최근 인체 중심의 근거리, 저전력 무선통신을 이용한 다양한 사물인터넷 어플리케이션이 출현함에 따라 효율적으로 무선에너지를 방사시킬 수 있는 소형 웨어러블 안테나 개발의 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 전도성 실로 일상의류에 간편하게 구현할 수 있는 웨어러블 안테나의 특성을 시물레이션 및 측정 결과를 바탕으로 분석하였다. 제안한 안테나는 펠트 천 위에 전도성 실을 직교로 엮은 형태로 구현하였으며 full-wave 전파 시물레이션 툴을 이용한 parametric study를 바탕으로 구조 변화에 따른 안테나 임피던스, 공진 주파수 및 방사 효율 등의 변화를 관찰하였다. 그 결과, 안테나 방사효율이 전도성 실 사이 간격이 0.25mm에서 3mm로 증가함에 따라 67.5%에서 70.4%로 증가함을 확인하였다. 이를 통해 적은 양의 전도성 실 재질을 이용해도 좋은 방사효율의 안테나를 구현할 수 있다는 결론을 도출할 수 있다. 실제 제작된 안테나를 통해 구한 측정값도 유사한 경향을 보였다.
최근 들어 전도성 섬유를 사용한 의료 및 엔터테인먼트 관련 어플리케이션들이 제안되고 있지만, 전도성 섬유를 이루는 전도성사의 성능에 대한 기본 자료는 그 실을 만들어내는 회사가 제시하는 몇 가지 특성 말고는 통신을 위해 필요한 특성이 정립되어 있지도 않고 검증되어 있지도 않은 상태이다. 따라서 전도성사가 통신에 사용될 때 어느 정도의 통신성능을 보이는 지 검증하고, 기존의 통신 프로토콜들이 전도성사를 이용한 통신에서도 적용될 수 있을지, 아니면 새로운 프로토콜이 개발되어야 할 지 가이드라인이 필요하다. 본 논문에서는 국내 및 국외의 전도성사의 특성을 취합하여 분류해 보고, 가장 간단한 통신 프로토콜인 RS232 등의 직렬 통신 프로토콜들을 이용해 각 전도성사들의 전도 효율성을 실험하여 그 성능을 알아보았다. 국내 및 국외의 6가지 실에 대해 0.5m, 1m, 2m, 3m 길이에 대해 통신 성능을 실험하였으며, 데이터 전송률과 에러율을 측정하였다. 통신 프로토콜로는 RS485가 모든 부류의 전도성사에 대해 데이터를 전송하는 우수한 전도특성을 나타냈으나 거리에 비례하여 에러율이 높아지게 되어 이론상 12km까지 장거리 전송용으로 사용될 수 있는 RS485의 특성을 살릴 수 없었다. 아예 전도 기능을 보이지 않은 실들을 제외한 다른 전도성사들에 대해서는 RS232가 에러 없이 가장 안정적인 처리율을 보였다. USB와 같은 고속 통신 프로토콜도 전도성사를 이용한 데이터 전송에 활용될 수 있음이 확인되었으나, 전송가능 거리가 최대 2m를 넘는 거리에서는 아예 전도성사를 통해 통신이 이루어지지 않았다. 또한 USB 프로토콜은 전원까지 전도성사를 사용해 공급하는 경우 매우 불안한 동작을 보여, 전원공급 문제가 우선적으로 해결되어야 함을 알 수 있었다. 본 연구는 추후 전도성사를 이용하는 통신 프로토콜의 개발과 통신용 전도성 섬유 개발 시 고려해야 할 요구사항의 기본 데이터로 활용될 수 있을 것이다.
내연기관의 열전달은 구조물에 따라 흡기계통, 연소실, 배기계통으로 나누어지고, 열전달기구에 따라 전도, 대류, 복사로 나누어지며, 여기서는 그중 가장 핵심이 되는 연소실 내에서의 대류 및 복사 열전달 현상에 관하여 논하고자 한다. 연소실 열전달의 정량적 해석을 위해서는 흡기계통과 피스톤 운동에 의한 3차원 압축성 난류 유동장과 점화, 착화 및 연소 진행과정, 이들의 복합적 상호 작용에 대한 이해가 선행되어야 한다. 여기서는 현재까지 제시된 연소실 열전달의 정량적 모델과 문제점,앞으로의 연구 진행방향에 대해 소개하고자 한다.
웨어러블 기기를 이용한 생체 신호 모니터링 어플리케이션들이 큰 관심을 끌면서 측정된 생체 신호를 무선링크를 통해 효율적으로 외부기기에 전달할 수 있는 방법에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 전도성 섬유를 이용해 제작한 안테나를 옷에 부착하고 이를 심전도 센서 모듈 및 무선 통신 모듈과 결합하여 심전도 신호를 모니터링할 수 있는 시스템을 구현하는 과정에 대해 서술하였다. 사용한 전도성 섬유는 40가닥의 은도금 한 실 묶음으로 직류 선저항이 30 ohm/m 이하, 도전율이 105 S/m 이상이다. 전도성 섬유 기반 안테나를 설계하고 제작하는데 있어 3차원 전파 시뮬레이션 소프트웨어 및 자수기 소프트웨어를 이용하였으며, 제작한 안테나 시작품의 반사계수를 네트워크 분석기를 이용해 측정한 결과 지그비 2.4GHz 통신 주파수 대역에서 -10dB 이하의 우수한 안테나 임피던스 매칭 특성을 보임을 확인하였다. 해당 웨어러블 안테나를 지그비 통신 모듈, 심전도 데이터 처리 모듈 및 마이크로 프로세서로 구성한 심전도 측정 시스템에 연결하여 최대 220m 떨어진 수신기에 심전도 데이터가 실시간으로 전송됨을 시연하였다.
