• 제목/요약/키워드: dynamics simulation model

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자기부상열차의 부상안정성을 고려한 3방향 분기기의 설계 파라미터 연구 (Parametric Study on 3-way Switch Design Considering Levitation Stability of Maglev Train)

  • 이영학;한종부;임재원;이종민
    • 한국철도학회논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.135-144
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    • 2016
  • 분기기 거더 경량화는 제작비 감소 및 제작의 용이함을 위해 필수적이다. 자기부상열차용 3방향 분기기 경량화를 위한 설계변수는 부상안정성과 관련 있기 때문에 신중히 결정되어야 한다. 도시형 자기부상열차는 대차가 레일을 감싸는 구조로 되어 있기 때문에 거더 높이 변경을 통해서 경량화가 가능하다. 실제 테스트베드에서 반복 주행시험을 통해 안정성을 확보해야 하지만 공간적, 비용적 제한에 의해 여러 거더 높이의 테스트베드 제작은 불가능하며 이를 보완하기 위한 설계 파라미터 연구는 필수적이다. 본 논문에서는 자기부상열차 주행 시 3방향 분기기 경량화에 따른 부상안정성을 고려한 설계 파라미터 연구에 그 목적이 있다. 이를 위해 분기기 거더 높이 변경을 통해 경량화하였고 모달 중첩법을 이용하여 유연체로 모델링 하였다. 유연체 분기기와 자기부상열차 동역학 모델과의 연동해석을 통해 차량의 통과속도, 횡 공극, 부상 공극을 비교하고 부상안정성에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해 거더높이와 부상안정성과의 상관관계에 대해 분석하였다. 본 논문의 연구 결과는 자기부상열차용 분기기 설계에 활용 가능할 것이다.

결빙 증식 최소화를 위한 다중 익형 형상 최적설계 (Design Optimization of Multi-element Airfoil Shapes to Minimize Ice Accretion)

  • 강민제;이혁진;조현승;명노신;이학진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권7호
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    • pp.445-454
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    • 2022
  • 항공기가 빙점 이하의 습도가 높은 구름대를 지날 때 액적이 항공기와 충돌하면 날개, 동체 등 항공기 구성품에 결빙이 발생한다. 특히 항공기의 날개에 결빙이 증식되면 공력 성능의 저하와 비행 안정성의 감소 등의 치명적인 안전 문제를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 항공기 날개에 적용되는 고양력 장치인 다중 익형의 결빙 증식량이 최소가 되도록 형상 최적설계를 수행하였다. 3차원 Reynolds-Averaged Navier-Stokes 지배 방정식을 이용하여 공력해석을 수행하였고, 다물리 전산해석을 통해 결빙의 형상 및 증식량을 예측하였다. 최적설계의 목적함수는 결빙 증식량 최소화로 설정하였고, 설계변수는 Slat과 Flap의 전개 각도와 위치를 정의하는 형상 변수 6개를 선정하였다. 설계 과정에서 목적함수의 평가는 크리깅 근사모델을 사용하여 대체하였고 유전자 알고리즘을 적용하여 최적 형상을 도출하였다. 최적화를 수행한 결과, Slat과 Flap에 최적의 전개 각도와 위치를 적용하였을 때 결빙 증식량이 약 8% 감소하였다.

리드타임 감소에 의한 효율적 공급체인 구축 - 국내 서버 공급체인을 대상으로 - (Building an Efficient Supply Chain by reduction of lead time with a Focus on Korea Server Manufacturer)

  • 신용석;김태현;문성암
    • 한국유통학회지:유통연구
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    • 제6권2호
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    • pp.1-17
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    • 2002
  • 최근 인터넷 비즈니스의 열풍으로 인하여 국내 인터넷 비즈니스 업체의 수와 사업내용은 여느 선진국가에 못지 않게 높은 성장 및 확장을 보여왔다. 하지만 국내에서 사용되고 있는 인터넷 관련 장비의 대부분은 해외에서 생산된 제품이 주를 이루고 있으며, 실제로 1999년 국내 인터넷 관련 장비 시장에서 국내업체가 차지하는 비중은 불과 27%에 지나지 않았다. 이와 같이 선진 해외 제조업체를 필두로 한 해외 업체의 국내 인터넷 시장 잠식이 본격적으로 진행되고 있는 상황에서, 고객의 요구 충족 및 원가 절감을 통한 경쟁우위의 확보는 국내 제조업체가 생존하기 위한 필수적인 사항이 되고 말았다. 본 연구에서는 지난 몇 년 동안 국내 PC서버 시장의 1위 자리를 놓고 해외 업체와 치열한 경쟁을 벌이고 있는 국내 대표적인 PC서버 제조업체를 대상으로 하여, 이 업체의 공급체인상에 존재하는 비효율, 즉 부품발주주기 간격이 다소 긴 점을 발견하고 이를 수정할 경우 공급체인 전반의 보유 재고량과 총비용 측면에서 나타나는 효과를 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 기존에 30일이었던 발주주기를 7일로 단축시켜 시뮬레이션한 결과, 공급체인상의 평균 부품 재고량은 현저히 감소하였으며 판매손실의 감소와 더불어 공급체인 전반에 걸친 총비용의 추정값을 낮추는 결과가 나타났다. 비록 평균 완제품 재고량이 소폭 증가하였고 주문 횟수가 증가함에 따라 총주문비용이 증가하기는 하였지만 발주주기의 단축을 통해 얻어진 평균 부품 재고량의 감소와 판매손실의 감소 이득이 이를 충분히 상쇄하여 최종적으로 총비용 추정값이 감소하는 결과를 보여주었다.

