• Title/Summary/Keyword: Energy structure optimization

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물체의 효율적인 이송을 위한 양팔 로봇의 최적 자세 (Optimization of Dual-arm Configurations for Efficient Handling of Objects)

  • 박치성;하현욱;손준배;이장명
    • 로봇학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.130-140
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    • 2011
  • This paper proposes an optimal posture for the task-oriented movement of dual arm manipulator. A stability criterion function which consists of three kinds of feature-representative parameters has been utilized to define the optimal posture. The first parameter is the force which is applied to the object. The torque of each joint and position of arm are attained from the current sensor and encoder, respectively. From these two data, the applied force to an object is estimated using sum of vectors of the joint torques estimated from the measured current. In order to investigate the robustness of each posture, the variation of the end-effector from the encoder information has been utilized as the second parameter. And for the last parameter for the optimality, the total energy consumption has been used. The total consuming energy of each posture can be computed from the current information and the battery voltage. The proposed robot structure consists of a mobile inverted pendulum and dual manipulators. In order to define the optimal posture for the each object, external disturbances are applied to the mobile inverted pendulum robot and the first and second parameters are investigated to find the optimal posture among the pre-selected most representative postures. Finally, the proposed optimal posture has been verified by the proposed stability criterion function which consists of total force to the object, the fluctuation of the end-effector position, and total energy consumption. The effectiveness of the proposed algorithms has been verified and demonstrated through the practical simulations and real experiments.

오프셋 스트립 휜을 가지는 리큐퍼레이터에 대한 실험적 연구 (Experimental Study of a Recuperator with Offset Strip Fins)

  • 김태훈;도규형;한용식;최병일;김명배
    • 에너지공학
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    • 제24권2호
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    • pp.72-78
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    • 2015
  • 본 연구에서는 가스 터빈의 효율을 증대시키는데 사용되는 리큐퍼레이터의 성능에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 본 연구에서 채택한 리큐퍼레이터는 오프셋 스트립 휜을 가지는 대항류 열교환기이다. 기존에 제시된 상관식 및 이상상태 사이클 해석을 통하여 최적화된 리큐퍼레이터의 형상을 결정하였다. 리큐퍼레이터의 성능을 평가하기 위해 실험연구를 수행하였다. 특히 리큐퍼레이터의 고온부 입구 온도를 변화시키면서 실험을 수행하였다. 또한 실험 결과를 기존에 제시되어 있던 상관식들과 비교를 하였다. 그 결과 압력강하는 실험결과와 상관식이 잘 맞지 않았지만 유용도는 실험결과와 상관식이 잘 일치하는 것을 확인하였다.

P형 우물 영역의 도핑 농도와 면적에 따른 4H-SiC 기반 DMOSFET 소자 구조의 최적화 (Optimization of 4H-SiC DMOSFETs by Adjustment of the Dimensions and Level of the p-base Region)

  • 안정준;방욱;김상철;김남균;정홍배;구상모
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제23권7호
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    • pp.513-516
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    • 2010
  • In this work, a study is presented of the static characteristics of 4H-SiC DMOSFETs obtained by adjustment of the p-base region. The structure of this MOSFET was designed by the use of a device simulator (ATLAS, Silvaco.). The static characteristics of SiC DMOSFETs such as the blocking voltages, threshold voltages, on-resistances, and figures of merit were obtained as a function of variations in p-base doping concentration from $1\;{\times}\;10^{17}\;cm^{-3}$ to $5\;{\times}\;10^{17}\;cm^{-3}$ and doping depth from $0.5\;{\mu}m$ to $1.0\;{\mu}m$. It was found that the doping concentration and the depth of P-base region have a close relation with the blocking and threshold voltages. For that reason, silicon carbide DMOSFET structures with highly intensified blocking voltages with good figures of merit can be achieved by adjustment of the p-base depth and doping concentration.