산업과 경제의 발달로 그 수요가 급속도로 증대되고 있는 항만물류를 처리하기 위한 여러 가지 항만하역장비에서 가장 핵심은 컨테이너를 선박에 양ㆍ적하하는 장비인 컨테이너 크레인이라 할 수 있다. 최근에는 이러한 컨테이너 크레인도 초대형 컨테이너선의 출현으로 인하여 이에 맞는 구조나 작동 방식을 보유할 수 있도록 연구가 활발히 진행되고 있다.(중략)
최근 십여년동안 자원, 에너지, 환경의 모든 면에서 기능성막의 역할이 증대해짐에 따라 기능성막에 대해 큰 관심이 모아지고 있다. 기존하는 기능성막의 소재면에서 볼 때 고분자막(고체막), 액체막으로 대별할 수 있으며, 이들의 경우 해수의 담수화, 원료 및 제품의 분리, 농축, 정제, 회수공정 또한 석유화학분야에서 고효율$\cdot$고선택성 기체혼합물 분리, 산업용 폐수처리분야 뿐 만 아니라, 태양에너지의 효과적인 이용, 전도성, 감광성, 광학특성막 등을 이용한 각종 센서제조 등 실로 광범위한 분야에서 응용되어지고 있다. 기능성막의 관점에서 볼 때, 고기능$\cdot$고효율$\cdot$고선택성을 가지는 막은 생태계에 존재하는 생체막이 가장 이상적이라 할 수 있다.
본 연구는 컨테이너 크레인이 강풍에 대비하여 크레인을 고정하는 계류 시에 75m/s의 풍하중이 50ton급 컨테이너 크레인에 작용될 때, 풍향변화와 기계실의 위치 변화가 50ton급 컨테이너 크레인의 구조적 안정성에 미치는 영향을 분석하였다.. 본 연구에 적용된 설계 풍하중은 "건축물 하중 기준"에 의거하여 산출하였으며. 풍향은 $0^{\circ}\~180^{\circ}$를 $15^{\circ}$ 간격으로 적용하여 각 지지점에서의 반력을 분석하였다. 그리고 전체 자중의 $15\%$를 차지하는 기계실의 위치 변화가 컨테이너 크레인의 구조 안정성에 미치는 영향을 분석하였다. 그리고 이 결과들을 바탕으로 컨테이너 크레인의 전도방지장치인 타이다운(Tie-down)의 설계기준을 제시하였다.
본 논문에서는 프레임들을 기계적으로 고정하고 전기적으로 접지시키기 위해 사용하는 전도체의 연결에 의한 전자파 장해의 감소에 대해서 연구하였다. 프레임과 프레임 사이의 전도체의 연결은 두 프레임 사이의 전류의 귀환 통로의 길이에 영향을 미친다. 전도체 연결의 효과를 입증하기 위해서 추가적인 전도체의 연결이 없는 경우와 케이블 하단에 세 가지의 크기가 다른 전도체를 연결해 주었을 때의 결과를 비교 분석하였다. 결과들로부터 전자파 장해가 측정 주파수 범위인 30 MHz$\sim$1 GHz에서 약 1$\sim$10 dB 감소함을 확인하였다. 네트워크 분석기를 이용하여 S 파라미터를, 또 3 m 무반향실에서의 복사성 방사를 측정하였으며, 두 파라미터 사이의 상관관계를 공진 주파수의 관점에서 확인하였다. 또한, 복사성 방사의 측정과 시뮬레이션 결과를 비교하였다.
최근들어 고성능의 전자 장비들의 구조는 점점 복잡해지고, 이로 인해 발생되는 전자파 간섭(EMI) 및 적합성(EMC) 문제는 상업적으로나 군사적으로 매우 중요한 문제이다. 자동차, 비행기, 디스플레이 산업 등에서 민감한 전자 장비들과 밀집된 시스템들은 전자기파로부터 보호될 필요성이 있다. 다중벽 탄소나노튜브(MWNT)가 첨가된 유리직물 복합재료와 전도성이 우수한 탄소복합재료를 차폐 물질로 제작하고 전기적 특성을 측정하였다. 관심 주파수 영역은 $300MHz{\sim}1GHz$의 영역이다. 전도성 필러가 첨가된 유리직물 복합재료와 이것으로 이루어진 차폐 기구물의 차폐 특성은 3-D 전자기장 해석 툴을 사용하여 예측해 보았다. 탄소복합재료 기구물의 차폐 특성은 전자파 무반향실에서 측정되었다. 설계에 따라 -20 dB 이상의 전자파 차폐 효율을 보이는 기구물을 제작할 수 있음을 확인하였다.
This study was carried out to analyze the effect of machinery house location on the stability of high efficiency gantry crane which can improve the productivity of the container transportation wok by reducing cycle time. The wind load was evaluated according to 'Load Criteria of Building Structures' enacted by the ministry of construction & transportation. The uplift forces of high efficiency gantry crane under this wind load were calculated by analyzing reaction forces at each supporting point. And variation of reaction forces at each supporting point was analyzed according to machinery house location.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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