본 논문은 고압변압기의 Impulse시험시 시험실의 등전위 확보를 위한 접지시스템의 구성방법에 대해 연구하였다. 고압변압기의 검사시험은 구조 및 권선 저항 측정시험 등 여러 가지 시험이 진행되고 있는데, 시험실에서 수행되는 시험중 내전압시험과 절연저항시험 등을 수행할 때 절연파괴시 높은 전위차로 인해 발생되는 사고를 미연에 방지할 수 있도록 등전위 확보 방안과 접지시스템의 구성방법을 구축하였다. 이를 위해 변압기의 시험방법과 시험이 종류에 대해 연구하였고, 접지시스템을 구성하기 위한 사전조사방법과 접지시스템의 설계방법, 그리고 등전위확보를 위한 구성방법에 대해 연구하였다. 또한, 시험실의 지질 특성 및 지층 구조를 분석 모델링하였고, 과학적 이고 체계적인 접지설계 엔지니어링과 시뮬레이션을 통하여 과도시점의 상태에 대해 과도전위에 대한 모델링을 하였다. 이러한 연구를 통해 실제 현장에 적용하여 설비를 구축하였고, 성능을 측정 및 분석한 결과 시험시 과도상태에서 발생하는 시험장비와 피시험품의 전위차발생으로 인한 파손과 시험의 오차를 최소한으로 줄일 수 있음을 확인하였다. 따라서, 고압변압기의 검사시험 및 고전압 시험에서 시험시 발생하는 과도시점에서 등전위 확보방안에 대해 본 논문을 통해 구성방법에 대해 제안하고자 한다.
레저 보트 선체의 구조설계규격과 재료는 ISO 12215-5에 규정되어 있으며 선체 전장이 2.5m이상 24m미만이면서 선체재료가 강, 알루미늄, FRP등에 대해서만 적용할 수 있다. 따라서 선체 전장이 2.5m이하이거나 선체 재료가 ISO 12215-5의 규정 재료이외인 레저 보트인 경우 ISO 12215-5의 구조설계규격을 적용시킬 수 없고 ISO 12215-5의 부속서에 규정된 낙하시험만으로 구조 신뢰성을 확보할 수 있다. 그러나 선체낙하시험은 제작된 선체에 대하여 적용하는 것은 가능하나 선체를 구조설계단계에서 적용하는 것은 상당한 설계 및 시험 비용등을 초래하므로 현장 적용성이 떨어진다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 일본 소형 선박 검사 사무 규정 세칙에서 제안하고 있는 선체의 종굽힘강도시험규격을 폴리에틸렌 보트 선체의 구조 설계에 응용하여 ISO 12215-5의 비선급표준재료로 제작된 폴리에틸렌 보트의 종굽힘강도시험규격의 허용 설계 변위 기준을 제안하였다.
현재 우리나라 식품의약품안전청에서는 $2{\times}2$ 교차설계법을 기초로 제제간의 생물학적 동등성 평가를 수행하도록 규정하고 있다. 하지만 고변동성 제제의 생물학적 동등성 평가에서 $2{\times}2$ 교차설계법에 의한 시험은 지나치게 많은 피험자를 필요로 할 수 있어 윤리적이고 경제적인 고려가 필요하다는 논의가 이루어지고 있다. $2{\times}2$ 교차설계법을 대체할 수 있는 대안으로 $2{\times}4$ 교차설계법은 미국 및 유럽 등에서는 생물학적 동등성 평가에 광범위하게 사용되는 설계 방법이고, $2{\times}3$ 교차설계법도 $2{\times}2$와 $2{\times}4$ 교차설계법의 단점을 개선할 수 있는 효율적인 대안으로 관심이 많다. 본 연구에서는 $2{\times}4$와 $2{\times}3$ 교차설계법의 통계적 모형과 제시된 통계적 모형에 연계된 분산분석표를 유도한다. 현행 국내 생물학적 동등성 시험 규정에 의하면 $2{\times}4$와 $2{\times}3$ 교차설계법의 분산분석표는 반드시 제시되어야 하지만 아직 문헌상에 존재하지 않아 관련 연구에 기여할 것으로 생각된다. 또한 $2{\times}4$와 $2{\times}3$ 교차설계법에 기초한 피험자 계산을 $2{\times}2$ 교차설계법과 비교 제시하여 고변동성 제제의 생물학적 동등성 시험 연구에 적절한 시험 설계 선택에 정보를 제공한다.
본 논문에서는 UML에 기반한 객체지향적 모형화에 의하여 인터넷에 기반한 원격 시험 시스템의 체계적인 분석 및 설계를 제시한다. 본 시스템은 기본적으로 교수가 문제를 출제하는 문제 출제부와 학생이 문제 에 응시하는 문제 풀이부로 구성된다. 객체지향에 기반하여 설계하고 설계과정에서 UML을 사용하여 설계 내용을 표현함으로써 객체지향적 설계의 장점인 체계적인 설계와 재사용성, 특정 프로그래밍 언어에의 의존성 등을 확보함으로써 개발과 테스팅, 수정, 보완에 있어서 효율성과 비용 절감을 얻을 수 있다. 또한 본 논문에서의 원격 시험 시스템은 원격 교육 시스템에 적용시킬 수 있으며, 기존의 오프라인 시험의 대치 또는 인터넷에 기반한 설문조사를 시행하는 시스템으로의 전환도 가능하여 다양한 분야에 적용이 가능하다.
