• 한국철도학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.547-554
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• 2016

본 연구는 궤도 틀림을 관리하기 위한 궤도 품질 지수(TQI)의 진전율 추정에 관한 것이다. 이와 관련한 기존 연구 대부분은 시간에 따른 TQI 값의 선형 회귀분석을 통해 구해진 기울기를 기준으로 상수 진전율을 제시하는 데 그치고 있다. 본 연구는 과거 데이터 혹은 전문가의 식견으로부터 도출되는 파라미터의 사전 분포를 효과적으로 반영할 수 있으며, 파라미터값의 확률 분포를 유도해 낼 수 있는 베이지안 방법론에 기초한 진전율 추정 모델을 제안하고, 기존의 전통적인 회귀분석 모형과의 비교 연구를 통해, 베이지안 방법론의 활용 가능성을 검토해 보았다.

• 전력전자학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.507-514
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• 2022

This study proposes an optimal design process for a high-frequency transformer that has a large leakage inductance for dual-active-bridge converters. Notably, conventional design processes have large errors in designing leakage transformers because mathematically modeling the leakage inductance of such transformers is difficult. In this work, the geometric parameters of a shell-type transformer are identified, and finite element analysis(FEA) simulation is performed to determine the magnetization inductance, leakage inductance, and copper loss of various shapes of shell-type transformers. Regression models for magnetization and leakage inductances and copper loss are established using the simulation results and the machine learning technique. In addition, to improve the regression models' performance, the regression models are tuned by adding featured parameters that consider the physical characteristics of the transformer. With the regression models, optimal high-frequency transformer designs and the Pareto front (in terms of volume and loss) are determined using NSGA-II. In the Pareto front, a desirable optimal design is selected and verified by FEA simulation and experimentation. The simulated and measured leakage inductances of the selected design match well, and this result shows the validity of the proposed design process.

• 전력전자학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.126-133
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• 2022

This study proposes a suppression of zero sequence current (ZSC), which is caused by zero sequence voltage (ZSV) for a dual two-level inverter with single DC bus. Large output voltages enable the dual inverter with single DC bus to improve a system efficiency compared with single inverter. However, the structure of dual inverter with single DC bus inevitably generates ZSC, which reduces the system efficiency and causes a current ripple. ZSV is also produced by dead time, and its magnitude is determined by the DC bus and current direction. This study presents a novel space vector modulation method that allows the instantaneous suppression of ZSC. Based on a condition where a switching period is twice a sampling (control) period, the proposed control method is implemented by injecting the offset voltage at the primary inverter. This offset voltage is injected in half of the switching period to suppress the ZSC. Simulation and experiments are used to compare the proposed and conventional methods to determine the ZSC suppression performance.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권5호
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• pp.399-405
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• 2016

최근 많은 장점으로 기존 전기식 센서를 대체하여 그 적용 영역을 빠르게 넓혀가고 있는 광섬유 센서는 센서부에서 계측기 사이의 신호 전달을 위해 광 어댑터와 광 점퍼 코드와 같은 광소자를 사용하게 된다. 광 어댑터를 이용하여 신호 전달을 하는 경우 단면이 서로 맞닿게 되어 이물질에 의해 코어 부분에 손상이 발생할 수 있으며, 이는 광 손실 및 광 접속 불능을 유발할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 지속적인 유지보수를 필요로 하는 문제들을 근원적으로 해결할 수 있는 대안으로 비접촉식 광섬유 점퍼 코드를 개발하였으며 그 전송 성능을 평가하였다. 시험 결과, 기존의 접촉식 광 점퍼 코드는 2 mm의 간극에서 광 신호 전송이 불가능한데 반해 비접촉식 광 점퍼 코드의 경우 초기 광 손실은 상대적으로 크지만 간극이 증가하더라도 약 7 mm 정도까지 안정적으로 신호 전송이 가능하였다. 따라서, 패치 코드가 광센서 간 신호 전송을 위한 케이블임을 고려할 때 외부의 환경적 요인에 대해 더 우수한 신호 안정성을 가진 비접촉식 패치 코드가 접촉식 패치 코드에 비해 현장 적용성이 더 뛰어남을 확인하였다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1A호
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• pp.31-43
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• 2009

