• 우주기술과 응용
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• 제4권1호
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• pp.27-47
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• 2024

뉴스페이스(New Space) 시대에 이르러 궤도상 서비싱(OOS, on orbit servicing) 임무를 수행하기 위한 인공위성들이 개발되고 있다. 궤도상 서비싱을 위한 다양한 임무는 고장수리, 재급유, 견인, 구성품 교체, 우주 상 건설 등의 여러 임무가 있으며, 이를 수행하기 위해 로봇팔 탑재체가 탑재되어야 한다. 로봇팔 탑재체는 기존 인공위성의 탑재체와 달리 고정된 상태로 움직이지 않는 것이 아니라 임무 수행을 위해 지속적으로 움직여야 하는 탑재체라는 특징이 있으며, 또한 인공위성의 구조체 내부에 존재하는 것이 아닌 우주공간에 직접적으로 노출된 상태로 임무 수행을 해야 한다는 특징이 있다. 이러한 탑재체의 특징으로 인해 극한의 우주 열환경에서 이상 없이 운용될 수 있는 열 설계 및 해석은 필수적이나, 로봇팔 열 설계 및 해석에 대한 논문은 그리 많지 않은 실정이다. 본 논문에서는 현재까지 개발된 로봇팔 탑재체에 대한 열 설계, 해석에 대한 사례들을 소개 및 정리하였으며, 마지막에는 앞으로 개발할 로봇팔 탑재체의 열 설계 및 해석에 대한 방향을 제시해 보고자 한다.

• 수산해양기술연구
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• 제31권4호
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• pp.423-434
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• 1995

수산업분야의 생력화와 조업공정의 단축으로 새로운 활로를 개척할 수 있는 방안으로 보조기계들의 유압화 및 대형화에 사용되는 후벽 유압실린더는 작동응력 거동의 분석과 파손예측의 정확성이 강구되어야만 기계고장으로 인한 해난사고의 개연성을 미연에 감소시킬 수 있다. 균일한 내압을 받는 대형선박용 유압실린더를 수치해석적 방법인 경계요소법을 사용하여 각종 응력 해석의 시도는 엄밀해나 유한요소법의 결과와 비교적 양호하게 일치하고 있다. 축대칭 형상에 대한 반경방향 응력이나 원주방향 응력의 BEM 해석결과는 단일절점과 이중절점 모두 최대 25MPa의 압축응력이나 최대 52MPa의 인장응력이 작용하고 있으므로 재료의 허용응력내에서 작동하고 있음을 알 수 있다. 이중절점 형상함수(double node shape function)를 사용하여 원통형 형상의 구조물에 대한 수치계산 결과의 정확도를 높힐수 있었으며 입력데이터의 증가는 오차감소에 기여하였으나 프로그램의 실행시간(run-time)을 증가시켰다. 코너에서의 트랙션벡터의 불연속 현상을 해결하기 위한 이중절점의 사용은 영역 내부해의 안정성을 확보하였고 경계부근에서의 내부해의 발산을 제거하기 위한 이중지수형 적분법 사용은 해석결과의 오차를 효과적으로 감소시켰다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.144-150
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• 2019

본 연구는 고 장력 강판 SGAFC 780소재를 이용하여 저항 점 용접을 실시 하였으며, 조건에 따른 너깃 지름 측정, 유한 요소 해석 비교를 하였다. 너깃 지름 측정 결과 용접 전류 7kVA의 용접시간 18cycle 이상의 용접조건에서는 용접 최소 직경인 4.3mm 이상을 만족하는 것으로 나타났다. 9kVA과 10kVA이상에서 최소 너깃 직경인 4.3mm 이상으로 만족 하였으나, 높은 전류와 시간으로 인해 날림 현상이 발생하였고, 그로 인한 깊은 압흔이 잔류하였다. 용접성 평가 결과 최소 너깃 지름에서는 만족하지만 날림 현상이 발생하여 용접 불량으로 평가되는 구간이 존재함을 확인하였다. 하지만 날림 현상이 일어났음에도 충분한 하중 부담 능력을 가지는 영역도 확인했다. 유한 요소 해석 비교 결과 적정용접 구간에서의 유한 요소 해석과 실험 결과에서의 너깃 지름을 비교 했을 시 4.2% 미만의 오차율을 확인 했으며, 유한 요소 해석의 신뢰성을 확인 할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.650-658
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• 2017

