• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제19권4호
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• pp.62-69
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• 2022

Construction machinery is exposed to accidents such as collisions, narrowness, and overturns during operation. In particular, mobile crane is operated only with the driver's vision and limited information of the assistant worker. Thus, there is a high risk of an accident. Recently, some collision avoidance device using sensors such as cameras and LiDAR have been applied. However, they are still insufficient to prevent collisions in the omnidirectional 3D space. In this study, a rotating LiDAR device was developed and applied to a 250-ton crane to obtain a full-space point cloud. An algorithm that could provide distance information and safety status to the driver was developed. Also, deep-learning segmentation algorithm was used to classify human-worker. The developed device could recognize obstacles within 100m of a 360-degree range. In the experiment, a safety distance was calculated with an error of 10.3cm at 30m to give the operator an accurate distance and collision alarm.

• 한국가시화정보학회지
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• 제20권3호
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• pp.102-108
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• 2022

In the fan module of the intercooling refrigerator, a drain hole structure was designed for stable drainage of defrost water. However, the airflow passing through the drain hole can disturb flow features around the evaporator. Since this backflow leads to an increase in flow loss, the accurate experimental and numerical analyses are important to understand the flow characteristics around the fan module. Considering the complex geometry around the fan module, three different turbulence models (Standard k-ε model, SST k-ω model, Reynolds stress model) were used in computational fluid dynamics (CFD) analysis. According to the quantitative and qualitative comparison results, the Standard k-ε model was most suitable for the research object. High-accuracy results well match with the experiment result and overcome the limitation of the experiment setup. The method used in this study can be applied to a similar research object with an orifice outflow driven by a rotating blade.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권6_2호
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• pp.1063-1069
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• 2022

In modern industry, vacuum has grown into an indispensable industrial field. The performance of the vacuum pump in the degasser system among mud treatment system facilities was verified by a numerical analysis method. The degasser system is an equipment for removing the gas contained in the mud, and it is a work process that requires a vacuum. This study analyzed the vacuum pump performance of the degasser used in drilling for resource development of onshore and offshore plants. The vacuum pump used in the degasser system was designed with a discharge rate of 0.099kg/s. The DM(Design Modeler) program of ansys workbench 17.2 was used to modify the model of the vacuum pump used in the degasser system. And for performance analysis, CFX, which is known to be suitable for rotating system analysis, was used. Finally the performance analysis results of the vacuum pump and the prototype performance test results were compared and analyzed.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제21권1호
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• pp.16-21
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• 2024

The yaw gearbox is a key device in a wind power generator that improves power generation efficiency by rotating hundreds of tons (400 to 600 tons) of nacelle so that the blade reaches 90 degrees in the wind direction. Recently, installation sites have been advancing from land to sea as they have become super-large at (8-12) MW to increase the economic feasibility of wind power generators and utilize excellent wind resources, and the target life of large wind power generators is 25 to 30 years. The yaw gearbox of 6 to 12 sets is installed in a very complex place inside the nacelle on the tower with parallels, and it is important to secure the reliability of the yaw gearbox because if a failure occurs after installation, it costs tens to hundreds of times the price of a new product to restore. In this study, equivalent loads were calculated by analyzing failure mode and field data, accelerated life test conditions were established, and a test device was constructed to perform the accelerated life tests and performance tests to ensure the reliability of the gearbox.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권9호
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• pp.599-608
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• 2022

로터 시스템을 사용하는 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility, UAM)는 이착륙 시 버티포트(Vertiport)에서 지면 효과를 경험하게 된다. UAM의 안전한 운용을 위해서는 지면 효과가 비행체의 공력성능에 미치는 영향성이 선행적으로 분석되어야 한다. 본 연구에서는 Lattice Boltzmann Method (LBM)를 적용하여지면 효과가 동축 반전 프로펠러를 장착한 쿼드콥터 형상 전기동력 수직이착륙기 전기체의 공력성능 및 후류 구조에 미치는 영향을 분석하였다. 동축 반전 프로펠러 시스템의 상하부 프로펠러에서 지면 효과 영향성은 상이하게 관찰되었다. 지면과의 이격 거리가 변화하더라도 상부 프로펠러의 성능에는 큰 변화가 없었지만, 지면과 가까워질수록 하부 프로펠러에서는 평균 추력과 토크 값이 크게 증가하였다. 또한 이격 거리가 감소함에 따라 추력 변동의 진폭이 증가하는 경향성이 나타났다. 지면 효과에 의해 프로펠러 후류는 하류 방향으로 충분히 전파되지 못하고 지면을 따라 발달한 Outwash 흐름에 의해 확산되었다. 프로펠러 시스템 사이에서 지면 확산 유동이 충돌하는 분수 와류(Fountain Vortex)의 형성을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권5호
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• pp.364-370
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• 2009

정수처리공정에서 안정적인 탁도 관리가 날이 갈수록 중요해지고 있다. 따라서 침전 효율 향상을 위한 플록형성 공정의 최적화는 매우 중요하다. 우리는 전산유체역학적 방법을 이용하여 플록큐레이터의 회전방향(시계방향, 반시계방향)에 따른 플록 형성지 내 유동특성을 평가하였다. 평가 결과, 플록큐레이터가 시계방향으로 회전하는 경우는 플록큐레이터 회전방향과 수류 흐름이 일치하는 수표면 쪽에서 유동이 강해지고 유출량의 분산 및 표준편차는 각각 8.5, 2.9로 나타났다. 반면에 플록큐레이터가 반시계 방향으로 회전하는 경우는 플록큐레이터 회전방향과 수류 흐름이 일치하는 바닥 쪽에서 유동이 강해지고 유출량의 분산 및 표준편차는 각각 5.3, 2.3으로 나타났다. 또한 플록형성지 유출량은 1,2단 플록큐레이터 회전방향보다는 3단 플록큐레이터의 회전방향에 의해 주로 영향을 받으며 3단 플록큐레이터가 반시계방향으로 회전하는 경우가 시계방향으로 회전하는 경우보다 유출량의 편차가 적기 때문에 침전지의 균등한 흐름을 위해 유리하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권4호
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• pp.326-335
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• 2014

