• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.700_701
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• 2009

In comparison with conventional motors, Superconducting Homopolar Synchronous Motors (SHSMs) have advantages that it generates high magnetic field by superconducting winding. Therefore, superconducting coil used in SHSM can reduce the motor size and enhance the motor efficiency for high torque applications under the space constraints for propulsion system. During the design process of SHSM, it is required to evaluate the performance of initial design model, that is accurately analyzed using 3D magnetic field modeling large air-gap and flux distribution of axial direction is properly taken into account. In this paper, we analyze magnetic field of a homopolar motor with a 4-pole homopolar rotor and a stator of 3 phase windings. The field analysis is done using 3D finite element analysis which can reflect the end effect and overhang winding. And we extract mutual inductances between a rotor wind and the 3 stator windings. The extracted inductances are used for evaluation of overall motor performances that are calculated with generalized circuit theory of electrical machines.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1990년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); KOEX, Seoul; 26-27 Oct. 1990
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• pp.1361-1364
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• 1990

In order to tackle global environmental problems such as destruction of the ozone layer or climatic changes due to atmospheric temperature increase, the acquisition of plentiful and precise data is necessary. Therefore, a means of conducting long-lasting high-resolution measurements over broad areas is required. A feasibility study has been made on a high altitude (20km), super-pressured helium-filled PLTA (Powered Ligher-than-Air) vehicle as an ideal platform for environmental observation. It has a long service life and carries a larger payload than an artificial satellite. This PLTA platform uses an electric propulsion system to maintain position in space against wind currents. The thruster is driven by solar power acquired from solar cells. For night use, solar energy is stored in regenerative fuel cells. This study focuses on energy balance and structural analysis of the hull and platform. The platform is capable of conducting high resolution remote sensing as well as having the capability to serve as a telecommunications relay. The platform could replace a number of ground-based telecommunications relay facilities, guaranteeing sufficient radio frequency intensity to secure good quality telecommunication transmittal. The altitude at which the platform resides has the lowest wind flow in the lower stratosphere, and permits viewing from the ground within a 1,000km range. Because this altitude is much lower than that required of an artificial satellite, the measuring resolution is a couple of thousand times higher than with artificial satellites. The platform can also be used to chase typhoons and observe them from their sources in tropical regions.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.849-860
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• 2019

본 논문은 쉴드 TBM의 급곡구간 굴착 시 안정성에 대한 데이터를 얻기 위한 장비 시스템 개발 연구이다. 최근 터널 굴착에 쉴드 TBM 장비가 많이 활용되고 있다. 굴착 시 지반 상부의 건물이나 기존 지하 구조물에 의해 불가피 하게 우회해야 할 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우에 대비하여 시공의 안정성을 확인하기 위해 시공 전 사전 시뮬레이션이 필요로 한다. 그러므로 본 장비 시스템 개발로 자동화 제어시스템을 구축하여 급곡구간 굴착 모형 시뮬레이션을 통해 모의실험을 진행한다면 안정성을 높일 수 있을 것이다. 장비의 좌·우 각도 및 추력 등을 제어하며 굴착 시 장비에 받는 토압, 추진압에 대한 데이터를 실시간으로 볼 수 있도록 시스템을 개발하여야 한다. 이 시스템으로 굴착 방법과 각도 별 굴착 시뮬레이션을 통한 현장실험에 필요데이터를 수집할 수 있다. 실제 쉴드 TBM 공사 전 축소모형 실험을 통한 평가 시 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권1호
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• pp.8-19
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• 2016

This paper investigates the effects of inlet turbulence conditions and near-wall treatment methods on the heat transfer prediction of gas turbine vanes within the range of engine relevant turbulence conditions. The two near-wall treatment methods, the wall-function and low-Reynolds number method, were combined with the SST and ${\omega}RSM$ turbulence model. Additionally, the RNG $k-{\varepsilon}$, SSG RSM, and $SST_+{\gamma}-Re_{\theta}$ transition model were adopted for the purpose of comparison. All computations were conducted using a commercial CFD code, CFX, considering a three-dimensional, steady, compressible flow. The conjugate heat transfer method was applied to all simulation cases with internally cooled NASA turbine vanes. The CFD results at mid-span were compared with the measured data under different inlet turbulence conditions. In the SST solutions, on the pressure side, both the wall-function and low-Reynolds number method exhibited a reasonable agreement with the measured data. On the suction side, however, both wall-function and low-Reynolds number method failed to predict the variations of heat transfer coefficient and temperature caused by boundary layer flow transition. In the ${\omega}RSM$ results, the wall-function showed reasonable predictions for both the heat transfer coefficient and temperature variations including flow transition onset on suction side, but, low-Reynolds methods did not properly capture the variation of the heat transfer coefficient. The $SST_+{\gamma}-Re_{\theta}$ transition model showed variation of the heat transfer coefficient on the transition regions, but did not capture the proper transition onset location, and was found to be much more sensitive to the inlet turbulence length scale. Overall, the Reynolds stress model and wall function configuration showed the reasonable predictions in presented cases.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권5호
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• pp.514-523
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• 2008

