• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제35권1호
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• pp.26-38
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• 2016

The purpose of this study was to grasp the characteristics of composition regarding the material-centered integrated unit of environmental and natural studies, a science subject in Finland, to investigate a need for applying the material-centered integrated unit to the science curriculum of Korea. For the purpose, the study made an analysis on contents, inquiry activities, and visual materials (the most important in the elementary science curriculum and textbook composition), and it brought following results: First, as a result of analyzing the area of contents, the bicycle material-centered integrated unit comprised a large proportion of 44 pages (25.3%) of the whole 174 pages from the environmental and natural studies textbook for the third grade. The contents included such various concepts as traffic rules, safety, environmental protection and pollution, recycling and separate collection, tubes and triangular structures, wedges and screws, leverage, wheels, axles, gears, elasticity (spring), friction, and so on. Second, as a result of analyzing contents related to the thinking ability of inquiry activities, "expecting or confirming expectations" and "application" are included in every lesson, and one lesson is composed in such a way that students can study on bicycles as a practical material for their daily life and they can improve various thinking abilities. Third, as a result of analyzing the circumstances of inquiry activities, daily circumstances made up eight lessons (80.0%) and technical and social circumstances made up two lessons (20.0%) by focusing on bicycles, a material related to students' daily life. Fourth, as a result of analyzing visual materials, the percentage of pictures and photos was high at 53.4% and 45.2% respectively. As a result of analyzing the role of visual materials, the percentage of the illustrative role and explanatory-complementary role was high at 52.1% and 47.9% respectively. Lastly, as a result of analyzing from the epistemological view to interpret the relation between visual materials and students and the position of visual materials, the visual textbook materials were provided toward a way that students can decrease their feeling of epistemological separation in the three fields of ideational metafunction, interpersonal metafunction, and textual metafunction.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1005-1011
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• 2016

기어소음의 근본적인 원인은 전달오차로 인해 발생하게 된다. 전달오차는 기어가 맞물릴 때 발생하는데 크게 정적전달오차와 동적전달오차가 있다. 이러한 오차들은 기어 이빨의 처짐 또는 치면 마찰에 의해 발생하고 이 요인들이 원인이 되어 기어 시스템에 진동이 발생하게 된다. 그리고 이 진동이 기어의 축으로 이동하게 되어 축을 떠받치고 있는 베어링에 전달되고 베어링에 전달된 가진은 최종적으로 기어의 케이싱으로 이동하게 되어 소음을 방출하게 된다. 본 논문에서는 이러한 전달오차에 의해 발생하는 최대 굽힘응력을 가지는 롤각을 찾기 위한 응력해석을 수행되었다. 본 논문에서는 이론적 바탕으로 설계되어 인볼류트 곡선을 가진 기어와 수정된 치형을 가진 기어의 전달오차에 대한 해석을 진행하였다. 또한, 급작스러운 작동이나 큰 백래쉬로 인해 발생하는 충격강도에 대한 영향을 알아보기 위해 유한요소해석을 통해 각각 정적 최대굽힘응력과 동적 최대굽힘응력의 결과를 이용하여 충격인자 값을 예측해 보았다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.927-935
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• 2019

연안 해역에서 소형 선박의 프로펠러 고장으로 인한 사고가 지속적으로 발생하고 있다. 특히, 해상부유물(폐그물 및 로프 등)에 의하여 선박 프로펠러가 감기는 사고가 빈번히 일어나고 있다. 선박 프로펠러 감김 사고는 동력 상실로 인한 선박의 운항 지연 및 표류로 인한 1차 사고와 프로펠러에 감긴 로프을 제거하기 위한 잠수 작업등으로 인한 2차 사고의 우려가 있다. 이러한 빈번한 프로펠러 감김 사고에도 불구하고 문제를 해결할만한 적절한 도구가 없어 선박을 육상으로 인양하여 수리하거나, 잠수부가 직접 선박 아래로 잠수하여 문제를 해결하고 있는 실정이다. 이에 따라, 최근 선박 프로펠러 감김 사고를 예방하기 위해 프로펠러 샤프트에 로프절단장치를 일부 소형선박에 장착하고 있으나 비교적 높은 설치비용 및 시간이 으로 인하여 원활하게 적용되어지지 않는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 기계톱 원리를 이용한 간단한 구조를 가진 수중절단기 기구 설계 및 제어기 개발을 수행하였다. 수중절단기의 톱날은 직선왕복동작을 위해 유성기어와 크랭크핀을 사용함으로써 긴 행정을 가질 수 있도록 하였다. 또한 수중절단기는 소형 선박에 비치되어있는 배터리를 이용하여 작동시킬 수 있도록 하였다. 또한, 비전문가인 사용자가 보다 편리하고 안전하게 사용할 수 있도록 역전류 방지 및 속도제어회로를 적용하여 편리성 및 안정성을 확보하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제1권1호
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• pp.181-188
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• 2015

