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날개의 비틀림이 동체-날개 융합익형 무인전투기의 종안정성에 미치는 영향에 대한 연구 (Effects of Wing Twist on Longitudinal Stability of BWB UCAV)

  • 반석현;이지형;김상욱;조진수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.1-9
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    • 2018
  • 람다 날개 형태의 무인전투기는 동체-날개 융합익의 형태를 띄고 있어 일반적인 항공기에 비해 상대적으로 항력이 작고 레이더 반사 면적이 작아 우수한 스텔스 성능을 갖는다. 그러나 앞전 후퇴각에 의해 생성되는 앞전 와류의 영향으로 특정 받음각에서 피칭모멘트가 급격히 증가하는 현상이 나타난다. 본 연구에서는 무미익 람다 날개 형상을 기반으로 한 UCAV 1303 모델을 사용하여 풍동시험과 전산해석을 수행하였다. 실험 풍속은 50 m/s, 받음각 범위는 $-4^{\circ}{\sim}28^{\circ}$ 으로 하였으며 전산해석 또한 실험 조건과 동일하게 연구를 수행하였다. 본 연구를 통해 UCAV의 날개 비틀림이 피칭모멘트의 안정성에 미치는 영향을 확인하였다. 그 결과 날개에 음의 비틀림 각을 적용하였을 때 날개 바깥쪽에서의 유동 박리가 지연되면서 Pitch-break가 발생하는 받음각이 증가하였고, 양의 비틀림 각을 적용하였을 때 Pitch-break가 발생하는 받음각이 감소하였지만 양항비가 증가하는 것을 확인하였다.

옥외소화전의 디스크 형상을 고려한 압력손실에 관한 연구 (A Study on the Effects of Various Disk Shape of Hydrant on the Pressure Drop)

  • 유우준;심명규;성건혁;유재범;염문천;유홍선
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제27권6호
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    • pp.1-7
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    • 2013
  • 본 연구에서는 옥외소화전의 디스크 형상을 고려한 압력손실에 관한 실험 및 수치해석 연구를 수행하였다. 옥외소화전의 압력손실은 국제 시험규격인 Underwriters Laboratory (UL)에서 제시하고 있는 시험방법을 적용하였으며, 옥외소화전의 입 출구 배관 직경을 고려한 압력손실 실험 장치를 제작하였다. 본 연구에서 사용한 옥외소화전은 입구 직경 150 mm 1개와 토출부 직경 63.5 mm 2개 그리고 직경 114.3 mm 1개인 구조로 직경 63.5 mm인 토출부는 유량범위 760 L/min~2,270 L/min, 직경 114.3 mm인 토출부는 3,030 L/min~6,060 L/min 범위에서 압력손실을 측정하고 유량계수를 구하였다. 동일한 실험조건에서 상용해석프로그램인 ANSYS Ver.14.0을 사용하여 압력손실 측정값과 해석결과를 비교하여 정확성을 확인하였으며, 다양한 디스크 형상을 모델링하여 압력손실에 중요한 영향을 미치는 인자를 분석하였다. 그 결과 옥외소화전은 디스크의 경사 각도가 $0^{\circ}$~$45^{\circ}$인 경우 유량계수는 494.46~680.64 ($L/min/kPa^{0.5}$)로 경사각이 작을수록 압력손실이 가장 낮게 나타나는 것을 수치적으로 분석하였다. 본 연구 결과는 옥외소화전의 성능인 압력손실을 예측하기 위한 디스크 형상의 설계 자료로 활용이 가능함을 확인하였다.

비상디젤발전기의 회전체 및 구조물 해석적 건전성 평가에 관한 연구 (A Study of Analytical Integrity Estimations for the Structure and Rotor System of an Emergency Diesel Generator)

  • 김재실;최헌오;정훈형
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.79-86
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    • 2014
  • 이 논문에서는 비상디젤발전기의 구조물 및 내부 회전체에 대한 건전성 평가를 위한 해석적 방법을 제시한다. 비상발전기는 원자력발전소 안전과 관련된 매우 중요한 기기로써 지진과 같은 비상사태에 원전의 안전 정지를 위한 관련 기기에 비상 전원을 공급한다. 비상발전기의 회전기 부분 또한 지진과 같은 충격에도 안전성을 확보해야 한다. 비상발전기 본체에 대한 모달 해석을 하여 공진 주파수가 지진 주파수 영역에 있는지를 확인하여 응력 해석의 방법을 정했다. 회전체 부분의 안전성은 저널 베어링의 필름 두께와 임계 회전수를 계산하여 최소 유막 요구치와 운전속도와 비교하여 안전성을 판단하였다. 계산된 응력해석의 최대치는 허용치보다 작았으며, 저널 베어링의 유막과 회전수 또한 안전한 범위에 들었다. 이 논문에서는 저널 베어링의 안전해석에 지진하중을 정적 하중으로 보았으나 향후 연구에 있어서는 지진하중의 동적 특성을 회전체에 적응하는 새로운 해석적 방법의 개발이 필요할 것으로 사료된다.