본 논문에서는 한누리 2호의 자세제어 알고리즘 검증을 위해 개발한 KAUSatSIM에 대해서 논의한다. KAUSatSIM은 6개의 에어베어링을 사용하여 무마찰 환경을 모사한 1축 회전 테이블과 한누리 2호에서 사용된 각종 센서 및 모멘텀 휠로 구성되어 있다. 이 시뮬레이터는 한누리 2호의 자세제어 알고리즘에 대한 검증과 새로운 제어 알고리즘 개발, 그리고 그 성능 검증에 사용될 수 있다. 개발된 1축 회전 시뮬레이터를 이용하여 한누리 2호 개발에 이용된 자세제어 알고리즘 검증을 위하여 모멘텀 휠을 이용한 시험을 수행하였다. 비례-미분제어기를 사용한 모멘텀 휠 제어기를 설계하여 좋은 실험 결과를 얻었다. 그리고 더 나아가 추력기 시스템을 추가하여 소형위성에 적용 가능한 새로운 알고리즘 개발 및 검증이 가능하도록 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권9호
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• pp.691-701
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• 2020

본 논문은 전기 추진 수직이착륙 무인기의 형상에 적합하도록 회전익 모드에서 추진시스템이 고장난 상황을 대처하기 위한 컨벡스 최적화 기법 기반의 믹서를 제시한다. 각 모터 및 프로펠러의 고장 영향성을 분석하기 위하여 컨벡스 함수 성질을 이용하여 가용 조종력 집합을 계산하였으며 이를 도시하는 방법을 기술하였다. 조종력 할당을 최적화 문제로 정의하고, 실시간으로 최적해를 구하기 위하여 컨벡스 함수로 문제를 재정의하였다. 컨벡스 최적화 솔버를 사용하여 수직 이착륙 비행 모드의 믹서를 구현하였으며 조종력 할당 기법들의 성능을 가용 조종력 범위 집합으로 비교하였다. 최종적으로 비선형 6자유도 시뮬레이션을 통하여 타기법(의사역행렬 기법, 재분배의사역행렬 기법)과 비교 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권7호
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• pp.552-560
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• 2014

Pulse Detonation Engine (PDE)는 압축 효과에 따른 효율 증가와 정지 상태로부터 높은 초음속구간까지 작동가능하다는 등의 장점으로 인해 차세대 고속추진기관으로 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 Chapman-Jouguet 데토네이션 이론과 일정 단면적의 관내 압축성 기연 가스 팽창과정을 연계한 Endo 이론을 바탕으로 실제 추진제에 대한 효율적인 PDE 이론 성능 예측 프로그램을 개발하였다. 성능 예측 프로그램은 탄도진자 측정을 통하여 얻은 실험 결과와 비교를 통하여 검증하였다. 이 프로그램을 이용하여 당량비, 초기압력 및 초기 온도 및 압력에 대한 성능 특성을 살펴보았고 다양한 탄화수소 연료, 산화제 조성에 대한 성능을 해석하여 PDE 이론 성능 데이터베이스를 구축하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권7호
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• pp.647-654
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• 2007

본 논문에서는 일정한 추력을 이용한 지구-달의 연료 최적 궤적해를 이용하여, 가변 추력기를 이용한 지구 탈출 궤적에서의 에너지 및 연료 최적 궤적을 설계하였다. 에너지 최적의 지구 탈출 궤적은 여러 차례 지구를 공전하게 되고, 궤도 천이 시간이 일반적인 궤도 천이 시간 보다 상대적으로 오래 소요되므로 최적화 문제를 해를 구하기가 쉽지 않다. 따라서 에너지 최적 해를 구하기 위하여, 초기 상태변수를 조정하면서 Discrete continuation의 기법을 적용하였다. 최적화 문제의 종말 조건은 일정한 추력기를 이용한 지구 탈출 궤적의 종말 조건을 이용하였고, 구속 시간은 일정한 추력기를 이용한 궤도 천이의 경우보다 큰 값으로 설정하였다. 한편, 연료 최적 궤적은 제어 입력의 형태가 불연속적이기 때문에 해를 구하기가 쉽지 않다. 따라서 연료 최적 궤적은 에너지 최적의 해와 호모토피(Homotopy) 기법을 적용시켜 그 해를 구하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권1호
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• pp.47-58
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• 2014

본 연구에서는 대체에너지로 태양광과 수소재생연료전지를 사용하는 고고도 장기체공 무인기의 초기 사이징을 수행하였다. 박스 윙 형태의 형상 대신 해외에서 연구가 많이 진행되어 상대적으로 기본 자료들이 풍부한 글라이더 형태의 형상을 선택하였다. 이륙중량 150 kg 급으로 추진 시스템은 모터와 프로펠러, 태양광 전지, 전기분해를 통해 재충전이 가능한 액체수소 연료전지로 구성되어있다. 하루 동안 순항 비행 시 필요한 최소 요구 에너지와 낮 시간으로부터 얻을 수 있는 태양광 에너지와의 에너지 균형을 고려하여 가로세로비, 날개 길이, 면적 등 항공기 설계변수를 변화시키면서 전체 이륙중량을 추정하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권5호
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• pp.393-401
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• 2018

고체 로켓 추진기관에서 우발점화를 방지하기 위해 사용하는 전자식 점화안전장치의 신뢰도 예측에 관하여 연구하였다. 신뢰도 예측을 위해 가장 먼저 점화안전장치의 주요 구성품(점화회로, 고전압 기폭관, 격벽착화기)을 정의하고, 각 구성품의 작동원리에 대해 시스템 분석을 수행하였다. 시스템 분석을 통해 선별된 입력 변수를 이용하여 각 부품의 성능 모델링을 수행하였으며, 복잡한 해석이 필요한 경우 반응표면기법을 이용하여 다항식으로 근사하였다. 마지막으로 만들어진 성능 모델링을 기반으로 몬테칼로 시뮬레이션을 적용하여 설계 신뢰도를 예측하였다.