• 대한조선학회논문집
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• 제52권3호
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• pp.206-221
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• 2015

Supercavitation is a modern technique which can be used to surround an underwater vehicle with a bubble in order to reduce the resistance of the vehicle. When the vehicle is at low speed in the deep sea, the cavitation number is relatively big and it is difficult to generate a cavity large enough to envelope the vehicle. In this condition, the artificial cavity, called ventilated cavity, can be used to solve this problem by supplying gas into the cavity and can maintain supercavitating condition. In this paper, a relationship between the ventilation gas supply rate and the cavity shape is determined. Based on the relationship a ventilation rate control is developed to maintain the supercavitating state. The performance of the ventilation control is verified with a depth change control. In addition, dynamics modeling for the supercavitating vehicle is performed by defining forces and moments acting on the vehicle body in contact with water. Simulation results show that the ventilation control can maintain the supercavity of an underwater vehicle at low speed in the deep sea.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권4호
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• pp.382-390
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• 2009

The submerged body near the free surface is disturbed by the 1st and 2nd order wave forces, which results in unstable movements when no control is applied. In this paper, the vertical motions of the submerged body are analyzed, and the time-variant nonlinear system for the vertical motions of the submerged body is transformed to the time-invariant linear system in state space. Next, depth controller of the submerged body is designed by using LQR control, one of the modern optimal control technique. Numerical simulation shows that effective depth controls can be achieved by LQR control.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.78-78
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• 2011

수자원 확보를 위해 건설된 저수지는 내외부위의 여러 가지 환경영향으로 인해 수질문제가 종종 발생한다. 이런 수질문제에 대처하기 위해 다양한 형태의 수질개선 장치가 고안되어 적용되고 있으며, 물순환장치도 그 중에 하나이다. 물순환장치는 수층에 산소를 공급하고 표층의 조류제어, 이취미 제거 등 다양한 목적으로 사용된다. 본 연구에서는 저수지에 설치된 대류식 물순환장치의 수질개선 효과를 평가해 보았다. 수체가 큰 저수지에서의 조사는 매우 어려운 점이 있으나, 조사방법은 물순환장치로 부터 일정거리에서 수심별 수질조사를 실시하였으며, 물순환장치가 가동되는 지역과 장치가 없는 지역에 대한 조사를 실시하여 그 차이 만큼을 수질개선 효과로 평가하였다. 현장조사는 물순환장치로부터 1m, 3m, 5m, 7m, 10m, 13m, 15m 떨어진 지점에서 유속과 수질조사를 실시하였으며, 유속은 표면유속만 측정하였고 수질은 수표면에서부터 저수지 바닥까지 조사를 실시하였다. 조사기간 동안 수체의 물리적 조건은 계절에 따라 다양한 변화를 보였으나, 양수된 저층수의 흐름은 수평방향으로 흘러들어가면서 온도변화에 따라 혼합되거나 하강하는 것으로 나타났다. 심층 혐기성층이 발달된 상황에서 물순환장치의 가동은 물순환장치 흡입구 근처의 혐기성층을 흡입하여 표층으로 확산시켰고 이로인해 주변의 수체가 물순환장치 흡입구로 밀려오면서 심층의 혐기성층이 약화되는 현상을 나타냈다. 조류가 발생한 기간중에 물순환장치에 의한 조류제어 효과는 심층수가 상승하여 확산되는 수평방향으로 반경 약 10m 지점까지 조류농도가 낮아지는 것을 확인할 수 있었으며 조류농도가 낮아지는 기간에는 그 영향범위가 조금 적어지는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 볼때 저수지에 설치되어 운영되는 대류식 물순환장치는 심층의 혐기화 개선과 표층의 조류제어에 효과가 있는 것으로 판단할수 있으나, 조류제어에 대해서는 좀 더 심도있는 조사가 필요할 것으로 판단되었다.

• 터널과지하공간
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• 제22권6호
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• pp.429-437
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• 2012

본 연구에서는 고준위 방사성 폐기물 처분장의 특징인 높은 고도차와 온도차이로 인해 발생하는 자연환기량을 바탕으로 처분터널내 온도를 전산유체학을 활용하여 예측하였다. 선행된 연구에서 Hydrostatic method와 CFD를 활용하여 자연환기량을 정량적으로 평가한 결과 상당히 큰 자연환기량이 발생이 됨을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 폐기물 발열량에 따라 발생되는 자연환기량으로 인한 처분터널내 온도예측을 실시하였으며, 처분장을 크게 심지층 처분장과 지상처분장으로 나누어 온도예측을 실시하였다. 해석결과 심지층 처분장은 암반으로의 열전달과 충분한 자연환기량의 발생으로 처분장내 온도 제어에 효과적인 반면에, 지상처분장의 경우 외부온도의 영향을 크게 받고 충분한 자연환기량을 발생시키지 못하여 온도제어에는 불리함을 확인하였다. 또한 심도 200 m 심지층 처분장의 경우 심도 500 m까지 약 $10^{\circ}C$정도의 열이 전달됨을 확인하였다. 즉, 국내에 건설예정인 고준위 방사성 폐기물 처분장을 온도제어에 중점을 두고 설계한다면 지상처분장보다는 심지층 처분장이 타당한 것으로 연구되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제53권3호
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• pp.201-209
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• 2016

Supercavitation is a technology that reduces frictional resistance of an underwater vehicle by surrounding it with bubbles. Supercavity is divided into natural supercavity and ventilated supercavity which is formed by artificially supplying gas. Planing forces are present when a section of the underwater vehicle goes outside of the cavitation region in the supercavity condition. Planing often leads to an unstable flight because it acts vertically on the body suddenly. In this paper, a relationship between the ventilation rate and the cavitation number is determined. Based on the relationship, desired cavitation number which can avoid to planing is determined and then ventilation controller is designed. The performance of the ventilation controller is verified with a depth change controller using the cavitator. Simulation results show that the ventilation controller can minimize the planing force and moment.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.323-328
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• 2011

