• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.283-291
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• 2011

수직발사 추진기관의 추력방향조종(TVC)용으로 사용되는 제트베인 조립체의 열전달 특성을 고찰하기 위해 수치해석을 수행하였다. 본 연구에서 제트베인 주위의 대류열전달계수는 열경계층 방정식의 해와 반실험식을 사용하여 구하였다. 제트베인 조립체의 3차원 온도분포에 대한 해석은 PATRAN과 ABAQUS 소프트웨어를 사용하여 수행되었다. 본 수치해석 기법의 타당성은 제트베인 축 내부에서 측정한 온도와 열해석 결과의 비교를 통해 검증하였다. 제트베인의 3개 편향각(0o, 12.5o, 25o)에 대해 연소시간별 제트베인의 온도변화를 고찰하였다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제7권3호
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• pp.29-34
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• 2008

This paper describes the fabrication and characterization of a differential pressure type integrated mass-flow controller made of stainless steel for reactive and corrosive gases. The fabricated mass-flow controller is composed of a normally closed valve and differential pressure sensor. A stacked solenoid actuator mounted on a base-block is utilized for precise and rapid control of gas flow. The differential pressure flow sensor consisting of four diaphragms can detect a flow rate by deflection of diaphragm. By a feedback control from the flow sensor to the valve actuator, it is possible to keep the flow rate constant. This device shows a fast response less than 0.3 sec. Also, this device shows accuracy less than 0.1% of full scale. It is confirmed that this device is not attacked by toxic gas, so the integrated mass-flow controller can be applied to advanced semiconductor processes which need fine mass-flow control corrosive gases with fast response.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권4호
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• pp.102-108
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• 2007

The characteristic properties of aluminum, high strength stiffness to weight ratio, good formability, good corrosion resistence, and recycling potential make it the ideal candidate to replace heavier materials in the car to respond to the weight reduction demand within the automotive industry. In this paper, FE simulation was carried out to design an appropriate extrusion die for the automobile control arm. Based on the FE simulation result, a new die design has been proposed for uniform material flow in the cross section of extruded product. And then the welding pressure, extrusion load, and the tendency of mandrel deflection were estimated to verify high quality. In the extrusion experiment, it was possible to produce sound product without defects.

• Coupled systems mechanics
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• 제1권1호
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• pp.39-57
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• 2012

This study intends to explore dynamic interaction behaviors between actively controlled maglev vehicle and guideway girders by considering the nonlinear forms of electromagnetic force and current exactly. For this, governing equations for the maglev vehicle with ten degrees of freedom are derived by considering the nonlinear equation of electromagnetic force, surface irregularity, and the deflection of the guideway girder. Next, equations of motion of the guideway girder, based on the mode superposition method, are obtained by applying the UTM-01 control algorithm for electromagnetic suspension to make the maglev vehicle system stable. Finally, the numerical studies under various conditions are carried out to investigate the dynamic characteristics of the maglev system based on consideration of the linear and nonlinear electromagnetic forces. From numerical simulation, it is observed that the dynamic responses between nonlinear and linear analysis make little difference in the stable region. But unstable responses in nonlinear analysis under poor conditions can sometimes be obtained because the nominal air-gap is too small to control the maglev vehicle stably. However, it is demonstrated that this unstable phenomenon can be removed by making the nominal air-gap related to electromagnetic force larger. Consequently it is judged that the nonlinear analysis method considering the nonlinear equations of electromagnetic force and current can provide more realistic solutions than the linear analysis.

• 한국추진공학회지
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• 제24권4호
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• pp.12-24
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• 2020

이중목 노즐은 유체 추력벡터제어 분야에서 특히 효과적인 방법이며, 다른 축소부가 종래의 축소-확대 노즐의 확대부에 연결된다. 본 연구에서는 3차원 초음속 직사각형 노즐에서 추력벡터제어 성능에 대한 분사각의 영향을 조사하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 5개의 분사각에 대하여 다루었으며, 편향각도, 분사 질량유량비, 시스템 전체 추력비, 전체 피칭 추력효율, 대칭면에서의 마하수 분포와 유선 및 다른 면에서 마하수 분포를 포함하는 임계 성능변화가 정량적으로 그리고 정성적으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 특히 전투기 설계자에게 유용한 기술적 자료를 제공한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권5호
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• pp.697-713
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• 2022

In the context of the finite elements method, the dynamic behavior of porous functionally graded double wishbone vehicle suspension structural system incorporating joints flexibility constraints under road bump excitation is studied and analyzed. The functionally graded material properties distribution through the thickness direction is simulated by the power law including the porosity effect. To explore the porosity effects, both classical and adopted porosity models are considered based on even porosity distribution pattern. The dynamic equations of motion are derived based on the Hamiltonian principle. Closed forms of the inertia and material stiffness components are derived. Based on the plane frame isoparametric Timoshenko beam element, the dynamic finite elements equations are developed incorporating joint flexibilities constraints. The Newmark's implicit direct integration methodology is utilized to obtain the transient vibration time response under road bump excitation. The presented procedure is validated by comparing the computational model results with the available numerical solutions and an excellent agreement is observed. Obtained results show that the decrease of porosity percentage and material graduation tends to decrease the deflection as well as the resulting stresses of the control arms thus improving the dynamic performance and increasing the service lifetime of the control arms.

