• 제목/요약/키워드: conceptual space

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50kW급 로켓 엔진용 전기펌프 모터의 개념 설계 (Conceptual Design of Electric-Pump Motor for 50kW Rocket Engine)

  • 김홍교;곽현덕;최창호;김정
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권2호
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    • pp.175-181
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    • 2018
  • 전기펌프시스템은 기존 터보펌프의 가스발생기, 구동기 및 터빈이 필요 없는 매우 간결한 구조를 갖고 있어 저가 소형 위성 발사체의 차세대 추진기관으로써 최근 주목받고 있다. 그래서 본 논문에서는 로켓엔진용 전기펌프 시스템의 가장 중요한 핵심부품인 영구자석 동기모터(PMSM)의 개발 및 발사체로의 적용 가능성을 파악하기 위하여 50 kW, 50,000 RPM의 성능을 가지는 전기모터에 대한 개념설계안을 도출하였다. 요구되는 전기모터의 성능을 만족시키기 위해서 전자기장해석을 수행하여 모터의 전체 외경과 회전자의 내경을 결정하였으며, 회전자는 4,000 가우스의 Sm2Co17 원통형 자석을 이용하여 Inconel 718 재료의 캔으로 체결하였다. 또한, 엔진구동시 모터 운전 영역에서의 회전 동역학적 안정성을 검증하기 위해서 회전체 동역학해석을 수행하였으며, Campbell 선도를 통하여 설계한 모터의 단품운전 뿐만 아니라 성능확인을 위한 Dynamo meter 운전 시에도 공진현상이 발생하지 않음을 해석적으로 확인할 수 있었다.

나로호와 한국형발사체를 연계한 달탐사 발사체 개념설계 (Conceptual Design of a Launch Vehicle for Lunar Exploration by Combining Naro-1 and KSLV-II)

  • 양원석;김소연;최정열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권8호
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    • pp.654-660
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    • 2014
  • 본 논문에서는 달 탐사위성을 위한 발사체로 한국형발사체(KSLV-II)와 나로호(KSLV-I)를 이용한 새로운 발사체에 대한 개념 연구를 수행하였다. 달 궤도 진입은 300 km 저고도에서 TLI를 수행해야 하므로 발사체의 목표성능을 한국형발사체와 동일하게 300 km 저고도에 2.6 ton의 물체를 올려놓을 수 있도록 설정하였다. 본 연구에서 제안하는 발사체는 나로호의 1단부와 한국형발사체의 2-3단부를 결합한 형태로서 검증된 발사체를 이용함으로써 기존의 한국형발사체에 비해 개발기간을 단축시킬 수 있고 발사체의 선택의 폭을 ?힐 수 있는 장점이 있다.

극초음속 충격파 풍동 설계/구축 및 성능시험 Part Ⅰ: 극초음속 충격파 풍동 설계 방법 (Design/Construction and Performance Test of Hypersonic Shock Tunnel Part Ⅰ: Design Method of Hypersonic Shock Tunnel)

  • 이복직;이형진;김세환;정인석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.321-327
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    • 2008
  • 극초음속으로 비행하는 추진기관이 직면하는 고속 유동 등 제반 현상을 모사하기 위한 지상시험 설비로 충격파 풍동을 설계, 구축한 후 성능 시험을 수행하였다. 개발된 준 일차원 작동 해석를 이용하여 설계점을 파악한 후, 극초음속 시험설비 구축을 위한 개념 설계를 완료하였다. 이어 단위 해석 코드를 이용하여 구체적인 성능 설계 및 각 구성품에 대한 설계를 완료, 구축한 후, 다양한 운용조건에서 성능시험을 수행하였다. 본 논문에서는 이론해석 결과를 바탕으로 이루어진 개념 설계와 준 1차원 다화학종 해석 코드를 이용한 개념설계 검증 및 성능설계 결과 등 극초음속 충격파 풍동 설계방법을 제시하였다.

리튬이온 전지 기술을 채용한 인공위성용 전력계 개념 설계 (Conceptual Design of Electrical Power System using Li-ion Cell Technology for a Satellite)

  • 신구환;박경화;김형명;임종태
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.115-123
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    • 2007
  • 본 논문은 리튬이온 (Li-ion) 셀을 채용한 인공위성용 전력계의 개념 설계에 대하여 기술한다. 기존의 니켈카드뮴 (NiCd) 셀과 비교할 때, 리튬이온 (Li-ion) 셀은 에너지 밀도, 무게 그리고 부피에서 큰 잇점을 갖고 있다. 니켈카드뮴 (NiCd) 셀의 평균 출력전압은 +1.2V이며, 리튬이온 (Li-ion) 셀의 출력전압은 +3.6V이다. 그러나, 리튬이온 (Li-ion) 셀의 충전과 방전에 있어서의 절차는 기존의 니켈카드뮴 (NiCd) 셀 보다는 어렵다. 따라서, 리튬이온 (Li-ion) 셀의 충전과 방전 시에는 각각의 셀에 대하여 충전 전압과 방전 전압을 검침하고 제어를 해주어야 하므로 별도의 제어 회로가 요구된다. 따라서, 본 논문을 통하여 리튬이온 (Li-ion) 셀을 채용한 전력계의 설계 시 고려하여야 할 사항 및 리튬이온 (Li-ion) 셀의 충방전 특성에 대한 연구 결과를 제시하고자 한다.

