• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제21권1호
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• pp.22-30
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• 2024

Gearboxes designed for reciprocating motion operating mechanisms operate under conditions where both the load and speed undergo continuous variations. When conducting durability tests on gearboxes designed for such applications, operating the target gearbox under conditions similar to the intended usage is essential. The gearbox must be operated for the required number of cycles to validate its durability under conditions mirroring its intended usage. This study devised an accelerated test method for gearboxes, which reduces operating angles and operational strokes. The reliability of the accelerated test was verified by comparing the stresses imposed on the gears under general and acceleration conditions through multi-body dynamic simulations. The results confirmed that the maximum contact stress levels under normal and accelerated conditions were within a 0.1% error range, indicating a minimal difference in the gear damage rates. However, a difference in the maximum contact stress results between the normal and accelerated conditions was observed when inertial forces acted on the output shaft due to the operational acceleration of the gearbox. Therefore, when conducting this acceleration test, caution should be exercised to ensure that the operational load on the gearbox, which affects inertia, does not significantly deviate from the conditions observed under normal operating conditions.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.333-340
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• 2019

모듈형 LNG Tank의 외조를 구성하는 SCP(sandwich concrete panel)에 대해서 중속충돌시험기로 충돌시험을 수행하고 이에 대한 수치해석을 수행하였다. 충돌시험에 사용된 시험체는 가로세로 각각 2m로 외조의 일반단면과 연결부단면의 특성을 가지도록 제작하였다. 51kg의 탄자를 설계기준에 규정된 충돌에너지를 갖도록 중속충돌시험기로 45m/sec로 이상의 속도로 가속하여 충돌시켰다. 이런 충돌시험을 두 차례 반복하고 시험체의 극한능력을 평가하기 위하여 충돌속도를 2배로 하여 충돌시켰다. 충돌시험의 수치해석 모델은 LS-DYNA를 이용하여 수행되었다. 외측의 강판와 그 사이의 충진콘크리트를 고체요소로 모델링하고 전단연결재는 보요소를 이용하여 모델링하였다. 강재의 재료모델은 탄소성 및 파단거동을 고려하였으며 콘크리트의 재료는 CSCM재료로 모델링하였다. 해석에서 전면부의 충돌변형은 시험에서 얻어진 변형과 유사한 값을 얻었으나 후면부의 변형은 시험결과와 다소 작은 값을 보였다. 일반부 단면에 대한 2배속 충돌시험에서는 전후면의 강판이 파손되었으나 해석결과에서는 전면부의 강판만 파손되었다. 수치해석에서 충돌에너지는 주로 충진 콘크리트로 전이되었는데 이는 이전 연구에서 보였던 고에너지를 가진 충돌의 경우와 다른 경향이다. 작성된 모델은 구조적으로 보수적인 결과를 보이므로 실제 설계에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.86-93
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• 2016

75톤급 액체로켓엔진용 터보펌프 개발 시제에 대한 조립체 성능시험이 터보펌프 실매질 시험설비에서 수행되었다. LN2와 케로신을 적용한 첫 시험에서는 터보펌프 구성품들의 조립체 상태에서의 수력/공력 성능 및 출력 매칭 점검이 설계회전수 근방에서 이루어 졌으며 LOX와 케로신을 적용한 실매질 시험에서는 터보펌프의 설계성능 및 엔진운용영역 탈설계 성능 검증이 이루어졌다. 탈설계시험의 경우, 내구성 검증을 위해 엔진의 운용시간을 초과하여 터보펌프가 운용되었으며 펌프입구압력을 설계 요구 유효흡입양정(NPSHr)에 가깝게 설정하여 흡입성능 검증을 병행하였다. 개발된 75톤급 액체로켓용 터보펌프는 성능, 운용시간의 엔진 요구규격을 만족시키는 것으로 확인되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권6호
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• pp.611-616
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• 2013

선박운항의 경제성, 효율성 및 편리성을 높이면서 친환경적인 선박에 대한 연구가 지속적으로 추진되고 있는데, 그 중 한 예로 전자제어식 디젤엔진의 개발을 들 수 있다. 그러나 전자제어식 엔진으로 추진되는 선박은 안전성과 신뢰성이 우려되고 있어 이들을 선박에 널리 보급하는데 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 전자제어식과 캠구동식 연료분사시스템을 탑재하고 있는 선박의 주기관을 이용하여 시스템별 배기성능을 비교 분석하였다. 그 결과 전자제어식의 경제적 운항 모드에서는 캠구동식과 비슷한 배기특성을 나타내었지만, 유해가스 저배출 모드의 100% 부하상태에서는 NOx를 100ppm 이상, HC의 경우 50% 부하상태에서는 10~20ppm을, 25% 부하상태에서는 35~40ppm을 캠구동식에 비해 저감시킨다. 연료소비율에 있어서는 25% 부하상태에서 압축압력을 캠 구동식에 비해 200bar 이상 증가시킨 700bar로 유지할 때 7g/kWh 정도 저감되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제41권6호
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• pp.120-125
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• 2004

