• 제목/요약/키워드: 공학 설계 절차

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공학교육에서 효율적 PBL을 위한 m-러닝 교수설계 (Instructional Design of m-Learning for Effective PBL in Engineering Education)

  • 이근수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.619-623
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    • 2018
  • 본 논문은 컴퓨터 교과목에 적용하기 위하여 문제중심학습 환경에서 m-러닝을 위한 교수-학습을 설계하는데 그 목적이 있다. 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 모바일 기기를 교육적 도구로 활용하기 위한 학습 콘텐츠를 제공하였다. 본 연구에서 제시한 콘텐츠는 스마트폰을 비롯한 모바일 기기에 효과적으로 구현될 수 있게 설계 및 제작되었기 때문에 모바일 기기를 교육적 도구로 활용하는데 적합하다. 둘째, 문제중심학습을 위한 학습 콘텐츠를 제공하였다. 문제중심학습을 위한 교수설계의 원리를 바탕으로 컴퓨터공학 교과목에 대한 문제를 만들었으며, 문제의해결을 통해 학습자들은 자기주도적이고 팀원들과 협동학습을 통해 학습목표를 달성 할 수 있는데 의의가 있다. 셋째, 스마트폰, 노트북, PDA 등이 가지는 휴대성, 정보접근의 즉시성을 통해 손쉽게 학습 가능한 자료를 제공하였다. 본 연구는 현대산업 사회에서 요구하는 창의적 문제 해결 능력을 갖춘 인재를 양성하기 위하여 효율적으로 학습할 수 있도록 하기 위한 방안으로 창의공학설계 교과목에 대한 PBL 교수설계 모형을 개발하였다. 이 모형은 크게 5가지 절차로 구성되어 있는데 즉, 분석, 설계, 개발, 실행, 평가 로 구성된다. 개발한 PBL 교수설계 모형에 기반하여 창의 공학 설계 교과목을 설계하였다. 본 연구는 창의공학 설계 수업을 위한 PBL 교수 설계 과정에 초점을 두었다. 이는 공대에서 PBL 활용을 활성화 하기 위한 기틀을 마련한 계기가 되었으며 창의적 문제 해결력을 갖춘 전문 인재를 육성하고자 하는 공과 대학 교육의 궁극적인 교육 목표 달성에 큰 시사점을 준다.

수치해석을 통한 강합성 빔보강 지하 구조물의 거동분석 (Structural Analysis of CBS (Composite Basement Wall System)-RIB Underground Structures Using Numerical Modeling)

  • 유한규;김연성
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제26권6호
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    • pp.39-44
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    • 2010
  • 강합성 구조물의 설계절차는 파형강판구조물에 대한 현행 국내외 시방기준을 따르고 있는데, 시방기준이 2차원 해석 및 설계를 바탕으로 규정되어 있기 때문에 비등가 단면인 강합성 빔보강 공법에는 현행 시방기준을 적용할 수 없다. 그러므로 등가단면의 구조물로 환산하여 2차원 해석 및 설계를 수행하게 된다. 그러나 강합성 빔보강 공법은 종방향을 따라 일정한 간격을 두고 빔과 타입콘크리트를 이용하여 보강을 한 형태이기 때문에 3차원 해석에 기초한 설계과정이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 수치해석을 통해 3차원 설계를 위한 해석적인 근거를 제시하고자 한다.

공학교육인증을 위한 학사지원시스템의 개발과 적용 : ${\copyright}SAVIORS$ (Student Achievements Validation & Interactive Outcomes Rating System: ${\copyright}SAVIORS$)

  • 유인근
    • 공학교육연구
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    • 제8권3호
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    • pp.17-25
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    • 2005
  • 공학교육 인증제도를 원활하게 수행하기 위해서는 교수를 비롯한 각 구성원의 노력이 필수적이며, 이는 공학교육 인증제도의 성패를 좌우할 만큼 중요한 요소이다. 이의 성공적인 수행은 수반되는 구성원의 업무를 어떻게 효과적으로 최소화할 수 있느냐에 달려있다고 해도 지나치지 않을 것이다. 본 논문에서는 공학교육인증관련업무의 전전산화와 최소화를 목표로 필자 등이 개발하여 창원대학교에서 운용중인 SAVIORS에 대한 내용과 적용사례를 소개하여 동일한 숙제를 안고 있는 기관들과 유익한 정보를 공유하고자 한다. 특히, 학생에 대한 상담 절차, 각 구성원의 설문조사 및 분석 체계, 강의 및 설계 계획서 작성체계, 학습성과 평가 및 성취도 분석, CQI 작성, 졸업생현황 관리체계, 각종 통계처리 둥 공학교육인증의 주요 사항에 대한 총괄관리 및 지원 전산시스템의 구성과 적용사례를 기술하고자 한다.

