• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.132-138
• /
• 2011

A micromachined silicon accelerometer capable of surviving and detecting very high accelerations(up to 200,000 times the gravitational acceleration) is necessary for a high impact accelerometer for earth-penetration weapons applications. We adopted as a reference model a piezoresistive type silicon micromachined high-shock accelerometer with a bonded hinge structure and performed structural analyses such as stress, modal, and transient dynamic responses and sensor sensitivity simulation for the selected device using piezoresistive-structural coupled-field analysis. In addition, structural optimization was introduced to improve the performances of the accelerometer against the initial design of the reference model. The design objective here was to maximize the sensor sensitivity subject to a set of design constraints on the impact endurance of the structure, dynamic characteristics, the fundamental frequency and the transverse sensitivities by changing the dimensions of the width, sensing beams, and hinges which have significant effects on the performances. Through the optimization, we could increase the sensor sensitivity by more than 70% from the initial value of $0.267{\mu}V/G$ satisfying all the imposed design constraints. The suggested simulation and optimization have been proved very successful to design high impact microaccelerometers and therefore can be easily applied to develop and improve other piezoresistive type sensors and actuators.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.173-179
• /
• 2013

파랑과 해저지반 그리고 해안 해양 구조물과의 상호작용은 지반공학뿐만 아니라 해안공학 분야에서도 중요한 이슈중의 하나이며, 파랑에 의해 해저지반 내부에 발생하는 응력 및 간극수압 거동의 파악은 다양한 해안 해양 구조물의 기초 설계 및 해저 연안 지반의 불안정성 검토에 있어서 중요한 과제이다. 해저지반의 불안정에 대한 문제 중, 파랑에 의한 해저지반의 액상화는 기존의 연구를 통하여, 두개의 메커니즘이 존재한다는 것이 밝혀졌으며, 이는 각각 파랑에 의해 해저지반 내부에 발생하는 과잉간극수압의 변동 특성 및 잔류 특성에 따른 것이다. 본 연구에서는 일본 시코쿠 코치(高知)현에 위치하고 있는 코치항에서 채취한 토사에 대한 동적 특성을 고려하여, 파랑에 의해 해저지반 내부에 발생하는 침투류에 의한 잔류과잉간극수압에 대하여 해석을 하였으며, 더 나아가, 코치항에서 계측된 값과 비교 분석을 하였다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제20권3호
• /
• pp.320-328
• /
• 2017

철도차량에 폭 넓게 적용되고 있는 축상고무스프링의 노화에 따른 탈선안전도 영향을 분석하고자 노화 축상고무스프링 시료를 대상으로 특성시험을 수행하였다. 그리고 축상고무스프링 노화가 탈선 안전에 미치는 영향을 분석하기 위하여 주행 동특성 해석을 수행하였다. 사용연수 17년이 지난 롤고무 축상스프링 시료를 대상으로 한 상하방향 특성시험결과, 고무 노화로 인하여 변위 복원기능이 저하되었고 스프링강성이 현저히 증가하였다. 그리고 EN14363규격 적용 twist궤도 주행 시를 모사한 주행동특성 해석결과, 정상 차량모델(Case1)에 비하여 노화 축상스프링 특성을 적용한 차량모델(Case2)의 탈선계수와 윤중감소가 증가하여 탈선안전도는 저하하였다. 특히 급격한 선형 변동이 발생하는 천이구간 주행 시 윤중감소로 인한 탈선안전도는 취약하게 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.21-28
• /
• 2012

비정상(unsteady) 화재성장이 발생되는 반밀폐된 구획에서 환기부족화재의 열 및 화학적 특성에 관한 FDS(Fire Dynamics Simulator)의 예측성능 평가가 수행되었다. 이를 위해 실규모 ISO 9705 표준 화재실의 출입구 폭이 0.1 m로 축소되었으며, spray 노즐을 통해 Heptane 연료유량은 선형적으로 증가되었다. 수치계산에 대한 신뢰도 확보를 위하여 동일 조건에서 수행된 실험결과와의 상세한 비교가 이루어졌다. 적절한 격자계를 이용한 FDS의 결과는 구획 내부의 온도 및 열유속(heat flux)은 비교적 잘 예측하지만, 비정상 CO 및 $CO_2$ 생성특성은 적절히 예측하지 못함을 확인하였다. 이러한 결과는 최근 수행된 유사조건의 정상상태 환기부족 구획화재에 대한 FDS 예측결과와 상반된 것으로서, 반밀폐된 구획화재 모델링에서 FDS를 이용한 비정상 CO 생성특성 예측에 상당한 주위가 요구됨을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제54권4호
• /
• pp.99-107
• /
• 2017