건물의 접지방식은 사고 발생 시 고장전류를 대지로 안전하게 방전시켜 인체와 기기의 안전성을 확립하기 위한 중요한 요소이다. 특히, 우리나라 아파트단지의 접지방식은 일본의 영향을 받아 TT접지방식으로 설계/시공되고 있지만, 전기안전을 확보하기 위하여 각동의 건물에서 기초 콘크리트 접지를 시설하고, 이들을 서로 연결하여 수변전실의 변압기 2차측 접지까지 연결하고 있다. 이러한 공동구로 연결된 TT접지방식은 TN접지방식에 가까우므로 1선 지락사고시 사고전류의 크기와 대지전압의 크기가 크게 증가하므로, 이를 정확하게 해석하여 사고에 대한 보호대책을 세우는 것이 중요한 과제로 대두되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 대규모 아파트단지의 접지특성을 해석하기 위하여, 도면과 현장측정에 의한 사례분석과 PSCAD/EMTDC의 모델링에 의한 접지방식 특성을 분석하여, 대규모 아파트단지의 접지방식(TN접지방식과 TT접지방식)에 대한 정확한 유형을 파악한다. 또한, 공동구 연결유무에 의한 대규모 아파트단지의 접지방식 구조에 따른 사고해석 알고리즘을 제시하고, 사고발생시 접지계통에서의 접촉전압 및 보폭전압을 고려한 접지계통설계 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서 제시한 모델링과 알고리즘을 바탕으로 실 계통의 아파트단지에 적용한 결과, 대규모 아파트단지의 접지특성 해석에 유용함을 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.36-45
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• 2005

이 논문은 다른 종류의 유도전동기 구름베어링 손상을 유도전동기 고정자 전류신호해석을 통하여 검출하고 실시간으로 손상을 진단하는 알고리즘을 개발하였다. 유도전동기 구름베어링의 손상을 검출하기 위하여 정상적인 베어링을 갖는 유도전동기, 측정열에 불량을 가지고 있는 전동기와 베어링 외륜에 구멍을 가지고 있는 2가지 종류의 비정상 베어링을 갖는 유도전동기 3set를 실험시스템을 구축하였다. 또한 유도전동기의 구름베어링시스템의 비정상적인 상태에서 고정자전류을 검출하기 위하여 TMS320F2407 DSP 칩을 이용하여 데이터 획득보드를 개발하였다. 이 고정자전류신호를 해석을 통하여 베어링 손상을 검출하기 위한 방법으로 FFT, 웨이브렛 분석 및 내적에 의한 평균 신호패던에 의한 분석결과를 제시하였다. 특히 내적에 의한 신호분석 온 통하여 베어링 손상 여부를 실시간으로 진단할 수 있는 새로운 알고리즘과 분석방법을 제시하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.62-68
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• 2007

최근 전력 전자 응용 기기의 사용증가로 비선형 특성 부하에 의한 고조파가 상당히 발생하고 있으며, 이에 의한 영향으로 배전시스템의 변압기 열화, 소자의 고장, 통신 간섭 등의 여러 가지 문제를 발생시키고 있다. 따라서 배전 시스템에서의 고조파 수준과 전달특성을 정확하게 분석하기 위하여 배전시스템의 효과적인 실측정과 모델링에 관한 연구가 필요한 실정이다. 본 논문에서는 고조파 관리기준 IEC61000-3-6 토대로 배전 시스템의 고조파 특성을 해석하기 위하여 공통 결합점(Point of Common Coupling : PCC)을 선택하였다. 실 배전 시스템의 PCC 지점에서 고조파 전압, 전류를 측정하여, 고조파 분포, 비선형 부하 성분 및 고조파 전압, 전류 왜형률 (Voltage/Current Total Harmonic Distortion: VTHD/ITHD)을 분석하였다. 또한 정상상태에서 고조파 임피던스, 전압, 전류을 해석을 통하여 실 배전시스템을 효과적이고 정확하게 모델링 되었을 확인하였다. 또한 고조파 전류원 발생시에 고조파 전압, 전류를 비교 분석하여 고조파 전달특성을 조사하였다.

• 한국자기학회지
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• 제20권3호
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• pp.94-99
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• 2010

사각판재형 강재의 마이너 B-H 곡선은 Labview프로그램과 측정 장치를 이용하여 공극 보정과 함께, B-H 곡선의 측정을 바탕으로 3차원 유한요소법으로 구하였다. 측정방법은 1차, 2차 권선이 감긴 고투자율의 페라이트 자심을 철판 위에 두고 폐자로를 구성한 후, 페라이트 자심의 자계와 자속밀도 측정을 바탕으로 하는 것이다. 이 때, 자심과 철판 사이의 미세한 공극의 영향은 최소자승법의 2차 다항식으로 보정하였다. 해석방법은 측정된 기자력과 자속밀도를 해석치와 비교하는 방법을 이용하였다. 이 측정방법은 고장력 강판의 자기저항이 페라이트 자심의 자기저항보다 커다는 가정 하에서는 이용될 수 있다. 그러나 페라이트 자심의 자속밀도가 포화에 가까워지게 되면 페라이트 자심의 투자율이 감소하게 되므로 높은 자속밀도에서 B-H 루프를 정확하게 측정할 수 없었다. 따라서 본 실험에서는 자계가 약 520 A/m, 자속밀도가 0.15 T의 범위에서 사각판재형 강재의 B-H 곡선을 구할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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• pp.147-152
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• 1995