조립 후 발사대로 이송된 추진기관(또는 발사체)는 지상시험 및 비행시험을 위한 충전을 하게 되는데, 추진제 및 고압가스 등 추진기관 구성품의 운용절차는 하드웨어의 설계 단계에서 그 개념이 수립되어야 한다. 다시 말해, 발사체 및 추진기관 설계 단계에서 연료와 산화제의 충전/배출, 시험 취소시의 운용절차 개념이 수립되어 있어야 추진기관 구성품들의 설계, 지상인터페이스 구성품의 설계에 그 내용이 반영될 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 발사체 및 추진기관 운용와 관련된 일반적인 충전/배출 절차와 지연 또는 취소시의 작업절차의 주요개념을 다루었고, 추진기관 운용에 필요한 각종 지상설비에 요구되는 주요 기능을 검토하였다. 또한, 추진제 충전 이후 발사 대기시까지의 업무와 발사 전에 수행되어야 하는 추진기관 운용 업무(Pre-Launch Operation)도 다루었다. 특히 다단 발사체의 경우에는 운용과 관련된 준비 업무량이 단수에 비례하여 늘어나므로, 효율적으로 모든 시험 준비 업무를 마치기 위해, 지상에서의 추진기관 운용절차는 각 단별로 유기적으로 진행되어야 한다. 즉, 각 단별 하드웨어에 대한 사전 검사, 충전, 대기 등의 운용시간 설계 및 그 절차가 중요하다. 한국형 발사체 및 추진기관의 운용 개념설계를 수행하는데에는 기 확보된 운용기술을 활용하였다.
액체 추진 엔진 개발을 위해서는 서브시스템인 연소기 개발이 선행되어야 하고 설계 및 제작된 연소기의 성능 검증은 연소기 연소시험설비(CCTF)에서 수행된다. 연소기 연소시험설비는 로켓 엔진의 연소기를 개발하기 위한 시험 설비로 산화제로는 액체산소(Liquid Oxygen)를 사용하고 연료로는 케로신(Kerosene)을 사용한다. 이러한 추진제는 질소가스를 사용하여 고압으로 추진제 런탱크를 가압하여 연소실로 공급하게 된다. 우주센터에 구축 예정인 연소기 연소시험설비에 대한 상세설계가 수행되었으며, 본 논문에서는 고압가스 공급시스템에 대한 설계 결과를 소개하고자 한다.
본 연구에서는 커빅커플링의 설계, 구조해석, 고온 비틀림시험 및 실형상 축-디스크를 제작/조립성 검토를 통해 터보펌프 터빈에의 적용 가능성을 타진하였다. 커플링의 치형은 Gleason 치형을 기본형상으로 하여 설계운용조건의 1.5배의 토크값을 기준으로 설계를 진행하였다. 구조해석 및 고온비틀림 시험을 통해 하중조건하의 안정성을 확인하였으며 특히 비틀림시험 후 커플링의 변형은 미미함을 확인하였다. 커빅커플링을 적용한 실형상 디스크 제작 및 조립시험을 통해 설계요구조건을 하회하는 디스크의 외주 및 축방향 흔들림 그리고 조립재현성을 확인하였다.
고온 공기 공급시스템이 있는 시험장치는 분출냉각 소재를 개발하고 이를 실험적으로 평가하는데 필요한 장치이다. 본 연구에서 아크-플라즈마 발생기, 찬 공기가 공급되는 Plenum 챔버, 시험부로 구성된 시험장치를 설계하였으며, 내부 유동해석을 수행하였다. CFD 결과로부터 설계된 Plenum 챔버가 열적으로 안전하고 챔버 내부에서 초고온의 공기와 찬 공기가 잘 혼합되고 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 시험부로 균질한 유동을 공급할 수 있는 구조로 시험장치가 설계되었음을 검증하였다.
재료의 피로 파괴과정은 균열의 발생과 전파 및 성장의 과정을 거쳐 마침내 결정적 균열의 크기가 일정한도를 넘어서면 재료의 파괴가 일어난다. 이 때까지의 시간, 즉 피로 수명이 역정규분포를 따를 때 재료의 수명과 스트레스 수준과 관계를 나타 내는 S-N곡선에 대한 대수선형모형(log-linear model)을 제시하고, 이 모형하에서 피로수명시험에 대한 통계적 최적시험설계방법을 찾는다. 통계적 최적여부에 대한 판단기준으로 설계 스트레스 수준하의 특정 시점에서의 신뢰도에 대한 최우추정량의 점근분산을 최소화하는 방법을 사용하였다.
영광 3,4호기용 원전연료에 사용되는 구조용 부품들 중에서 coil형 Holddown spring을 포함한 Upper end fitting assembly, Lower end fitting 등을 국내에서 제조할 수 있는 제조공정이 대우 정밀(주)에서 개발되었다. 이 공정에서 제조한 시제품들에 대하여 기계/구조적인 설계 관점에서 요구되는 제 조건들의 만족 여부를 구조강도 및 특성시험을 통하여 검증하였다. 검증시험 결과 주조제품인 Holddown plate 및 Lower end fitting은 주조물에서 요구되는 제기준과 기계/구조적인 설계 관건에서의 구조적 강도요건을 만족하고 있었고 coil형 Holddown spring의 특성이 설계 요구범위내에 있음이 확인됨으로서 향후 생산될 원전연료에는 금번에 개발된 공정으로 제조될 부품들이 사용필 수 있으리라 전망된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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