비접촉 영구자석 기어는 높은 효율과 신뢰성의 장점을 가지고 있다. 또한, 기계적인 마찰 손실이 없으며, 소음과 진동이 적고, 윤활유가 불필요 하다는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점으로 인하여, 비접촉 영구자석 기어는 기계적 기어의 물리적인 접촉에 의한 문제를 해결할 수 있어 높은 관심을 받고 있다. 비접촉 영구자석 기어는 기계적 기어를 대체하여 접촉 없이 토크 전달이 가능하지만 낮은 토크밀도의 문제점을 가지고 있어, 이에 대한 개선이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 비접촉 영구자석 기어의 낮은 토크밀도의 문제점을 개선하고자 새로운 폴피스 형상을 제안하였다. 제안된 폴피스 형상에 대한 설계변수와 토크 및 토크 리플과 같은 반응변수들 간의 함수 관계를 파악하기 위하여 반응표면법을 이용하였으며, 박스-벤켄 설계를 이용하여 실험계획법을 수립하였다. 이들의 관계를 예측하기 위해 필요한 실험데이터는 수치해석기반 2-D 유한요소법을 이용하였다. 따라서 본 논문에서는 비접촉 영구자석 기어의 토크밀도 및 출력밀도 향상을 위하여 형상에 대한 전달토크 분석을 수행하였으며, 박스-벤켄 설계를 이용하여 제안된 폴피스 형상을 최적설계 하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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• pp.57-62
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• 2006

동북아의 허브항만으로 건설중인 부산신항만은 태풍 매미로 인해 480억원에 이르는 큰 피해를 입었다. 국내의 현행 항만설계기준을 보면 항만 정온도 기준은 선박규모별 항내 한계파고만이 규정되어있다. 그러나, 항만의 연중 이용일수를 나타내는 항만 가동률은 화물을 싣고 내리는 하역작업의 효율에 달려있으며, 하역효율은 다시 접안선박의 파랑에 의한 동요 및 하역기계의 성능에 따라 결정된다. 선박의 동요는 파고뿐만 아니라 주기에 따라서도 충분히 달라질 수 있으며 해 ${\cdot}$ 조류, 바람 등의 외력조건, 계류시스템의 특성과 선박의 제원 등의 복합적인 요인에 의하여 결정된다. 본 연구에서는 수치실험 및 관측 자료를 통해 평상시의 항만 가동률을 산정하고자 한다. 특히, 부산신항만의 개발초기단계에서의 계획으로부터 수심을 증심시킴과 아울러, 매립범위 및 해안선 형태 등 다양한 변화가 건설과정에서 나타났고 이를 본 연구에서 반영하여 상세해역과 장래 개발해역 둥에서 항만가동율을 재산정하였다. 파랑변형과정의 이해와 분석을 돕기 위하여 관련해역에서 정상상태 스펙트럼모델과 확장 완경사 파랑 모델을 부산신항역에 적용하여 항만반응 특성을 분석하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
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• pp.506-510
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• 2004