• Smart Structures and Systems
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• 제12권5호
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• pp.501-521
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• 2013

This paper is concerned with static and dynamic shape control of a laminated Bernoulli-Euler beam hosting a uniformly distributed array of resistively interconnected piezoelectric patches. We present an analytical one-dimensional model for a laminated piezoelectric beam with material discontinuities within the framework of Bernoulli-Euler and extent the model by a network of resistors which are connected to several piezoelectric patch actuators. The voltage of only one piezoelectric patch is prescribed: we answer the question how to design the interconnected resistive electric network in order to annihilate lateral vibrations of a cantilever. As a practical example, a cantilever with eight patch actuators under the influence of a tip-force is studied. It is found that the deflection at eight arbitrary points along the beam axis may be controlled independently, if the local action of the piezoelectric patches is equal in magnitude, but opposite in sign, to the external load. This is achieved by the proper design of the resistive network and a suitable choice of the input voltage signal. The validity of our method is exact in the static case for a Bernoulli-Euler beam, but it also gives satisfactory results at higher frequencies and for transient excitations. As long as a certain non-dimensional parameter, involving the number of the piezoelectric patches, the sum of the resistances in the electric network and the excitation frequency, is small, the proposed shape control method is approximately fulfilled for dynamic load excitations. We evaluate the feasibility of the proposed shape control method with a more refined model, by comparing the results of our one-dimensional calculations based on the extended Bernoulli-Euler equations to three-dimensional electromechanically coupled finite element results in ANSYS 12.0. The results with the simple Bernoulli-Euler model agree well with the three-dimensional finite element results.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권2호
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• pp.200-207
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• 2017

선박에서 제어판을 가지는 목적은 선박의 운동을 제어하는데 있다. 제어판은 단동타의 형태일수도 있고 고정된 부분과 이동하는 부분의 조합에 의해 구성될 수도 있다. 이러한 제어판은 그 고유의 목적에 맞도록 역할을 수행하는 기능을 가지며, 유체와 상대적인 운동과 원초적인 기능에 의해 조정력을 증가시키는 것이다. 이러한 힘과 모멘트는 영각의 변화와 회전에 의해서 생성되고 선박의 조종성능을 결정한다. 본 논문에서는 플랩러더와 물분사러더의 2차원 유동특성을 회류수조에서 PIV기법을 이용하여 각각 계측하였다. 모델시험은 플랩러더와 물분사러더를 NACA0012의 영각과 플랩각을 변화시키면서 수행하였다. 2프레임 입자추적기법은 유동장에서 속도분포를 득하는데 이용되었다. 전체실험에서 레이놀즈수 $Re{\fallingdotseq}3.0{\times}10^4$를 적용하였으며 상호비교를 통해 계측된 결과값을 비교평가하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권4호
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• pp.374-381
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• 2011

최근 구조 건전성 모니터링을 위해 다양한 센서와 분석 기술들을 적용하여 기계/토목 구조물의 처짐을 측정하는 연구들이 활발히 수행되고 있다. 처짐을 측정하기 위해 사용되는 다양한 전기 기반 상용 센서의 경우, 많은 수의 센서가 설치될 때 함께 설치된 다량의 전선들은 전기적 잡음 문제를 야기하여 사용상의 어려움을 발생시킨다. 따라서 본 논문에서는 기본 센서의 문제점을 해결하면서 미세 변위를 손쉽게 측정할 수 있는 저가형의 광강도형 광섬유 변위 센서를 제안한다. 이를 위해, 광섬유 굽힘 손실 현상을 이용하여 센서부의 형태를 고안하였으며 민감도, 선형성 그리고 작동 범위를 구하기 위한 기초 실험을 수행하였다. 또한 변위 측정이 용이하고 구조물에 손쉽게 설치할 수 있도록 센서 헤드의 기구부를 새롭게 설계 제작하였으며, 이를 사용하기 위한 실시간 프로그램 또한 함께 개발하여 광섬유 변위 센서 시스템을 개발 완료하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권5호
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• pp.396-404
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• 2015

무인기의 날개는 고고도 장기체류에 적합하도록 가로세로비가 크며, 비행 중 구조 대변형이 발생한다. 비행 중 날개 구조의 실시간 변형 상태 파악을 위해 변위-변형률 관계를 이용하여 비행체의 구조 건전성 및 관련 하중 상태 평가, 이상 진동 현상 발견 및 조종성 향상과 같은 영역에서 활용할 수 있다. 본 논문에서는 비행 중 변형이 발생하는 날개 구조물을 외팔보로 가정하여 구조 대변형을 보다 간편하게 예측하기 위한 변형률 기반의 비선형성을 고려한 변위 예측 알고리즘을 작성하였다. 변위 예측식은 외팔보의 다양한 끝단 변위 조건에서 이루어진 구조 실험과 유한요소 해석 결과의 비교를 통하여 검증하였다. 변형률은 스트레인 게이지로부터 취득한 값을 사용하였으며, 변형률을 이용하여 예측된 변위는 레이저 변위 센서로 측정한 변위와 잘 일치하였다.