• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.600-608
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• 2016

본 논문은 저전압-고전류 사양을 갖는 전력변환 시스템에 적합한 고효율 인터리브드 방식의 위상천이 풀브릿지 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 1차 측에 '3개의 스위치 브릿지와 2개의 트랜스포머', 2차 측에 '2개의 정류단'으로 구성되어 있다. 2개의 트랜스포머는 각각 동일한 크기의 전력변환을 담당하고, 서로가 위상 차이를 두고 에너지를 전달하는 특징을 갖는다. 이를 통해 기존의 인터리브드 방식의 위상천이 풀브릿지 컨버터 수준의 높은 시스템 안정성을 가지게 된다. 제안하는 컨버터는 기존 컨버터의 효율향상 한계로 작용하였던 lagging-leg 스위치의 하드스위칭 특성을 개선하기 위해 새로운 회로 구조와 제어기법을 적용하였다. 이를 통해 제안하는 컨버터는 기존 컨버터에 비해 하드스위칭 조건을 갖는 스위치의 수를 절반으로 줄였으며, 기존 컨버터에 비해 회로 구성에 사용되는 스위치의 수를 줄여 시스템의 복잡도를 개선하는 효과도 얻었다. 제안하는 컨버터의 특성을 확인하기 위해 본 논문에서는 저전압-고전류 특징을 갖는 3kW 서버용 전원장치 스펙을 이용하여 기존 컨버터와 제안하는 컨버터 시스템을 설계하였고, PSIM 시뮬레이션 툴을 활용하여 두 회로의 동작 특징을 비교하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.1-7
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• 2007

본 연구에서는 케이블구조의 초기형상해석을 위한 새로운 탄성포물선 케이블요소(elastic parabolic cable element)를 제시한다. 이를 위하여 먼저 탄성현수선 케이블요소(elastic catenary cable element)에 대한 적합조건과 접선강도행렬 유도과정을 간략히 한다. 이를 토대로 장력이 충분히 도입되어 자중에 의한 처짐 형상이 포물선에 가깝다는 가정 하에서 무응력길이를 포함하는 탄성포물선 케이블요소의 비선형 힘-변형관계식과 접선강도행렬을 유도한다. 또한 현(chord) 방향으로 두 케이블요소의 등가 장력식을 정의한다. 본 요소의 정확성을 확인하기 위하여, 탄성현수선과 탄성포물선 케이블요소를 각각 적용하여 고정하중을 받는 사장교의 초기형상해석을 수행하고 무응력길이, 등가장력, 그리고 최대장력 결과를 비교, 분석한다.

• Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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• 제1권4호
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• pp.483-491
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• 2012

It is expected that, in the future, DC power service will be widely used for photovoltaic home power generation systems, since DC consuming devices are ever increasing. Instead of using multiple converters to convert DC to AC and then AC to DC, the power service could solely be based on DC. This would eliminate the need for converters, reducing the cost, complexity, and possibly increasing the efficiency. However, configuration of direct DC power service with mechanical contacts can cause spark voltage or an electric shock when the switch is turned on and off. To solve these problems, in this paper, a contactless power supply for a DC power service that can transfer electric power produced by photovoltaics to the home electric system using magnetic coupling instead of mechanical contacts has been proposed. The proposed system consists of a ZVS boost converter, a half-bridge LLC resonant converter, and a contactless transformer. This proposed contactless system eliminates the use of DC switches. To reduce the stress and loss of the boost converter switching devices, a lossless snubber with coupled inductor is applied. In this paper, a switching frequency control technique using the contactless voltage sensing circuit is also proposed and implemented for the output voltage control instead of using additional power regulators. Finally, a prototype consisted of 150W boost converter has been designed and built to demonstrate the feasibility of the proposed contactless photovoltaic DC power service. Experimental results show that 74~83% overall system efficiency is obtained for the 10W~80W load.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.193-200
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• 2006