There are very few numbers of 115K FPP (Fixed Pitch Propulsion) Tankers for the Baltic ice class IA because the minimum power requirement of FMA (Finish- Swedish Maritime Association) needs quite large engine power and the 40 m Beam is out of calculation range of FMA minimum power requirements. The shipyard has no choice except to increase the engine power to satisfy FMA minimum power requirement Rule. And the operation cost, efficiency of hullform and its building cost are not good from the ship owners' point of view To solve this problem, the experience of ice breaking tanker development and the ice tank test results were adopted. The main idea to reduce the ice resistance is by reducing waterline angle at design load waterline. The reason behind the main idea is to reduce the ice-clearing force. Two hull forms were developed to satisfy Baltic Ice class IA. Two ice tank tests and one towing tank test was performed at MARC (Kvaener-Masa Arctic Research Center) and SSMB (Samsung Ship Model Basin) facilities, respectively. The purpose of these tests was to verify the performance in ice and open water respectively The hull form 2 shows less speed loss compared to Hull form 1 in open water operation but hull form 2 shows very good ice clearing ability. finally the Hull Form 2 satisfying Baltic ice class IA. The merit of this hull form is to use the same engine capacity and no major design changes in hull form and other related designs But the hull structure has to be changed according to the ice class grade. The difference in two hull form development methods, ice model test methods and analysis methods of ice model test will be described in this paper.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.778-784
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• 2017

본 논문에서는 철도화물 물류 효율화를 위한 유선 분산제어시스템과 무선 분산제어시스템 구성방안을 제안하고, 유선 분산제어시스템에 대한 검증을 수행하였다. 검증조건은 화물차량 50량을 연결하여 부산신항에서 진례역까지 21km를 평균속도 약 100km/h로 왕복 운행하였다. 검증결과는 분산중련에 의하여, 제어차와 피제어차의 견인출력과 제동출력이 분산됨을 확인하였다. 이와 같은 분산제어 적용시 기존 화물수송의 2배이상의 물류효율성향상을 기대할 수 있다. 다만, 유선 분산제어시스템의 경우 케이블 포설 및 유지보수가 어려우며, 화물차량의 편성 변경조성이 불가능한 단점이 있다. 유선 분산제어시스템의 검증을 통하여 국내 화물차량에 분산제어시스템 적용가능성을 확인하고, 이를 발전시켜 무선분산제어시스템 적용하기 위함이다. 무선 분산제어시스템 적용을 위하여, 검증구간에 ISM 대역에 대한 전파환경분석을 수행하였고, 그 결과, 해당 구간에 ISM 대역에 Wifi 기술 적용이 가능함을 확인하였다. 또한 대상 차량에 신규 설치되는 WDP(Wireless Distributed Power) 장치 적용을 위하여 추진/제동/종합제어장치와의 송수신 제어신호에 대하여 정의하였다. 무선 분산제어시스템의 경우, 적용과 운용의 편의성이 보장되지만, 차량의 제어를 무선에 의존함에 따라 신뢰도와 비상시 안전대책 수립이 선행되어야 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.9-21
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• 1999

