• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2010.05a
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• pp.578-579
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• 2010

최근 내연 기관에서 엔진상태 및 잠재적인 결함의 발견을 위해 연료분사, 실린더 내 연소과정, 실린더 내부와 피스톤 마모상태, 흡 배기 밸브 및 과급기 (turbocharger) 등의 상태 모니터링을 통해서 결함에 대한 진단 및 경향관리에 대한 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 기 개발된 선박용 대형디젤엔진에 대한 상시 모니터링 시스템을 이용하여 엔진상태 및 잠재적인 결함을 진단하고자 하였으며, 일차적으로 가속도 신호를 이용하여 실린더 내 연소과정에서 정상적인 상태와 착화실패에 따른 진동 양상을 비교 분석하였다. 신호 분석 기법으로 시간-주파수 분산 기법들은 충격파 신호인 엔진 폭발신호를 분석하는데 적합하였으며, 그 기법들 중 Short Time Fourier Transform 기법과 Wavelet Transform 기법을 이용하였다.

• Journal of the KSME
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• v.30 no.6
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• pp.542-547
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• 1990

가스터빈은 브레이턴사이클을 이용한 것으로서 피스톤 왕복엔진과 함께 동력기관으로써 지금까지 사용되고 있으며 특히 경량, 고출력의 장점으로 인해 항공기 엔진의 추진기로서 많이 사용되고 있다. 1905년 프랑스에서 압축비 4.8회전수 4250rpm으로 40HP의 출력을 내는 현재와 같은 형 태의 가스 터빈을 개발한 이후 많은 발달과 함께 2차 대전 후에는 항공용 뿐만 아니라 발전용, 동력용 등 산업용 엔진에도 응용되었다. 세계적으로는 유럽이 가스 터빈에 관한 연구를 미국보 다 앞서 활발히 진행하였으며 1957년 General Electric사의 F-4팬텀에 사용된 J-79터보 제트 엔진을 개발함으로써 가스터빈 엔진분야에 미국이 주도권을 잡게 되었고 많은 전문회사가 가스 터빈 엔진설계 제작에 참여하고 있다. 이와 같이 가스 터빈에 대한 개발연구가 계속 이루어진 것은 가스 터빈이 다른 동력기관 보다 단위 중량당 많은 출력을 낼 수 있고, 각 요소들이 회전 운동을 함으로써 고속운전을 할 수 있고, 부하 변동에 빨리 적응하며, 마찰부분이 적어 윤활유 소비가 적은 장점들이 있기 때문이다. 본 글에서는 이와 같은 가스 터빈 연구개발의 국내외 현황 및 그 전망에 대해서 기술하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.4 no.2
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• pp.60-68
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• 1996

디젤 엔진의 분사연료를 연소실 내부에 마련된 작은 돌출부에 충돌시켜 액적을 작게 부수고 연료가 연소실 내부에 고루 분포할 수 있도록 하여 여러 가 지 엔진성능향상을 도모한 새로운 디젤 연소실 시스템이 최근 제시되고 있다. 이들 시스템은 피스톤 내부 혹은 엔진헤드 부위에 분사연료 충돌부를 두고 있는데, 여기에서는 이 새로운 시스템 개발에 있어 고려되어야 할 몇 가지 중요 요인들에 중점을 두어 분석하였다. 결과로서 분사압력, 사노즐크기, 주위공기 온도와 압력의 변화가 분무 평균입경과 분무연료의 분포에 미치는 영향을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.10a
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• pp.65-70
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• 1996