본 논문에서는 다양한 차종의 영향을 반영할 수 있고, 차량과 교량의 연성 운동방정식을 구성하여 시간 단계별 직접해를 산정할 수 있는 수치해석기법을 제시하였다. 운동방정식의 해는 직접적분법인 Newmark ${\beta}$을 이용하여 해석 단계별로 구성된 유효강성행렬과 유효하중벡터를 바탕으로 정적평형방정식의 해를 구하는 원리와 동일하게 산정하였다. 또한 해석의 효율성을 증진시키기 위하여 유효강성행렬은 Skyline 법에 의해 재구성하였으며, Cholesky의 행렬 분해기법을 동시에 적용하여 직접적인 역행렬 계산에서 야기되는 오차의 발생을 최소화 하였다. 또한 기존선 철도차량인 새마을 PMC 열차와 디젤 견인 무궁화 열차에 대한 3차원 정밀수치해석 모델을 개발하였고, 각 차량은 차체와 전 후방 대차에 각각 6자유도씩 고려하여 총 18자유도로 수치모델을 작성하였다. 교량은 3차원 공간뼈대 요소를 이용하여 모델링하였고, 차륜과 레일 접촉면의 불규칙성은 미국의 FRA에서 규정하고 있는 연직방향 및 횡방향틀림에 대한 PSD 함수를 이용하여 궤도틀림을 수치적으로 구현하였다. 제시된 수치해석 기법은 12 m, 18 m형 판형교의 실측결과를 이용하여 타당성을 검증하였으며, 실측 및 수치해석결과는 교량의 1차 휨 고유진동수의 2.0배를 기준으로 Low pass filtering 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.3632-3637
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• 2009

본 논문에서는 단상 MJ81 전기선로전환기의 실용화를 위해 요구되는 현장설치시험을 수행한 결과를 기술하고 있다. 이러한 단상 MJ81 전기선로전환기는 경부고속철도 건설시에 프랑스 알스톰 및 코지프로부터 기술이전 받아 국산화한 3상 MJ81 전기선로전환기를 단상 220V를 사용하고 있는 국내 기존선에서도 선로 연변 전원설비의 변경 없이도 사용할 수 있도록 구동부의 성능 개선을 통해 공인인증시험을 통과한 제품이다. 한국철도기술연구원 및 삼성 SDS에서는 기존철도기술개발사업을 통해 기존선의 속도 및 안전성 향상을 위해 단상 MJ81 전기선로전환기를 국산화 하였으나 이의 실용화를 위해서는 연동장치와의 인터페이스 시험 뿐 아니라 실제 선로에서의 현장설치시험을 통해 성능을 입증하여야 한다. 본 논문에서는 이러한 시험을 진행한 과정과 함께 현장설치시험의 결과 분석을 통해 국산품인 단상 MJ81 전기선로전환기의 실용성을 입증하였으며, 입증된 결과를 바탕으로 2009년 2월 한국철도시설공단의 물량을 수주하여 현재 설치 중이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.430-436
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• 2018

궤도보수용 특수철도차량은 열차 운행동안 철도차량의 진동저감 및 승차감 향상을 위하여 다양한 궤도틀림을 조정하는 탬핑장치를 장착한다. 궤도틀림의 선형화 작업에 대한 인적 오류를 감소하기 위하여 실제 탬핑작업의 착오를 바로 확인할 수 있는 모의 훈련연습기의 개발이 중요하다. 기존 2차원 시뮬레이터의 현실성 및 훈련효과를 높이기 위하여 본 연구에서는 가상현실 공간상에서 본 특수철도차량의 탬핑작업에 대하여 3차원 시뮬레이터 모델링을 구현하였다. 탬핑작업동안 고화질화면 작동 시 발생되는 버퍼링 문제는 고화질 다각형 모델링에서 추출한 로우 다각형의 Unwrap UVW 매핑기법을 사용하여 해결하였다. 탬핑작업의 훈련시 발생하는 인적오류는 침목과 탬핑유니트의 탬핑타인 충돌 유무를 원과 사각형 충돌원리로 감지된다. 또한 충돌과 동시에 작업운전실 의자의 진동이 발생되며, 모의연습기 화면에 침목 타격수량이 현시되므로 훈련생의 숙달정도까지 인지하도록 제작되었다. 그리고 침목위에 튀어 오른 자갈은 차량주행 안전성 심각한 영향을 미치므로 탬핑유니트에 자갈 튀는 효과를 적용하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.86-95
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• 2006