고출력 슁글드 태양광 모듈의 라미네이션 공정조건 최적화 (Optimizing Lamination Process for High-Power Shingled Photovoltaic Module)

  • 정정호;지홍섭;김정훈;최원용;정채환;이재형
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제35권3호
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    • pp.281-291
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    • 2022
  • Global warming is accelerating due to the use of fossil fuels that have been used continuously for centuries. Now, humankind recognizes its seriousness, and is conducting research on searching for eco-friendly and sustainable energy. In the field of solar energy, which is a kind of eco-friendly and sustainable, many studies are being conducted to enhance the output performance of the module. In this study, the output improvement for the shingled module structure was studied. In order to improve the output performance of the module, the thickness of the encapsulant was increased, and the lamination process conditions have been improved accordingly. After that, the crosslinking rate was analyzed, and the suitability of the lamination process conditions was judged using this. In addition, a peeling test was conducted to analyze the correlation between the adhesion of the encapsulant and the output performance of the module. Finally, the optimization for the encapsulant material and the lamination process conditions for high-power shingled modules was established, and accordingly, the market share of high-power shingled modules in the solar module market can be expected to rise.

냉각유로 형상변화에 따른 유동 및 열저항 최적화 연구 (Optimizing the Configurations of Cooling Channels with Low Flow Resistance and Thermal Resistance)

  • 조기현;안호선;김무환
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권1호
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    • pp.9-15
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    • 2011
  • 본 연구에서는 3 차원 전산 열유동해석을 통하여 형상법칙에 근거하여 개발된 냉각판의 열수력학적인 특성을 분석하였다. 서펜타인 형상을 포함하여 최적화, 최적화되지 않은 1, 2 차 형상 총 5 개 형상을 대상으로 동일한 구속조건을 부여함으로써 유동저항, 열저항 및 분지유로에서의 유동균일도를 상호 비교함으로써 냉각판의 성능평가를 수행하였다. 그 결과, 최적화된 1, 2 차 형상 구조가 최적화되지 않은 경우와 비교하여 훨씬 적은 압력손실을 나타내었으며, 압력손실을 기준으로 최적화된 2 차 형상 구조가 가장 우수한 유동 구조를 나타내었다. 또한, 최적화된 1, 2 차 형상구조의 열저항 및 유동 분배성능도 기존에 사용되는 유로형상과 비교하여 모두 우수한 성능을 보였다.

HS 알고리즘을 이용한 CNN의 Hyperparameter 결정 기법 (Method that determining the Hyperparameter of CNN using HS algorithm)

  • 이우영;고광은;김종우;심귀보
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제27권1호
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    • pp.22-28
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    • 2017
  • Convolutional Neural Network(CNN)는 특징 추출과 분류의 두 단계로 나눌 수 있다. 그 중 특징 추출 단계의 커널의 크기, 채널의 수, stride 등의 hyperparameter는 CNN의 구조를 결정할 뿐만 아니라 특징을 추출하는 데에도 영향을 주기 때문에 CNN의 전체적인 성능에도 영향을 준다. 본 논문에서는 Parameter-Setting-Free Harmony Search(PSF-HS) 알고리즘을 이용하여 CNN의 특징 추출 단계에서의 hyperparameter를 최적화 하는 방법을 제안하였다. CNN의 전체 구조를 설정한 뒤 hyperparameter를 변수로 설정하였고 PSF-HS 알고리즘을 적용하여 hyperparameter를 최적화 하였다. 시뮬레이션은 MATLAB을 이용하여 진행하였고 CNN은 mnist 데이터를 이용하여 학습과 테스트를 했다. 총 500번 동안 변수를 업데이트했고 제안하는 방법을 이용하여 구한 CNN 구조 중 가장 높은 정확도를 가지는 구조는 99.28%의 정확도로 mnist 데이터를 분류하는 것을 확인할 수 있었다.

한강수계 발전용댐 장기 운영계획 수립을 위한 최적화 모형 구축 (Development of Optimization Model for Long-term Operation Planning of the Hydropower Reservoirs in Han River Basin)

  • 이은경;지정원;이재응
    • 한국습지학회지
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    • 제21권spc호
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    • pp.69-79
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    • 2019
  • 우리나라는 60% 이상이 산간지형에 해당하며 수십 년 전부터 이러한 특성을 이용하여 수력발전소를 다수 건설하고 친환경적인 에너지를 생산해왔다. 수력발전은 급변하는 에너지 수급에 대처할 수 있고 낙차를 이용하여 친환경적으로 에너지를 생산한다는 장점이 있으나 댐 설립시 입지 조건에 의해 불가피하게 환경을 훼손해야 하는 경우가 많다. 따라서, 본 연구에서는 기존 발전용댐들의 장기 운영계획을 수립하고자 월별 발전량을 최대화하는 최적 저수지 운영 모형을 개발하였다. 댐 운영 모형은 자원 최적화 분야에서 널리 이용되는 선형계획법을 기반으로 월단위로 1년 운영계획을 수립할 수 있는 형태로 구축하였다. 선형계획법은 목적함수와 제약조건 모두 선형식으로 이루어져야 하지만 발전량 산정식은 비선형식이기 때문에 Taylor Expansion 기법을 활용하여 선형화하였다. 개발된 모형을 검토하기 위해 한강수계에 위치하는 5개 발전용댐을 대상으로2009~2018년의 실적자료와 댐 운영 모형의 결과를 비교, 분석하였다. 결과적으로 발전용댐들의 총 최적 발전량은 총 실적 발전량보다 약 10~37% 정도 향상된 결과를 나타내었다.