본 논문에서는 효율을 개선하고 인버터 스위칭 주파수를 줄이기 위하여 벅-부스트 형식을 기반의 PWM 전류형 인버터를 내장한 6-pulse-shift 컨버터 구조를 제안한다. 이는 에너지 저장장치 없이 태양광 시스템과 전력계통 사이를 연계하는 시스템으로 사용할 수 있다. 제안된 회로는 초퍼로 동작하는 6개의 전류형 벅-부스트 컨버터와 교류 출력의 극성을 결정하는 한 개의 전파 브리지 인버터로 구성된다. 따라서 제안된 인버터는 스위칭 손실을 줄이고 단위 역률운전을 구현하는 장점을 갖는다. 본 논문에서 이론적인 배경을 논하고 TMS320F2812를 사용하여 구현된 인버터 시작품에 대한 입출력 특성을 실험적으로 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.779-788
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• 1998

본 논문은 강교량 부재에 번번하게 사용되는 용접상세로 비교적 낮은 피로강도를 보이는 부재에 대해 실험과 해석적 연구를 수행하였다. 측정응력을 고려해보면, 피로균열은 복부에 연결되는 거셋판의 필렛용접 지단부에서 시작하였으며, 용접단면의 기하학적 조건과 불연속성으로 인하여 집중응력이 발생하는 것으로 나타났다. 비드단면의 기하학적 형상을 고려한 FEM 모델의 해석결과와 동일한 위치에서 게이지에 의한 측정응력은 둘다 비슷한 수준의 응력집중이 용접지단부에서 발생하고 있음을 보여주고 있다. 피로실험 결과를 AASHTO와 JSSC의 피로설계기준과 비교한 결과, 80mm와 150mm 부착 시험편 모두에서 AASHTO의 D와 E등급, JSSC의 F와 G등급을 만족하거나 상회하는 것으로 나타났다. 또한, WG1와 WG3 시험편은 AASHTO와 JSSC의 S-N선도 보다 완만한 -0.3의 기울기를 갖는 것으로 나타났다.

• Progress in Superconductivity
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• 제13권2호
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• pp.105-110
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• 2011

SQUID sensor-based ultra low-field magnetic resonance apparatus with ${\mu}T$-level measurement field requires a strong prepolarization magnetic field ($B_p$) to magnetize its sample and obtain magnetic resonance signal with a high signal-to-noise ratio. This $B_p$ needs to be ramped down very quickly so that it does not interfere with signal acquisition which must take place before the sample magnetization relaxes off. A MOSFET switch-based $B_p$ coil driver has current ramp-down time ($t_{rd}$) that increases with $B_p$ current, which makes it unsuitable for driving high-field $B_p$ coil made of superconducting material. An energy cycling-type current driver has been developed for such a coil. This driver contains a storage capacitor inside a switch in IGBT-diode bridge configuration, which can manipulate how the capacitor is connected between the $B_p$ coil and its current source. The implemented circuit with 1.2 kV-tolerant devices was capable of driving 32 A current into a thick copper-wire solenoid $B_p$ coil with a 182 mm inner diameter, 0.23 H inductance, and 5.4 mT/A magnetic field-to-current ratio. The measured trd was 7.6 ms with a 160 ${\mu}F$ storage capacitor. trd was dependent only on the inductance of the coil and the capacitance of the driver capacitor. This driver is scalable to significantly higher current of superconducting $B_p$ coils without the $t_{rd}$ becoming unacceptably long with higher $B_p$ current.

• Smart Structures and Systems
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• 제16권2호
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• pp.243-262
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• 2015

