• 제목/요약/키워드: 자유도 저감법

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유한요소해석을 통한 컵형상 대형단조품의 성형공법 설계 (Forging process design of cup shaped large forging using finite element method)

  • 강종훈;김현준;이형우
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권7호
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    • pp.729-734
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    • 2015
  • 본 연구는 내경부에 깊은 구멍이 있는 컵형상의 대형단조품을 형단조와 자유단조 공법을 복합하여 성형하기 위한 단조공법 개발에 관한 것이다. 제안된 단조공법은 형단조를 이용하여 예비성형체를 성형하고 코깅 공법을 이용하여 후방압출 형상을 성형하는 방법이다. 유한요소해석에서 제안된 공법이 후방압출공법에 비하여 낮은 성형하중으로 더 높은 유효변형율을 나타내었다. 제안된 공법으로 시제품을 제작하여 내부품질이 양호한 제품을 적은 용량을 프레스로 성형할 수 있음을 확인하여 제안 공법의 타당성을 검증하였다.

열분해 카본블랙 사용량에 따른 밀입도 아스팔트 혼합물 성능 평가 (Performance Evaluation of Dense Graded Asphalt Mixture Modfied by Pyrolysis Carbon Black)

  • 이관호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.732-737
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    • 2016
  • 본 폐타이어로부터 추출한 열분해 카본블랙(PCB)을 13mm 표층용 밀입도 아스팔트 혼합물 공용성능을 평가하였다. 최적배합설계를 시행하였고, 최적아스팔트 함량은 5.8%을 이용하였다. 아스팔트 혼합물의 탄성계수 평가를 위해 자유단 공진주 시험하였다. PCB 사용량이 증가하면, 측정된 탄성계수는 감소하였다. 다만, 감쇄비 변화는 미미한 것으로 나타났다.평가시험은 간접인장강도시험, 소성변형시험 및 포장설계법을 이용한 전산해석을 이용하였다. PCB 사용시 수침 전과 후의 강도감소율이 평균 10% 이하로 나타났다. 소성변형의 경우 PCB 10% 이상 사용시 오히려 소성변형이 크게 발생하였다. 포장 설계법 전산해석으로부터, PCB 5% 사용시 Top-Down 및 Bottom-Up 균열 저항성이 증가하였고, 소성변형 저감 효과가 크게 나타났다. 열분해 카본블랙 10% 및 15% 사용시 소성변형은 적게 나타났지만, 내구성은 크게 저하되는 것으로 나타났다. 전체적으로 PCB 5%를 이용한 표층용 아스팔트 혼합물의 공용성이 가장 우수한 것으로 나타났다.

비대칭 특성을 가진 짧은 후판 실린더의 음향 방사 모드에 관한 연구 (Study on the Acoustic Modes of a Short, Thick, Asymmetric Cylinder)

  • 이형일
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제27권2호
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    • pp.234-242
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    • 2017
  • 단순지지-자유 경계조건과 좁은 슬롯을 포함한 짧은 후판 실린더의 음향방사 특성을 검토하였다. 유한요소 해석을 통해 얻어진 샘플 실린더(슬롯 포함)의 진동 모드를 동일한 치수의 슬롯이 없는 균일 실린더의 진동 모드들의 선형 합으로 근사화하였다. 이렇게 얻어진 근사적인 진동 모드를 기준으로 (1) 레일리 적분을 이용한 직접 계산, (2) 균일 실린더의 음향 모드들을 이용한 모드전개법 등 두 방법을 적용하여 샘플 실린더의 음향 모드들을 정의하였다. 이 결과를 이용하여 음향파워, 최대음압, 지향성 선도 등 부가적인 특성을 계산한 다음, 전체 결과를 경계요소법을 이용한 수치해석 결과와 비교하여 검증하였다. 이 결과를 바탕으로, 제시된 두 가지 방법을 이용하여 짧은 비대칭 후판 실린더의 음향방사 특성을 비교적 정확하게 예측할 수 있음을 알 수 있다. 이 방법들은 다른 형태의 비대칭성 및 경계조건을 가진 실린더에도 확대 적용 가능할 것으로 판단되며 이를 통해 실린더 형태의 실제 부품들에서 방사되는 소음을 저감방안 도출도 가능할 것으로 기대된다.

