도출하기 위해 회귀분석을 사용한다. 반응 표면 분석을 통해 최적의 설계 변수를 선정하고, 분석 결과를 활용하여 효율적인 실험 설계를 위한 최적화 방법을 제시한다. 마지막으로, 모의 실험 결과를 통해 제안한 방법의 타당성을 검증한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.191-196
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• 2022

내연기관 자동차 히터는 연소과정 중에 발생하는 엔진 열을 이용하므로 열원이 추가로 필요치 않지만, 배터리로부터 동력원을 얻는 전기자동차용 히터는 별도의 전열 장치가 요구된다. 지금까지 개발된 전기차용 히터 중에서 냉매를 이용하는 고전압 히터는 효율이 높고 작동 온도 범위가 넓은 장점이 있다. 고전압 히터 내부의 냉각수 유로의 형상은 열교환 성능을 크게 좌우하므로 히터 개발 시 유로 설계는 기술적으로 매우 중요하다. 본 논문에서는 대칭형 서펜타인 유로를 갖는 7kW급 고전압 히터의 유로 형상 설계를 위해 고전압 열유동 시뮬레이션을 수행하였다. 해석결과로부터 입출구간 차압과 차온 및 유로에서의 유동 균일도를 계산하여 히터의 성능을 평가하였다. 도출된 대칭형 서펜타인 유로 설계안은 기존 평행 서펜타인 비해 차압은 높지만, 열교환 성능은 비등하며 저온부가 비교적 넓게 존재하여 제어 회로의 설치 공간으로 활용할 수 있다는 장점이 있다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제25권2호
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• pp.160-168
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• 2022

The new IFF mode, Mode-5 replacing Mode-4, has already been established by the US DoD for its allies and NATO forces. A IFF retrofit program for replacing the Mark XII Mode-4 with Mark XIIA Mode-5 is in progress in order to overcome the security limitations of the former in R.O.K. IFF certification test for the new mode, Mode-5, has been performed on medium range surface to air missile platform of the Korean armed forces for the first time in R.O.K and this is regarded as a monumental event in Korean defense industry. The present paper is a discussion on the procedures applied to the IFF system retrofit and integration, lessons learned from AIMS test with the US AIMS PO as observer. The minimum modification from the existing Mark XII Mode-4 to Mark XIIA Mode-5 and evolutional adaption from previous design including interoperability are required for the system retrofit. Letter of Certification was received from the US AIMS PO after the tests. The authors propose that the lessons learned and know-how acquired during the tests are managed by the R.O.K Government as the standard structure of a database. It is expected that the use of the database will reduce the developmental difficulties and risk, also increase efficiency in future developments and other projects.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.175-182
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• 2022

부분구조화 기법은 자유도가 많고 복잡한 구조물의 유한요소 해석 모델 단순화에 효율적으로 적용될 수 있는 기법이다. 대표적으로 선형 문제에 대해서는 Craig-Bampton method 등이 있다. Craig-Bampton method는 경계 요소를 제외한 나머지 요소의 불필요한 자유도를 제거함으로써 선형 구조물의 축소를 수행한다. 최근에는 부분구조화 기법과 더불어 구조물의 최적설계를 위해 멀티레벨 최적화 기법이 많이 활용되고 있다. 시스템의 목표를 달성하기 위해 각 부구조에 새로운 목표를 할당하는 기법이다. 본 연구에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 시스템 목표 달성을 위한 각 부구조별 내부 자유도 개수를 새로운 목표로 할당하고 최적화를 수행하였다. 최적화 절차로부터 도출된 부구조별 내부 자유도 개수를 이용하여 시스템의 축소를 수행하였다. 다양한 수치예제들을 통해 축소 모델에 대한 결과를 확인하였으며, 90% 이상의 정확도를 가지는 것을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제27권7호
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• pp.35-48
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• 2022

본 연구에서는 멀티에이전트 환경에서 지식을 표현하고 추론함에 있어서 증명 이론적 방법을 제안한다. 이 방법은 논리적 결과를 기계적 방법으로 결정하므로 초기 인공지능 연구부터 핵심분야로 발전해 왔다. 하지만 임의의 닫힌 문장들의 집합에서 항상 명제가 증명할 수 있지 않기에 논리적 결과가 결정할 수 있어지려면 절 형식의 문장으로 그 표현 범위를 제한한다. 그리고 절 형식의 문장들에서만 적용 가능한, 단순하면서도 강력한 추론 규칙인 비교흡수 원리(Resolution principle)를 적용한다. 또한 증명이론을 메타술어로 표현할 수 있으므로 증명이론의 메타논리로 확장 가능하다. 메타논리가 모델 이론의 인식 논리(epistemic logic)보다 향상된 표현력을 기반으로 실용적인 면과 효율면에서 우월할 수 있다. 이를 입증하기 위해 인식 논리의 의미론과 증명이론의 메타논리 방식으로 각각 Muddy Children 문제에 적용한다. 그 결과 협력적 멀티에이전트 환경에서 메타논리를 사용하여 지식과 공통지식을 표현하고 추론한 방법이 더 효율적임을 증명한다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.62-67
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• 2022

Liquid hydrogen (LH₂) has a higher density than gaseous hydrogen, so it has high transport efficiency and can be stored at relatively low pressure. In order to use efficient bulk hydrogen in the industry, research for the LH₂ supply system is needed. In the high-pressure hydrogen station based on LH₂ currently being developed in Korea, a heat exchanger is used to heat up supercritical hydrogen at 700 bar and 60 K, which is pressurized by a cryogenic high-pressure pump, to gas hydrogen at 700 bar and 300 K. Accordingly, the heat exchanger used in the hydrogen station should consider the design of high-pressure tubes, miniaturization, and freezing prevention. A helical heat exchanger generates secondary flow due to the curvature characteristics of a curved tube and can be miniaturized compared to a straight one on the same heat transfer length. This paper evaluates the heat transfer performance through parametric study on the distance between coils, guide effect, and anti-icing design of helical heat exchanger. The helical heat exchanger has better heat transfer performance than the straight tube exchanger due to the influence of the secondary flow. When the distance between the coils is uniform, the heat transfer is enhanced. The guide between coils increases the heat transfer performance by increasing the heat transfer length of the shell side fluid. The freezing is observed around the inlet of distribution tube wall, and to solve this problem, an anti-icing structure and a modified operating condition are suggested.

• 의료ㆍ복지 건축 : 한국의료복지건축학회 논문집
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• 제27권4호
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• pp.15-27
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• 2021

Purpose: This study compares and analyzes the design drawing changes that occur during the design process between hospital design competition and the final detailed design. Based on this, factors that can reduce the rate of changes in drawings are derived. The purpose is to provide basic data to lessen the rate of the changes in the process of architecture design and can be reflected in the design competition guidelines. Methods: In this study, cases of hospitals are selected which are built in 5 recent years. Then compare and analyze the drawings which was drawn in the process from submission of competition to final design. After investigating the design changes that occur after the design competition, analyze the fixed-elements which are the main causes of design changes. Fixed-elements can be narrow down into few architecture-factors such as vertical-core, shafts, public-corridor, HAVC, and mechanical/electrical spaces. Results: Result of the rate of changes in each selected hospital floors can be sorted into variable-elements and fixed-elements which tells that the higher the rate of changes of the fixed-elements, the higher the rate of changes of the variable-elements. Implications: In other words, it can be said as the lower the change rates of the fixed-element, lower changes in whole design changes which represents that the greater the efficiency can be shown in the design process.