실제 시스템 적용에 있어서, 수중비행체(Underwater Flight Vehicle : UFV)의 자율제어(autonomous control)를 위한 3-D 장애물회피(obstacle avoidance) 시스템은 다음과 같은 문제점들을 가지고 있다. 즉, 소나(sonar)는 지역적 탐색영역 내에서 장애물의 거리(range)/방위(bearing) 정보를 제공하며, 자율수중운동체(Autonomous Underwater Vehicle : AUV) 관점에서 에너지 소비 및 음향학적 소음이 적은 시스템을 필요로 하며, 최대 피치 및 심도와 같은 UFV 운용 제약조건을 가진다. 나아가, 구조와 파라메터의 관점에 있어서 용이한 설계 절차를 요구한다. 이 문제를 해결하기 위해서 진화 전략(Evolution Strategy : ES) 및 퍼지논리 제어기(Fuzzy Logic Controller : FLC)를 이용하는 지능형 3-D 장애물회피 알고리즘이 제안되었다. 제안된 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 UFV의 3-D 장애물회피가 수행되었다. 시뮬레이션 결과는 제안된 알고리즘이 실제 시스템에 존재하는 문제점들을 효과적으로 해결하고 있음을 보여준다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.323-336
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• 2003

최근 얕은 심도를 가지는 연약한 지반에서의 터널 굴착이 요구됨에 따라 터널보강공법의 변화가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 불량한 지반을 대상으로 한 도심지 터널에서 일반적으로 무시되는 전방 코어의 변형을 제어할 수 있는 막장 수펑보강의 효율성을 평가함으로서 터널의 안정성 향상 방안을 제시하고자 한다. 즉, 막장전방의 체계적인 사전보강으로 막장자체의 안정성을 향상시키며, 부수적으로 최종 천단변위 및 지표침하와 같은 지반거동을 억제할 수 있다. 막장의 수평보강 방법을 적용한 3차원 수치해석을 이용하여 지반조건 및 보강 조건에 따른 터널 거동 변화를 산정할 수 있었다. 결과적으로, 막장 수평보강후 막장 압출변위는 크게 줄어들며, 막장전방에 대한 보강공법과 병행할 경우 그 효과가 증가되었다. 특히, 불량한 지반일 수록 막장보강에 의한 지반거동 억제효과가 크게 나타나게 된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.460-465
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• 2007

유출지하수는 지하공간이 깊고 넓게 분포하는 건물에서 자연적으로 유출되어 배출되는 낮은 심도의 지하수이다. 본 연구에서는 신축된 교회건물에서 유출되는 지하수를 열원으로 밀폐형태와 개방형태의 열교환기를 활용하여 각각 5RT급 히트펌프시스템을 난방모드로 운전한 결과를 정리하였다. 실험은 난방순환수의 온도를 $43{\sim}49$ $^{\cdot}C$ 범위에서 제어하면서 진행하였으며, 시스템 COP에 있어서 밀폐형은 $4.12{\sim}4.75$, 개방형은 $3.42{\sim}3.98$의 범위에서 측정되었다. 이는 기존의 지열히트펌프시스템의 COP와 대동 소이한 우수한 성능이라고 판단된다. 또한 펌프동력을 제외한 히트펌프 자체 난방COP에 있어서 밀폐형은 $4.69{\sim}5.81$, 개방형은 $4.38{\sim}5.43$의 범위에서 나타났다. 유출지하수의 온도가 겨울철에도 약 $12{\sim}14^{\cdot}C$를 유지하므로 히트펌프와 시스템전체의 COP가 매우 우수한 값을 나타내고 있음이 확인되었다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제4권2호
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• pp.30-41
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• 2001

In Underwater Flight Vehicle depth control system, the followings must be required. First, It needs a robust performance which can get over the nonlinear characteristics due to hull shape. Second, It needs an accurate performance which has the small overshoot phenomenon and steady state error to avoid colliding with ground surface and obstacles. Third, It needs a continuous control input to reduce the acoustic noise. Finally, It needs an effective interpolation method which can reduce the dependency of control parameters on speed. To solve these problems, we propose a Intelligence depth control method using Fuzzy Sliding Mode Controller and Neural Network Interpolator. Simulation results show the proposed control scheme has robust and accurate performance by continuous control input and has no speed dependency problem.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
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• pp.1159-1162
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• 2010

연약지반 문제를 해결하기 위한 방안으로 세계 각국에서 연약지반 개량공법의 하나인 연직배수공법이 주로 사용되고 있다. 연직배수공법은 연약한 점성토 지반 내에 인공적으로 연직 배수재을 다수 설치하여 배수거리를 단축시킴으로써 압밀을 촉진시키고, 그에 따른 강도증가 효과를 얻을 수 있는 공법이다. 연직배수재로 경제성과 시공성이 우수한 PBD가 널리 사용되고 있다. PBD 시공품질은 시공 깊이, 압력, 수직도 등에 영향을 받을게 된다. 본 논문에서는 PBD 시공시 배수재의 시공 심도, 압력, 수직도를 자동측정하여 작업자가 실시간으로 모니터링 할 수 있고 시공결과를 자동 저장하는 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 시공 불량 요인이 발생시 자동 경고하여 불량률을 줄일 수 있고, 장비의 이상 발생시 자동 제어시스템을 가동하여 작업의 안전성을 확보하도록 하였다.