• 기술혁신연구
• /
• 제20권2호
• /
• pp.161-187
• /
• 2012

상대적으로 비싼 에너지비용이 소요되는 신재생에너지를 사업화하기 위해서는 혁신적인 기술진보가 필수적이다. 신재생에너지 기술은 타 기술에 비해 충분한 실증-보급의 검증과정을 거치는 Long term High Risk의 특성이 있다. 본 연구는 전략적 니치 관리(SNM, Strategic Niche Management) 개념을 적용하여 정부의 신재생에너지 R&D를 단기 성과지향에서 중장기적 성장으로, 에너지시스템의 효율화 중심에서 사회시스템과의 상호교류 중심으로 전환하는 정책실행적 모델을 제안하고자 한다. 이를 위해 다층적 관점(MLP, Multi-Level Perspective)을 분석틀로 하여 태양광 기술개발과제가 니치단계에서 사업화 단계로 성장하는 과정을 고찰하였다. 분석결과 박막실리콘과 CIGS의 급속한 발전의 배경에는 개발주체가 과거 메모리 반도체의 NAND와 NOR 간 경쟁에서 사전적 학습효과가 있었다. 이를 통해 니치기술 중 경쟁기술이 존재할수록 학습효과는 더욱 배가됨을 확인할 수 있었다. 또한 산업계를 중심으로 학계와 출연연구소가 공동연구를 추진할 때 사업화로 진행되는 가능성이 높았다. 따라서 정부 연구개발의 사업화를 촉진하기 위해서는 과제기획 단계에서 지원대상 발굴시 기존 시장을 확보하고 있는 산업군에서 얻을 수 있는 경험(실패 또는 성공), Network 형성 단계 등의 지식흐름을 검토할 필요가 있음을 제안한다. 본 연구가 구성한 전략적 니치 관리(Strategic Niche Management)의 개념틀은 메타적 차원이며 향후, 실증을 위한 검증과 추가적 정합성 분석으로 구체화 할 것이다.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제36권2호
• /
• pp.105-115
• /
• 2020

This paper presents a numerical study on the rotordynamic analysis of a dual-spool turbofan engine in the context of blade defect events. The blades of an axial-type aeroengine are typically well aligned during the compressor and turbine stages. However, they are sometimes exposed to damage, partially or entirely, for several operational reasons, such as cracks due to foreign objects, burns from the combustion gas, and corrosion due to oxygen in the air. Herein, we designed a dual-spool rotor using the commercial 3D modeling software CATIA to simulate blade defects in the turbofan engine. We utilized the rotordynamic parameters to create two finite element Euler-Bernoulli beam models connected by means of an inter-rotor bearing. We then applied the unbalanced forces induced by the mass eccentricities of the blades to the following selected scenarios: 1) fully balanced, 2) crack in the low-pressure compressor (LPC) and high pressure compressor (HPC), 3) burn on the high-pressure turbine (HPT) and low pressure compressor, 4) corrosion of the LPC, and 5) corrosion of the HPC. Additionally, we obtained the transient and steady-state responses of the overall rotor nodes using the Runge-Kutta numerical integration method, and employed model reduction techniques such as component mode synthesis to enhance the computational efficiency of the process. The simulation results indicate that the high-vibration status of the rotor commences beyond 10,000 rpm, which is identified as the first critical speed of the lower speed rotor. Moreover, we monitored the unbalanced stages near the inter-rotor bearing, which prominently influences the overall rotordynamic status, and the corrosion of the HPC to prevent further instability. The high-speed range operation (>13,000 rpm) coupled with HPC/HPT blade defects possibly presents a rotor-case contact problem that can lead to catastrophic failure.

• 응용통계연구
• /
• 제10권1호
• /
• pp.69-84
• /
• 1997

선형 캘리브레이션 실험계획 문제에 대하여, 베이지안 의사결정론을 이용하여 평균제곱오차손실을 최소화한 Kim(1988, 1993)의 실험계획과 관련 문헌의 결과인 몇 가지 최적계획을 비교한다. 비교대상 실험계획으로서 고전적 추정량의 점근분산을 최소화하는 Buonaccorsi(1986)의 최적계획, 회귀분석 모형에서 $ M(x) = \sum x_i x_i '$의 함수를 최대화 또는 최소화하는 D-optimal 또는 A-optimal 계획, Hunter and Lamboy(1981)가 베이지안 추정량의 특성을 설명하기 위하여 그 논문에서 예로 들었던 실험계획을 고려한다. 서로 다른 기준에 의한 최적계획을 비교하기 위해서 우선 기대사후분산을 계산하여 비교하고 몇가지 사전분포에 대하여 몬테칼로 시뮬레이션을 통한 평균분산과 HPD 구간의 크기를 비교한다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.25-37
• /
• 2019