액체 로켓 엔진시스템 개념설계를 위한 모듈화 프로그램 Part II: 통합 모듈화 프로그램 (Modular Program for Conceptual Design of Liquid Rocket Engine System, Part II : Integration of Modular Program)

  • 박병훈;양희성;김원호;윤웅섭
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권9호
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    • pp.816-825
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    • 2007
  • 액체 로켓 엔진시스템 개념설계를 위하여 주요 엔진 구성품들에 대한 모듈 프로그램을 통합한 성능 설계 프로그램을 작성하였다. 구성품에 대한 모듈 프로그램은 설계 인자를 수학적으로 묘사하였고, 구성품 간의 유량과 압력을 매칭시켜 각 모듈 프로그램을 통합함으로써 반복계산을 통해 엔진 성능을 예측하는 모듈화 프로그램을 작성하였다. 구성품간의 유량이 조율되고, 유량의 함수로 계산된 각 구성품에서의 압력강하량을 합산하여 터보펌프 출구조건을 부여하도록 하였다. 프로그램의 계산과정과 설계방법을 간략하게 제시하고, 결과는 검증 모델 엔진의 데이터와 비교하여 검증하였다.

르야프노프 이론을 이용한 목표각 추종 유도법칙 설계 (Design of Aim Angle Following Guidance Law Using Lyapunov Theory)

  • 김기석;김유단
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.81-89
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    • 2002
  • 현재까지 개발된 다양한 형태의 유도법칙은, 유도개념에 따라 추적방식, 미사일과 표적에 의해 정의되는 방위각을 일정하게 유지시키는 유도법칙, 그리고 표적의 기동 예측에 기반한 유도법칙 등으로 분류할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 개념적인 유도목적을 일반화한 유도법칙을 제안하였다. 제안한 유도법칙은 충돌삼각형 상에서 정의된 목표각을 사용하는데, 목표각은 매개변수의 설정에 따라 다양한 형태가 될 수 있다. 르야프노프 이론을 사용하여, 제안한 유도법칙은 목표각 오차의 반응이 1차 시스템과 동일함을 증명하였다. 그리고 자동조종장치의 동역학이 느릴 경우는, 목표각 오차 반응을 2차 시스템으로 모사할 수 있는 유도법칙도 제안하였다. 제안한 유도법칙의 유용성을 보이기 위하여 측정잡음을 포함한 시뮬레이션을 수행하고 결과를 제시하였다.

순차적 최적화를 이용한 공중발사 로켓 시스템 대안 분석 (System Trade Study of the Air-launching Rocket Using Sequential Optimization Technique)

  • 최영창;이재우;변영환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권9호
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    • pp.41-47
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    • 2005
  • 임무분석, 단배분, 추진해석, 형상, 공력해석, 중량해석 그리고 궤적해석을 포함하는 발사체 개념설계 과정을 정립하였다. 개념설계 결과, 1단에 Hybrid Engine을 적용한 초음속(M=1.5) 공중발사 로켓이 설계되었다. 최상의 시스템 대안을 선택하기 위해서, 순차적 최적화를 이용하여 1단 추진 시스템 형태와 발사속도에 대한 trade study와 baseline 공중발사 로켓의 타당성 검토가 수행되었다. Trade study 결과, 공중발사 로켓 시스템에서 가장 중요한 요소인 총 중량과 단위 위성중량 당 총 중량 비가 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 초음속 발사에서 안전성을 지닌 Baseline 공중발사 로켓 시스템이 타당한 것을 확인할 수 있었다.

