• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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• pp.33-34
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• 1997

장비나 부품이 비행 또는 수송 등 실제상황에서 겪게되는 진동환경에 얼마만큼 견디는지 여부를 확인하고, 예상되는 동적 하중에 의한 성능저하나 오 동작이 일어나지 알는지 확인하기 위해 환경진동시험(environmental vibration test)이 수행된다. 이러한 환경진동시험의 경우에는 대형(대용량)의 진동시험기(shaker 또는 exciter)가 이용되며 진동시험기로부터 에너지를 시험물에 기계적으로 전달시켜줄 수 있는 진동 시험치구(이하, "치구(fixture)")가 필요하게 된다. 따라서 치구의 설계문제가 대두되며, 환경진동시험의 성공여부를 좌우하는데 대단히 중요한 역할을 하게 된다. 치구의 설계시 가장 중요한 점은 시험규격에 정해진 기준스펙트럼(specified reference spectrum)이 치구 위에 설치될 여러 시험물부착점들에 그대로 전달될 수 있는 강체치구(rigid fixture)를 설계하는 것이 가장 이상적이지만 치구의 공진 및 반공진 특성으로 인해 시험물부착점들 마다 스펙트럼이 달라지게 된다. 따라서 시험물은 과대시험(overtest) 또는/그리고 과소시험(undertest)를 겪게된다.최근의 진동시험제어 기법으로서는 다채널시스템을 이용한 여러 시험부착점들에서의 진동레벨의 평균을 제어하는 평균제어기법(average control technique)이 이용되므로서 시험주파수 범위에서 공진진동수(resonance frequency)들은 기준스펙트럼과 동일하게 제어가 가능하나 반공진 진동수(antiresonance frequency)들에서는 반공진 진동수들이 갖는 물리적 특성으로 인해 기준스펙트럼과 동일하게 제어가 이루어지지 않으므로시험규격에 정해진 정확한 진동시험이 수행되지 못하게된다.본 연구에서는 치구의 설계단계에서 치구 위의 여러 시험물 부착점들- 평균제어점(average control points)- 에서의 반공진 진동수들을 고려하여 그 감도를 게산하고, 치구의 구조변경을 수행하여 시험물 부착점들에서의 반공진 진동수를 일치시키므로서 종래의 진동시험제어시 나타나는 반공진진동수에서의 문제점을 제거할 수 있고, 그 결과 시험물 부착점들에서의 스펙트럼이 시험규격에 정해진 스펙트럼대로 진동시험이 수행될 수 있게 하는데 있다.

• 센서학회지
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• 제10권1호
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• pp.42-51
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• 2001

본 연구에서는 복합재료에 삽입된 광섬유센서의 인장하중하에서의 정적 물성치와 피로하중하에서의 동적 물성치를 실험적인 방법과 유한요소해석을 통하여 고찰하였다. 결과에 의하면 삽입된 광섬유센서는 인접한 강화섬유에 수직한 방향으로 삽입된 피로하중의 경우를 제외하고 복합재료의 기계적인 물성치에 큰 영향을 끼치지 않는다고 결론지을 수 있다. 광강도형 광섬유센서를 복합재료 적층판에 삽입하여 복합재 적층판의 강성저하를 측정함으로써 직교적층판 피로손상을 검출하였다. 이 실험의 결과에 의하면 광강도형 광섬유센서는 간단하고 저렴한 장치와 측정된 신호의 복잡한 후처리 과정이 필요 없다는 장점으로 인하여 구조물의 강성저하를 측정하여 피로손상을 감시하는데 있어서 큰 잠재력을 가진다고 할 수 있다. 또한 삽입된 광강도형 광섬유센서는 우수한 내 피로성과 넓은 강성측정 범위를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.277-283
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• 2020

기계식 기어의 치를 영구자석으로 대체한 동심 마그네틱 기어에서 원주방향을 따라 놓인 모든 자석이 동력 전달에 관여하므로 감속비를 결정하는 자석의 극수비는 마그네틱 기어의 거동 특성에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 극수비를 변화시켜가며 마그네틱 기어에서 생성되는 전달토크의 밀도, 동손을 고려한 토크의 효율, 코깅 특성을 포함한 토크의 품질 등을 유한요소 해석을 이용하여 비교 분석하였다. 구동측의 극수를 2극에서 5극까지 변화시킬 때 전달토크가 최대가 되는 최적의 극수비가 존재함을 확인하였으며 이는 모듈레이터를 통한 구동측 자기장의 필터링 성분에 직접적인 영향을 받다. 전달 효율 역시 와전류 생성 밀도와 자기장간에 비례특성이 있으므로 전달 토크 밀도와 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있으며 낮은 기어비에서는 95% 이상의 효율을 보인다. 제한된 극수를 갖는 영구자석의 상호작용에 기인하는 코깅 특성은 일반적인 동기 모터에서와 같이 구동측 자석의 개수와 모듈레이터 치의 개수간의 최소공배수에 반비례하는 것을 확인할 수 있었다. 전달 토크 평가를 위해 실제 시험 모델이 제작되었고 실증시험이 진행되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제14권2호
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• pp.78-85
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• 1982