Brillouin backscatter is a type of reflection that occurs when light is shone into an optical fibre. Brillouin reflections are very sensitive to changes in the fibre arising from external effects, such as temperature, strain and pressure. We report here several case studies on the measurement of strain using Brillouin reflections. A mechanical bending test of an I beam, deployed with both fiber optic sensors and conventional strain gauge rosettes, was performed with the aim of evaluating: (1) the capability and technical limit of the DTSS technology for strain profile sensing; (2) the reliability of strain measurement using fiber optic sensor. The average values of strains obtained from both DTSS and strain gauges (corresponding to the deflection of I beam) showed a linear relationship and an excellent one-to-one match. A practical application of DTSS technology as an early warning system for land sliding or subsidence was examined through a field test at a hillside. Extremely strong, lightweight, rugged, survivable tight-buffered cables, designed for optimal strain transfer to the fibre, were used and clamped on the subsurface at a depth of about 50cm. It was proved that DTSS measurements could detect the exact position and the progress of strain changes induced by land sliding and subsidence. We also carried out the first ever distributed dynamic strain measurement (10Hz) on the Korean Train eXpress(KTX) railway track in Daejeon, Korea. The aim was to analyse the integrity of a section of track that had recently been repaired. The Sensornet DTSS was used to monitor this 85m section of track while a KTX train passed over. In the repaired section the strain increases to levels of 90 microstrain, whereas in the section of regular track the strain is in the region of 30-50 microstrain. The results were excellent since they demonstrate that the DTSS is able to measure small, dynamic changes in strain in rails during normal operating conditions. The current 10km range of the DTSS creates a potential to monitor the integrity of large lengths of track, and especially higher risk sections such as bridges, repaired track and areas at risk of subsidence.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.573-579
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• 2014

합성보는 콘크리트 바닥판과 강재 거더로 이루어져 왔으나, 바닥판의 자중을 줄이면서 내구성을 향상시키고 나아가 교량의 강도 및 강성을 향상시키기 위하여 초고성능 콘크리트(UHPC)를 교량 바닥판으로 채용한 합성보가 최근에 제안되고 있다. 이 연구는 기존의 스터드 전단연결재가 UHPC 바닥판을 합성함에 있어 유효한지에 관하여 실험적으로 검토해보고자 한다. 12개의 push-out 시험체를 통하여 UHPC 바닥판에 매립된 스터드 전단연결재의 정적 강도를 평가하였으며, 실험 변수로 바닥판 두께, 스터드 높이 및 지름을 채택하여, 기존에 제한되었던 스터드 지름에 대한 높이의 비율인 형상비와 스터드 머리부 상부 콘크리트 피복두께의 제한을 완화하는 것이 가능한지에 대하여 검토하였다. 이 연구의 실험으로부터 기존 AASHTO LRFD에 제시된 정적 강도평가식을 UHPC에 매립된 스터드 전단연결재에 적용하는 것이 유효함을 확인하였으며, 4이상으로 제한된 형상비는 3.1까지 낮추어도 되며, 50 mm로 제한된 최소 피복두께도 25 mm까지 낮출수 있음을 확인하였다. 다만 Eurocode-4에 제시된 연성도 기준인 특성 상대슬립 6 mm 이상의 기준을 만족하지 못하여, UHPC에 매립된 스터드 전단연결재는 별도의 연성 보강 방안이 채택되지 않는다면 강성 전단연결재로 간주하여야 할 것이다.