토크 전달시스템은 다수의 기어와 커플링이 유연하게 구성되어 있으므로 모터의 속도가 갑자기 변할 때 비틀림 진동이 발생한다. 모터의 정확한 응답 특성을 얻기 위해서는 반드시 이 진동은 억제되어야 한다. 따라서 진동억제는 모터제어에 있어서 매우 중요하다. 특히 2관성 시스템의 진동억제를 위해 다양한 제어방법들이 소개되었다. 토크의 비틀림 현상으로 인해 발생하는 진동을 억제하기 위해 토크의 비틀림 성분을 궤환시키고 일반적인 필터로 구성된 외란 관측기 필터를 사용하는 방법이 소개되었다. 또한 이를 계수도법(CDM)을 이용 적절한 P 제어기와 필터의 계수값을 설계하여 진동을 억제하는 방법이다. 그러나 계수도법을 이용하여 설계된 제어기 파라미터는 외란 인가시 적응성이 떨어짐을 알 수 있다. 반면 PID 제어기는 설계가 간단하나 초기에 과도한 오버슈트를 및 진동 문제를 유발한다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 최근에는 2자유도 파라미터 a로 비례이득을 가변함으로써 외란에는 영향을 받지 않고 목표치 추종 성능을 개선할 수 있는 단순하고 실용적인 2자유도 PID 제어기가 소개되었다. 그러나 이 방법 역시 원하는 P값을 얻기 위해 u를 가변 하여야 하는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 단점들을 극복하기 위해 퍼지 알고리즘을 사용 파라미터 $\alpha$를 자동 조정하는 제어기를 설계하였다. 사용된 제어기의 성능을 입증하기 위하여 기존의 제어방법과 시뮬레이션을 통해 비교, 평가한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.771-782
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• 2017

본 논문은 노약자들의 발목근력보조를 위한 착용형 로봇에 대해서 서술하였다. 기존 착용형 로봇들은 보행 시 필요한 근력을 보조하기 위해 대부분 모터와 감속기를 사용하였다. 하지만 모터와 감속기의 조합은 무게가 무거울 뿐만 아니라 감속기 치차의 마찰때문에 실제 사람의 근육과 달리 강성과 토크를 동시에 제어하기 어려운 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 모터/감속기 조합보다 가볍고 안전하며 근력을 보조하는 힘을 충분히 발휘할 수 있는 Mckibben 공압 근육을 사용하였다. 발목의 피칭 모션에 이용되는 종아리 가자미근 및 앞정강근의 힘을 한 쌍의 공압 근육을 사용한 상극구동으로 보조하였으며, 상극구동제어를 위해 상극구동 모델 파라미터들을 실험적으로 도출하였다. 사용자의 보행의지를 판단하고자 발바닥에 부착된 압력변위센서로 압력과 압력중심위치를 측정하여 발바닥의 하중과 발목토크를 계산하였고, 이를 기반으로 공압 근육 관절의 강성과 토크를 동시에 제어하였다. 최종적으로, 트레드밀에서 근전도 신호를 측정하여 발목근력보조로봇의 성능을 실험적으로 입증하였다.

• 생태와환경
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• 제40권3호
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• pp.449-458
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• 2007

화진포호의 어류군집과 시 공간적 변화를 파악하기 위해 2005년 11월부터 2006년 8월까지 4회에 걸쳐 다양한 조사도구를 사용하여 조사하였다. 채집된 어류는 총 24과 37종 35,812개체였다. 우점종은 H. nipponensis (60.8%), T. hakonensis (19.8%), 그리고 K. punctatus (5.5%) 등 주로 주연성담수어인 것으로 나타났다. 출현한 37종 중 일차담수어와 해산어는 각각 8종(21.6%), 주연성담수어는 21종(56.8%)이었다. 채집된 어종들의 생체량은 총 279.3kg이었으며 T. hakonensis 152.9 kg, H. nipponensis 40.0 kg, K. punctatus 31.4 kg, C. haematochelius 25.3 kg등의 순으로 나타나 내륙의 인공담수호에 비해 생산성이 매우 높은 것으로 나타났다. 조사 시기별 군집의 변화양상은 '갯터짐 현상'에 따라 변화하지만 일부 주연성담수어 개체군은 호내에서 생활사를 가지며 안정된 군집을 이루고 있었다. 이상의 결과로 볼 때, 화진포호는 우리나라에 분포하는 석호 중 비교적 양호한 자연 상태의 생태계를 유지하고 있는 것으로 판단된다 따라서 지속적인 관찰과 모니터링을 통하여 본 석호를 비롯한 다른 석호의 관리와 회복방안을 강구해야 할 것으로 생각된다.