FLNG개념설계 단계에서 SMR 및 DMR 액화공정의 잠재적 폭발위험도 비교 (Potential Explosion Risk Comparison between SMR and DMR Liquefaction Processes at Conceptual Design Stage of FLNG)

  • 유원우;채민호;박재욱;임영섭
    • 한국해양공학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.95-105
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    • 2018
  • An FLNG (floating liquefied natural gas) or LNG FPSO (floating production, storage and offloading) unit is a notable offshore unit with the increasing demand for LNG. The liquefaction process on an FLNG unit is the most important process because it determines the economic feasibility, but would be a hazard source because of the large quantity of hydrocarbons. While a high efficiency process such as C3MR has been preferred for onshore liquefaction processes, a relatively simple process such as the SMR (single mixed refrigerant) or DMR (dual mixed refrigerant) liquefaction process has been selected for offshore units because they require a more compact size, lighter weight, and higher safety due to their space limitation for facilities and long distance from shore. It is known that an SMR has the advantages of a simple configuration, small footprint, and lower risk. However, with an increased production rate, the inherent safety of SMR needs to be evaluated because of its small train capacity. In this study, the potential explosion risks of the SMR and DMR liquefaction processes were evaluated at the conceptual design stage. The results showed that an SMR has a lower overpressure than a DMR at the same frequency, only with a small production capacity of 0.9 MTPA. With increased capacity, the overpressure of the SMR was higher than that of the DMR. The increased number of trains increased the frequency in spite of the small amount of equipment per train. This showed that the inherent risk of an SMR is not always lower than that of a DMR, and an additional risk management strategy is recommended when an SMR is selected as the concept for an FLNG liquefaction process compared to the DMR liquefaction process.

다차원척도법을 이용한 중학교 보건교육 교과영역 구축 및 속성 분석 (Health Education Curriculum Constructs and Dimensional Properties for Korean Middle School Students in Multidimensional Scaling Analysis)

  • 박경옥
    • 한국학교ㆍ지역보건교육학회지
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    • 제7권
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    • pp.1-17
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    • 2006
  • Background: School is a primary health education setting for adolescents and the continuous support should be provided to renew school health education curriculum correspondent to cultural changes in Korean society. Objectives: This study was conducted to identify the principals and teachers' health education needs for their students and to analyze their conceptual map for health education curriculum at school. Methods: The sample size of the preliminary study was 321 of the teachers in elementary, middle, and high school, and that of the main study was 355 middle school principals and teachers over the country. The self-administered mailing survey was conducted to collect the available health education topics in the preliminary study, to identify the factor structure of the health education topics and to analyze the conceptual properties on health education with exploratory factor analysis and multidimensional scaling analysis in SPSS 12.0. Results: A total of 21 health education topics were collected from the preliminary survey and 31 topics were, comprehensively, generated for the main survey. In exploratory factor analysis, seven factors were generated in 1.0 or greater Eigen value standard. The seven factors were 'life health promotion,' 'disease prevention and drug control,' 'bulling and aggression prevention,' 'injury and sexual harassment prevention,' human-efficacy and regulation,' 'health protection for adolescence,' and 'alcohol and tobacco control.' The educational need scores were the highest in 'human-efficacy and regulation' and 'injury and sexual harassment prevention.' The two-dimensional cooperates were generated for the 31 health education topics and the two dimensional properties which divided the conceptual space were 'health-safety' for one and 'public/environmental-individual/personal' for the other. That is, middle school principals and teachers primarily, understand the health education curriculum in the sense of 'health vs. safety' and 'public/environmental vs individual/personal.' Conclusions: Health education curriculum and textbook should be developed based on teachers' needs and conditions for health education in school fields. The field-based health education programs or textbook would make more possible problem-solving health education for youth in real school fields.

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초등학교 보건교육 교과영역에 대한 교사들의 인식도 속성: Concept mapping 기법을 활용한 실험적 시도 (Teachers' Perceived Dimensions on Elementary School Health Education Curriculum: An Experimental Trial Based on Concept Mapping Approach)

  • 박경옥
    • 보건교육건강증진학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.93-108
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    • 2007
  • Background: School is a primary health education setting for children and the continuous support should be provided to renew school health education curriculum correspondent to socio-cultural changes in Korean society. Objectives: This study was conducted to identify the principals' and teachers' needs of health education topics for their students and to analyze their conceptual map for health education curriculum in Korean elementary school. Methods: The sample size of the first survey was 179 and that of the second survey was 691 of elementary school principals and teachers from stratified sampling over Korea. The self-administered mailing survey was conducted to o identify the factor structure of the health education topics and to analyze the conceptual properties with exploratory factor analysis and multidimensional scaling analysis in SPSS 12.0. Results: A total of 21 health education topics were collected from the first survey and 31 topics were, comprehensively, generated for the second survey. The five factors were determined: 'life health promotion behavior,' 'drug control and mental health,' 'bulling and aggression prevention,' 'safety perception and injury prevention,' and 'sex education and sexual harassment.' The educational need scores were the highest in 'safety perception and injury prevention.' The two-dimensional cooperates were generated for the 31 health education topics and the two dimensional properties which divided the conceptual space were 'health-safety' for one and 'public/environmental-individual/personal' for the other. Conclusions: Health education curriculum and textbook should be developed considering teachers' needs and conditions for health education in school fields. The field-based health education programs or textbook would make more possible problem-solving health education for children in real school fields.