• 제목/요약/키워드: 무게 최소화

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굴삭기 붐의 최적 설계 (Minimum Weight Design of the Boom of an Ecavator)

  • 임오강;신양범;이병우
    • 전산구조공학
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    • 제6권1호
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    • pp.91-98
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    • 1993
  • 굴삭기 붐의 변위와 응력 제한조건에 대해 각 판의 두께를 설계변수로 선정하여 자중을 최소화 하였다. 변위와 응력 제한조건식을 구성하기 위해 붐을 판 복합 구조물로 모델링한 후 3절점 삼각형 판요소의 유한요소 해석 프로그램으로 해석하여 상용 구조해석 프로그램인 ANSYS결과와 비교 검토하였다. 유한요소 해석 결과로부터 구성된 변위와 응력 제한조건을 직접 미분법으로 민감도를 해석하고 차분결과를 기준으로 검토하였다. 최종적으로 민감도 해석 프로그램과 최적화 알고리즘을 결합하여 판의 최적설계 프로그램을 구성하고 균일응력의 외팔보 문제로써 해외 정확도를 검증하였다. 굴삭기 붐에 대한 자중 최소화를 수행한 결과, 붐의 반쪽 모델의 초기무게가 453kgf이었고 최적설계 결과가 331kgf로서 약 27%의 자중 감소 효과를 가져왔다.

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허리 관절을 갖는 4족 로봇의 효율적인 걸음새 생성 방법 (An Efficient Gait Generation Method for Quadruped Robot with Waist Joints)

  • 김동섭;최윤호
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제23권5호
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    • pp.466-472
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    • 2013
  • 본 논문에서는 4족 로봇의 허리 관절을 이용하여 보행시 발생하는 몸체의 흔들림을 최소화하는 걸음새 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 4족 로봇의 기하학적 모델을 이용하여 몸체의 기울기에 따른 몸체의 힙(hip) 좌표를 계산하고, 이를 2자유도(Digree of Freedom: DOF)를 갖는 허리 관절을 이용하여 4족 로봇의 무게중심(Center of Gravity: CoG)을 이동시킴으로써 몸체의 흔들림을 최소화한다. 이 때, 로봇의 걸음새는 물결 걸음새(wave gate)를 이용하여 보행한다. 마지막으로, 4족 보행 로봇의 모의 실험을 통해 기존 방법과 비교함으로써 본 논문에서 제안한 방법의 효용성을 검증한다.

능동적 사고대처를 위한 유해화학물질의 실시간 대기확산시스템 개발 (Developing the Real-Time Atmospheric Dispersion System of Hazardous Chemicals for Proactive Response)

  • 오정석;손충연;현지이;성종규
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(C)
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    • pp.13-16
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    • 2011
  • 에너지플랜트는 위험성이 높은 유해화학물질을 취급해서 누출사고가 발생 할 가능성이 높다. 유해화학물질이 누출되어 대기 중에 확산되면 강한 유독성으로 인해 대형피해를 불러온다. 유해화학물질의 누출로 인한 대기 중의 확산피해 최소화하는 방안에는 확산 될 범위를 산출하여 적절한 사고대응조치를 취하는 것이다. 대기확산모델의 시뮬레이션을 이용한 대기확산범위 산출은 가상으로 설정 된 시나리오의 데이터를 사용자가 수동으로 입력하여 결과를 도출한다. 가상 데이터로 산출 된 결과는 정확성이 결여 될 수 있으며 실시간 대기확산범위 산출이 불가능하다. 본 연구에서는 유해화학물질의 대기확산범위를 즉각적으로 산출 할 수 있는 실시간 대기확산시스템을 설계하고 구현한다. 대기확산범위 산출에 필요한 데이터는 실시간으로 수집 된 실제 데이터를 이용한다. 실시간으로 수집된 실 데이터를 토대로 데이터마이닝기법을 통해 자율적인 누출사고를 탐지하고 누출지점을 특정 할 수 있는 지능화모듈을 설계한다. 대기확산모델은 유해화학물질의 증기운의 무게에 따라 가우시안과 SLAB모델을 이용한다. 실시간으로 산출 된 대기확산범위는 ERPG의 각 단계의 농도 기준에 근거하여 총 3단계로 구분해서 GIS맵 상의 유저인터페이스에 표현한다. 산출된 대기확산피해범위는 현장 작업자의 모바일기기로 사고와 관련 된 대응조치와 함께 신속히 전파할 수 있도록 구현해서 누출로 인한 유해화학물질의 확산사고피해 최소화를 도모한다.