물분사 추진장치(waterjet)는 현재 고속선의 추진기로 폭넓게 사용되고 있으나, 입구면(inlet) 형상에 따른 효율 문제와 제작상의 어려움으로 인해 제작사는 한정되어 있다. 입구면 형상 설계에 있어서 가장 중요한 문제는 효율에 크게 영향을 주는 공동(cavitation) 발생을 최소화하는 것이다. 본 논문에서는 포텐셜 유동해석에 의해 공동발생이 최소화되는 최적 형상을 찾기 위해, 평접형(flush type) 이차원 물분사 추진장치의 입추면 형상을 수치계산 모델로 택하여 이차원 단면으로 가정하고, 유동해석을 수행하였다. 형상 파라미터의 변화를 통해 얻어진 다양한 입구면 형상에 대해 수치계산을 수행하여, 공동 발생에 미치는 입구면 형상의 영향을 조사하였고, 이를 바탕으로 최적 형상을 얻을 수 있는 형상해석 기법을 확립하였다. 또한 주어진 입구면 주위의 압력분포를 입력자료로 하여 입구면 형상이 찾아지도록 하는 형상 설계법을 확립하였다. 입구면의 형상 해석 및 형상 설계시 이용한 포텐셜 유동해석은 최근 공동문제 해석에 적용되어 좋은 결과를 주고 있는 포텐셜을 기저로 한 패널법[1,2]을 적용하였다. 형상 해석을 수행하여 얻어진 결과와 Kashiwadani[3,4]의 결과를 비교하여 근사한 결과를 얻은 것으로 본 논문의 형상 해석 기법의 우수성을 알 수 있었다. 형상 해석 결과로 얻어진 압력분포를 입력자료로 하여 입구면의 lip과 ramp에 대한 형상 설계를 수행한 결과 모두 만족스러운 결과를 얻었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권2호
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• pp.63-72
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• 2022

초소형위성에 대한 관심이 증가함에 따라 초소형위성군의 성능과 활용도뿐 아니라 위성군의 궤도설계, 궤도배치 기법에 대한 연구가 활발히 수행되고 있다. 본 연구에서는 초소형 위성을 활용한 워커-델타 위성군을 구축하기 위한 궤도배치 기법으로 추력을 이용한 기법과 차등 대기항력 제어 (DADC)를 연구하였다. 추력을 이용할 시, 발사체에 대한 위성의 분리속도와 각도에 따라 궤도배치에 소요되는 시간과 추력량이 달라진다. 초소형위성의 추력시스템 성능을 참고하여 제한된 성능으로 궤도배치를 완료하기 위한 제어전략을 제시하였다. 결과적으로 궤도배치 기간과 총 추력량의 관계를 도출하였다. 차등 대기항력을 이용하면 추력을 소모하지 않는 대신 상대적으로 긴 배치기간을 소요한다. 소프트웨어 시뮬레이션을 통해 일반적인 초소형위성군의 궤도에서 차등 대기항력으로 궤도배치를 완료할 수 있음을 검증하였다. 본 연구 결과를 활용하면 초소형위성군의 궤도배치에 전략을 수립하고 활용할 수 있을 것이다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권3호
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• pp.202-210
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• 2013

최근 소득증대로 인해 해양레저에 대한 관심이 높아짐에 따라 해양레저용으로 많이 이용되는 활주형선의 선형설계와 생산에 대한 많은 연구 개발이 필요해지고 있다. 지금까지 수행된 활주형선의 저항에 대한 연구를 분석해본 결과 활주형선은 속도가 빠르고 침수표면적이 매우 작기 때문에 일반 선박과는 다른 저항 특성을 가지고 있음을 알게 되었다. 본 연구는 현재 조선소와 추진기 및 엔진 생산업체에서 유효마력 산정에 널리 활용되는 Savitsky공식을 이용하여 연구대상 활주형선의 전저항을 먼저 계산한 후 이론해석과 풍동실험을 통하여 활주형선 주위에 대한 유동특성을 분석하고 속도와 트림각도 변화에 따른 공기저항, 양력 등을 구하였다. 또한 이 결과를 이용하여 전저항에 대한 공기저항의 비율을 속도와 트림각 변화에 대하여 이론해석결과와 실험결과를 비교하고 분석하였으며 본 연구결과는 좀 더 정확한 유효마력 추정에 활용되어 산출근거를 무시하고 막연하게 고마력 엔진을 장착하는 폐단을 막을 수 있을 것으로 기대된다. 한편 기상 이변으로 인한 자연재해가 증가하면서 온실가스에 대한 관심이 높아지고 있다. 국제해사기구(IMO)에서는 선박의 설계 단계에서 적용되는 에너지 효율 지수(EEDI)와 해상을 운항할 때 적용되는 에너지 효율지수(EEOI)를 제정하여 선박으로부터 배출되는 온실가스를 줄이려 하고 있다. 그러나 이 규정은 총톤수(GT) 400톤 이상의 선박에 적용될 예정이므로 해양레저용 선박과 같은 소형 선박은 대형 선박에 비해 단위 출력 당 온실가스 배출량은 오히려 많지만 이 IMO 규정에 의한 규제를 받지 않는다. 따라서 본 연구는 소형선박인 해양레저용 활주형선의 온실 가스 배출량을 산출함으로써 이에 대한 문제점을 제기하고 소형선박에 적용될 수 EEDI 계산법 제정의 필요성을 제시하였다.