정상상태의 플라즈마의 이론적 해석을 통해서 플라즈마의 회전과 동위원소 분리기로서의 적합성을 분석하였다. 이 장치는 두개의 동심원통형 전극과 이들 사이의 원통형 공동으로 구성되었으며, 축 방향으로 외부자장이 걸려 있다. 두 전극사이에 생성되는 전류밀도는 전기방전의 형태로 동위원소 혼합물로부터 플라즈마를 생성하고, 자장과 교차되어 발생하는 Lorentz힘에 의해서 플라즈마를 회전시킨다. 자기 유체역학 방정식을 바탕으로 이 계를 설명하는 두개의 연립편미분방정식을 얻었고, 네 경계조건을 사용하여 Fourier-Bessel로 표현된 이차원적 전류밀도와 속도분포의 해를 얻었다. 실제로 가능한 조건하에서 플라즈마 회전속도는 $10^4$m/sec 정도에 달하고, Hartmann수가 커짐에 따라 플라즈마회전 속도도 커진다. 이 같은 고속의 회전속도를 감안해 볼때 플라즈마 원심분리기는 기계적으로 회전되는 가스원심분리기보다 훨씬 높은 효율을 가지게 될 것이다.

• 융합정보논문지
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• 제11권9호
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• pp.130-137
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• 2021

주파수를 갖는 외부 가진력에 의하여 강제 진동의 특성을 가진력의 진폭과 주파수에 따라 그 특성을 분석하였다. 변위, 속도 및 가속도를 얻기 위해 수치해석을 수행하여 주파수 응답을 얻었고 특히 주파수 영역에서 시스템 고유진동수와 가진 주파수의 발생 위치를 밝히고자 각각의 FRF의 분석을 하였다. 외부 가진에 의한 진동모델에서 변위, 속도 및 가속도의 거동과 주파수 응답함수에서 고유진동 주파수와 주변의 가진 모드 분포도 파워 스펙트럼과 실수부와 허수부의 FRF 에서 나타났으며 각 모드 특성도 구하였다. 진동의 응답은 가진 신호의 크기와 주파수를 주어 정현파의 가진력으로 외부 가진력을 근사화 하였고 이런 가진력에 의하여 발생하는 모드를 구별할 수 있었다. 상당 질량, 감쇠 및 강성을 변화시켜 수치 분석 후 외부 가진력에 의한 강제 진동 응답 특성을 체계적으로 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.60-66
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• 2021

광물자원의 개발 적합성을 가늠하기 위하여 굴착 장비로 지반 굴착을 통하여 코어를 채취한다. 코어를 채취하기 위해서는 시추장비의 가장 앞부분에 굴착을 위한 비트를 설치하여 직접지반을 굴착한다. 굴착을 진행 중에 드릴 비트는 지반과 직적접인 마찰로 인하여 국부에 응력을 받게 된다. 또한 마찰로 인하여 드릴 비트의 파손이 발생할 수 있기 때문에 지반의 조건에 따라 적합한 비트의 사용이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 시추장비에 일반적으로 사용되는 세립비트를 기준으로 현재 개발 되어있는 비트의 모델을 이용하여 각각 이종재료와 동종재료의 보강재를 삽입한 새로운 비트 모델의 형상 및 재질을 비교·분석하였다. 그리고 세립비트의 형상을 각각의 형태로 모델링하여 절삭에 필요한 경도 및 항절력을 이론적 수식을 이용하여 계산하여 적합성을 확인하였다. 또한 기존의 모델과 새로운 형태의 설계모델을 Amsys Program을 이용하여 FEM해석을 실시하여 응력과 변형률을 계산한 결과, 응력이 1.92E+7Pa, 변형율 9.6E-5m/m인 응력과 변형율이 최소화된 새로운 모델을 설계하였고 그에 따른 세립비트 형상 및 구조의 최적화 설계를 진행하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.191-196
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• 2022