센터 필라트림의 FMH 충격성능 향상을 위한 순차적 실험계획법과 인공신경망 기반의 최적설계 (Optimum Design Based on Sequential Design of Experiments and Artificial Neural Network for Enhancing Occupant Head Protection in B-Pillar Trim)

  • 이정환;서명원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권11호
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    • pp.1397-1405
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    • 2013
  • 본 연구에서 탑승자 머리 보호를 위한 센터 필라 트림의 리브 패턴 최적설계는 두 가지 방법에 의해 수행된다. 첫째는 실험계획법과 반응표면법을 이용한 근사최적화 기법으로써, 상대적으로 큰 비중을 차지하는 해석비용 저감을 위하여 근사모델 구성에 필요한 최소한의 해석만을 수행하고 실제 최적화 과정에는 구성된 모델을 이용함으로써 근사적으로 최적 점을 찾아가는 방법이다. 하지만 이러한 방법은 시행착오적인 반복과정을 거쳐야 하는 단점이 있다. 따라서 저자들의 선행연구에서 제안한 순차적 실험계획법과 인공신경망을 이용하여 인자의 상한 또는 하한에 걸리지 않는 근사최적 해를 체계적인 반복과정을 통해 도출하고자 하며, 이를 수학적인 예제와 구조물 문제에 적용함으로써 실용성을 확인하고자 한다.

지면 임피던스를 고려한 레일 방사 소음의 파수영역 유한요소/경계요소 해석 (Numerical Analysis of Rail Noise Regarding Surface Impedance of Ground by Using Wavenumber Domain Finite and Boundary Elements)

  • 유정수;장승호
    • 한국철도학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.289-300
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    • 2015
  • 철도 전동 소음은 철도에서 발생하는 대표적인 소음으로서 차륜과 레일의 음향 조도에 의해 가진 된 차륜 및 레일의 진동으로부터 발생한다. 철도 전동 소음 해석 시 레일 방사 소음은 자유 공간에 놓인 레일의 음향 방사 파워를 이용해 원거리에서 계산하므로, 일반적으로 소음원 모델에 지면 반사를 고려하지 않는다. 그러나 레일 주위의 근접 음장을 해석하고 저감 대책을 적용하기 위해서는 지면에 의한 음파의 반사를 고려해야 한다. 본 논문에서는 파수유한요소/경계요소법을 이용해 지면에 의해 발생하는 레일 소음의 변화와 그 특성을 살펴보았다. 해석은 먼저 레일이 강체 지면에 부착된 경우와 레일 패드 높이만큼 강체 지면에서 이격된 경우에 대해 방사효율을 구하고 그 결과를 비교하였다. 이를 통해 레일과 강체 지면의 이격 여부에 따라 레일 방사 소음에 크게 변화함을 확인하였다. 둘째로는 지면에 임피던스 경계조건을 부여하고 레일에서 방사되는 음향 파워 및 지향 특성의 변화를 살펴보았다.

잠수함 형상의 유동소음 해석기법 연구 (Flow-Induced Noise Prediction for Submarines)

  • 여상재;홍석윤;송지훈;권현웅;설한신
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권7호
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    • pp.930-938
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    • 2018
  • 잠수함에서 발생하는 수중방사소음은 적함의 소나에 의해 피탐될 확률과 직결되며, 잠수함 저소음화 방안은 생존성 향상을 위해 필수적이다. 최신 잠수함의 경우 기계류 소음저감 및 고속/대형화가 진행됨에 따라 선체 주위에 발생하는 유동소음에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 자유수면의 효과를 고려하여 잠수함 형상 주위에 발생하는 유동소음 수준을 예측할 수 있는 소음해석기법을 개발하였다. 잠수함이 자유수면 근처 운항시에 잠수함 주위 유동장의 교란에 의해 발생하는 난류유동소음과 쇄파버블에 의한 소음이 발생한다. 먼저 잠수함 주위 유동장 해석을 위해, VOF법 기반의 비압축성 이상유동(two-phase flow)해석을 수행하여 잠수함 주위 자유수면 형상과 유동장 정보를 도출하였다. 이후 난류유동소음해석을 위해 음향상사기법인 Permeable FW-H를 적용하였고, 쇄파버블 소음해석을 위해 유동해석에서 도출된 난류운동에너지 분포결과를 기반으로 쇄파버블 소음모델을 적용하였다. 최종적으로 개발된 유동소음 해석기법은 선박해양플랜트연구소(KRISO)의 대형캐비테이션터널(LCT)에서 수행된 잠수함 모형 유동소음계측 실험결과와 비교를 통해 검증을 수행하였다.