터보블로워는 상대적으로 적은 체적유량에서 높은 압력이 요구되는 곳에 사용되는 대표적인 유체기계로서 다양한 산업에 응용되어 사용된다. 본 연구에서는 고속으로 회전하는 소형 2단 터보블로워의 정압상승 메커니즘을 이해하기위해, 1단 임펠러 영역과 터보블로워 전체 영역에 대해서 상용툴인 ANSYS 14.5를 이용하여 CFD해석을 수행하였다. CFD 해석과정에는 역압력 구배에 의한 유동박리 예측에 적합한 k-${\omega}$ SST 난류 모델을 적용하였다. 터보블로워의 전산해석 결과는 KS B 6311 및 KS A 0612에 따른 성능시험방법을 통하여 해석기법이 타당함을 검증하였다. CFD 해석결과 터보블로워의 압력상승은 선형적으로 나타나지 않으며, 안내깃에서의 손실과 케이싱과 임펠러 간극에서 손실이 발생하는 것으로 분석되었다. 소형 2단 터보블로워를 공력성능을 예측하기 위해서는 전체 유동영역에 대한 전산 해석이 필요하며, 실험과 전산해석의 오차에 대해 고려된 전산해석 결과가 선정되어야 한다.

• 에너지공학
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• 제22권1호
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• pp.28-37
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• 2013

교반 탱크(stirred tank)는 회전하는 임펠러(impeller)를 이용하여 단상 또는 다상의 유체를 지속적으로 유동시키는 장치로 여러 산업분야에 활용되고 있다. 우수한 성능의 교반기를 설계하기 위해서는 교반 성능에 영향을 미치는 다양한 내부유동특성의 정량적 데이터의 확보가 반드시 필요하지만, 복잡한 구조의 내부유동에 관한 정량적 해석은 현재까지 어려운 문제로 인식되고 있다. 본 연구에서는 전산유체 해석을 통해 교반 탱크에 적합한 기법을 제안하기 위해 Flunet 6.3의 두 가지 모델을 사용하였다. mixture model을 이용하여 교반 탱크 혼합을 해석하였으며, standard, k-${\varepsilon}$ model을 이용하여 교반 탱크 내의 유동을 해석하였다. 해석 기법으로는 다중 좌표계(Multiple Reference Frame)와 이동 격자(Sliding Mesh) 기법을 이용하였다. 전산유체해석 결과를 가시화 실험 결과와 비교하여 교반 탱크의 내부 유동 및 혼합 특성을 파악하고, 교반 탱크 내부 유동 해석 시 적절한 해석기법 선정의 기초자료를 제시하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제8권10호
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• pp.1322-1328
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• 2005

점성 유체를 담고 쳐는 실린더가 회전운동을 시작하면 회전 원판의 원심력과 에크만 펌핑 효과에 의해 실린더 외벽의 각운동량이 유체에 전달되는 과정에서 자오면상의 유동이 생기게 되고, 이 때 유체의 특성에 따라 유동장의 운동량 획득 특성이 다르게 나타나게 된다. 본 연구에서는 뉴턴 유체와 비-뉴턴 유체의 유동장 획득에 대한 정보를 가시화 영상에서 검출하고 이를 기반으로 유체의 특성을 분석하는 방법을 제안한다. 영상으로부터 운동량이 가장 크게 변화하는 전단면(shear front)의 위치를 알아내기 위해서, 유체의 운동량이 영상에서의 밝기정보로 나타나도록 실험환경을 구성한다. 입력 영상으로부터 유체의 운동량과 흐름을 가시화 할 수 있도록 가시화 매개 물질을 사용하여 영상을 획득하고, 영상에서 에크만 경계층의 전단면을 찾아내어 이동거리를 계산함으로써 유체의 특성을 분석하는 방안을 제시한다. 또한 유동장에 대해, LDV(Laser Doppler Velocimetry)로 측정한 값과 영상으로부터 얻은 값을 비교함으로써 제안된 방법에 대한 정확성을 검증하고, 검증된 데이터를 기반으로 비-뉴턴 유체와 뉴턴 유체에 대한 특성을 분석한다.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권2호
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• pp.38-46
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• 2020

The purpose is to evaluate the structural characteristics of 750 mm diameter injection spiral blades under various operating conditions. A fiber-glass reinforced polypropylene material was employed to the injection blades, and mechanical tests on two kinds of glass-reinforced polypropylene were performed to evaluate the mechanical properties and to select a suitable candidate material. Also, three kinds of spiral blade geometries were studied to observe the influence of fixing rods between blades. For this, structural analyses were conducted to understand the role of fixing rods under a range of rotating speed. In addition, modal analysis was performed to confirm the resonance in the operating speed range. One-way fluid-structure interaction (FSI) analysis was carried out to know its mechanical integrity under dangerous wind speed conditions. Through this work, the structural characteristics of the proposed spiral blade geometries were studied under various operating conditions, and the requirements of mechanical properties of blades were determined.