본 연구에서는 고함수비 상태의 흙의 토목섬유 보강에 의한 다짐효과를 확인하고자 실내다짐실험, 현장다짐실험, 수치해석을 실시하였다. 토목섬유의 구속효과를 검증하기 위해 D다짐실험의 몰드(래머/몰드의 면적비=0.33) 보다 큰 몰드(래머/몰드의 면적비=0.19)를 이용하여 다짐을 실시한 결과, D다짐실험에서는 고함수비 구간의 건조밀도가 0.5~0.6% 증가하였지만, 큰 몰드를 이용한 다짐실험에서는 2.4~3.7%가 증가하는 것으로 분석되어 하중 작용면에 비해 측면지반의 면적이 충분히 넓을 경우, 함수비가 높은 구간에서도 토목섬유 보강에 의한 구속효과가 발생하였다. 현장다짐실험에서 '전압면으로부터의 심도(z/B)'에 따른 고함수비 구간 흙의 다짐효과를 분석한 결과, 무보강 시에는 과도전압으로 인해 다짐상태가 나빠져 다짐이 잘 되지 않았지만, 토목섬유를 보강할 경우 구속효과의 발생으로 다짐층에 다짐에너지가 효과적으로 전달되고 건조밀도가 증가함을 확인하였다. 또한, 토목섬유와 토사층의 거동에 대한 개념적 모델을 통하여 토목섬유의 보강으로 인한 지반내 매커니즘을 설명하였고, 이를 유한요소해석을 통해 검증하였다.

• 에너지공학
• /
• 제8권2호
• /
• pp.224-232
• /
• 1999

캡슐형 잠열재를 이용한 열저장 시스템은 바닥 난방 및 건물 난방에서 매우 효과적인 시스템이다. 이러한 시스템 개발에 필수적인 요소가 열유동 매체가 순환하는 파이프 주변의 캡슐내 온도 분포와 열유동 매체의 유량 등이다. 그러므로 본 연구에서는 3차원 비정상 상태에서 Navier-Stokes 방정식, 난류모델을 비롯한 스칼라 보존 방정식을 적용하여 캡슐 블록의 온도 분포 및 파이프 내의 유동장 해석을 수행하였다. 또한 본 연구와 같이 계산 영역이 특별한 기하학적 현상을 형상(circle+square)인 문제 해결하는데 적용할 수 있는 새로운 격자 생성 기술(MBFGE/CCM)을 개발하였다. 격자계는 파이프에서 원형 격자를 이용하였고, 캡슐 블록에서 사각 격자를 이용하여 다중격자와 미세격자를 결합하여 사용하였다. 본 연구의 목적은 컴퓨터를 이용한 수치해석적 방법을 미세 캡슐을 이용한 축열보드에 적용하여 2종류의 열경계 상태에 대하여 속도와 온도분포를 계산하여 비교분석을 하는 것이다. 온도는 축열 보드의 한 쪽면은 대류면이고 다른 한쪽면은 단열면인 경우(Case 2)보다 양면 모두 단열인 경우(Case 1)일 때 더 높게 상승하였다. 온수 파이프 중심선인 Y=0 에 가까운 영역에서 Case 1과 Case 2사이에 축열 보드 내에서 온도 차이는 확연하게 나타났다. 향후 수치해석의 정확도를 높이고 축열 보드의 열전달 현상을 보다 정확히 계산하기 위해서는 위치 및 시간에 따른 정밀한 온도 측정값이 필요하고 특히 잠열재인 미세 캡슐이 상변화를 하므로 온도 변화에 따른 물질의 비열(C$_{p}$)과 열전달율(λ)을 고려한 방정식이 요구된다.

• Composites Research
• /
• 제24권2호
• /
• pp.38-45
• /
• 2011

본 논문에서는 유리섬유 강화 복합재 적층판으로 이루어진 단일층 Dallenbach layer의 전파흡수체의 최적화 기법을 제시하고 그 성능을 분석하였다. 복합재 적층판의 전기적 특성을 제어하기 위해서 탄소나노튜브(CNT)를 혼합한 프리프레그를 사용하였다. 최적화 설계 기법은 유전자 알고리즘을 사용하였으며, 이를 이용하여 다양한 주파수에서 흡수체를 설계하고, 복합재의 두께 및 CNT 함유율을 최적화하였다. CNT 함유율의 최적화를 위해서는 복합재의 복소 유전율의 수치적 모델이 사용되었다. 전파흡수체의 최적설계에서 주파수에 따라서 CNT 함유율은 비례하여 증가하고, 흡수체의 두께는 반비례하여 감소한다. 흡수체의 -10 dB 흡수대역폭은 흡수체가 설계된 중심주파수에 비례하여 증가한다. 설계된 흡수체의 검증을 위해서 10 GHz에서 중심주파수를 갖는 흡수제를 제조하고 그 성능을 평가하였다. 복합재 적층판의 복소 유전율과 전파흡수체의 반사손실은 벡터회로망분석기와 7 mm 동축관을 이용하여 측정하였다. 복합재의 두께와 복소 유전율에 있어서의 측정된 값과 예측치의 차이에 의해서 중심주파수의 이동, 중심주파수에서의 반사손실의 감쇄, 흡수대역폭의 감소가 발생하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제40권4호
• /
• pp.415-422
• /
• 2016