실험에 의한 모우드 해석 방법들은 1980년대부터 활발히 연구되어 많은 새로운 방법들이 개발되어 발표되었다. 그러나 개발된 대부분의 방법들은 측정된 데이타를 일괄처리하는 밸치(또는 off-line) 방법들이다. 최근에는 시간에 따라서 변하는 구조물의 동특성을 규명하는 분야에 모우드 해석 방법이 응용되어 사용되고 있다. 이러한 응용분야에서는 모우드 변수들의 변화되는 값을 새로운 데이타가 샘플링 될 때마다 그 값들을 수정하면서 추정할 수 있는 회귀적인(recursive 또는 on-line) 방법을 사용하여야 한다. Davies와 Hammond[1]는 회귀적 선형 자승법(Recursive Least Squares : RLS)을 이용하여 모우드 변수를 구하고 이를 벧치방법인 Instrumental Variable 방법과 Fourier 방법의 결과와 비교하였다. 그러나, 그 결과에서 보여준것처럼 RLS 방법은 잡음 대 시호비가 낮을 때에만 모우드 변수 값들을 정확하게 추정할 수 있었다. Sundararajan과 Montgomrey[2]는 회귀적 선형 최소자승 격자필터(lattice filter)를 이용하여 구조물의 차수(order)와 고유진동형, 그리고 진폭을 결정한 후 이를 토대로 회귀적 gradient형태의 방정식 오차 규명 방법(equation-error identification algorithm)에 의하여 모우드 변수들을 추정하였다. 이 방법은 2차원 격자구조물의 모우드 변수 추정에 사용되었으며, 또한 적응모우드제어에도 성공적으로 이용되었다. 그러나, 이 방법도 잡음 대 신호비가 낮은 환경에서만 사용할 수 있다는 단점이 있다. 위에서 언급한 방법들은 모두 RLS 방법을 기초로 하여 개발되었으나, RLS 방법은 전형적인 결정적(deterministic)방법으로서 잡음이 섞인 데이타를 처리하기에는 부적절한 방법임이 널리 알려진 사실이다[3]. 최근에 Ben Mrad와 Fassois[4]는 신호에 잡음이 존재하여도 이를 잘 처리할 수 있는 확률적(stochastic) 방법을 개발하여 기존의 결정적 방법들과 그 결과를 비교하였다. 그러나, 개발된 방법은 응답 신호에 백색잡음(white noise)이 섞이는 특수한 경우에만 사용할 수 있게 만들어져서 이 방법의 실질적인 적용에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 기존의 방법들의 단점을 극복할 수 있는 새로운 회귀적 모우드 변수 규명 방법을 개발하였다. 이는 Fassois와 Lee가 ARMAX모델의 계수를 효율적으로 추정하기 위하여 개발한 뱉치방법인 Suboptimum Maximum Likelihood 방법[5]를 기초로 하여 개발하였다. 개발된 방법의 장점은 응답 신호에 유색잡음이 존재하여도 모우드 변수들을 항상 정확하게 구할 수 있으며, 또한 알고리즘의 안정성이 보장된 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권3호
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• pp.430-436
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• 1993

원자력 발전소의 제어계측 장비의 노후화 때문에, 원자력 발전소에서는 제어계측 장비의 고장으로 인한 발전소 불시정지가 가끔 일어난다. 원자력 발전소의 불시정지는 커다란 경제적 손실과 발전소의 신뢰도를 떨어뜨리고 대중적인 인식을 좋지 않게 한다. 그러므로 불필요한 불시정지를 방지하기 위해서 제어계측 부품의 노후화를 고려한 부품교체를 해주는 것이 필요하다. 이 논문은 월성 원자력 발전소의 제어 컴퓨터 부품의 최적교체주기에 대해 연구했다. 우리는 먼저 월성 디지탈 제어 컴퓨터 부품의 최적교체주기에 대한 수학적 모델을 유도했고, 해석적으로 최적교체주기를 계산했다. 우리는 그결과를 현재 월성 원자력 발전소에서 쓰이는 방법과 비교했다. 월성에서 사용되는 방법은 수학적 분석 방법이 아닌 경험적 지식을 토대로 한것이다. 결과적으로 해석적으로 얻어진 최적 교체주기와 월성에서 사용되는 교체주기와는 약간의 차이를 보이고 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.319-325
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• 2021

후쿠시마 원전사고 발생으로 다수기의 지진안전성에 관한 연구의 필요성이 부각되었다. 한 부지에 건설된 원자력발전소의 경우 유사한 지진응답을 보이기 때문에 적게나마 원자력발전소 SSCs간의 지진손상에 대하여 상관성이 존재하므로 합리적 지진안전성 평가를 위하여 지진손상 상관성을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 쌍둥이 호기의 필수전원상실사건에 대하여 확률론적 지진안전성 평가를 수행하였다. 적절한 지진손상 상관계수를 도출하기 위하여 확률론적 지진응답해석을 수행하여 적용하였다. External Event Mensuration System 프로그램을 활용하여 다수기의 필수전원상실사건의 고장수목을 구성하여 지진취약도 및 지진리스크를 분석하였다. 또한 SSCs간의 지진손상 상관성을 완전독립 및 완전종속으로 고려하여 비교 분석을 수행하였다.