엔진소음을 소음특성에 따라 분류하면 공력소음(Aerodynamic Noise), 연소소음(Combustion Noise), 기계적인 소음(Mechanical Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise), 흡기계소음(Intake System Noise), 냉각계소음(Cooling System Noise), 엔진표면소음(Engine System Noise)등으로 분류할 수 있다. 이러한 여러소음중 엔진 내부의 유동에 의한 흡배기계통으로의 소음방출은 자동차 실 내외 소음의 중요한 문제로 대두되는데, 이를 줄이기 위해 그 동안 소음기 등의 서브시스템의 형태와 그 위치조정에 관한 연구가 수행되어 왔다. 그러나 이것이 비용 또는 성능에 영향을 미치므로 본질적인 소음원을 규명해 내는 것이 필요하게 되었다. 흡배기계의 소음은 엔진의 흡입, 배기행 정시 피스톤의 운동에 의해 팽창 및 압축파 형태의 압력파(pressure wave)로 발생하게 되고, 밸브근방에서는 유동의 박리(separation)에 의해 발생하게 된다. 소음기 등의 서브시스템에서도 유동의 박리에 의해 발생하게 되며 특히 배기행정시 발생하는 압력파는 비선형영역에 있게된다. 흡기소음은 배기에 비해 그 크기가 작아서 그동안 등한시 되어왔으나 이것이 소비자의 불평요인으로 작용하므로써 이에 대한 연구도 활발히 수행되어야 한다. Bender, Bramer[1]는 흡배기계 소음의 외부 방사에 관하여 전반적으로 기술하였고 Sierens등[2]은 흡기계에서 1차원 MOC(Method of Characteristics)방법으로 비정상 유동해석을 하고 실험결과와 비교하였다. J.S.Lamancusa 등[3]은 흡기 소음원을 실험을 통해 예측하였고, 흡기소음도 비선형 거동을 보인다고 밝혔다. Yositaka Nishio 등[4]은 새로운 흡기실험장치를 고안하여 공명기(resonator)의 위치 변화에 의한 저소음 흡기계를 설계 초기단계에서부터 적용하려 하였다. 일반적으로 흡배기계의 복잡한 형상 때문에 대부분 실험을 통해 문제를 해결하려 하였고, 수치해석은 피스톤의 운동을 배제한 단순화한 흡배기계의 정상상태 유동해석이 주를 이루어왔다. Taghaui and Dupont 등[5]은 KIVA코드를 사용하여 흡기포트와 연소실 그리고 밸브의 움직임을 동시에 고려한 수치해석을 도입하였다. 하지만 이들이 밸브의 운동을 고려하기 위해 사용한 이동격자는 격자점은 시간에 따라 변화하지만 그 격자의 수가 일정하게 유지되어 있어서 밸브의 완전개폐를 해석할 수가 없다. 강희정[6]은 단일 실린더와 단일 배기밸브를 갖는 문제로 단순화하여 피스톤과 밸브의 움직임을 고려하므로써 배기행정 후 소음이 어떻게 전파해 나가는가를 연구하였다. 본 연구에서도 최소밸브간격과 최대밸브간격 사이에서만 계산이 가능하나 흡기의 경우는 밸브가 닫힐 때 생기는 압력파가 중요하므로 실린더와 밸브사이에 벽면조건을 주어 밸브의 개폐를 모사하였다.

• Aerospace Industry
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• v.41
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• pp.38-41
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• 1996

항공기는 이제 피스톤 엔진의 프로펠러 추진 시대를 지나 제트시대로 이미 진행되고 있다. 각국의 항공기 수는 비약적으로 증가하고 있고 21세기는 이제 평화의 세기와 더불어 더욱 광범위한 항공기 시대가 열릴 전망이다. 여기서 가장 필요한 것이 바로 제트항공기를 조종하는 조종사 양성용의 훈련기라고 할 수 있다.