파쇄대 반사에너지의 AVO 및 복소트레이스 분석에 관한 모형연구 (A Modeling Study on the AVO and Complex Trace Analyses of the Fracture Bone Reflection)

  • 한수형;김지수;하희상;민동주
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제2권1호
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    • pp.33-42
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    • 1999
  • 천연가스 저류층의 부존 특성을 파악하는데 주로 이용되고 있는 AVO 및 복소분석법을 파쇄대와 같은 지반환경의 주요 불연속면에 적용하는데 그 초점을 두었다. 연구에 이용된 시험자료는 수평 파쇄구조에 대하여 일반화된 맥스웰체 근사법을 적용한 점탄성매질에서의 수치모형자료이다. 수평 파쇄구조에 대한 AVO분석에서 반사 P파의 특성은 지하매질의 음향 임피던스 차이와 기하학적 계수인 오프셋에 따라 다양하게 나타나며 구배중합 단면도 및 오프셋조절 중합단면도에서 효과적으로 해석되는데, 입사각이 커질수록 진폭이 감쇠되는 특성을 보인다. 중합자료에 대한 복소트레이스 플롯(순간진폭, 순간주파수, 순간위상)에서 파쇄대의 상$\cdot$하부 경계는 강한 진폭과 동일한 위상으로 특징 지워지며, 파쇄대 구간 및 직하부는 저주파 특성을 보인다. 파쇄대와 주위 매질의 Q-대비에 따라 다르게 나타나는 진폭감쇠와 파형분산은 역 Q-필터링으로 효과적으로 보상되었다.

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평지 전통마을 갈림길의 중심각과 곡률반경에 관한 연구 (Model on the Relationship between the Radius of Curvature and Central Angle -the Case of Divided-roads in Flat Traditional Villages-)

  • 김윤하;안계복
    • 한국조경학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.10-16
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    • 2000
  • The purpose of this study is to identify relationships between a central angle and a radius of curvature of divided roads in flat terrain of traditional villages, suggesting layout criteria for traditional villages: Nak-an, Sung-Eup, Ha-Whe. This study is sought to find the optimum model through the various SAS regression analyses. a regression analysis of this data was adopted to induce the relationship formula between a central angle of curve and a radius of curvature. Results of this study are as follows: 1) Most of the divided roads in traditional villages have a complex curve rather than a simple curve. 2) A central angle of curve has ranged from 11$^{\circ}$to 127$^{\circ}$, with a mean degree of 63.9. 3) In the lower level of central angle(11-40$^{\circ}$), the branch roads have distributed with a high frequency, but with a low frequency in the higher level of central angle(90-140$^{\circ}$). 4) A radius of curvature in the divided roads has ranged from 0.9m to 59.6, but half of the roads have concentrated on 1-6m of the curvature. 5) Compared to the result of hilly villages in previous study(Ahn, 1999), value of central angels in flat villages is lower than that of hilly villages, while a mean value of the curvature is higher than that of hilly villages. 6) A Non-linear regression analysis, resulting from the SAS application, was useful method to induce a relationship formula between a central angle and a radius of curvature in the branch roads. Our study's formula is as follow: R=100.3*EXP(-0.06*$\delta$)+3.91. 7) Our study model has less error than that of the Kishizuka's method, being applicable to a broader range of the branch roads. 8) A minimum radius of curvature in our study has showed 3.9m, suggesting to reconsider applications of the Kishizuka's(5.8m) in the footpass design, In the study for this presupposition model the efficiency and utility of it can be estimated to grow large according to how much and how far it includes both extremes of data. This study is for the application to a design in future through the numerical formula of divided roads of various traditional villages. The studies from now on will be about the quasi-hilly quasi-hilly village and hilly village supplementing these factors more.

