• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.91-91
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• 2017

트라이볼로지란? 상대운동을 하면서 서로 영향을 미치는 두면 및 이와 관련된 문제로 마찰, 마모, 윤활에 대한 것을 말한다. 트라이볼로지는 1960대에 조사 연구되기 시작하면서 학문적으로 많은 정리가 이루어졌고, 현재 현대사회에서 문제가 되고 있는 에너지 및 환경 문제를 해결할 수 있는 핵심 요소로 떠오르고 있다. 특히 4차 산업혁명시대를 맞이하여 많은 부분에서는 인공지능, 클라우딩, 빅 데이터 및 로봇 등을 이야기하고 이에 대한 투자 및 개발을 이야기하고 있지만, 이 4차 산업을 뒷받침할, 강인한 제조업이 없으면 불가능한 혁명이라고 말 할 수 있다. 특히 트라이볼로지는 제조업의 무인 자동화 및 무인 로봇 등 이를 필요로 하는 산업 기기와 같은 전반적인 부품 및 소재의 마모를 감소시켜, 기계 장치의 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 마찰은 두 물체 상호간의 열 발생을 억제 시키고, 마모는 물체의 표면 경도가 높으면 높을수록 마모량이 적어진다고 알려져있다. 따라서 트라이볼로지와 관련한 표면 처리의 경우, 고온 환경에서의 사용성 증대 및 고경도화 그리고 저마찰을 위한 방향으로 개발 발전되어져 왔다. 트라이볼로지 코팅 중 내마모 코팅의 경우, 티타늄 원소를 기본으로 알루미늄(Al) 및 실리콘(Si)를 합금화하면서, 고경도화 및 내열성을 증대시키는 방향으로 발전되어 왔다. 그에 따라 표면경도의 경우, 4000 Hv, 내열성 $1200^{\circ}C$에 도달였다. 하지만 여전히 철계와의 마찰계수는 0.3 이상으로 이를 낮추는 방법이 요구되고 있다. 최근 트라이볼로지 코팅 중 카본을 함유한 비정질 다이아몬드상 카본 막 (Diamond like Carbon Film : DLC) 이나, Diamond 막의 수요 증가는 마찰을 낮추어 융착마모를 줄이려는 노력으로 볼 수 있다. 특히 수소를 포함하지 않는 고경도 탄소막인 ta-C(tetrahedral amorphous-Carbon)의 수요는 증대되고 있으며, 이에 대한 후막화 및 양산화 기술의 개발의 현재 isssu로 대두되고 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.25-33
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• 2020

본 논문에서는 Coupled Eulerian-Lagrangian(CEL) 기법을 이용하여 인공섬 형식의 방호공을 구성하는 수중사면에 선박이 충돌하는 경우 발생하는 선박의 선수와 지반의 거동에 대한 매개변수 해석을 수행하였다. 고려된 매개변수는 선수의 경우 선수각, 스템각, 충돌위치 그리고 충돌속도이며, 지반의 조건으로 사면의 기울기, 지반과 선박의 마찰계수 그리고 지반의 강도이다. 선수의 거동으로부터 소산된 충돌력과 운동에너지를 각 매개변수에 대해 산정하고, 이를 지반의 변형과 연계하여 에너지 소산기구의 거동을 파악하였다. 충돌력을 변위의 지수함수로 가정하고 매개변수의 영향을 검토하였다. 그 결과 지수함수의 계수는 사면의 경사와 선박과의 마찰계수에만 영향을 받는 결과를 얻었다. 이 관계로부터 소산되는 충돌에너지를 타당하게 산정할 수 있었다. 충돌 시 선수에 의해 밀려난 원지반의 부피와 소산된 충돌에너지는 비례하는 관계로 나타낼 수 있다는 것을 보였고, 이 관계는 선박의 형상보다는 선박과 사면의 마찰계수와 지반의 강도에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2002년도 추계공동학술대회논문집
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• pp.139-145
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• 2002

