• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권12호
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• pp.4527-4542
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• 2023

The present microbial reinforcement of rock and soil exhibits limitations, such as uneven reinforcement effectiveness and low calcium carbonate generation rate, resulting in limited solidification strength. This study introduces electroosmosis as a standard microbial grouting reinforcement technique and investigates its solidification effects on microbial-reinforced uranium tailings. The most effective electroosmosis effect on uranium tailings occurs under a potential gradient of 1.25 V/cm. The findings indicate that a weak electric field can effectively promote microbial growth and biological activity and accelerate bacterial metabolism. The largest calcium carbonate production occurred under the gradient of 0.5 V/cm, featuring a good crystal combination and the best cementation effect. Staged electroosmosis and electrode conversion efficiently drive the migration of anions and cations. Under electroosmosis, the cohesion of uranium tailings reinforced by microorganisms increased by 37.3% and 64.8% compared to those reinforced by common microorganisms and undisturbed uranium tailings, respectively. The internal friction angle is also improved, significantly enhancing the uniformity of reinforcement and a denser and stronger microscopic structure. This research demonstrates that MICP technology enhances the solidification effects and uniformity of uranium tailings, providing a novel approach to maintaining the safety and stability of uranium tailings dams.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권3호
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• pp.284-290
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• 2013

본 연구는 시설재배에서 참외를 수확할 수 있는 로봇의 엔드이펙터를 개발하기 위한 전단계로서, 참외의 엔드이펙트 중에서 소프트 핸드링이 가능한 그립퍼와 참외줄기를 절단하는 커터를 설계하기 위해 참외의 기하학, 압축, 절단, 마찰 특성 등을 분석하였다. 그 결과 참외의 길이는 평균 108mm, 직경은 중간지점에서 평균 70mm, 중량은 평균 188g, 부피는 평균 333mL, 진원도는 평균 3.8mm로 나타났다. 참외의 중량(W)에 대하여 길이(L)와 직경(D2)을 변수로 하는 식 $W=L^a{\times}D_2^b$로부터 비선형 회귀분석을 실시한 결과 a는 2.0279, b는 -0.9998의 상수값을 가지는 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 참외줄기의 지름은 평균 3.8mm이며, 참외 줄기는 중심으로부터 반경 5mm 범위 내에서 대부분 분포하였다. 참외의 항복치와 압축강도, 경도의 평균값은 각각 $36.5N/cm^2$, $185.7N/cm^2$, $636.7N/cm^2$이며, 참외 줄기의 절단력과 절단강도는 각각 $2.87{\times}10^{-2}N$와 $5.60N/cm^2$로 나타났다. 참외의 마찰계수는 고무가 0.609으로 가장 높게 나타났고, 그 다음으로 알루미늄이 0.393, 스테인레스강이 0.177, 테프론이 0.079로 나타났다. 분석된 자료를 토대로 엔드이펙터 설계시 동작에 따른 위치 오차와 안전율을 감안하여, 그립퍼의 및 커터의 크기, 선회반경, 설치위치, 구동모터의 동력, 재료 및 재질의 선정 등에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.7-14
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• 2015

고정밀도와 고속응성의 물류 이송을 위한 자동피킹 시스템 (Automatic Picking System; APS) 구동용 선형 유도 모터 드라이브의 설계 기법 및 고이득 관측기 기반의 강인 속도 제어 기법이 제안된다. APS에 존재하는 외란추력, 질량 및 마찰계수 등의 기계적 파라미터 불확정성은 시스템의 속도 제어 성능에 직접적인 영향을 주며 이러한 불확정성 하에서도 강인한 속도 응답 성능을 보유하는 속도 제어기가 요구된다. 시스템의 불확정성을 효과적으로 추정할 수 있는 고이득 관측기를 통해 외란이 추정되며 시스템의 불확정성을 제거하기 위해 추정된 외란이 제어입력에 전향제어 방식으로 보상된다. 기존의 외란 관측기가 질량 변화에 기인한 시변 외란을 효과적으로 보상하는 데에 한계가 있는 반면 제안된 속도 제어 시스템은 외란추력 및 질량 변화 하에서도 강인한 속도 추종 성능을 제공한다. 선형 유도 모터의 모델을 위한 Simulink 라이브러리가 상태방정식으로부터 개발되며 이를 활용한 Matlab - Simulink 기반의 비교 시뮬레이션을 통해 제안된 방식이 강인한 속도 응답 성능을 가지며 고정밀도와 고속응성을 요구하는 APS에 적합함이 입증된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.77-83
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• 2020

오늘날 자동차 산업의 기술 발전으로 4륜구동 기술이 승용차에도 적용되고 있으며, 이를 위해 트랜스퍼 케이스용 건식 다판클러치가 사용되고 있다. 하지만 건식 클러치의 경우 진동에 대한 문제가 발생하여 승차감에 영향을 주게 된다. 이를 해결하기 위해 4륜 구동장치의 핵심부품인 트랜스퍼케이스에 있는 다판클러치의 체결시 발생하는 충격을 저감시키고자 MR유체가 적용된 다판클러치를 제안한다. MR 다판클러치는 유체커플링 모드와 압착모드를 가지게 되며, 최적 설계를 위해 토크모델을 유도하였다. 다판클러치의 설계변수를 최적화를 위해 Ansys Maxwell을 이용하여 해석을 수행하였고, 전자기장 해석은 디스크와 플레이트의 수를 변경하였을 때 자기장의 세기를 확인하였으며, 자기장의 세기는 최대 0.45 Tesla가 도출되었다. 이를 토크방정식에 적용하여 플레이트 사이 간격을 2mm로 플레이트의 내경과 외경을 각각 45mm와 55mm로 선정하였다. 이와 같이 본 논문에서는 MR 다판클러치의 성능을 극대화할 수 있는 최적 설계기법을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권9호
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• pp.947-954
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• 2011

차량에서 구동계의 의한 손실은 전체 연료 소비 손실에서 약 4%를 차지하며 그 중에서도 자동변속기는 구동계 손실에 큰 영향을 끼친다. ATF W/C 열교환기는 근래에 관심이 높아지고 있는 부품인데, 자동변속기 윤활유의 온도를 적정한 상태로 유지시켜 줌으로서 연비 개선 효과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 ATF W/C 열교환기 단품 특성을 실험적으로 파악하고, ATF W/C 열교환기가 실제 차에 장착되었을 때의 연비 개선 효과를 살펴보았다. 본 연구에서는 실험을 통하여 ATF 와 냉각수의 온도와 유량에 대한 유용도를 파악하고 유용도를 예측하기 위한 상관식을 도출하였다. MATLAB의 Simulink 프로그램을 통하여 실험의 결과를 바탕으로 ATF W/C 열교환기 유무에 따른 연료 소모량을 비교 하여 연비 개선 효과를 분석하였다. 그 결과 ATF W/C 열교환기가 장착된 자동차는 0.992% 연비 개선 효과가 나타났다.