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CFD를 이용한 기상청 지중온도의 피트부분 지중열원 유용성 평가에 관한 연구 (Effectiveness Assessment on the Soil Temperature of KMA as Ground Heat Source Using CFD in Pit Area)

  • 민준기;김정태
    • KIEAE Journal
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    • 제8권5호
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    • pp.49-54
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    • 2008
  • The experimental of temperature, humidity and velocity was taken from the underground pit which utilized the system of ground heat source quite similar to the cool-pit system. Also, through CFD analysis, one could review the effectiveness of analysis of future alternatives. Furthermore, the temperature range of mock up cool-pit system was analyzed by inputting the weather data of annual average soil temperature provided by KMA(Korea Meteorological Administration) into the fluid simulation of anticipated heat distribution. Firstly, the difference between the temperature of air exhaust of the pit or the temperature of air supply of the compressor room and the experimental data for the month of May from the CFD analysis came out to be $0.6^{\circ}C$ and $0.9^{\circ}C$ respectively with tolerance of 3.1% and 4.7%. Secondly, the difference between the temperature of air exhaust of the Pit or the temperature of air supply of the compressor room and the experimental data for the month of July from the CFD analysis came out to be $0.8^{\circ}C$ and $1.1^{\circ}C$ respectively with tolerance of 3.3% and 4.5%. Thirdly, for the month of May, the difference between the experimental data taken for the air exhaust of the Pit or the air supply of the compressor room and soil temperature provided by KMA for monthly and yearly average temperature of Jeonju region came out be $1.9^{\circ}C$ and $1.8^{\circ}C$ respectively with tolerance of 10.7% and 9.8%. Fourthly, for the month of July, the difference between the experimental data taken for the air exhaust of the Pit or the air supply of the compressor room and soil temperature provided by KMA for monthly and yearly average temperature of Jeonju region came out be $1.1^{\circ}C$ and $1.4^{\circ}C$ respectively with tolerance of 4.5% and 5.8%. The result of above experiments allowed us to establish CFD model set up as a verification tool that is based on experimental data collected within the Pit area. Also, one could confirm the possibility to apply weather data of soil temperature provided by KMA in order to anticipate proper value for CFD analysis.

나노 입자의 군집밀도를 이용한 고분자 나노복합재의 기계적 거동 예측에 대한 멀티스케일 연구 (Multiscale Analysis on Expectation of Mechanical Behavior of Polymer Nanocomposites using Nanoparticulate Agglomeration Density Index)

  • 백경민;신현성;한진규;조맹효
    • Composites Research
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    • 제30권5호
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    • pp.323-330
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    • 2017
  • 본 연구에서는 폴리프로필렌 내에 투입된 탄화규소 나노 입자들의 군집현상이 나노복합재의 역학적 거동에 미치는 영향을 고찰하기 위해 분자동역학 전산모사를 통해 얻은 정보를 연속체 역학 수준에 적용시키는 멀티스케일 해석을 수행하였다. 입자 간의 거리에 따른 계면 물성의 하락을 반영하는 모델을 이용하여, 다양한 군집 상황에 따른 고분자 나노복합재의 탄성거동 변화를 관찰하였다. 또한, 나노복합재의 기계적 거동에 영향을 미치는 주요 요인을 파악하여 군집밀도라는 새로운 지표를 정의하였다. 나노 입자의 군집밀도와 나노복합재의 탄성거동 간의 상관관계를 파악한 결과, 군집밀도의 값이 증가할수록 계면효과가 저하되어 최종적으로 나노복합재의 기계적 물성 상승이 억제되었다. 나노 입자의 랜덤분포를 고려한 해석을 통해, 동일한 군집밀도의 수치에 대해 나노복합재가 가질 수 있는 탄성계수의 범위를 파악할 수 있었다. 상관관계는 지수 함수형태로 표현될 수 있었으며, 이를 통해 나노 입자의 군집밀도를 이용하여 고분자 나노복합재의 기계적 거동을 효과적으로 예측 가능하다.