본 논문은 기존의 리튬 배터리(lithium battery) 등가모델의 정확도 개선을 위한 배터리 모델 계수 보정기법을 제안한다. 전기자동차 등 다양한 산업분야에 사용되는 리튬 배터리의 배터리 셀간 잔존용량(SOC, state of charge) 동일하게 유지하여 배터리 수명의 단축을 최소화하기 위해 BMS(battery management system)가 연구 개발 되었지만, 배터리 셀 전압 기반의 셀 밸런싱(cell balancing) 동작으로 내부저항 및 커패시터에 따른 SOC 변화를 따라가지 못한다. 배터리 내부저항 및 커패시터에 따른 배터리 SOC 추정을 위해 다양한 배터리 등가모델이 연구되었지만, 모든 배터리에 동일하게 적용하는 것은 한계가 있으며 특히 과도상태의 배터리 상태 추정이 어렵다. 기존의 배터리 전기적 등가모델 연구는 1종의 배터리를 대상으로 5~10% 오차율로 충 방전 동적특성을 모사하며 서로 다른 전기적 특성을 갖는 실제 배터리에 적용이 부적합하다. 따라서 본 논문에서는 모델 및 용량이 다른 실제 배터리 운용환경에 적합하며 오차율 5%이하의 동적특성 모사가 가능한 배터리 모델 계수 보정 알고리즘을 제안한다. 제안하는 배터리 모델 계수 보정법 검증을 위해 3.7 V 정격전압, 280 mAh, 1600 mAh 용량의 리튬 배터리를 사용하였으며, 리튬 배터리의 전기적 등가 모델로 2단 RC Tank 모델을 사용하였다. 또한 0.25C, 0.5C, 0.75C, 1C 4가지 C-rate를 사용하여 배터리 충 방전 실험 및 모델검증을 진행하였으며 제안하는 배터리 모델 계수 보정 알고리즘을 통해 구현한 두 종류의 배터리 모델의 배터리 충 방전 특성 및 과도상태 특성의 오차율은 최대 2.13%이다.

• 전기화학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.196-202
• /
• 2007

본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지의 가습조건의 변화에 따른 정상상태 및 비정상상태 운전특성을 살펴보았다. 전압을 OCV에서 0.25 V까지 변화시키면서 PEFC 연료전지의 정상상태 성능을 정전압 모드에서 측정하여 전류-전압 곡선에 나타내어 고찰하였다. 또한, 일부 전압조건에서 연료전지의 비정상상태 성능변화를 측정하였다. 수소극 가습에 따른 성능을 평가하기 위하여 공기극은 건조공기를 공급한 상태에서 수소극에 공급되는 수소의 습도를 20%에서 100%로 변화시키면서 연료전지의 성능을 측정하였다. 일반적으로 고전압 영역에서는 높은 작동온도가 높은 성능을 나타내고 있으나, 저전압 영역에서는 낮은 작동온도가 높은 성능을 나타내었다. 임피던스 측정을 통하여 건조한 전해질막 조건에서 ohmic 손실이 커지며 외부가습과 자체가습량이 커지면 저주파수 영역에서 물질전달손실 효과가 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 전압을 감소시킨 후 전류의 시간에 따른 변화를 고찰하여 연료전지 시스템의 동적특성을 고찰하였다. 전압을 감소시킨 경우, 작동온도의 상승에 따라서 정상상태에 도달하는 시간이 줄어들었으며, 저전압 영역을 제외하면 생성된 물에 의한 자체가습은 정상상태 도달시간을 지연시키는 효과를 가져왔다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제40권5호
• /
• pp.447-452
• /
• 2016

The use of gas as fuel, particularly liquefied natural gas (LNG), has increased in recent years owing to its lower sulfur and particulate emissions compared to fuel oil or marine diesel oil. LNG is a low temperature, volatile fuel with very low flash point. The major challenges of using LNG are related to fuel bunkering, storing, and handling during ship operation. The main components of an LNG fuel system are the bunkering equipment, fuel tanks, vaporizers/heaters, pressure build-up units (PBUs), and gas controlling units. Low-pressure dual-fuel (DF) engines are predominant in small LNG-powered vessels and have been operating in many small- and medium-sized ferries or LNG-fueled generators.(Tamura, K., 2010; Esoy, V., 2011[1][2]) Small ships sailing at coast or offshore rarely have continuous operation at constant engine load in contrast to large ships sailing in the ocean. This is because ship operators need to change the engine load frequently due to various obstacles and narrow channels. Therefore, controlling the overall system performance of a gas supply system during transient operations and decision of bunkering time under a very poor infrastructure condition is crucial. In this study, we analyzed the fuel consumption, the system stability, and the dynamic characteristics in supplying fuel gas for operating conditions with frequent engine load changes using a commercial analysis program. For the model ship, we selected the 'Econuri', Asia's first LNG-powered vessel, which is now in operation at Incheon Port of South Korea.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제37권3호
• /
• pp.307-313
• /
• 2009

