그라파이트 폼이 polyvinyl alcohol-acrylic acid (PVA-AAc) 용액에 다양한 함량의 메조페이스 핏치(mesophase pitch, MP)를 첨가한 후 열처리를 통해 제조되었다. 그라파이트 폼의 공극 크기는 슬러리 농도(고분자 용액에 첨가된 메조페이스 핏치의 함량)에 따라 조절되며, 그 열 전도도 및 압축강도는 각각의 조건에서 형성된 그라파이트 폼의 공극률에 의해서 조절됨을 확인하였다. 본 실험에서 얻어진 그라파이트 폼은 공극률 0.69에서 $53.414{\pm}0.002W/mK$의 가장 높은 열전도도 및 $1.348{\pm}0.864MPa$의 압축강도 값을 나타내었다. 메조페이스 핏치 기반의 그라파이트 폼의 열전도도는 등방성 핏치 기반의 그라파이트 폼에 비하여 흑연화 구조의 발달로 인하여 그 값이 23배로 크게 증가되었다.
Survivability of naval vessels is defined as the ability to perform functions and missions in a combat environment. Survivability has close relationship with the spatial layout of naval vessels. In order to maximize survivability, it must be considered from the early stage of design. However the existing concept of survivability was intended to be applied to unit vessels. So it was not suitable for assessment of spatial layout results at the early stage of design. In this paper, a simplified assessment method which can evaluate the spatial layout considering the survivability in the early stage of design has been proposed. For this, assessment layers were defined on survivability components such as susceptibility, vulnerability, and recoverability. Assessment layers of each component were overlapped to deduce a survivability layer of spatial layout alternatives. In addition, the proposed method and optimization algorithm were used to derive optimal spatial layout alternatives considering survivability.
To prepare mesophase pitches through low energy process, pyrolysis fuel oil with $AlCl_3$ has been modified using two-step heat treatment which is heat-treated at $330^{\circ}C$ for 3~5 h after pre-treatment at $250^{\circ}C$. The result of polarized optical microscope observation, mesophase is not observed in pitches carried out only pre-heat treatment. While mesophase content is significantly increased from 9% to 100% according to increasing secondary heat treatment time from 3 h to 5 h. Synthesizing of the mesophase pitch at low temperature of $330^{\circ}C$ is attributed to decrease of viscosity of the pitches carried out first heat treatment with $AlCl_3$. The result of Fourier-transform infrared spectroscopic analysis, it is expected that aromatization of aliphatic compounds is dominant at early secondary heat treatment, on the other hand, polycondensation reaction becomes dominant as secondary heat treatment time increases. Aromaticity and stacking height of the pitches secondary heat treated for 5 hours are more increased about 25% and 107%, respectively, than that of pitches carried out only first heat treatment.
극초음속 비행체 개발 연구의 일환으로 소형 발사체나 과학로켓을 이용한 여러 비행 시험 프로그램이 진행되었다. 국제 협력으로 진행된 호주의 HyShot 프로그램은 과학로켓을 이용한 대표적인 스크램제트 엔진 비행시험 프로그램이며, 이후 다양한 탑재체에 대한 유사한 극초음속 비행 시험 프로그램들이 진행되었다. 미국에서는 DARPA와 AFRL 및 ONR이 각각 Falcon HTV-2, X-51A 및 HyFly의 프로그램을 수행하였으며, 호주와 국제협력으로 HyCAUSE, HIFiRE 비행시험 프로그램을 수행하였다. 그 밖에도 프랑스는 X-51A과 유사한 LEA 프로그램을 진행하고 있으며, 러시아 및 중국, 인도는 극초음속 방위 체계 개발을 목표로 비행시험을 진행하고 있는 것으로 보인다. 본 논문에서는 향후 국내에서 유사 프로그램을 수행할 시 참고할 수 있도록, 이들 프로그램의 목표 및 기술 요소와 경과 및 프로그램 사이의 관계 등을 정리하였다.
과대팽창이 발생하는 축대칭 초음속 노즐에서 노즐압력비가 충격파 구조와 추력성능에 미치는 영향을 규명하기 위해 지상연소시험평가용 추력기 노즐을 대상으로 수치모사를 수행하였다. k-${\omega}$ SST 난류 모델을 적용한 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식을 상용코드 FLUENT를 사용하여 해석한 결과, 노즐 압력비가 증가함에 따라 추력성능이 단조적으로 증대되고, 노즐 내부에서 생성된 충격파와 유동박리점이 노즐 출구방향으로 밀려나는 사실을 확인하였다. 또, 노즐내부 충격파와 팽창파 위치의 직접적 영향을 받는 노즐 출구면에서의 유동구조가 추력성능에 미치는 영향도 상세히 조사하였다.