FDS와 CFAST를 이용한 액체 풀화재의 수정된 디자인 화재곡선 평가 연구 (Evaluation of Modified Design Fire Curves for Liquid Pool Fires Using the FDS and CFAST)

  • 백빛나;오창보;이치영
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제32권2호
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    • pp.7-16
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    • 2018
  • 본 연구에서는 화재 시뮬레이션에 사용하기 위해 제안된 기존의 디자인 화재곡선을 일부 수정한 디자인 화재곡선을 제안하였다. ISO 9705 구획실 내 형성된 헵탄과 옥탄 풀화재를 대상으로 기존에 제안된 1-stage 디자인 화재곡선과 수정된 2-stage 디자인 화재곡선을 입력조건으로 적용하여 FDS와 CFAST를 이용한 시뮬레이션을 수행하고 실험결과와 비교하였다. FDS와 CFAST 시뮬레이션 결과에서 온도와 $O_2$, $CO_2$ 농도에 대해서 전체적으로 2-stage 디자인 화재곡선이 1-stage 디자인 화재곡선보다 잘 예측하였으며, 특히 화재 초기 성장단계에서 온도에 대한 예측은 2-stage 디자인 화재곡선의 결과가 더 합리적임을 확인하였다. 구획실 내 온도변화에 대한 FDS와 CFAST 시뮬레이션 결과는 상층부에 대해서는 비교적 합리적으로 예측하였고 두 계산결과에 차이가 크지 않았지만 하층부에 대해서는 두 계산 모두 너무 낮게 예측하였으며 두 계산결과에도 차이가 크게 나타나는 것을 알 수 있었다.

수치 모사된 뇌우 유출의 구조와 진화 (Structure and Evolution of a Numerically Simulated Thunderstorm Outflow)

  • 김연희;백종진
    • 한국지구과학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.857-870
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    • 2007
  • 명시적 액체-얼음상 미시물리 과정을 포함하는 구름 분해 모형(ARPS: Advanced Regional Prediction System)을 이용하여 2차원 그리고 주변 바람이 없는 경우에 뇌우 유출의 구조와 진화를 조사하였다. 고해상도 격자 간격(50m)을 이용하여 유출의 난류 구조를 명시적으로 분해하였다. 모사된 단세포 스톰과 스톰과 연관된 Kelvin-Helmholtz(KH) 빌로우(billow)는 발달, 성숙, 소멸의 생애 단계를 가졌다. 구름 역학과 미시물리 사이의 상호작용으로 야기된 이차 맥동과 대류 세포의 분활이 관측되었다. 상대적으로 건조한 하층 대기를 낙하하는 빗방울과 우박의 증발에 기인한 찬 하강류는 뇌우 찬 공기 유출을 야기시켰다. 유출 머리는 거의 일정한 속도로 이동하였다. KH 불안정에 의해 생성된 KH 빌로우는 유출 상부에서 난류 혼합을 야기하였으며 유출의 구조를 지배하였다. KH 빌로우는 유출 머리에서 생성되었고 돌풍 전선에 상대적으로 뒤쪽으로 이동함에 따라 성장하고 소멸하였다. 가장 빨리 성장하는 섭동의 수평 파장과 임계 시어층 깊이의 비 그리고 KH 빌로우의 수평 파장과 최대 진폭의 비에 대한 수치 모사 결과는 다른 연구 결과와 잘 일치하였다.

Nucleotide Sequence, Structural Investigation and Homology Modeling Studies of a Ca2+-independent α-amylase with Acidic pH-profile

  • Sajedi, Reza Hassan;Taghdir, Majid;Naderi-Manesh, Hossein;Khajeh, Khosro;Ranjbar, Bijan
    • BMB Reports
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    • 제40권3호
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    • pp.315-324
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    • 2007
  • The novel $\alpha$-amylase purified from locally isolated strain, Bacillus sp. KR-8104, (KRA) (Enzyme Microb Technol; 2005; 36: 666-671) is active in a wide range of pH. The enzyme maximum activity is at pH 4.0 and it retains 90% of activity at pH 3.5. The irreversible thermoinactivation patterns of KRA and the enzyme activity are not changed in the presence and absence of $Ca^{2+}$ and EDTA. Therefore, KRA acts as a $Ca^{2+}$-independent enzyme. Based on circular dichroism (CD) data from thermal unfolding of the enzyme recorded at 222 nm, addition of $Ca^{2+}$ and EDTA similar to its irreversible thermoinactivation, does not influence the thermal denaturation of the enzyme and its Tm. The amino acid sequence of KRA was obtained from the nucleotide sequencing of PCR products of encoding gene. The deduced amino acid sequence of the enzyme revealed a very high sequence homology to Bacillus amyloliquefaciens (BAA) (85% identity, 90% similarity) and Bacillus licheniformis $\alpha$-amylases (BLA) (81% identity, 88% similarity). To elucidate and understand these characteristics of the $\alpha$-amylase, a model of 3D structure of KRA was constructed using the crystal structure of the mutant of BLA as the platform and refined with a molecular dynamics (MD) simulation program. Interestingly enough, there is only one amino acid substitution for KRA in comparison with BLA and BAA in the region involved in the calcium-binding sites. On the other hand, there are many amino acid differences between BLA and KRA at the interface of A and B domains and around the metal triad and active site area. These alterations could have a role in stabilizing the native structure of the loop in the active site cleft and maintenance and stabilization of the putative metal triad-binding site. The amino acid differences at the active site cleft and around the catalytic residues might affect their pKa values and consequently shift its pH profile. In addition, the intrinsic fluorescence intensity of the enzyme at 350 nm does not show considerable change at pH 3.5-7.0.

