• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권9호
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• pp.3085-3099
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• 2021

Investigations of large commercial aircraft impact effect on nuclear power plant (NPP) buildings have been drawing extensive attentions, particularly after the 9/11 event, and this paper aims to numerically assess the damage and vibrations of NPP buildings subjected to aircrafts crash. In Part I of present paper, two shots of reduce-scaled model test of aircraft impact on NPP were conducted based on the large rocket sled loading test platform. In the present part, the numerical simulations of both scaled and prototype aircraft impact on NPP buildings are further performed by adopting the commercial program LS-DYNA. Firstly, the refined finite element (FE) models of both scaled aircraft and NPP models in Part I are established, and the model impact test is numerically simulated. The validities of the adopted numerical algorithm, constitutive model and the corresponding parameters are verified based on the experimental NPP model damages and accelerations. Then, the refined simulations of prototype A380 aircraft impact on a hypothetical NPP building are further carried out. It indicates that the NPP building can totally withstand the impact of A380 at a velocity of 150 m/s, while the accompanied intensive vibrations may still lead to different levels of damage on the nuclear related equipment. Referring to the guideline NEI07-13, a maximum acceleration contour is plotted and the shock damage propagation distances under aircraft impact are assessed, which indicates that the nuclear equipment located within 11.5 m from the impact point may endure malfunction. Finally, by respectively considering the rigid and deformable impacts mainly induced by aircraft engine and fuselage, an improved Riera function is proposed to predict the impact force of aircraft A380.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.842-848
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• 2020

연구목적: 노후화된 발전기의 지속 가능한 운영을 위하여 효율적이며, 안전한 운영이 중요하다. 효율적 운영이란 경제적 관점이며, 안전한 운영은 발전 설비의 치명적 사고 발생에 대한 발생 이전의 사전 조치를 말한다. 그러므로 발전기의 지속가능 운영 모니터링을 위하여 관련된 센서 설치와 이를 기반으로 지속 가능에 대한 예측할 수 있는 모델에 대한 연구가 필요하다. 연구방법: 전기와 열에 대한 수요 예측, 엔진의 성능과 이상을 탐지하는 예측, 그리고 재 난 안전에 대한 예측 모델을 제시하였다. 이를 위하여 필요한 센서를 정의하였으며, 이를 기반으로 예측 모델을 각각 개발하여 수행하였다. 연구결과: 수요 예측 모델은 기존의 79%에서 90% 이상으로 예측 정확도를 향상시켰으며, 다른 2개 모델도 시스템의 지속가능한 안정적 운영을 지원하였다. 결론: 노후화된 발전설비의 지속가능 운영을 지원하기 위한 3가지 종류의 예측 모델을 개발하고 이를 제이비주식회사의 발전 설비에 실제 적용하여 운영하고 있다.

• Tribology and Lubricants
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• 제40권4호
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• pp.111-117
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• 2024

Due to global CO₂ emission reductions and fuel efficiency regulations, the trend toward transitioning from internal combustion engine vehicles to electric vehicles (EVs) has accelerated. Consequently, the problem of EV failures has become a focal point of active research. The parasitic capacitance generated during motor-shaft rotation induces voltage that deteriorates the raceway and ball surfaces of bearings, causing electrical damage in EVs. Despite numerous attempts to address this issue, most studies have been conducted under high viscosity lubricant and low load conditions. However, due to factors such as high-speed operation, rapid acceleration and deceleration, motor heating, and motor system-decelerator integration, current EV applications have shown diminished stability in lubrication films of motor bearings, thereby leveraging the investigation to address the risk of electrical damage. This study investigates the electrical damage to rolling bearing elements in EV motor drive systems. The experimental analysis focuses on the effects of electric currents and operational loads on bearing integrity. A test rig is designed to generate high-rate voltage specific to a motor system's parasitic capacitance, and bearing samples are exposed to these currents for specified durations. Component evaluation involves visual inspections and vibration measurements. In addition, a predictive model for electrical failure is developed based on accumulated data, which demonstrates the ability to predict the likelihood of electrical failure relative to the duration and intensity of current exposure. This in turn reduces uncertainties in practical applications regarding electrical erosion modes.