PBL을 적용한 창의공학설계 교수설계 방안 연구 (A Study on PBL Instructional Design for Creative Engineering Design Education)

  • 이근수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.4573-4579
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    • 2014
  • 21세기 교육은 객관적 지식이나 정보를 전달하는 것에서 학습자들의 비판적사고력과 문제해결 능력을 배양하는 것으로 바뀌고 있다. 더욱이 대학교육에서는 학습자들이 졸업 후 진출하게 될 분야에서 담당하게 될 실제적인 업무를 미리 경험하게하고 자기주도적 학습과 협동학습 능력을 배양할 수 있는 학습자 중심 교육환경의 필요성이 대두되고 있다. PBL은 현재 학습자가 처한 상황을 고려하여 학습자의 흥미를 이끌어 낼 수 있는 현실적이고 실제적인 문제에 관심을 가진다. PBL에서 학습자는 일방적인 지식을 습득하기보다는 다양한 생각과 배경지식을 가진 동료 학습자들과 시식을 공유하고 의미를 협상해 나가는 과정을 통해 협력적 지식을 구축하는 사회적 학습을 경험한다. 이러한 PBL의 장점으로 인해 학교 현장에서 PBL방법의 활용도가 점차 확대되고 있다. 그러나 공학교육에서는 PBL방법이 활동되지 못하고 있다. 따라서 이러한 현 상황을 개선하기 위한 새로운 방법이나 방안들을 개발하거나 도입하여 이를 활용할 필요가 있다. 본 연구는 현대산업 사회에서 요구하는 창의적 문제 해결 능력을 갖춘 인재를 양성하기 위하여 효율적으로 학습할 수 있도록 하기 위한 방안으로 창의공학설계 교과목에 대한 PBL 교수설계 모형을 개발하였다. 이 모형은 크게 5가지 절차로 구성되어 있는데 즉, 분석, 설계, 개발, 실행, 평가로 구성된다. 개발한 PBL 교수설계 모형에 기반하여 창의 공학 설계 교과목을 설계하였다. 본 연구는 창의공학 설계 수업을 위한 PBL 교수 설계 과정에 초점을 두었다. 이러한 교수 설계가 실효성을 거두기 위해서는 실제 많은 강의 현장에 적용해 보는 연구가 뒷받침되어야 할 것이다.

가변 입력 전압 조건하에서 태양광 시스템 적용을 위한 승압형 DC-DC 컨버터 연구 (A Study on the Step-up DC-DC Converter for PV System Application Under Variable Input Voltage Condition)

  • 이주엽;오세천;조일형;김예진;고윤석
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.677-684
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    • 2024
  • 본 논문에서는 태양광 시스템 적용을 위한 PWM 제어 기반의 승압형 DC-DC 컨버터 설계 방법을 연구하였다. 스위칭 모드 방식의 승압형 DC-DC 컨버터의 동작원리를 분석하였으며 기본적인 설계 방법을 연구하였다. 태양광 시스템 적용을 위해 가변 입력 조건 하에서 컨버터의 출력 전압이 목표 전압을 추종할 수 있도록 PWM 제어를 기반으로 하는 출력 전압 궤환 제어 알고리즘을 개발하였다. 제안된 알고리즘의 유효성을 검증하기 위한 절차로서 입력 전압 DC 10V를 DC 30V로 승압하여 출력하는 하나의 궤환 출력 전압을 가지는 승압형 DC-DC 컨버터의 시작품을 설계, 제작하였다. 성능 평가 시험에서 오실로스코프와 LCD의 출력전압이 기준 전압에 대한 1[%] 이내의 오차율을 보임으로써 목표 출력전압을 정확하게 추종함을 확인하였다.

성능목표를 달성하기 위한 점탄성 감쇠기의 설계 (Design of Viscoelastic Dampers to Meet Performance Objectives)

  • 김진구;최현훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.329-339
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    • 2002
  • 본 연구에서는 비선형 정적해석법인 능력스펙트럼 법을 이용하여 성능목표를 만족하기 위하여 필요한 점탄성 감쇠기를 설계하는 절차를 제시하였다. 점탄성 감쇠기의 적정 크기를 구하기 위해 목표 변위에서 필요한 유효감쇠 비를 구한 다음 구조물의 이력거동에 의한 등가감쇠 비와 고유감쇠 비를 이용하여 필요한 감쇠기의 감쇠를 구하였다. 점탄성 감쇠기를 설치할 경우에는 구조물의 감쇠뿐만 아니라 강성도 변화하기 때문에 반복계산이 필요하게 된다. 본 연구에서는 먼저 단자유도계에서 구조물의 설계변수를 변화시키면서 제안된 방법의 타당성을 검증하였다. 또한 10층의 철골조 건물에 적용하고 지진응답을 구하였다. 제안된 방법에 따라 설계된 감쇠기를 설치하고 수행한 시간이력해석 결과에 의하면 고려된 설계변수에 관계없이 목표변위를 만족하는 것으로 나타났다.

