• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권3호
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• pp.409-422
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• 2016

A parametric study based on an unsteady mathematical model of a pyrotechnically actuated device was performed for design optimization. The model simulates time histories for the chamber pressure, temperature, mass transfer and pin motion. It is validated through a comparison with experimentally measured pressure and pin displacement. Parametric analyses were conducted to observe the detailed effects of the design parameters using a validated performance analysis code. The detailed effects of the design variables on the performance were evaluated using the one-at-a-time (OAT) method, while the scatter plot method was used to evaluate relative sensitivity. Finally, the design optimization was conducted by employing a genetic algorithm (GA). Six major design parameters for the GA were chosen based on the results of the sensitivity analysis. A fitness function was suggested, which included the following targets: minimum explosive mass for the uniform ignition (small deviation), light casing weight, short operational time, allowable pyrotechnic shock force and finally the designated pin kinetic energy. The propellant mass and cross-sectional area were the first and the second most sensitive parameters, which significantly affected the pin's kinetic energy. Even though the peak chamber pressure decreased, the pin kinetic energy maintained its designated value because the widened pin cross-sectional area induced enough force at low pressure.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.63-64
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• 2012

파이로 작동기구(PAD)는 고에너지 재료를 원격으로 폭발시켜 기구를 작동시키는 부품으로서 지금까지 이에 대한 설계는 주로 경험에 의해 이뤄졌다. 본 연구에서는 PAD의 작동 메커니즘을 해석적으로 모델링하는 효과적 방법을 개발하고 이를 설계에 활용하고자 한다. 해석모델은 서로 다른 해석특성을 가지는 세가지 순차적 스텝으로 구성되며 이들을 연계하여 통합 해석을 수행한다. 첫째 스텝은 작동기에서의 폭발 및 이로 인한 생성된 압력거동 해석, 둘째는 이러한 압력에 의해 피스톤을 작은 구멍 속으로 밀어넣는 압착거동 해석, 셋째는 피스톤 끝단에 있는 커터에 의해 박막을 관통하는 해석이며, 이로 인해 최종적으로 박막이 절개되면서 소기의 임무를 완성하게 된다. 본 발표에서는 이에 대한 개략적 소개와 일부 진행된 선행연구 결과를 소개한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권9호
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• pp.1133-1140
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• 2013

컴퓨터 해석모델은 물리현상을 바탕으로 단순화된 모델을 구축하고 해를 구하는 유용한 도구이나, 많은 경우 단순화 가정 또는 입력변수 정보의 미비나 불확실성으로 인해 실제와 차이가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 문제에 대해 베이지안 확률이론을 이용하여 실측데이터를 통해 해석모델을 보정하는 방법을 소개하고 이를 파이로 작동기구의 탄소성 압착 문제에 적용한다. 파이로 작동기구는 고에너지의 재료를 원격으로 폭발시켜 작동하는 장치로 그 작동의 신속한 계산을 위해서 단순한 수학모델을 구축하고 실험데이터를 토대로 미지의 입력변수를 확률적으로 보정하였다. 이 때, 확률적 추정을 위해서는 현대적 계산통계기법의 하나인 Markov Chain Monte Carlo 기법을 이용하였으며, 최종적으로 그 결과를 압착거동해석에 활용하여 작동기구의 신뢰도를 평가하였다.