토모치료기 CatcherTM Couch의 유용성에 대한 고찰 (Study of the CatcherTM Couch's Usefulness)

  • 엄기천;이충환;전수동;송흥권;백금문
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.65-74
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    • 2019
  • 목 적: 최근 Radixact® X9에서는 치료테이블의 처짐을 방지하는 CatcherTM가 추가되었다. 본 연구에서는 정확한 선량전달을 위한 토모테라피의 메가볼트 전산화단층촬영(MVCT) 영상유도방사선치료 시 Tomo-HDA®의 General Couch와 Radixact® X9의 CatcerTM Couch의 치료테이블 처짐 정도를 팬텀을 이용하여 정량적으로 비교하고 그 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 팬텀연구를 위해 란도팬텀을 이용하였으며, 치료부위에 따른 변화를 위해 두경부와 골반부에 중심점을 설정하였다. 또한, 무게에 따른 변화를 위해 자체 제작한 저용융점납합금을 이용하였다. 납합금의 무게를 점차 증가시켜(A: 15kg, A+B: 30kg, A+B+C: 45kg) MVCT 영상을 획득하였으며, 수직오차 및 회전(Pitch)오차를 측정하였다. 환자연구를 위해 본원에서 토모테라피를 이용하여 방사선치료를 받은 120명의 환자를 선정하였다. Tomo-HDA®과 Radixact® X9에서 각각 60명씩 치료를 받았으며, 치료부위는 두경부와 골반부로 30명씩 분류하여 선정하였다. 환자연구 방법으로는 치료 첫 날 획득한 MVCT 영상의 척추를 기준으로 수직오차 및 회전(Pitch) 오차를 측정하여 평균값을 산출하였다. 결 과: 팬텀연구 결과 Tomo-HDA®의 General Couch에서는 무게가 증가함에 따라 두경부와 골반부 모두 수직 및 회전(Pitch)오차가 비례하여 증가하였고, 두경부에서 최대 7.52mm, 0.38°, 골반부에서 최대 11.94mm, 0.92° 발생하였다. Radixact® X9의 CatcherTM Couch에서는 0.02~0.1mm, 0~0.04°의 오차범위가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 환자연구 결과 Radixact® X9의 CatcherTM Couch에서 두경부 4.79mm, 0.33°, 골반부 7.66mm, 0.22° 더 낮게 측정되었다. 결 론: 팬텀연구 결과 Tomo-HDA®의 General Couch에서는 무게가 증가함에 따라 수직오차 및 회전(Pitch) 오차가 비례하여 증가하였으며, 특히 두경부보다는 골반부에서 더 많이 증가하였다. 하지만, 본 연구의 목적인 Radixact® X9의 CatcherTM Couch에서는 무게와 부위라는 변수상관 없이 일정한 오차가 발생하였다. 결론적으로 CatcherTM Couch는 Couch 처짐이라는 Mechanical error를 최소화 할 수 있으며, 두경부보다는 골반부에서 더 유용하게 작용한다는 사실을 알 수 있었다. 토모테라피를 이용한 방사선치료 시 Radixact® X9의 CatcherTM Couch를 사용한다면 토모테라피의 특성상 보정할 수 없는 회전(Pitch)오차를 최소화하는데 기여할 수 있을 것이라고 사료된다.

Ku 대역 위성 중계기용 입력 멀티플렉서에 관한 연구 (A Study on Input Multiplexer for Ku-Band Satellite Transponder)

  • 이주섭;엄만석;염인복;이성팔
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.393-400
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    • 2003
  • 본 논문에서는 EQM(Engineering Qualification Model)급 Ku 대역 위성 중계기용 입력 멀티플렉서 설계 및 결과에 대하여 언급하였다. 각 채널은 Circulator Chain구조를 이용하여 분리되었으며, 채널 대역내에서의 진폭 변화와 군지연 변화를 최소화하기 위하여 각각의 채널은 채널필터 외부에 등화기를 사용하였다. 위성중계기의 무게와 부피를 최소화하기 위하여 채널필터와 등화기 모두 이중모드로 설계하였다. 채널별 주파수 선택도를 높이기 위하여 채널 필터는 8차 타원 응답형으로 설계하였으며, 등화기는 2차 반사형으로 설계하였다. 온도 변화에 따른 특성 변화를 최소화하기 위하여 필터와 등화기의 공동(cavity), 슬롯, 튜닝나사는 INVAR36을 사용하여 제작하였다. 제작한 입력 멀티플렉서는 진동 시험, 열진공 시험, EMC 시험을 실시하였으며 시험결과 Ku 대역 위성 중계기에 적용 가능한 성능을 나타내었다.

세부 묘사를 유지하는 타일 모자이크 - 두 층 타일 모자이크 (Tile Mosaics Preserving Details - 2 Layered Tile Mosaics)

  • 강동완;윤경현
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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    • pp.800-806
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    • 2006
  • 최근, 컴퓨터 사이언스 분야에서 모자이크에 대한 다양한 연구들이 이뤄지고 있지만, 세부 묘사를 유지하려는 관점에서의 접근은 부족한 편이다. 본 논문은 원 영상의 세부 묘사를 유지하는 타일 모자이크 방법을 제안한다. 이 방법은 타일간의 빈 공간을 제거하기 위한 겹쳐진 타일의 사용을 통해 구현된다. 본 논문에서 제시한 방법은 다음 세 단계로 구성된다. 첫째, 에지 회피 기법이 적용된 무게중심 보로노이 다이어그램(CVD:Centroidal Voronoi Diagram)을 통해 메인 타일의 위치를 얻는다. 둘째, 메인 타일들의 위치에 딜로니 삼각형화(Delaunay Triangulation)를 적용해 서브 타일의 위치를 계산한다. 셋째, 타일간의 관계를 고려해 타일의 크기와 방향성을 구한다. 위의 과정을 통해 타일 간의 빈 공간이 최소화되어 세부 묘사가 강화된 모자이크 영상을 얻는다.