감염병 팬데믹에서의 '리스크' 개념과 방역조치에 대한 비례성 심사의 구체화 -집합제한조치에 대한 국내외 판결을 중심으로- (The Concept of 'Risk' and the Proportionality Review of Infectious Disease Prevention Measures)

  • 유기훈
    • 의료법학
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    • 제23권3호
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    • pp.139-207
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    • 2022
  • 코로나19 팬데믹에 대한 방역 과정에서 개인의 자유에 대한 국가의 다양한 자유제한 조치가 이루어짐에 따라, '감염병 예방'이라는 공익을 근거로 국가의 과도한 기본권 제한이 무분별하게 허용되고 있다는 지적이 이루어졌다. 따라서 국가의 개인에 대한 자유제한의 허용가능한 한계를 어떻게 설정할 것인가 하는 문제가 감염병 팬데믹 상황에서의 주요한 문제로 떠오르게 되었다. 그러나 '감염병 팬데믹'이라는 현상이 지니는 난해한 특성으로 인하여, 감염된 개인으로 인해 초래되는 '공익의 훼손'은 비례성 심사와 같은 법적 평가의 분석 대상이 되지 못하는 경우가 많았다. 감염(의심)자가 타인을 감염시키고, 감염시킨 타인을 통한 감염의 연쇄로 인구집단으로 감염이 퍼져나가는 현상은 오직 '확률적'으로만 예측되는데, 그러한 '확률적 불확실성'의 결과로 초래되는 '감염병 리스크(risk)'를 어떻게 법적 분석의 대상으로 다룰지가 문제가 되었던 것이다. 이러한 이론적 분석틀이 부재한 상황 속에서 감염병 팬데믹하의 감염(의심)자의 리스크는 법적 차원에서 구체적이고 엄밀하게 분석되지 못하였고, 감염병 팬데믹하의 기본권 제한 조치에 대한 비례성 심사 또한 '공익 보호의 중대성'과 '개인의 기본권 제한'이라는 추상적 차원의 비교에 그치는 경우가 많았다. 따라서 본 논문은 ① 감염병 팬데믹이라는 공중보건 위기 상황에서의 '리스크'를 어떻게 구체화하고 분석의 대상으로 개념화할 수 있는지에 대한 이론적 검토를 수행하고, ② '리스크' 개념의 구체화에 대한 이론적 검토를 바탕으로 감염병 팬데믹 상황에서의 기본권 제한 조치에 대한 비례성 심사의 세부 심사기준을 확립하여, ③ 감염병 팬데믹하 방역조치의 정당성을 보다 엄밀히 판단할 수 있는 이론적 자원을 확보하는 것을 그 목표로 하였다. 우선 2장에서는 고전적 해악 개념이 감염병 팬데믹을 적절히 설명하지 못한다는 점을 지적하고, 선행연구를 발전시켜 '해악'에서 '리스크'로의 개념 확장을 시도하였다. 또한 감염이 연쇄적으로 발생하며 인구집단으로 퍼져나가는 현상을 법적으로 분석가능한 대상으로 포섭하기 위해, 감염병 역학의 '재생산지수' 논의를 접목하여 '인구집단에 대한 리스크'를 법적으로 분석가능한 대상으로 정립하였다. 3장에서는 기존 비례성 심사의 방법론에 2장의 이론적 논의를 접목하여, 감염병 팬데믹 상황에서의 국가의 기본권 제한 조치에 대한 과잉금지원칙의 구체적 심사기준을 제시하였다. 우선 수단의 적합성 심사에서는, 공익에 대한 훼손이 '확률적'으로 나타나는 감염병 팬데믹의 경우에 '공익에 대한 수단의 인과적 기여'를 평가하는 구체적 방식을 제시하였다. 피해의 최소성 심사는 '개입 방식에 있어서의 피해의 최소성'과 '규율 대상의 범위에 있어서의 피해의 최소성'으로 나누어 검토하였으며, 법익의 균형성 심사에서는 '인구집단에 대한 리스크' 방지의 법익과 '개인의 자유제한' 초래의 법익 사이의 비교형량의 구체적 방법론을 제시하였다. 이를 통해 단지 '감염병 팬데믹의 리스크가 중대하다'라거나 '리스크가 불확실하다'는 것을 근거로 비례성 심사를 건너뛰어서는 안 되며, 해당 방역조치로 인한 자유제한과 공익 훼손의 리스크 저감 사이의 비례적 관계를 명확히 논증하여야 함을 주장하였다. 4장에서는 2장의 '리스크'에 대한 이론적 논의와 3장의 감염병 팬데믹에서의 방역조치에 대한 비례성 심사기준 논의를 종합하여, 감염병 팬데믹하 집합제한조치의 정당성을 검토하고, 국내외 판례에서의 논증 구조를 비판적으로 분석하였다. 일부 판례에서는 비례성 심사를 누락하고 있다는 점을 지적하였으며, 세부적 논증을 제시한 판례의 경우, 해당 논증이 3장에서 제시한 비례성 심사기준을 통해 보다 엄밀하게 판단되고 해석될 수 있음을 살펴보았다.