능동형 Kalman filter를 이용한 지상감시레이더의 표적탐지능력 향상에 관한 연구 (Study on Improvement of Target Tracking Performance for RASIT(RAdar of Surveillance for Intermediate Terrain) Using Active Kalman filter)

  • 명선양;전순용
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제46권3호
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    • pp.52-58
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    • 2009
  • 칼만 필터는 이동 목표물의 운동 상태 특성이 선형이라고 가정할 경우 비교적 정확하게 표적의 위치를 추정할 수 있는 알고리즘으로 목표물의 운동 상태 특성이 얼마나 정확하게 모형화 되었느냐에 따라 성능이 좌우된다. 표적의 다양성을 고려하지 않고 운동 특성을 일반적으로 모형화 하여 칼만필터(SKF : Simple Kalman filter) 알고리즘을 적용하는 경우 표적이 갑작스런 기동을 하게 되면 칼만필터의 고정된 프로세스 잡음 분산은 기동을 다를 수 없게 되므로 추적 성능은 현저히 저하된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 표적의 기동에 따른 프로세스 잡음 분산을 능동적으로 변화시켜 적용할 수 있는 능동형 칼만필터(ABC Active Kalman filter)를 구현하였다. 즉 표적이 가질 수 있는 기동의 범위를 구분하여 설정하고 기동의 정도에 따라 표적을 추적할 수 있는 칼만필터 프로세스 잡음 분산을 구하여 기동 정도에 따른 칼만필터 프로세스 잡음 분산을 오프 라인(off-line)에서 선행 학습시켰다. 선행 학습은 뉴럴네트워크를 이용하여 표적의 기동 상태에 따른 시스템 프로세스 잡음 분산을 인식하도록 하였으며, 그 결과에 따라 레이더가 실제 표적 탐지 및 추적 처리시 칼만필터의 프로세스 잡음 분산을 선택하여 실시간으로 반영할 수 있도록 능동형 칼만필터(AKF : Active Kalman filter)를 구현하고 시뮬레이션을 통해 성능 개선을 입증하였다.

복수 PSD와 비콘을 이용한 칼만필터 기반 상대항법에 대한 연구 (Relative Navigation Study Using Multiple PSD Sensor and Beacon Module Based on Kalman Filter)

  • 송정규;정준호;양승원;김승균;석진영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권3호
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    • pp.219-229
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    • 2018
  • 본 논문에서는 복수 Position Sensitive Detector(PSD) 센서와 IR Beacon Module(적외선 비콘 모듈)을 이용하여 우주비행체의 랑데부/도킹/군집 운용과 같은 근접 운용을 위한 칼만 필터 기반의 상대항법 알고리즘 연구를 수행한다. PSD 센서와 적외선 비콘 모듈은 각각 Target Satellite과 Chaser Satellite에 장착되어 위성의 상대 위치와 상대 자세 정보를 획득하여 위성간 근접운용에 사용한다. 각각의 상대 항법 기법의 성능을 비교 분석하기 위하여 수치 시뮬레이션을 수행한다. 상대항법 알고리즘에 사용된 PSD 센서와 적외선 비콘 모듈의 광학적 모델링과 작동 원리를 기반으로 칼만필터의 측정 모델을 구성한다. 확장 칼만 필터(EKF)와 무향 칼만 필터(UKF)는 우주비행체의 병진 운동 및 회전 운동에 대한 운동학 및 동역학적 특성을 활용하는 측정 융합에 기반을 둔 확률론적 상대항법 기법으로 사용된다. EKF와 UKF, 두 필터의 상대 자세 및 상대 위치 추정 성능을 비교한다. Target Satellite과 Chaser Satellite에 장착되는 PSD 센서와 적외선 비콘 모듈의 개수와 상대항법기법의 변화에 따른 수치 시뮬레이션을 수행하여 성능 변화를 확인하였다.