중공단면 복합소재 교량 바닥판의 제작성, 내구성 및 구조거동평가 (Fabrication, Durability and Structural Characteristics of Composite Bridge Deck of Hollow Section)

  • 이성우
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제18권4호통권70호
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    • pp.427-434
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    • 2005
  • 본 논문에서는 경량, 고내구성 특성을 지니고 있고 신속시공이 가능한 인발성형 복합소재 교량 바닥판의 단면설계와 제작공정에 관해 기술하였으며, 구조해석을 동해 구조안전성과 사용성을 검토하였다. 단면설계에는 바닥판 단면 형상 설계와 복합소재 적층설계 절차를 기술하였고, 해석은 5주형 복합소재 바닥판 거더 교량에 대해 실시하였으며, 처짐 사용성, 파괴지수, 좌굴안정성에 대한 검토를 실시하였다. 설계된 복합소재 바닥판 단면은 인발성형으로 제작하였으며, 제작시편에 대한 재료시험을 실시한 후 그 결과를 기술하였다.

플라스틱 배수재를 이용한 수평배수공법에 관한 연구 (A Study on the Horizontal Drainage Method Using Plastic Drain Board)

  • 황정규;김홍택;김석열;강인규;김승욱
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제14권6호
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    • pp.93-112
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    • 1998
  • 본 연구에서는, 연약한 준설매립점토지반 내부에 플라스틱 배수재를 수평으로 설치하여 압밀침하의 가속화를 유도하는 수평배수공법의 해석절차 체계화에 초점을 두고 이론적 및 실험적 접근을 진행하였다. 이를 위해, 유한변형률 개념을 근거로 한 Gibson등의 1차원 자중압밀이론을 토대로, 자중압밀효과 및 수평배수재 설치에 따른 추가 압밀효과를 복합적으로 고려하는 지배방정식을 제시하였으며, 본 지배방정식 및 수평배수재 설치효과를 고려한 초기조건 및 경계조건 등을 토대로, Dufort-Erankel의 유한차분화 알고리즘을 이용해 시간경과에 따른 침하량 및 압밀도 등의 변화를 예측하기 위한 해석절차를 제시하였다. 또한 제시된 해석절차의 적용 타당성 확인을 위해, 안산 시화지구 준설매립점토 및 플라스틱 수평배수재를 이용한 실내모형실험을 실시하였다. 실내실험을 통해, 안산 시화지구 준설매립점토의 간극비-유효응력 관계 및 투수계수-간극비 관계 등을 정량적으로 정의하기 위한 기초자료를 획득 하였으며. 또한 시간경과에 따른 깊이별 침하량등을 측정하여 본 연구에서 제시된 해석절차에 의한 예측치와 비교.분석하였다. 이외에도 플라스틱 배수재 수평배수공법에 관련된 설계변수가 압밀침하등에 미치는 영향을 제시된 해석절차를 이용해 분석하였으며, 이 결과를 토대로 한 설계도표의 제시도 이루어 졌다.

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큐브위성의 시스템 설계 및 제작을 위한 시스템 공학 (Systems Engineering for System Design and Fabrication of CubeSats)

  • 구인회;이명규;박설현
    • 우주기술과 응용
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    • 제3권4호
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    • pp.342-354
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    • 2023
  • 뉴스페이스 패러다임에서 바라본 큐브위성 개발과정의 역설은 복잡하고 험난한 시스템 엔지니어링 절차와 관련이 있다. 상업적 관점에서 큐브위성은 비용 측면은 물론 제작 기간도 짧아 스타트업 주도의 뉴 스페이스 산업구조에서 접근성이 뛰어난 우주자산이다. 하지만 큐브위성 경연대회와 같이 대학 주체의 개발팀들이 마주할 개발과정은 생각과는 너무도 다르다. 이는 큐브위성 또한, 시스템 공학기반의 체계사업이 제시하고 있는 길고도 험난한 과정을 통해 위성을 개발하고 검증받기 때문이다. 따라서 본 논문에서는 체계사업에 익숙하지 않은 개발자들에게 큐브위성의 각 개발 단계에 적용되는 시스템공학의 역할과 기능을 전달하고자 한다.

파도와 조류에 의한 수직 파일의 유한요소 동적거동 해석 (Finite Element Dynamic Analysis of a Vertical Pile by Wave and Tidal Current)

  • 박문식
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.183-192
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    • 2004
  • 본 논문에서는 수직으로 시추된 해양 파일에 대한 새로운 동적 해석절차가 제안되고 전형적 설계문제에 의하여 검증된다. 해수에 잠긴 파일의 구조는 물론 해양파도와 조류에 의한 힘도 유한요소법에 의해서 정식화되고 모델링된다. 유한요소 방정식에 적합한 파력을 구하기 위해서 여러 가지 파도이론 가운데서도 Airy의 파도이론이 시험되고 선정되었다. 조류의 후방와류에 기인한 횡방향 양력은 Strouhal 진동수와 적절한 양력계수를 가진 간단한 조화함수에 기초한다 파일에 대한 고유진동수 해석과 주파수 응답해석은 정식화 결과를 NASTRAN에 입력하여 계산되었다. 여기서 제안된 절차에 의해 얻어진 동적 변위와 응력의 결과는 기본설계해석 단계로서 해양파일의 파력과 조류 양력에 의한 동적거동을 구할 수 있으며 설계에 응용될 수 있음을 보여준다