DAF와 펜톤 산화 공정을 이용한 유류 오염 지하수 처리 (Treatment of Oil Contaminated Groundwater Using DAF and Fenton Oxidation Process)

  • 이채영
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제11권10호
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    • pp.49-55
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    • 2010
  • 에너지원 및 다양한 화학제품의 원료로 유류의 소비량이 증가함에 따라 유류의 유출사고가 빈번하게 발생하고 있다. 유류오염 지하수 처리를 위해 용존공기부상법이 사용되어지고 있으나 용해성 기름을 효과적으로 제거하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 지하수내 주오염원인 자유상 유류와 친수성(oil-in water) 또는 친유성 에멜젼(water-in oil) 상태의 기름과 용해성 기름을 효과적으로 저감하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 용존공기부상법에 펜톤 산화 공법을 사용하여 효과적인 유류 오염 지하수 처리를 연구하였다. 펜톤 실험 결과 TPH(Total Petroleum Hydrocarbon) 제거를 위한 최적 조건은 pH 3, $H_2O_2$ 주입농도 25mM과 $Fe^{2+}$ 주입농도 25mM으로 나타났다. DAF와 펜톤 산화 실험을 수행한 결과 7분내에 TPH(Total Petroleum Hydrocarbon)와 COD(Chemical Oxygen Demand) 농도가 각각 1.5mg/L와 40.0mg/L 이하로 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 펜톤 산화 반응으로 인하여 슬러지 농도가 약 5배 가량 증가하여 후단에 침전조를 설치하는 것이 바람직하다.

방음판의 음향투과손실 측정규격에 관한 연구 (A study on the standard for determining airborne sound insulation performance of sound barrier panels)

  • 오양기
    • 한국음향학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.302-311
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    • 2022
  • 방음벽은 도심구간의 도로 및 철도에서 환경소음 저감을 위한 가장 효율적 대안의 하나이다. 도로교통소음 등에 대한 방음벽의 삽입손실은 방음판의 음향투과손실, 흡음손실 및 방음벽의 회절감쇠에 의한 음에너지 저감량의 합으로 이루어진다. 방음판의 음향투과손실은 방음벽의 삽입손실을 결정하는 중요한 요인 중 하나로 방음벽의 성능을 결정하는 기본적인 지표이다. 그럼에도 불구하고 아직까지 우리나라는 방음판의 음향투과손실 측정방법에 관한 별도의 규격이 없다. 방음판의 일반적 재질에 대해 규정하고 있는 KS F 4770 시리즈의 한두 항목으로 가볍게 다루고 있을 뿐이다. 이 논문은 방음판의 음향투과손실 측정 및 평가 규격의 필요성에 대해 고찰하고, 실내 건축부재와 달리 외부공간에 설치되는 방음벽의 특성을 감안한 자유음장(무향실) 수음실에서의 측정방법을 모색하였다. 아울러 도로변이나 철로변 등 다양한 설치장소에 따른 방음효과를 간단히 표시할 수 있도록 기준 스펙트럼을 활용한 단일수치 평가법을 제안하였다.

대마 생물산업의 현황과 전망 (Current Status and Prospects for the Hemp Bioindustry)

  • 손호용;김문년;김영민
    • 생명과학회지
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    • 제31권7호
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    • pp.677-685
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    • 2021
  • 대마(Cannabis sativa L.)는 삼과에 속하는 1년생 초본식물로, 바람에 의해 수정되는 풍매화이면서 자웅이주식물이다. 대마는 중독성 마리화나와 비중독성 헴프로 구분 가능하다. 대마는 인류 역사와 가장 밀접한 관련성을 가진 식물 중 하나로, 과거로부터 다양한 부위를 식용, 약용, 화장품, 섬유, 생활용품 등으로 이용하여 왔다. 그러나 대마꽃, 잎, 종실 등에 포함된 중독, 환각 성분으로 인해, 국내에서는 1977년 1월부터 시행한 [대마관리법]에 의거하여, 대마 줄기를 이용한 섬유산업 이외에는 실질적인 연구 및 산업화가 진행되지 못하였다. 최근 대마로부터 400여종의 cannabinoids 물질, terpene 및 필수지방산 등이 확인되고, 이들의 신경세포 보호, 항염증, 항혈전, 항균, 통증완화 및 뇌전증 치료 등의 유용 생리활성이 알려지고, 테트라히드로칸나비놀(tetrahydrocannabinol)로 대표되는 환각 중독성 물질의 제거 및 저감화, 비환각성 물질의 분석, 정제 기술이 빠르게 보고되면서 2018년 12월 국내 의료용 대마의 합법화 및 2020년 12월 UN 마약위원회의 대마와 대마수지의 마약목록 삭제가 확정되었다. 따라서 국내외에서 대마의 다양한 부위를 이용한 고부가가치 식품, 화장품, 의약품 개발이 시작되고 있다. 본 보에서는 국내 2021년 헴프 기반의 바이오산업 규제자유특구 지정과 함께, 국내 대마생물산업의 현황과 대마산업 활성화를 위한 필수기술, 향후 전망을 제시하여 국내 대마 생물산업의 발전방안을 제시하고자 하였다.