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선형 프레넬 반사판 시스템의 집광 특성에 대한 수치해석 연구 (Numerical Study of Concentration Characteristics of Linear Fresnel Reflector System)

  • 이현진;김종규;이상남
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권12호
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    • pp.927-934
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    • 2015
  • 고일사 지역인 사우디아라비아에서 태양열로 구동하는 흡수식 냉동 시스템 개발을 염두에 두고, 본 논문에서는 태양을 추적하는 선형 프레넬 반사판 시스템의 집광 특성을 수치해석 하였다. 몬테카를로 광선추적법을 기반으로 하는 광학 프로그램을 통해 집광 열유속, 집광 효율, 집광 에너지를 일년을 대표하는 춘분, 하지, 추분, 동지 날짜에 계산하였다. 동지를 제외하면, 9 시에서 15 시까지는 집광 성능이 일정한 가운데, 집광 효율도 70% 이상으로 높게 나타났다. 이 시간대에서 흡수기 중심 20% 영역에 모이는 최대 열유속은 하지 때 약 $13.0{\sim}14.6kW/m^2$ 범위에서 변했다. 집광 시스템의 설계 인자 중에서 흡수기 설치 높이, 반사판의 폭, 반사판 사이의 거리가 집광 효율을 조사해 보면, 흡수기 설치 높이는 반사판의 폭에 관계없이 5 m 에서 최적의 성능을 나타냈다. 반사판의 폭이 작을수록 집광 효율이 좋지만, 반사판의 폭은 집광 되는 에너지에 직접적으로 비례하기 때문에 냉동 시스템의 용량에 맞추어 설계가 필요하다. 본 연구는 흡수기의 열전달 해석의 중요한 선행조건이므로 향후에 광학-열전달 연계된 해석을 통해 전체 시스템의 성능을 예측하고 설계하는데 활용할 수 있을 것이다.

의자에서 일어서는 동작 시 불확실성을 고려한 인체 하지부 근력 해석 (Estimation of Human Lower-Extremity Muscle Force Under Uncertainty While Rising from a Chair)

  • 조영남;강문정;채제욱;유홍희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권10호
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    • pp.1147-1155
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    • 2014
  • 인체의 근골격계 모델을 이용해 근력을 예측하기 위해서는 인체 및 근육의 물성치를 알아야 한다. 하지만 이러한 물성치들은 측정하기도 어렵고 사람마다 편차도 크다. 따라서 이러한 물성치들의 변화에 따라 근력이 얼마나 달라지는지 예측할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 인체 및 근육 물성치의 불확실성을 고려하여 의자에서 일어서는 동작 시 인체 하지부의 근력을 예측하는 절차를 정립하는 것이다. 인체 하지부는 8 개의 Hill-type 근육-건 모델이 포함되어 있는 다물체 시스템으로 모델링 하였다. 이 모델은 시상면(sagittal plane)에서 평면운동을 하는 4 자유도 시스템이다. 각 근력은 일어서는 운동을 하는 동안 근육이 소모한 에너지가 최소화 되도록 근력이 결정된다는 가정 하에 최적화 방법을 이용하여 구하였다. 또한 인체 물성치가 불확실성을 가질 때 근력의 표준편차를 First Order Reliability Method 를 이용해 구하였다. 그 결과 주동근 근력의 표준편차는 150~300N 로 상당히 크게 계산되는 것을 알 수 있었다.

고해상도 영상을 이용한 농경지 지도 작성 및 토지이용 변화 분석 (Farmland Use Mapping Using High Resolution Images and Land Use Change Analysis)

  • 이경도;홍석영;김이현
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권6호
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    • pp.1164-1172
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    • 2012
  • 급격한 토지이용의 변화가 진행되고 있는 수도권 인근의 고양시, 남양주시, 용인시를 대상으로 고해상도 영상과 수치지도를 활용하여 논, 밭, 시설재배지, 과수원의 면적과 형상, 이용 현황을 파악하기 위한 농경지 지도를 작성하여 기존 수치지도와 비교한 결과 기존 수치지도에 비해 농경지의 이용 현황을 보다 세부적으로 정확하게 분류할 수 있었다. 또한, 농경지 지도와 수치 지적도의 농경지 부분을 중첩하여 '07년 토지이용도로 갱신하고 '99년에 작성된 토지이용도와 비교한 결과 3개 시 모두 조사기간 동안 논 면적이 3,000~5,000 ha 정도 크게 감소한 것으로 나타났으며, 밭과 과수원도 논과 함께 주거지로 전용되면서 감소하는 추세였다. 그러나 집약적인 재배가 가능하여 고소득이 기대되고 다른 지목으로 변경이 용이한 시설재배지의 경우에는 면적이 비슷하거나 증가한 경향을 보였다. 향후 고해상도 영상을 활용한 농경지 지도의 확대 구축과 이를 활용한 토지이용도 제작은 토양 조사 등 각종 조사 사업의 최신 자료로 활용 될 수 있을 뿐 아니라, 정확한 경지면적 산출을 통해 농업통계 및 농업정책 자료로써 효율적인 경지관리에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