선박 및 수중구조물의 고속, 대형화 및 요구조건 강화의 추세에 따라 유동소음 예측기술의 중요성이 강조되고 있다. 항공, 철도 등의 공력소음 분야에서는 음향상사법을 이용하여 순음 및 광대역 유동소음에 대해 활발히 연구되고 있는 반면 조선해양분야에서는 수중추진기의 날개주파수소음에 대해서만 일부 고려되고 있다. 본 논문에서는 날개면 형상의 주요 유동소음발생 메커니즘 뒷날소음을 고려 가능한 FW-H Formulation 1B를 이용하여 수중추진기 및 선저부가물의 기초요소인 수중익에 대해 광대역소음 예측기법을 연구하였다. 기존의 FW-H Formulation 1B는 공기 중의 압력상관관계 모델에 기반하여 구성되어 있어 매질에 대한 일반성 및 정확도의 한계를 가지므로 수중환경에 대해 일반성을 가지는 벽면변동압력 모델로 확장하는 방법론을 제시하였다. 공기 중 날개면의 소음계측결과와 비교해 벽면변동압력 모델을 이용할 경우 기존모델의 해석결과 대비 5 dB 이내의 오차로 정확도 관점에서의 유용성을 확인할 수 있었으며 전산유체역학과 벽면변동압력을 이용한 수중환경의 광대역소음해석 절차를 확립하고 수중익의 광대역소음 예측을 수행하였다.
본 논문에서는 단일 틸트윙 무인기의 시스템 식별기법과 결과를 제시하였다. 주파수 영역의 시스템 식별 기법인 Modified Equation Error Method(MEEM)와 시간 영역의 시스템 식별 기법인 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter, EKF)를 사용하였다. 시스템 식별 기법의 검증을 위해 단일 틸트윙 방식 무인기인 CNUX-3의 모델을 통해 획득한 수직모드의 선형 시뮬레이션 결과에 센서 특성을 반영한 노이즈를 합성하여 가상의 비행데이터를 생성했다. 설계 변수의 변화에 따른 MEEM의 시스템 식별 성능 변화를 분석하였다. 또한 고정밀 푸리에 변환(High accuracy Fourier Transform)을 MEEM에 적용하여 정확도를 향상시켰다. MEEM과 EKF의 시스템 식별 결과를 비교하고, 최상의 성능지수를 갖는 설계 변수값과 초기값을 최적화를 통해 결정하였다.
파이로테크닉 착화기의 충격파 전달에 의한 폭굉 반응을 해석하기 위하여 고폭약의 폭압 발달 및 비반응 물질의 압력 감쇠 현상을 연동하여 모사할 수 있는 하이드로다이나믹 솔버를 구성하였다. 본 연구에서는 소량의 시약으로 기폭 판단이 가능한 SSGT의 시험 및 전산모사를 수행하여 97.5% RDX로 구성된 수폭약의 충격에 대한 점화 민감도를 정량화하였다. 파이로테크닉 착화기를 형상화 한 여폭약(HNS+HMX) - 격벽(STS) - 수폭약(RDX)으로 구성된 TBI 화약 트레인을 고려하여 충격파 전달을 해석함으로써 반응 및 비반응 물질 간 상호작용에 의한 임계 격벽 두께 및 기폭 압력 간의 관계를 규명하고, 소형 파이로 착화기의 작동특성을 검증하였다.
격벽으로 분리된 여폭약과 수폭약의 쌍으로 이루어진 파이로테크닉 장치의 성능은 격벽 내에서의 충격파 감쇠 및 폭약의 충격 감도에 의해 결정된다. 따라서 초소형 Kapton 비행편의 고속 충돌 실험을 통한 대상 HNS의 충격 점화 및 감도 분석을 목표로 EFI 기폭 장치를 고안하였다. 폭약에 전해지는 충격파의 강도 및 지속 시간의 측정을 위해 VISAR 속도 간섭계를 활용한 속도 측정 및 임피던스 정합 기법을 적용하였다. 본 연구는 비행편의 속도 및 충돌 시 발생되는 충격파의 강도와 지속 시간을 결정함으로써 소형 파이로테크닉 장치의 성능 및 기폭을 위한 비행편의 임계 속도의 예측 가능성을 확인하였다.
Cable voltage was measured simultaneously at Hamada, Japan and Pusan, Korea, using an inservice telephone cable from March to December 1990. The spectral and harmonic analyses of these data sets show that tidal signals are dominant, and that tidal constituents $M_2$ and $O_1$, which are not affected by solar geomagnetic variations, have almost the same amplitude and are of opposite phase to each other. comparing the voltage difference in 1990 with that measured using the now abandoned cable in 1998, there are dominant tidal signals at the same periods in both data sets. They have approximately the same amplitude and phase for $M_2andO_1$. The relationship between the observed voltage and the volume transport through the Korea Strait can be considered robust and stable over time. The conversion factor from voltage to transport is estimated to be $11.9{\times}10^6m^3S^{-1}volt^{-1}$ by comparing the amplitude of model-derived $M_2$ tidal transport with that of the voltage difference in 1998. This value changes to $8.6{\times}10^6m^3S^{-1}volt^{-1}$ when taking into consideration the horizontal electric current effect. This effect depends on the downstream length scale of the flow. To obtain a more reliable and stable conversion factor from voltage to transport, the voltage should be compared with observed sub-tidal transports, which may have long downstream length scales.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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