• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.135-139
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• 2017

VLCC 추진축계의 선미관 후부 베어링에서 주로 발생하는 발열 사고는 프로펠러 하중이 추진축을 처지게 하여 후방부에 과도한 국부압착압력이 작용하는 것이 주된 원인이다. 최근 VLCC는 엔진 출력이 크고 축 직경이 증가하는 반면 선미관전부 베어링과 후부 베어링 사이의 간격이 상대적으로 짧아져 축계 시스템의 유연성이 저하되는 경향이 있으며, 이로 인해 발열 사고 가능성에 대한 우려가 커지고 있다. 본 연구에서는 선체의 변형에 대한 축계의 유연성을 확보하기 위한 방안으로 선미관 전부 베어링을 삭제하고 선미관 후부 베어링만을 설치한 새로운 축계 시스템의 적용 가능성을 검토하였다. 국부압착압력의 계산에 있어서는 접촉 너비를 따라 반 타원 형상의 압력 분포를 가정한 Hertzian 접촉 조건을 도입하였으며, 엔진 가동 상태의 프로펠러 하중, 열 효과 및 선체 변형을 고려하였다. 제안된 축계 시스템에 대한 해석을 통해 선미관 후부 베어링의 축 접촉면 재료인 화이트 메탈에 부분 경사를 추가 시공함으로써 설계 요구 조건이 만족됨을 확인하였다. 제안된 축계 시스템의 적용을 통해 발열 사고 예방을 위한 축계 유연성 확보 뿐 만 아니라 시스템의 단순화를 통한 설치비용의 감소 등 부가적인 효과도 기대할 수 있다.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.473-483
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• 2015

본 논문에서는 1축 자세제어실험 장비를 제작하여 쿼드로터 형 무인항공기에 적용할 단일입력-단일출력 Cascade 제어기 실험을 수행하였다. 해당 장비는 두 개의 모터와 프로펠러에 의해 자세변화가 가능한 시소 형태로 구현하였고, 무게 추를 변경하여 회전축을 중심으로 상하 무게중심 이동이 가능하도록 제작하였다. 개발한 장비를 통해 Cascade 구조를 가지는 PID(각도)-PID(각속도) 제어기를 구성하여 실험을 수행하였으며, PID 이득의 조정을 용이하게 하는 SIMC 제어기 이득 조정 기법을 Cascade 제어에 접목하였다. 이를 위해 Matlab-Simulink 환경 하에 2차 시간 지연 모델을 구축하여 시스템 변수 추정을 수행하였다. 기존의 SIMC 조정 기법 적용 과정을 수행하여 그 특성을 파악하고, 적용 과정의 안정성 문제를 고려하여 수정된 방안을 제시하였으며, 이를 1축 자세제어실험 장비에 적용하여 기존의 과정과 수정된 과정을 비교 실험하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.151-159
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• 2003

The front 2 pieces of the 3-piece steel propeller shaft installed on a 8.5-ton truck were redesigned with a 1 -piece composite propeller shaft with steel yokes and spline parts to get the reduction of weight and the improvement of NVH characteristics. Based on the analysis of bending vibration, strength and cure-induced residual stresses of the composite propeller shaft, proper composite materials and stacking sequences were selected. The composite propeller shaft requires a reliable joining method between the shaft and steel end parts through a steel connector. From 3-D contact stress analyses of the laminated composite shaft with bolted Joints, the 3-row mechanical joint which satisfies the torque transmission capability has been designed. Several full-scale composite shafts were fabricated and tested to verify the design analyses. The design requirements are shown to be satisfied. With the newly designed composite shaft, the weight reduction more than 50% and improvements in NVH characteristics have been achieved.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권8호
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• pp.592-599
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• 2014

A torsional vibration at driveline happens seriously at rapid vehicle acceleration. The torsional vibration at driveline can be reduced by optimization of joint angle and yoke phase angle of driveline. But, the joint angle of driveline is changed according to vehicle driving condition as acceleration, deceleration, forward and backward driving, so that excessive vibration is transmitted to vehicle body at specific driving condition. Especially under rapid acceleration condition, vibration transmitted to body could be maximized because excitation force at rapid acceleration is bigger than that at normal driving condition due to changed joint angle. The torsional vibration of driveline can be kept at low level by controlling suspension parameter to minimize rigid axle displacement as well as optimizing joint angles considering the vehicle acceleration condition.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권9호
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• pp.53-61
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• 2000

The manufacture of a marine propeller typically requires long lead time to generate 5-axis tool path. Hence it may take several weeks to manufacture a satisfactory propeller with a general purpose CAD/CAM system. In this research a dedicated 5-axis CAD/CAM system for machining marine propellers has been developed, The system employs various methods to enhance the productivity : interference-free tool path generation employing check vectors and optimum cutter size determinants. In addition an iterative NURBS modeling technique is used to improve the accuracy of the modeled surface and effective cutting conditions are determined and recommended empirically to increase the productivity. The proposed CAD/CAM system has been implemented with C++ and OpenGL graphic library on the Windows system. The system validation and sample results are also given and discussed.

