• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1537-1542
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• 2011

본 논문은 복합형 하이브리드 굴삭기를 위한 동력전달계 제어기법에 대하여 기술하였다. 하이브리드 굴삭기는 기존 굴삭기의 동력전달계를 하이브리드화 하여 연비향상 및 배출가스 저감을 목표로 개발되고 있다. 특히 복합형 하이브리드 굴삭기는 유압시스템의 일부를 전기시스템으로 대체하여 낮은 유압효율로 인한 에너지 손실을 줄일 수 있도록 구성되어 있다. 해당 굴삭기의 하이브리드 동력 제어기는 동력전달계의 동력 흐름을 관리하여 굴삭기의 연비를 향상 시키고, 슈퍼 커패시터의 충전량을 적절한 범위에서 유지하며, 기존 굴삭기에 준하는 성능을 유지하여야 한다. 이를 위하여 본 논문에서는 슈퍼 캐패시터의 충전량 기반의 서모스탯(Thermostat)형 제어기와 실시간 최적해를 이용한 ECMS 제어기를 설계하였으며 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 검증하였다. 시뮬레이션 결과, 하이브리드 굴삭기의 연비가 대략 20% 이상 향상될 것으로 기대되며, 특히 등가 연료 개념을 이용한ECMS 제어기의 성능이 서모스탯(Thermostat)형 제어기에 비해 연비 및 슈퍼 커패시터 충전량 관리 측면에서 보다 향상된 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.9-15
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• 2018

본 연구에서는 터보과급기의 성능을 저해하는 주요 인자 중 하나인 마찰손실에 대한 연구를 수행하였다. 실제 엔진에서 빈번하게 사용되는 저속 구간에서의 승용차용 터보과급기의 마찰손실 측정 장치를 개발하고, 저속 영역에서 작동하는 터보과급기의 마찰손실을 측정하였다. 플로팅 타입의 승용차용 터보과급기 저널 베어링를 실험 대상으로 선정하였으며, 마찰손실 측정 장치는 구동 모터, 오일 공급 시스템, 마그네틱 커플링으로 구성하였다. 실제 차량의 저속 운전 상황을 모사할 수 있도록 설계, 제작되었고, 터보과급기 회전속도, 오일 온도 및 압력을 실험 변수로 선정하였다. 또한, 마찰손실 측정 장치는 로드 셀을 사용하여 발생하는 마찰 토크를 직접 측정하여 마찰손실을 산출하였으며, 커플링을 통해 구동 모터의 동력을 터보과급기 축에 전달하고, 오일 온도 및 압력을 조절하였다. 오일 압력 3bar와 4bar로 오일을 공급하는 상태에서 오일 온도를 $50^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$ 간격으로 변화시키면서 터보과급기를 회전수 30,000~90,000rpm으로 작동시켰다. 터보과급기 회전속도 증가할 때 마찰손실은 증가하였으며, 과급기 회전속도의 1.6 승에 비례함을 보였다. 오일 온도가 증가함에 따라 마찰손실은 감소하였으며, 오일 압력이 증가함에 따라 마찰손실은 증가하였다. 따라서 적절한 오일 온도와 압력을 유지하는 것이 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.585-591
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• 2017

본 연구에서는 터보과급기의 성능을 저해하는 주요 인자 중 하나인 마찰손실에 대한 연구를 수행하였다. 실제 엔진에서 빈번하게 사용되는 저속 구간에서의 승용차용 터보과급기의 마찰손실 측정 장치를 개발하고, 30,000~90,000rpm의 저속 영역에서 작동하는 터보과급기의 마찰손실을 측정하였다. 플로팅 베어링 타입의 승용차용 터보과급기를 실험 대상으로 선정하였으며, 마찰손실 측정 장치는 구동 모터, 오일 공급 시스템, 커플링으로 구성되었다. 실제 차량의 저속 운전 상황을 모사할 수 있도록 설계, 제작되었고, 회전속도, 오일 온도 및 압력을 실험 변수로 선정하였다. 또한, 마찰손실 측정 장치는 로드셀을 사용하여 발생하는 마찰 토크를 직접 측정하여 마찰손실을 산출하였으며, 마그네틱 커플링을 통해 구동 모터의 동력을 터보과급기 축에 전달하고, 오일 공급 시스템을 오일 온도 및 압력을 조절하였다. 온도 $60^{\circ}C$와 $90^{\circ}C$, 압력 4bar의 오일을 공급하는 상태에서 터보과급기가 회전수 30,000~90,000rpm으로 작동할 때 터보과급기 회전속도 증가할 때 마찰손실은 증가하며, 대략적으로 과급기 회전속도의 1.4~1.8 지수승에 비례함을 보이고 있다. 또한 오일온도가 $60^{\circ}C$에서 $90^{\circ}C$로 증가할 때 마찰손실은 최소 41%, 최대 63% 감소하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제21권1호
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• pp.70-79
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• 2017