우주 발사체의 비행 중에 파이로 충격은 일반적으로 여러 단 분리, 페어링 분리, 그리고 위성 분리 시 화약을 이용한 분리 장치의 작동에 의해 발생하게 된다. 이러한 분리 이벤트 시 고주파 영역까지 큰 가속도가 유발되는 천이 진동 현상이 유발되어 위성 또는 발사체의 전자 장비가 비정상적인 기능을 보일 수 있다. 본 논문에서는 이러한 파이로 충격 절연을 위해 형상기억합금 소재를 적용하여 두 종류의 메쉬 와셔 절연계를 소개하였다. 한 종류는 형상기억합금의 의탄성 효과를 주로 이용하였고 다른 한 종류는 형상기억효과를 주로 이용하였다. 형상기억합금 절연계의 기본적인 하중-변위 선도를 파악하기 위해 압축 시험을 수행하였고 그 결과로 절연 가능성을 확인하였다. 파이로 충격 절연 시험을 수행하여 형상기억합금 절연계의 절연 성능이 뛰어남을 확인하였으며 추가로 랜덤 진동 시험을 통해 각 절연계의 동특성을 살펴보았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
• /
• pp.680-685
• /
• 2008

The ejector is a simple device which can transport a low-pressure secondary flow by using a high-pressure primary flow. In general, it consists of a primary driving nozzle, a mixing section, and a diffuser. The ejector system entrains the secondary flow through a shear action generated by the primary jet. Until now, a large number of researches have been made to design and evaluate the ejector systems, where it is assumed that the ejector system has an infinite secondary chamber which can supply mass infinitely. However, in almost all of the practical applications, the ejector system has a finite secondary chamber implying steady flow can be possible only after the flow inside ejector has reached an equilibrium state after the starting process. To the authors' best knowledge, there are no reports on the starting characteristics of the ejector systems and none of the works to date discloses the detailed flow process until the secondary chamber flow reaches an equilibrium state. The objective of the present study is to investigate the starting process of an ejector-diffuser system. The present study is also planned to identify the operating range of ejector-diffuser systems where the steady flow assumption can be applied without uncertainty. The results obtained show that the one and only condition in which an infinite mass entrainment is possible is the generation of a recirculation zone near the primary nozzle exit. The flow in the secondary chamber attains a state of dynamic equilibrium at this point.

• 에너지공학
• /
• 제8권2호
• /
• pp.298-308
• /
• 1999

과냉각수조로 분사되는 증기의 직접접촉 응축특성을 알아보기 위하여 다섯 개의 수평 노즐에 대해 증기 질량유량과 수조 온도를 여러 가지로 변화시키면서 실험적 연구를 수행하였다. 증기응축현상을 육안관찰과 고속 비디오 카메라를 사용한 방법으로 분석한 결과, 안정된 증기제트인 경우 증기 질량속과 수조온도가 변화함에 따라 타원형 및 원추형 증기제트 형상이 나타나는 것을 관찰하였다. 증기제트 팽창비, 증기제트 길이 및 응축연전달계수를 구하였고, 증기 질량속, 수조온도 및 노즐 내경이 미치는 영향을 분석하였다. 증기제트 길이와 응축열전달계수를 증기 질량속 및 응축추진 포텐셜의 함수로 나타낸 상관식을 구하였다. 증기제트 내부와 주위 수조온도 분포를 구했으며 증기 질량속, 수조온도 및 노즐 내경이 미치는 영향을 분석하였다. 처깅, 천이처깅, 응축진동, 안정응축, 방울응축진동 및 간헐진동응축 등 여섯 가지 영역으로 구분된 응축 영역도를 작성하였다. 그 외, 수조 벽면에서의 동압을 측정하였고, 증기 질량속과 수조온도에 따라 변화하는 증기 응축모드와 동압과는 밀접한 연관성이 있음을 확인하였다.