• Composites Research
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• 제34권3호
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• pp.192-198
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• 2021

전기차의 수요 및 보급이 확대됨에 따라 차량 내 이음(buzz, squeak, rattle, BSR) 개선에 대한 요구가 커지고 있다. 이에 풍절음, 도어 글라스 및 차량 진동을 차단하는 인너벨트 웨더스트립(innerbelt weatherstrip)의 댐핑(damping) 특성 향상을 통해 BSR을 저감하는 기술 개발이 필수적이다. 기존 열경화성(thermoset) 탄성체 대비 가볍고 재활용이 가능한 열가소성(thermoplastic) 탄성체가 주목을 받고 있지만 낮은 소재 댐핑과 영구압축줄음률(compression set)로 인해 도어 글라스와 웨더스트립 간 마찰 소음을 발생하는 문제가 있다. 고분자 댐핑 특성은 점탄성(viscoelastic)에 좌우되므로, 본 연구에서는 인너벨트 웨더스트립과 도어 글라스 간 마찰 소음을 개선하기 위해 EPDM (ethylene-propylene-diene monomer)/PP (polypropylene) thermoplastic vulcanizates (TPV)의 재료설계인자(EPDM/PP 비율, EPDM 내 ENB 함량)에 따른 점탄성 분석을 통해 소재 댐핑 특성을 평가하였다. EPDM/PP 비율에 따른 분석을 통해 PP 비율이 낮을수록 소재가 연화되고, 탄성회복력(resilience)이 증가하여 저장탄성률(storage modulus)은 10.8% 감소하고 댐핑 특성을 의미하는 감쇠계수(tanδ)는 88.2% 증가함을 확인하였다. 또한 EPDM 내 ENB 함량이 높을수록 소재의 가교밀도(crosslink density)가 증가하지만, 동적가교(dynamic vulcanizate) 과정 중 PP에 분산된 EPDM particle의 크기가 감소한다. 이로 인해 증가된 EPDM/PP 계면 간 면적 증가로 인해 계면 미끄러짐에서 기인한 손실탄성률(loss modulus)이 24.7% 증가하여 댐핑 특성이 향상되었다. 재료설계인자에 따른 물성분석을 바탕으로 최적 소재(낮은 PP 비율(14 wt%), 높은 ENB 함량 (8.9 wt%))를 배합한 결과 소재 댐핑 특성(tanδ peak)은 기존 소재(PP27, EPDM/PP 30/27, ENB content 5.7 wt%) 대비 140% 증가하여 재료설계인자에 따라 댐핑 특성을 제어할 수 있음을 확인하였다. 설계된 소재의 글라스 마찰 소음 개선 효과를 확인하기 위해 stick-slip 시험을 통해 마찰 소음을 평가하였다. 소재 댐핑 특성이 향상됨에 따라 마찰 진동의 가속도 peak가 약 57.9% 감소하였다. 이러한 결과로부터 재료설계인자에 따른 소재 댐핑 특성 향상을 통해 인너벨트 웨더스트립의 글라스 마찰 소음을 개선할 수 있음을 확인하였으며, 향후 소재 재료설계인자에 따른 물성 제어를 통해 부품의 요구 성능에 맞는 다양한 재료설계에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 수산해양기술연구
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• 제23권4호
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• pp.163-168
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• 1987

1984, 85, 87년에 걸쳐 7~8월에 부산402호(380GT, 850PS)를 이용하여 한국동해안 주요항구 입구와 외해에서 해중소음과 선박기관소음의 해중음압 분포와 그 음의 스펙트럼 특성을 해황별로 환경소음과 선박기관진동소음으로서 비교.검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 풍속 0~2m/sec일 때 깊이 5m층에서의 환경소음의 음압준위는 부산 동항에서는 108dB, 부산 남항에서는 106dB, 구룡포항에서는 101dB로서 항내에 소음원이 많을 때는 높고, 그렇지 않을 때는 낮았다. 한반도와 울릉도 중간의 외해에서는 다같이 100dB로서 항구 부근보다 낮았다. 또 외해에 있어서 깊이에 따른 음압의 분포는 깊이 20m, 70m 층에서는 5m층에서 보다 1~2dB 낮고, 100m층 이하에서는 100dB로 거의 일정했다. 2. 풍속 10~15m/sec일 때, 외해에서의 환경소음의 음압준위는 5m층에서 108dB이고 그 후 점차 낮아져 70m 층에서 100dB이며, 그 이하에서는 100dB로 모두 같았다. 선박기관진동소음의 음압준위는 깊이 5, 50, 100, 150, 200m층에서 각각 146, 125, 112, 110, 104dB로서 깊어짐에 따라 점차 낮아졌다. 3. 풍속 10~15m/sec일 때 외해의 깊이 5m층에서 10Hz, 100Hz, 1KHz, 10KHz의 주파수대에 있어서의 스펙트럼 레벨은 해중소음이 각각 86, 75, 61, 32dB, 선박진동소음이 각각 105, 95, 86, 55dB로서 후자가 전자보다 20dB 정도 높았다. 200m층에 있어서는 전자가 80, 68, 47, 26dB, 후자가 82, 70, 59, 31dB로서 후자가 전자보다 4dB 정도 높았다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.195-202
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• 2006