The output power of turbine is greatly affected by the losses generated within the passage. In order to develop a better turbine or loss models, an experimental study was conducted using a linear cascade experimental apparatus. The total pressure loss and flow structures were measured at two cross-sectional planes located downstream of blade row. Measurement was conducted in a steady state for the several different locations of the blade row along the rotational direction. The blade row moved by 20 % of the pitch, and tip clearance was varied from 2% to 8%. Axial-type blades were used and its blade chord was 200mm. A square nozzle was applied and its size was $200mm{\times}200mm$. The experiment was conducted at a Reynolds number of $3{\times}10^5$ based on the chord. Nozzle flow angle sets to $65^{\circ}$ based on the axial direction and the solidity of blade row was 1.38. From the experimental results, the total pressure loss was greatly varied in the receding region than in the entering region. The flow properties within the blade passage were strongly changed according to the location of blade row.

• 동력기계공학회지
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• 제8권2호
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• pp.31-38
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• 2004

The main purpose of this study is to investigate the characteristics of hybrid collection system combined with centrifugal force of cyclone and filtration of bag filter in one unit system. The experiment and numerical simulation are executed for the analysis of collection efficiency and pressure drop characteristics of hybrid system in comparison with those of a general fabric bag filter with the various experimental parameters such as inlet velocity(filtration velocity), dust concentration and dust type, etc.. In present system, dust particles tangentially coming into the system body are controlled by the centrifugal force effect, and the next collection is made out by the filtration mechanism in the fabric filter media. Therefore, the effective first collection causes the decrease of dust loading on the fabric filter, and it presents quite a lower pressure drop of fabric filter than that of a general fabric filter. At the inlet velocity, $21{\sim}27m/sec$ and inlet concentration(fly ash) $300mg/m^3$, pressure drops through the filter media of hybrid system are shown lower as $10{\sim}22mmH_2O$ comparing to those($17{\sim}33mmH_2O$) of a general fabric bag filter.

• 동력기계공학회지
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• 제16권1호
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• pp.44-50
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• 2012

팁 간격의 크기가 냉각탑용 축류팬의 성능과 누설 유동에 미치는 영향을 조사하기 위해서 서로 다른 2가지 팁 간격을 가진 경우에 대해서 점성유동을 해석하였다. 케이싱 내에서 작동하는 축류팬 주위의 유동을 연속방정식, Navier-Stokes 방정식 등을 지배방정식으로 사용하여 수치해석 하였다. 난류유동에 나타나는 레이놀즈 응력은 ${\kappa}-{\epsilon}$ 난류모델을 사용하여 계산하였다. 전체적으로 H형 격자계를 사용하였으며, 팁 주위의 유동을 해석하기 위해서 팁 영역 주위에 부분적으로 조밀한 격자를 두었다. 팁 간격이 증가하면 누설 유동의 증가로 인한 유동 손실의 증가로 전압상승과 수력효율이 감소하였다. 팬 직경에 대한 팁 간격이 0.4%에서 1.0%로 증가하면 전압상승 값이 약 10% 정도 감소하였으며, 수력효율은 약 3% 정도 감소하였다. 팁 간격이 팁 근처 날개 주위의 압력에 미치는 영향을 보면, 팁 간격이 증가하여 누설 유동이 증가하면 흡입면과 압력면의 압력차가 전연 부근에서 감소함을 알 수 있었다. 누설 와류의 중심은 코드를 따라서 흡입면으로 부터 떨어져 나가면서 형성됨을 알 수 있었다. 누설 와류의 위치를 보면 팁 간격이 증가하면 와류 중심의 위치가 흡입면 쪽으로 이동하고, 흡입면에서 떨어진 거리도 날개 후반부에서 증가 폭이 커지는 포물선 형태로 증가함을 알 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제14권5호
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• pp.10-16
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• 2010

The main object of this study is to investigate the collection characteristics of multi-layer multi-stage porous plate system experimentally. The experiment is carried out to analyze the characteristics of pressure drop and collection efficiency for the present system with the experimental parameters such as inlet velocity, tube diameter, inlet concentration, and stage number, etc. In results, the pressure drop becomes 22 to $115mmH_2O$ with increment of stage number (1 to 5) of porous plate system at tube velocity 15 m/s and tube diameter ${\Phi}8$. In case of fly ash and 5 stage, the collection efficiency becomes 90.5 to 95.7% increasing the tube velocity 12 to 15 m/s at inlet concentration $3g/m^3$ and tube diameter ${\Phi}8$. Additionally, it is estimated that the collection efficiencies of 5 stage are 94.3, 95.6 and 99.1% for fly ash, steel dust and based power, respectively (${\Phi}8$ tube, $V_t$ = 12m/s, inlet concentration $3g/m^3$).