충격 가속도가 기계 시스템에 가해지면 시스템의 기능 저하 및 파손이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 방지하기 위하여 감시 정찰 비행기에 장착되는 짐발 구조 시스템은 설계 사양으로 MIL-STD-810G 충격 규격을 반드시 만족해야 한다. 일반적으로 비행기에서 전달되는 충격을 완화하기 위하여 시스템의 기초부에 방진고무가 설치된다. 고무는 비선형 하중-변형 관계를 가지므로 정확한 시스템의 충격 응답 계산이 어렵다. 이를 해결하기 위하여 비선형 특성을 2개의 선형으로 근사화하여 기초부에 충격 가속도를 받는 시스템의 동적 해를 유한요소법으로 구하였다. 그리고 동일한 조건에서 행한 실험과 비교 결과 제안된 해석 방법이 강성과 감쇠에서 비선형성을 갖는 방진고무가 포함된 짐발 구조 시스템의 동적 해석에도 유용함을 입증하였다.

• Interaction and multiscale mechanics
• /
• 제2권1호
• /
• pp.45-68
• /
• 2009

An aim of the study is to develop an efficient numerical simulation technique that can handle the two-scale analysis of fluid permeation filters fabricated by the partial sintering technique of small spherical ceramics. A solid-fluid mixture homogenization method is introduced to predict the mechanical characters such as rigidity and permeability of the porous ceramic filters from the micro-scale geometry and configuration of partially-sintered particles. An extended finite element (X-FE) discretization technique based on the enriched interpolations of respective characteristic functions at fluid-solid interfaces is proposed for the non-interface-fitted mesh solution of the micro-scale analysis that needs non-slip condition at the interface between solid and fluid phases of the unit cell. The homogenization and localization performances of the proposed method are shown in a typical two-dimensional benchmark problem whose model has a hole in center. Three-dimensional applications to the body-centered cubic (BCC) and face-centered cubic (FCC) unit cell models are also shown in the paper. The 3D application is prepared toward the computer-aided optimal design of ceramic filters. The accuracy and stability of the X-FEM based method are comparable to those of the standard interface-fitted FEM, and are superior to those of the voxel type FEM that is often used in such complex micro geometry cases.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제3권2호
• /
• pp.9-18
• /
• 1999

현행 내진설계 기준과는 달리 내진설계기준연구(II) 에서는 6층 미만의 건물도 내진설계를 적용하도록 제안하고 있다 이 제안서가 향후 내진설계 기준의 근간이 된다면 저층 건물에 대하여서도 내진설계가 수행되어야 할 것으로 예상된다 지진의 세기로 구분할 때 국내의 약지진동 지역으로 구분되며 이와 같은 지역에서의 저층 건물의 초과강도 계수 $\Omega$는 매우 크다고 기조의 연구자들이 보고하고 있다 따라서 본 연구에서는 국내 4층 RC 모멘트 연성 골조의 경우에$\Omega$를 고찰하고자 스팬과 경간(bay)를 변화시키면서 모델을 설계하고 이를 2차원 push-over 해석하였다 수치해석 결과 경간의 수 또는 스팬 길이가 증가함에 따라$\Omega$의 값이 증가하는 추세를 보였다 이는 내진설계시 우발 비틀림 모멘트를 고려함으로 스팬 길이 또는 경간 수의 증가에 비하여 외부기중의 설계강도증가율이 크기 때문이다 또한 외부 기둥의 강도증가는 강기동-약보 모델에 근접한 붕괴기구를 형성하므로 $\Omega$의 증가에 영향을 미치는 것으로 고찰되었다

• Steel and Composite Structures
• /
• 제10권2호
• /
• pp.129-149
• /
• 2010

The objective of this study is to formulate a general 3D material-structural analysis framework for the thermomechanical behavior of steel-concrete structures in a fire environment. The proposed analysis framework consists of three sequential modeling parts: fire dynamics simulation, heat transfer analysis, and a thermomechanical stress analysis of the structure. The first modeling part consists of applying the NIST (National Institute of Standards and Technology) Fire Dynamics Simulator (FDS) where coupled CFD (Computational Fluid Dynamics) with thermodynamics are combined to realistically model the fire progression within the steel-concrete structure. The goal is to generate the spatial-temporal (ST) solution variables (temperature, heat flux) on the surfaces of the structure. The FDS-ST solutions are generated in a discrete form. Continuous FDS-ST approximations are then developed to represent the temperature or heat-flux at any given time or point within the structure. An extensive numerical study is carried out to examine the best ST approximation functions that strike a balance between accuracy and simplicity. The second modeling part consists of a finite-element (FE) transient heat analysis of the structure using the continuous FDS-ST surface variables as prescribed thermal boundary conditions. The third modeling part is a thermomechanical FE structural analysis using both nonlinear material and geometry. The temperature history from the second modeling part is used at all nodal points. The ABAQUS (2003) FE code is used with external user subroutines for the second and third simulation parts in order to describe the specific heat temperature nonlinear dependency that drastically affects the transient thermal solution especially for concrete materials. User subroutines are also developed to apply the continuous FDS-ST surface nodal boundary conditions in the transient heat FE analysis. The proposed modeling framework is applied to predict the temperature and deflection of the well-documented third Cardington fire test.