• 한국CDE학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.254-261
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• 2002

Small marine propeller is generally machined by 5-axis machining. This paper suggests a method to create geometric model from point array data and 4-axis machining NC data for propeller. With conventional method, the setting posture should be changed, because propeller has front and back surface of wing. The change of setting posture has a bad influence on precision of propeller. So this paper pro-poses a method to machine propeller by single setup for 4-axis machining. The cutter moves to parallel direction of the XY plane. To determine the cutter orientation efficiently, the' tilting guiding line' is proposed. A proposed algorithm is written in C language and successfully applied to the 5-axis milling machine of industrial field.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2016년)
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• pp.15-18
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• 2016

본 연구는 조류발전 터빈의 블레이드 형상 최적화 해석 시스템 개발에 대한 사전연구의 일환으로 EDISON CFD의 프로펠러 단독성능 S/W와 SNUFOAM ShipMesh Advanced 자동격자생성기를 이용하여 조류발전 터빈 주위 유동장에 대한 수치해석을 수행하였다. TSR 조건 변화에 따라 수치해석을 수행하고 이에 대한 power, total coefficient를 동일한 조건에서 수행된 실험결과와 비교 검증하여 해석자의 신뢰도를 확인하였다. 또한, 블레이드 전체를 모델링한 full body 해석과 하나의 블레이드만을 모델링한 single body 해석 결과를 비교하여 경제적이면서 정도 높은 터빈 성능해석 프로세스를 제안하였다. 조류발전 터빈의 TSR 조건 변화에 따라 낮은 TSR 조건에서는 국부적 와동발생에 의해 $C_P$가 감소하는 것을 확인하였고 설계 TSR에서 가장 좋은 효율을 보임을 확인하였다. 이를 통해 suction side의 압력 분포, 팁 와동의 강도 등 성능개선을 위한 주요한 설계변수를 식별하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.143-144
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• 2015

전기추진선박은 디젤엔진과 프로펠러의 회전축이 기계적으로 연결된 기존의 선박과 달리 엔진의 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전동기 회전을 통해 추진력을 얻는 선박으로서 시추선, 군함, OSV(Offshore Support Vessel)등 높은 조종성능이 요구되는 선종에 주로 적용되고 있다. 이러한 선종은 추진력을 얻는데 가장 큰 전력을 사용하므로 날씨에 따른 전력부하량의 변동이 크다. 본 논문에서는 슈퍼커패시터로 구성된 전력버퍼모듈을 이용하여 전기추진선박의 효율적인 전력 운용 전략을 제안한다. 추진전동기의 VFD(Variable Frequency Drive)의 직류단을 전력버퍼모듈로 통합하여 각 전동기의 보조전력으로 활용함으로써 부하변동에 빠르게 대응할 수 있으며, 주 전원의 느린 응답성을 보상하여 조종성능을 향상시킬 수 있다. 제안된 전력버퍼모듈은 시뮬레이션을 통해 그 유용성을 검증하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.67-73
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• 2021

본 논문에서는 드론의 추락을 예방하기 위해 드론의 프로펠러와 연결된 모터로부터 진동 데이터를 수집하고 순환 신경망(recurrent neural network, RNN)과 long short term memory (LSTM)을 사용하여 드론의 비정상 진동을 예측하는 연구를 진행하였다. 드론의 비정상 진동 데이터를 수집하기 위해 드론의 프로펠러와 연결된 모터에 진동 센서를 부착하여 정상, 바(bar) 손상, 로터(rotor) 손상, 축 휨에 대한 진동 데이터를 수집하고 LSTM과 RNN을 통해 비정상 진동을 예측한 결과의 평균 제곱근 오차 (root mean square error, RMSE) 값을 비교분석 하였다. 시뮬레이션 비교 결과, RNN과 LSTM을 통해 예측한 결과 모두 비정상 진동 패턴을 매우 정확하게 예측하는 것을 확인하였으며 LSTM을 통해 예측한 진동이 RNN을 통해 예측한 진동보다 RMSE값이 평균 15.4% 낮은 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.480-485
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• 2017

저널 베어링인 선미관 후부 베어링의 후방부에 발생하는 발열 사고는 프로펠러 하중이 추진축을 처지게 하여 후방부에 과도한 국부압착압력이 작용하는 것이 주된 원인이다. 선미관 베어링의 라이닝 재료로 사용되는 화이트 메탈보다 영률이 훨씬 작은 재료를 사용한다면 축과의 접촉 면적을 크게 함으로써 발열 사고의 원인이 되는 국부압착압력의 저감이 가능할 것이다. 본 연구의 목적은 영률이 작은 재료로 만들어진 베어링 제품의 적용에 앞서, 축계 해석을 통해 새로운 제품 적용시의 압착압력 분포특성을 파악하고 허용 압력을 결정하는데 있다. 국부압착압력의 계산에 있어서는 접촉 너비를 따라 반 타원형상의 압력 분포를 가정한 Hertzian 접촉 조건을 도입하였으며, 엔진 가동 상태의 프로펠러 하중, 열 효과 및 선체 변형을 고려하였다. 해석 결과를 통해 영률이 작은 제품은 기존 제품을 적용한 실적선에 비해 국부압착압력의 상당한 저감이 가능함을 확인하였고, 또한 하중 조건이 바뀌더라도 압력 분포의 변화가 작아 강건 설계가 가능한 장점이 있음을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 제시되는 제품의 성능 사양을 제조사가 보장한다면 영률이 작은 제품의 적용이 가능하리라 판단된다.