• 동력기계공학회지
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• 제14권5호
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• pp.41-47
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• 2010

티타늄과 티타늄 합금은 재료적 특이성 때문에 심장 혈관 임플란트에서 일반적으로 사용되어 왔다. 일찍이 적용된 예로는 인공심장판막, 심박조율기의 보호케이스, 혈액 순환 장치 등이 있다. 하지만 물질유도혈전증(Material-induced thrombosis)은 혈전폐색에 의해 기인한 기능 손실로 심장혈관 임플란트 장치의 주된 합병증으로 존재하고 있으며, 심장혈관 임플란트의 혈전유전자는 심장혈관장치의 발달에 주된 난관 중 하나로 남아있다. 그리고 텍스처 혈액 접합 물질(Textured blood-contacting material)은 1960년대 초반 이후부터 혈액순환 보조 장치의 임상실험에 사용되고 있다. 접합 물질에 내장된 텍스처 섬유조직 표면은 형성, 성장, 안정적 부착, 생물학적 내벽(neointimal layer) 등 유도 혈액(entrapping blood) 성분에 의해 형성된다. 공동(cavity) 형상의 용해 가능한 미립자를 사용하는 SCPL법(Solvent casting/particulate leaching method)은 티타늄 기질 이전에 형성된 폴리우레탄 위에 텍스처(texture)를 생성하기 위해 사용되었다. 또한 콜라겐의 부동화(不動化)에 의한 공동(cavity)은 혈액 접합면에 잔존하기 위한 내피세포를 고정할 수 있는 효과가 있다. cpTi로 층화된 PU 기소공성(microporous)은 구조적 특성과 혈전증 감소를 위한 생물학적 내벽 사용의 잠재성을 평가하기 위한 세포 공동체 실험을 통해서 평가되었다.

• 폴리머
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• 제29권3호
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• pp.300-303
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• 2005

폴리우레탄을 PU1000(poly(propylene glycol), PPG, 분자량 1000 g/mol로 제조된 폴리우레탄)과 PU2000(PPG 분자량 2000 g/mol로 제조된 폴리우레탄)을 이용하여 다층구조와 발포체 다층구조로 제조하였고 동력학 특성과 음향특성을 기준물질인 PU1000과 비교 조사하였다. 다층구조 폴리우레탄의 감쇠 피크는 PU1000에 비해 낮은 온도로 이동한 반면에 발포체를 이용한 다층구조에서의 감쇠 피크는 PU1000에 비해 높은 온도로 이동하였고 감쇠 범위 또한 넓어졌다. 음향특성인 투과손실 측면에서 보면 다층구조의 투과손실은 기준이 되는 PU1000에 비해 100 Hz이하와 600 Hz의 특정 주파수 영역에서 효과적이었고 발포체 다층구조의 경우는 실험 범위인 1000 Hz이하 전영역에서 아주 우수한 투과손실이 얻어졌다

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.1235-1242
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• 2018

풍속이 급변할 경우 전력계통 시스템과 기계시스템의 안전을 위해 풍력발전기를 제동시킨다. 이 때, 풍력발전기 내부의 기어박스에서 기어 이의 접촉하중으로 인한 기어의 손상 및 파손이 발생하며, 브레이크를 이용한 제동 시 블레이드의 동력을 그대로 전달받아 마찰열 상승, 브레이크의 성능 저하 등의 문제가 있다. 본 논문은 풍력 발전 시스템의 동력전달장치인 기계식 기어의 접촉에 의한 문제를 해결하기 위해 동력 차단 시스템을 결합시킨 하이브리드 마그네틱 기어의 형상을 제안한다. 이차원 유한해석법을 활용하여 하이브리드 마그네틱 기어의 형상에 따른 토크와 손실 분석을 통해 풍력발전 시스템에 적합한 하이브리드 마그네틱 기어의 형상을 도출하였다.