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고효율을 위한 능동 클램프 포워드 컨버터의 설계 (Design of the active clamp forward converter for high efficiency)

  • 엄태호;김준모;이정;김성훈;신민호;원충연
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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    • pp.179-180
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    • 2017
  • 본 논문은 전기자동차의 HVBAT 전력을 LVBAT에 충전하는 LDC 전원장치의 고효율 설계 방법에 대하여 설명한다. 기존의 단일형 LDC 전원장치의 배터리 모듈 불평형 문제를 직렬 분배 방식의 모듈형 LDC로 설계하여 불평형 문제를 해결할 수 있는 장점을 갖고 있다. 제안하는 LDC 전원장치는 기존 단일형 1kW이상의 용량에서 모듈형의 150W용량을 가지며 절연이 가능한 포워드 컨버터로 설계하였다. 그리고 소형화가 가능하고 적은 부품수로 설계할 수 있는 능동 클램프 방식의 포워드 컨버터로 선정하였다. 또한 부피와 무게를 최소화하면서 고효율 구현이 가능한 설계기법을 제안하고 실험을 통하여 타당성을 검증한다.

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형상기억합금 (SMA)을 이용한 지능구조물 시스템

  • 최승복;정재천;박노준
    • 소음진동
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    • 제5권3호
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    • pp.284-291
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    • 1995
  • 본 글에서와 같이 SMA 작동기는 전류 압력만으로 유연 구조물 시스템의 형상 이나 전동을 제어할 수 있으므로 작동기의 구조를 매우 간단히 할 수 있으머, 또한 작동기의 무게에 비하여 큰힘이나 변위를 제어할 수 있다는 장점이 있다. 이를 이용 하여 각종 제조분야 및 첨단 항공우주 산업에 이르기까지 매우 다양한 분야에 응용이 가능하다. 그러나, 현재 우리나라의 경우 SMA에 대한 연구는 미미한 상태이다. 새로운 SMA 재료와 이를 응용한 매카니즘에 대한 연구와 개발이 절실하며 이를 위한 과감한 투자가 요구된다. 또한 정확하고 견실한 제어를 위하여 SMA 작동기의 다양한 특성을 보다 심도있게 파악하고, 강건한 제어기를 적용하여 외부 환경의 영향을 최소화하는 연구가 필요하다. 나아가서 제어 메카니즘의 구동 장치 등의 적용을 위한 이방향성 SMA의 특성과 제어기법에 대한 연구도 병행해서 수행되어야 할 것으로 생각된다.

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전산유한요소를 이용한 벤로형 플라스틱필름온실의 3D 구조재 최적 설계 (A 3D-Structural Beam Optimization for a VENLO-Type Plastic-Film House using Computer Aided FEM)

  • 김경원;김만수;윤진하;전종길;이인복
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2003년도 하계 학술대회 논문집
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    • pp.360-365
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    • 2003
  • 최적화의 개념은 목적에 따라 다양하겠으나 수치해석에서는 기본적으로 설계변수를 움직여 목적함수를 최소화 혹은 최대화하는데 있다. 열전달에서는 최소온도, motor를 설계할 때는 최대토크 등이 있고, 구조물설계에 있어서는 최소무게(Weight or Volume) 혹은 최대의 Frequency를 구하는데 최적화 수치해석이 이용되고 있다. 오늘날 컴퓨터하드웨어의 발달과 더불어 전산수치해석의 영역이 급속히 높아져가고 있으며 PC에서의 계산처리능력이 90년대의 work station급을 초가 함으로써 보다 쉽게 전산수치해석이 가능하게 되었다. (중략)

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항공기 동력원으로 연료전지시스템 적용시 고려사항 고찰 (Study of Fuel Cell System for Aerial Vehicles)

  • 구영모;김명환;유승을
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.683-684
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    • 2011
  • 연료전지시스템을 항공기 동력원으로 사용하기 위해서는 요구되는 출력에 필요한 스택성능과 한정된 부피 내 연료전지시스템을 탑재하기 위한 운전장치 구성, 그리고 무게를 최소화하기 위한 부품 및 재료 선정이 필요하다. 스택의 기본성능은 MEA(Membrane electrode assembly)와 기체확산층 구조, 분리판 디자인 및 운전조건 등에 의해 결정된다. 스택의 기본성능은 연료전지시스템을 구성하는 운전장치 구성 및 성능에 의해 달라지기 때문에 어떠한 운전장치를 어떠한 구성으로 설계하는가에 따라서 성능이 변한다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 연료전지시스템을 항공기 동력원으로 사용하기 위해서 고려되어야할 스택과 운전장치의 구성이 성능에 미치는 영향과 운전환경(스택 경사, 고도)이 연료전지 스택성능에 미치는 영향에 대해 고찰하였다.

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