수로에서의 선박통항으로 인해 주변환경 렌 구조물에 미치는 영향을 평가하기 위하여 선박의 추진기로 인한 흐름을 다루었다. 제한수로에서의 수치모델은 Shield's diagram과 추진기의 운동량 이론을 사용하여 개발하였다. 프로펠러에 의한 추진기방정식은 분사를 정의하는 가장 정확한 수단으로 분사계수와 분사유속을 기초로 하여 수립하였다 추진기분사에 대해 접근한 방법은 적용 선박의 출력에 기초하였으며, 추진기 분사방정식의 주요함수에는 추진력, 프로펠러 직경, 그리고 선박의 속도를 도입하였다. 또한, 수로의 수심과 선박의 홀수도 초기이동한계입경의 계산에 필요하다. 추진기로부터 분사된 유속의 분포는 Gaussian 정규분포함수로 나타내었다 저면마찰속도와 진단응력은 Sternberg 공식으로부터 유도되었으며, 아울러 선박 추진기로 인해 수로저면에서 표사이동에 현저한 영향을 미치는 경우를 사례연구를 통해서 나타내었다.

• 한국해양학회지
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• 제30권6호
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• pp.565-583
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• 1995

난수성 eddy의 운동에 있어서 경계면 마찰과 해저지형의 중요성을 연구하기 위하여 비선형 QG-모델이 사용되었다. 수직구조를 나타내는 유선함수의 경험적 직교함수는 순압과 제 1 경압 역학 함수를 표현한다. 이 모델은 10 km ${\times}$ 10 km의 격자간격을 지닌 1000 km ${\times}$ 1000 km으로 구성되어 있고 360일동안 시험하였다. 대한해협을 통한 유입량은 쓰가루해협을 통하여 빠져 나간다. 울릉분지내(평평한 해저지형)에서는 QG방정식의 비선형 이류항과 ${\beta}$-효과사이에 균형이 난수성 eddy를 북쪽으로 이동하게 한다. 대륙사면위에서의 난수성 eddy는 비선형항이 중요하게 작용하지만, 평평한 지형에서는 보조적인 역활을 한다. 해저지형이 변화하는 해역에서 난수성 eddy의 비선형항은 시간의 함수이다. 강한 eddy는 북쪽으로 이동한다. Eddy의 세기가 약해지면, 비선형항과 지형적인 베타효과항이 균형을 이루게 된다. Eddy의 분산과 함께 비선형성이 감소하므로서, 지형적 Rossby파 개념에 의하여 난수성 eddy는 대륙사면을 따라서 남하한다. 수치실험은 난수성 eddy의 운동에 미치는 경계면 마찰의 중요성을 확인하였다. 난수성 eddy의 북쪽 침투거리는 경계면 마찰계수의 감소로 증가하게 된다 아울러 Reynolds number의 감소로 북쪽이동을 방지할 수 있다. 또한 이 난수성 eddy운동과정에 있어서 해저지형이 중요한 역할을 하는 것이 제시되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권10호
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• pp.873-878
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• 2016

컨트롤 밸브용 SCM415강은 밸브케이스와 밸브의 지속적인 운동을 통해 마멸이 발생한다. 마멸은 밸브의 성능을 저하시키고, 사용 수명을 단축시킨다. 본 논문은 컨트롤 밸브용 모재 및 침탄 처리된 SCM415강에 대하여 마멸 특성을 평가하였다. 마멸 시험은 다양한 온도 및 하중에서 왕복동 마모시험기를 이용하여 수행되었으며, 마멸량, 비마멸율 및 마찰계수를 분석하였다. 마멸 메커니즘은 SEM을 통하여 분석하였다. 마멸량에 대한 하중과 온도의 교호작용은 MINITAB을 이용한 분산분석을 수행하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.223-234
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• 1998