• Aerospace Industry
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• v.67
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• pp.24-29
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• 1999

2차 세계대전의 종전을 계기로 세계의 항공산업계와 항공운항업계는 괄목할만한 변신을 거듭하였다. 먼저 피스톤 엔진에 의한 프로펠러 추진식이 2차 대전을 경계로 급속히 제트화로 치달아 군용기는 전후 일찍 제트기가 취역했으나 여객기부문에는 1952년에 영국에서 드 하빌랜드 코메트기의 실용 취항으로 제트 여객기 시대가 개막되었고, 이에 자극받아 미국의 보잉 707이나 더글러스의 DC-8등이 등장하여 세계의 하늘을 급속히 좁혀 놓았다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2012.10a
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• pp.933-934
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• 2012

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.17-18
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• 2014

최근 자동차 성능 및 연비향상을 위해서 엔진의 고출력화 및 소형화 경향이 뚜렷해지고 있으며, 이로 인해 엔진내부의 부품이 받는 환경은 더욱 가혹해 지고 있다. 즉, 자동차 엔진 구동부품은 금속간의 접촉가능성이 매우 높은 경계윤활조건에 놓이게 되며, 또한 배기가스 규제로 인한 첨가제를 최소화 하려는 경향에 따라 경계윤활 환경에서 더욱 심한 마모문제에 직면할 것으로 예상되어 내구성 및 내마모성이 높은 코팅기술에 대한 요구가 더욱 증가하고 있다. 본 연구에서는 Zr기지의 비정질 형성능을 갖는 합금계를 이용하여 아르곤 및 질소분위기에서 스퍼터링 함으로써 고경도의 ZrN상과 엔진오일과 반응하여 저마찰 트라이보 필름을 형성시킬 수 있는 금소계 원소가 Tissue phase로 존재하는 질화물 나노박막합성기술을 개발한 후 자동차 구동부품인 벨브트레인계 및 피스톤링/라이너 부품에 적용하여 마찰특성을 평가하였다.

• Journal of the KSME
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• v.32 no.11
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• pp.910-916
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• 1992

신엔진 개발에서 동력을 증대시키려는 연구와 얻어진 에너지가 엔진을 구동시키기 위한 내부에 너지로 소비되지 않고 가능한 제동마력으로 보내려는 에너지 절약의 측면에서 접근하려는 연구가 있다. 전자의 연구개발은 연료와 공기의 열유동 해석, 혼합비 조절, 점화시기 및 방법, 연료의 선정, 터보차저의 설치, 즉 엔진에 공급되는 고열원부의 열량 $Q_H$ 를 증가 시키든지 또는 대기중으로 방출하는 저열원부의 열량$Q_L$ 을 어떻게 감소시키느냐에 관심을 가지고 있는 연구이다. 그러나 후자의 경우는 이미 생산된 에너지를 가능한 한 소비시키지 않고 모두 제동 마력으로 보내도록 노력하는 연구, 즉 트라이몰로지에 기초를 둔 연구개발 분야이다. 엔진개발 에서 트라이볼로지의 역할은 대단히 중요하나 기술 자체가 대단히 미시적이기 때문에 신기술 개발이 대단히 어려우며, 이 분야의 필요성이 크게 대두된 것도 십수년 전에 불과하므로 기술 축적이 많이 안된 분야 중의 하나이다. 트라이볼로지 기술의 필요성이 현저하게 부각되기는 하 였지만 해결하기가 대단히 어려운 분야이다. 그러나 일단 섬세하고도 미시적인 트라이볼로지 기술의 벽을 극복하면 큰 효과를 발휘하게 된다. 고도의 첨단기술을 개발하고 적용해야 하는 선진기술국에서는 에너지 절약의 측면보다는 새로운 기술개발의 측면에서 트라이볼로지 기술을 적극적으로 지원하고 있다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.26 no.3
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• pp.294-299
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• 2015

Free piston linear engine (FPLE) is a promising concept being explored in the mid-20th century. On the other hand, Arficial neural networks (ANNs) are non-linear computer algorithms and can model the behavior of complicated non-linear processes. Some researchers already studied this method to predict internal combustion engine characteristics. However, no investigation to predict the performance of a FPLE using ANN approach appears to have been published in the literature to date. In this study, the ability of an artificial neural network model, using a back propagation learning algorithm has been used to predict the in-cylinder pressure, frequency, maximum stroke length of a free piston linear engine. It is advised that, well-trained neural network models can provide fast and consistent results, making it an easy-to-use tool in preliminary studies for such thermal engineering problems.