Optimal sensor placement (OSP) is a critical issue in construction and implementation of a sophisticated structural health monitoring (SHM) system. The uncertainties in the identified structural parameters based on the measured data may dramatically reduce the reliability of the condition evaluation results. In this paper, the information entropy, which provides an uncertainty metric for the identified structural parameters, is adopted as the performance measure for a sensor configuration, and the OSP problem is formulated as the multi-objective optimization problem of extracting the Pareto optimal sensor configurations that simultaneously minimize the appropriately defined information entropy indices. The nondirective movement glowworm swarm optimization (NMGSO) algorithm (based on the basic glowworm swarm optimization (GSO) algorithm) is proposed for identifying the effective Pareto optimal sensor configurations. The one-dimensional binary coding system is introduced to code the glowworms instead of the real vector coding method. The Hamming distance is employed to describe the divergence of different glowworms. The luciferin level of the glowworm is defined as a function of the rank value (RV) and the crowding distance (CD), which are deduced by non-dominated sorting. In addition, nondirective movement is developed to relocate the glowworms. A numerical simulation of a long-span suspension bridge is performed to demonstrate the effectiveness of the NMGSO algorithm. The results indicate that the NMGSO algorithm is capable of capturing the Pareto optimal sensor configurations with high accuracy and efficiency.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.55-66
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• 2011

본 논문에서는 Back-to-Back(BTB) 보강토 옹벽의 파괴메커니즘에 관한 연구내용을 다루었다. 이를 위해 모형실험과 불연속체 해석(Discrete Element Method, DEM)을 도입한 수치해석을 수행하였다. 먼저 축소모형실험에서는 일반적으로 시공되는 Back-to-Back 보강토 옹벽을 1/10로 축소하여 1-g 모델을 구축한 후 자중만으로 파괴에 도달하도록 하였으며 보강재의 길이변화에 따른 파괴 메커니즘을 고찰하였다. 아울러 모형실험 결과를 토대로 검증된 DEM 해석모델을 이용하여 다양한 시공조건에 대한 해석을 수행하여 BTB 옹벽의 폭 및 보강재 길이에 따른 파괴 메커니즘을 고찰하고 그 결과를 현재 적용되는 FHWA 설계기준과 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.633-642
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• 2006

연속 강합성 교량에 종방향 프리스트레스를 도입해야 하는 프리캐스트 바닥판을 적용하기 위해서는 균열제어를 위한 사용성 설계가 이루어져야 한다. 특히, 2거더 교량의 경우에는 장지간 바닥판의 설계에서 요구되는 주철근 및 횡방향 프리스트레스와 합성설계를 위해 요구되는 전단포켓의 존재로 인해서 상세가 복잡해지게 된다. 이 논문에서는 2거더 연속강합성 교량의 프리캐스트 바닥판 채용을 위해서 필요한 유효 프리스트레스 크기의 산정과 상세의 단순화를 이루기 위해서 부착강도를 인정할 수 있는 채움재료의 선정 및 그 기준을 제시하였다. 또한, 장기거동에 대한 평가 방안을 제시하고 그 결과로부터 초기 프리스트레스의 크기 결정을 수행하여 기존의 설계의 개선 정도를 평가하였다. 일정 수준이상의 부착강도를 갖는 채움재료를 부모멘트가 크게 발생하는 영역에 사용하면 연속 강합성 교량의 전구간에 걸쳐서 일정한 종방향 프리스트레스 도입이 가능하고 이로 인해 상세의 단순화 및 경제성을 높일 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권9호
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• pp.940-946
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• 2015

본 논문에서는 300kHz 이상의 주파수를 사용하는 고전압펄스의 출력이득을 증폭시키는 방법에 대하여 고찰하였다. 종래의 파워스테이지의 전압을 상승시켜 펄스진폭(Pulse-amplitude)을 증폭하는 방식 대신에, 부하의 용량성분과 회로의 기생성분간의 공진을 이용하여 출력이득을 증폭하는 방식으로 연구가 진행되었다. 특히 브릿지형 대신에 Flyback Topology를 적용을 통하여 회로구성을 간소화하고, 출력펄스파형에 출력전극의 용량성분을 부여함에 따라 부하에 가해지는 출력전압의 이득을 증폭시킴으로써, 하드스위칭을 통한 출력회로 내에서의 과부하 및 발열에 따른 손상을 막을 수 있는 장점이 있다. 해당연구는 의료 및 산업용가열분야에 적용되는 유전가열 방식의 접촉형 가열기기의 공간적, 전기적 효율을 제고할 수 있는 한 방법을 제시한다.