파랑제어 및 표사제어라고 하는 해안·항만구조물의 원래의 기능 이외에 해양·해안환경의 유지·개선의 기능까지도 갖춘 투과성잠제에 의한 비선형파랑변형을 해석하였다. 해석법으로서 Stokes 3차파에 기초한 섭동전개법과 경계요소법을 병용하는 주파수영역해석법을 처음으로 투과성잠제의 파랑변형에 적용하였다. 투과층내의 유체운동의 저항에는 Dupuit-Forchheimer의 저항식을 적용하며, Lorentz의 등가일원리에 기초하여 얻어지는 등가선형마찰계수의 산정식을 공간적분만의 형태로 나타내었다. 본 이론의 검증을 위하여 수리모형실험을 실시하였으며, 얻어진 수리모형실험결과는 수치해석결과와 잘 일치하므로 그의 타당성이 검증되었고, 본 해석결과가 Stokes 2차파에 기초한 결과보다도 더 정확성을 가진다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권1호
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• pp.18-23
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• 2013

Omni-directional robot is a typical holonomic constraint robot that has three degrees of freedom movement in 2D plane. In this study, a new omni-directional robot whose wheels are arranged in radial directions was proposed to improve driving performance of the robot. Unlike a general omni-directional robot whose wheels were arranged in a circumferential direction, moments do not arises in the proposed robot when the robot travels in a straight line. To analyze driving performance, dynamic modeling of the omni-directional robot, which considers friction and slip, was carried out. By friction measurement experiments, the relationship between dynamic friction coefficient and relative velocity was derived. Dynamic friction coefficient according to the angle difference between robot travel direction and wheel rotation direction was also obtained. By applying these results to the dynamic model, driving performance of the robot was calculated. As a result, the proposed robot was 1.5 times faster than the general robot.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
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• pp.598-598
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• 2010

와이퍼 작동 중에 발생하는 진동소음 중 1000Hz 이상의 스퀼 소음은 발생 메커니즘이 정확하게 알려지지 않았으며 발생하는 조건도 불규칙하다. 이 스퀼 소음의 발생 빈도 및 주파수를 변경하는 설계를 위하여 스퀼 진동 소음의 발생 메커니즘의 원인분석이 우선적으로 이루어져야 한다. 이 논문에서는 자동차 와이퍼 시스템에서 워셔액을 분사하였을 때 발생하는 스퀼 소음을 측정하고 인자 별로 분석하였다. 스퀼 소음이 발생하는 인자들을 마찰계수와 연관이 있는 인자, 기하학적인 인자, 와이퍼의 운동과 관련된 인자들로 나누어 분석하였다. 실제 와이퍼 시스템을 구현하기 위하여 모터와 원판 지지대 등을 이용하였고, 마이크로폰, 레이저 바이브로미터, 노이즈북, 아르테미스를 이용하여 측정 및 분석하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제32권8호
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• pp.713-718
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• 2015

This article describes the calculation procedure for the dynamic characteristics of a high-pressure labyrinth seal wherein the friction force and rotor whirling force are considered; SFCP, the commercial code developed by Lee and two colleagues, is used in the procedure. The simulation results were reviewed in comparison to those of the experiments provided by Benckert; additionally, the SFCP simulation results were verified using the CFD analysis presented by Toshio Hirano. This calculation procedure may therefore be applied to the dynamic characteristics of the labyrinth seals of high-pressure turbo machinery.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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• pp.179-183
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• 2006

Surface roughness is present in most of the microfluidic devices due to the microfabrication techniques. This paper presents lattice Boltzmann method (LBM) results for laminar flow in a microchannel with surface roughness. The surface roughness is modeled by an array of rectangular modules placed on top and bottom side of a parallel-plate channel. In this study, LBGK D2Q9 code in lattice Boltzmann Method is used to simulate flow field for low Reynolds number in a micro-channel. The effects of relative surface roughness, roughness distribution, roughness size and the results are presented in the form of the product of friction factor and Reynolds number. Finally, a significant increase in Poiseuille number is detected as the surface roughness is considered, while the effect of roughness on the microflow field depends on the surface roughness.