내연기관 자동차 히터는 연소과정 중에 발생하는 엔진 열을 이용하므로 열원이 추가로 필요치 않지만, 배터리로부터 동력원을 얻는 전기자동차용 히터는 별도의 전열 장치가 요구된다. 지금까지 개발된 전기차용 히터 중에서 냉매를 이용하는 고전압 히터는 효율이 높고 작동 온도 범위가 넓은 장점이 있다. 고전압 히터 내부의 냉각수 유로의 형상은 열교환 성능을 크게 좌우하므로 히터 개발 시 유로 설계는 기술적으로 매우 중요하다. 본 논문에서는 대칭형 서펜타인 유로를 갖는 7kW급 고전압 히터의 유로 형상 설계를 위해 고전압 열유동 시뮬레이션을 수행하였다. 해석결과로부터 입출구간 차압과 차온 및 유로에서의 유동 균일도를 계산하여 히터의 성능을 평가하였다. 도출된 대칭형 서펜타인 유로 설계안은 기존 평행 서펜타인 비해 차압은 높지만, 열교환 성능은 비등하며 저온부가 비교적 넓게 존재하여 제어 회로의 설치 공간으로 활용할 수 있다는 장점이 있다.

• 한국가스학회지
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• 제26권5호
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• pp.22-27
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• 2022

반도체 생산 설비 중 ALD는 열이나 플라즈마로 분해한 Gas를 Wafer에 증착시켜 원자층을 형성시키는 설비로 주로 인화성 물질인 NH₃와 SIH4이 사용된다. 이중 NH₃는 연소·폭발 범위가 상한(UFL) 33.6%, 하한(LEL) 15%로 폭발 범위가 비교적 좁지만 많은 양이 갑자기 한곳에 모이면 폭발할 수 있고, 피부에 닿거나 흡입하면 치명적이다. NH₃는 ALD Gas inlet의 배관과 전기·기계 기구를 통해 Chamber로 공급되는데 많은 누출 가능점이 존재하여 누출 시 화재·폭발 또는 중독 사고로 이어질 수 있어 NH₃ 누출 시나리오에 대한 내부 유동과 제어 속도를 이해하고 고환기가 가능한 배기장치를 설계하는 것이 필요하여 본 연구자는 NH₃의 누출시나리오를 CFD에 적용하여 내부유동과 제어 속도를 수치 분석하여 설계 시 반영할 수 있도록 하였다.

• 터널과지하공간
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• 제33권4호
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• pp.255-264
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• 2023

근래 들어 도심지 지하공간 개발에 대한 수요가 증가함에 따라 도심지 터널계획이 활발히 진행되고 있다. 도심지 구간에는 주민 생활환경을 고려하여 지하정거장이 계획되며, 기존 구조물의 안정성 및 환경훼손 저감 등을 위해 2-Arch터널 정거장을 적용하고 있다. 그러나 도심지 구간은 심한 풍화작용에 따라 불량지반의 심도가 깊게 발달되어 터널 안정성 확보를 고려한 신중한 계획이 요구된다. 이뿐만 아니라 도심지의 복합적인 지반상태를 고려하여 본선터널에 TBM 기계굴착 공법을 적용하는 경우, 기존 NATM형 2-Arch터널과는 시공연계성을 확보할 수 없게 된다. 본 연구에서는 쉴드TBM과 2-Arch터널을 조합한 형태인 TBM선굴진 2-Arch터널을 국내 최초로 적용한 설계사례를 중점으로 기술하고자 하였다. 중앙터널 굴착후 좌우터널 시공을 고려하여 쉴드TBM 세그먼트 설치 및 해체를 위해 고려한 설계사항을 설명하고, 수치해석을 활용한 안정성 검토를 통해 TBM선굴진 2-Arch터널의 설치효과를 검증하였다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.37-41
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• 2008

본 연구에서는 초고속 자기부상열차의 개발을 위한 기초연구의 성격을 가지고 있는 고온초전도 자기부상자석의 최적 설계를 수행하였다. 고온초전도 자기부상자석은 임계전류, 발생자장, 지상도체 등을 고려하여야 하는데 3차원 수치해석법을 이용하여 권선의 구조를 설계하였다. 권선의 형태로써 더블팬케이크형 고온초전도 권선을 선택하였으며 일정한 길이의 초전도선으로 최적의 부상조건을 가지는 구조를 도출하였다. 본 연구에서 제시한 조건은 총 800m 고온초전도선을 사용하는 가정 하에 piece length 400m로 내경 100mm인 더블팬케이크형 코일 2개를 제작하여 직렬로 연결한 부상자석이다. 제작한 자석의 인덕턴스는 279.4mH였으며 임계전류는 42A 였다. 인덕턴스, 발생자장 모두 설계 시 제시한 계산 값과 일치하는 결과를 보여주었으므로 본 연구는 성공적으로 수행되었다고 할 수 있으며 본 결과는 향후 초전도 자기부상자석의 설계에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.