고선량율 관내 방사선치료를 위한 종양선량분포의 최적화에 대한 연구 (Optimization of Dose Distribution for High Dose Rate Intraluminal Therapy)

  • 추성실;김귀언;노준규
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제12권2호
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    • pp.243-252
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    • 1994
  • 원격조종 아프터로딩에 의한 고선량율 관내삽입조사는 체내 발생된 종양에 방사선원을 근접시켜 치료하는 방사선요법으로서 신속한 선량계산과 선량의 정확성 및 다양한 모양의 최적선량분포가 요구된다. 저자들은 크기가 작고 선량율이 높은 고선량율의 방사성동위원소에 대한 정확한 조사선량과 최적선량분포를 얻기 위하여 수학적인 콤퓨터 계산프로그램과 실측으로서 비교하였다. 고선량율 선원에 의한 방사선 조사선량과 조직내 흡수선량분포는 각각 Sievert적분식과 Meisberger의 다항식을 이용하여 작성하였다. 종양크기와 모양에 가장 알맞는 선량분포의 최적화를 실현하기 위하여 저자들은 치료기준점의 선량을 일정한 값으로 고정시키고 선원의 조사시간을 조정하는 선형반복 계산방정식을 이용하였다. 모형선원이 장착된 아프터로딩관을 삽입하고 조준엑스선으로 촬영하여 종양부위를 결정한 후 콤퓨터의 도움으로 아프터로딩관의 축과 평행한 등량곡선 또는 과일모양의 선량분포 및 기관지 모양의 등선량분포가 성취되도록 선량최적화를 시행하였고 선량계에 의한 실측치와 오차가 $3\%$이하로 잘 일치하였다.

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Box-Behnken법을 이용한 E. coli 소독에서 전기-UV-초음파 복합 공정의 최적화 (Optimization of Electro-UV-Ultrasonic Complex Process for E. coli Disinfection using Box-Behnken Experiment)

  • 김동석;박영식
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.149-156
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    • 2011
  • 수중에서 E. coli 소독을 위한 전기-UV-초음파 복합 공정에 대해 실험계획법과 반응표면분석법(RSM)을 적용하였다. 2차반응표면 모형식을 추정할 수 있는 Box-Behnken법을 이용하여 전기-UV-초음파 복합 공정의 소독 반응에서 전기분해($X_1$), UV ($X_2$), 및 초음파 공정($X_3$)의 전력을 독립변수로 선정하여 수학적으로 모형화하였다. 소독 후 잔류 E. coli 수와 독립변수 사이의 실험에서 독립변수에 대해 다음의 모형식이 얻어졌다. 잔류 E. coli number (Ln CFU) = 23.69 - 3.75 Electrolysis - 0.67 UV - 0.26 Ultrasonic - 0.16 Electrolysis UV + 0.05 Electrolysis Ultrasonic + 0.27 $Electrolysis^2$ + 0.14 $UV^2$ - 0.01 $Ultrasonic^2$). 예측된 모형식은 실험 자료와 잘 일치하였다($R^2$ = 0.983). 2차원 등고선도와 3차원 반응표면도가 잔류 E. coli 수에 대한 최적 범위를 구하기 위하여 사용되었다. Design-Expert 소프트웨어의 '수치 최적화'를 이용하여 잔류 E. coli 수에 대한 최적 값을 찾은 결과 1.47 Ln CFU/L이었고, 최적 조건은 전기분해 6.94 W, UV 6.72 W 및 초음파 공정 14.23 W로 나타났다. 본 연구는 반응표면분석법이 복합 소독 공정에서 잔류 E. coli 수를 최소화하고 운전 조건을 최적화하기 위한 적절한 방법 중의 하나라는 것을 보여주었다.