• 수산해양기술연구
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• 제27권4호
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• pp.238-246
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• 1991

1970~1988년의 19개년간 한국 남해안에서 어획된 멸치의 어황조사 자료와 해황조사 자료를 토대로 멸치 기선권현망의 어장형성과 어황변동에 관하여 분석하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 멸치 기선권현망어업의 어획량은 1970년에 21, 000M/T에 불과하였으나 그 후 크게 증가하여 최근에는 10만 M/T 내외의 어획량을 나타내고 있으며, 주대상어종은 멸치로서 이 한 종이 전체 어획물의 98% 이상을 차지하고 있다. 2. 멸치 기선권현망어업의 어기는 1월~3월, 7월~12월까지이며, 이 중 성어기는 7월~12월(최성어기: 8월)이고 한어기는 1~3월로 나타났으며, 어장은 여수해협으로부터 남해연안을 거쳐 방어진 사이의 해역에서 형성되나 계절별로 다소의 변동을 하고 있다. 3. 멸치의 춘계(4~6월) 산란군의 어획량(X)과 추계(7~12월) 어획량(Y)과의 사이에는 Y=62,246+1.30X, r=0.63의 관계식으로 나타나므로서 멸치의 춘계 산란군의 양과 추계 멸치 기선권현망의 어황사이에는 정의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 4. 멸치 기선권현망어업의 어황 풍.흉은 해양구조와도 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났는데, 멸치의 중심 어장인 남해 중동부 해역과 동해남부 및 남해서부해역의 수온이 심한 차이를 보이므로서(수온표준화지수 FI는 남해 중동부 해역이 -50~-150) 수괴의 분리 현상이 나타나거나 수온전선이 연안측 가까이에서 형성될 때 해황이 좋은 것으로 나타났으며, 또 최성어기인 8월에는 수온약층이 20~22$^{\circ}C$의 수온대를 중심으로 10m에서부터 20m 이내의 수층에 조밀하게 형성 될 때 좋은 어장이 형성되는 것으로 나타났다. 한편 불황을 보인 해에는 남해 중동부 해역에서 현저한 저수온(FI=-50~-150)을 보이거나 해역간의 수온 분포가 동질적이어서 수괴의 분리현상이 나타나지 않았으며, 또 8월의 수온약층도 30m보다 깊은 수층에서 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.493-501
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• 2016

본 연구에서는 급곡선과 급구배가 많은 산악 도로 상의 궤도에서 운행할 수 있는 산악트램의 추진시스템 핵심 기술을 개발하였다. 국내 산악 관광지는 겨울철 폭설과 결빙에 의해 교통이 통제되고 있어 지형 조건 뿐만 아니라 기후 조건에도 무관한 산악철도가 필요하다. 먼저, 일반적인 120‰ 구배 등반에 소요되는 견인전동기 출력을 고려하여 추진시스템을 설계하였으며, 추진장치 설치 공간을 고려하여 동력 전달 계통을 설계하고 감속기 및 동력 전달축을 개발하였다. 급구배 상승을 위해 필요한 랙앤피니언 추진장치의 강체 접촉에 의한 진동 소음을 줄이기 위해 탄성 피니언을 개발하여 적용하였으며, 충격 비교 시험을 통해 기존 강체 피니언에 비해 진동이 1/3이하로 감소됨을 확인하였다. 반경 10m의 급곡선을 운행할 수 있도록 개별 회전 차륜 차축을 개발하였다. 또한 급구배 주행중 제동력 향상을 위해 밴드 제동장치를 개발하였으며, 제동력 시험을 통해 요구 제동력을 발휘할 수 있음을 확인하였다. 개발된 주요 부품은 시험을 통해 성능을 검증하였고, 최종적으로 급구배 및 급곡선 운행 대차시스템에 적용된다.