박판 구조물은 자동차를 비롯하여 항공기, 인공위성, 선박 등의 운송 수단과 건축물의 돔과 같이 효율적으로 활용되어지고 있으며 동시에 경량화를 필요로 하는 경우 널리 사용되는 구조물이다. 엔진, 변속기 등의 회전체의 부품을 보호하는 박판 구조물인 자동차 후드에서의 새로운 보강재 형상을 제시하였다. 자동차 후드는 엔진 룸에 장착되어 있는 회전체의 진동 영향을 민감하게 받아 공진현상이 발생할 우려가 있다. 따라서 설계하중을 지지할 강성을 가지며 동적 특성이 고려되어야 한다. 즉, 강성을 유지하면서 공진에 의한 진동도 고려해야 한다. 이는 곧 승차감과 직결된 중요한 문제이다. 그러므로 최적의 강성증대 설계결과를 얻기 위해서는 정적 동적 강성평가와 함께 고유진동수를 고려한 보강재의 최적설계가 도입되어야 한다. 본 연구에서는 고유진동수를 고려한 대표적인 박판 구조물인 자동차 후드의 보강재 위상을 구하고, 도출된 위상에서 보강재의 형상 최적 설계 후 제시된 보강재 단면의 최적 치수를 다구찌 방법을 이용한 직교 배열표상에서의 각 설계변수의 수준과 최적의 설계변수의 조건으로 구하였다.

• 소음진동
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• 제10권6호
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• pp.1059-1066
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• 2000

본 논문에서는 고조파 소음을 내는 시스템의 기본 주파수 추정을 통한 새로운 피드백 능동소음제어 방법을 제안한다. 기준신호를 측정하기 어려운 상황에서 종래의 다중 정현파 소음의 능동제어 방법은 기준신호를 측정하는 대신 추정된 주파수를 이용하여 기준신호를 만들어낸다.$^{(4)}$ 그러나 맥놀이현상(beating phenomenon)이 존재할 때는 순간적으로 특정 주파수 성분이 사라지게 되므로 적응 주파수 추정이 어렵게 되어 맥놀이현상에 의한 주파수 추정에서의 혼돈은 만들어진 기준신호를 쓸모없게 만든다. 제안된 알고리즘은 두 가지 부분으로 구성된다. 첫째는 기본주파수 추정을 이용한 기준신호 발생기이고 둘째는 기존의 피드포워드 제어 부분이다. 제안된 결정 규칙을 이용한 기본주파수 추정알고리즘은 맥놀이현상에 둔감할 뿐 아니라 기존의 직렬형 적응노치필터 방법에 비해 좋은 추종성능과 적은 주파수 추정 오차의 분산을 갖는다.$^{(4)}$ 더욱이 신호대잡음비가 좋지 않아 기존의 주파수 추정방법으로는 추정될 수 없는 주파수 성분가지 제어가 가능하다. 제안된 능동소음제어 방법의 성능을 검증하기 위해서 실측한 선박의 객실 소음과 자동차의 시변하는 엔진부밍소음에 대해서 모의 실험을 수행한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권4호
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• pp.293-301
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• 2017

초임계 이산화탄소 발전사이클의 다양한 특성을 분석하기 위하여 Sub-kWe급의 소형 실험장치를 설계, 제작하였으며, 터보발전기를 개발하였다. 초임계 이산화탄소 발전용 터빈에서는 팽창비가 작고, 유량이 작기 때문에 터보발전기의 회전수가 높아지게 되고, 이에 따라 회전 부품의 선정, 터빈 공력설계, 축력 및 회전체 동역학 설계가 어려워지게 된다. 이에 터보발전기의 회전수를 줄이기 위하여 노즐의 여러 채널 중 1개의 노즐만 사용하는 부분유입 방법을 세계 최초로 초임계 이산화탄소 발전용 터보발전기에 적용하였으며, 회전체의 진동을 측정하여 부분유입 노즐을 적용함에도 회전체 안정성은 허용 범위내에 있음을 확인하였다.