CFD simulation of flow and heat transfer characteristics in a 5×5 fuel rod bundles with spacer grids of advanced PWR

  • Wang, Yingjie;Wang, Mingjun;Ju, Haoran;Zhao, Minfu;Zhang, Dalin;Tian, Wenxi;Liu, Tiancai;Qiu, Suizheng;Su, G.H.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제52권7호
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    • pp.1386-1395
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    • 2020
  • High fidelity nuclear reactor fuel assembly simulation using CFD method is an effective way for the structure design and optimization. The validated models and user practice guidelines play critical roles in achieving reliable results in CFD simulations. In this paper, the international benchmark MATiS-H is studied carefully and the best user practice guideline is achieved for the rod bundles simulation. Then a 5 × 5 rod bundles model in the advanced pressurized water reactor (PWR) is established and the detailed three-dimensional thermal-hydraulic characteristics are investigated. The influence of spacer grids and mixing vanes on the flow and hear transfer in rod bundles is revealed. As the coolant flows through the spacer grids and mixing vanes in the rod bundles, the drastic lateral flow would be induced and the pressure drop increases significantly. In addition, the heat transfer is enhanced remarkably due to the strong mixing effects. The calculation results could provide meaningful guidelines for the design of advanced PWR fuel assembly.

제올라이트 4A 분리막을 이용한 물/에탄올, 물/이소프로필알코올 혼합물의 투과증발 특성 연구 : 활동도계수모형 및 Generalized Maxwell Stefan 모형 (Pervaporation Characteristics of Water/Ethanol and Water/Isopropyl Alcohol Mixtures through Zeolite 4A Membranes: Activity Coefficient Model and Maxwell Stefan Model)

  • 오웅진;정재칠;이정현;여정구;이다훈;박영철;김현욱;이동호;조철희;문종호
    • 청정기술
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    • 제24권3호
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    • pp.239-248
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    • 2018
  • 본 연구에서는 (주)파인텍에서 개발한 제올라이트 4A 분리막을 이용하여 물, 에탄올, 이소프로필알코올 단일 성분 및 혼합물의 투과증발 실험을 수행하였다. 본 분리막은 수열합성법을 이용하여 제막하였고, Si/Al 비율이 1인 LTA 구조에 $Na^+$를 이온교환하여 약 $4{\AA}$의 기공크기를 갖고 있으며, 강한 친수성을 나타내고 있다. 물리적 특성을 확인하기 위해 SEM, porosimetry, BET, 압축강도계를 이용하였다. 다양한 온도 및 농도 조건 실험을 통해 제올라이트 4A 분리막이 물/에탄올(분리계수 3,000 이상) 및 물/이소프로필알코올(분리계수 1,500 이상) 혼합물로 부터 물을 선택적으로 분리할 수 있음을 확인하였다. 활동도계수, Generalized Maxwell Stefan 모형 및 Dusty Gas 모형을 이용하여 단일성분 및 혼합물의 투과증발 거동을 모사하였으며, Genetic Algorithm를 이용한 상수추정을 통하여 분리층의 흡착 및 확산상수를 구하였다.

냉간단조용 수용성 윤활제의 평가 및 윤활 처리 공정의 최적화 (Evaluation of water-Soluble Lubricant for Cold Forging and Optimization of Coating Process)

  • 임우진;이인수;제진수;고대철;김병민
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.149-154
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    • 2007
  • The zinc prosphate film treatments used to lubricating treatment of mostly cold forging processes. But there are several problems happened to lubricating treatment process such as happening harmful environment on person, complex lubrication processing occurring in energy and time consumption, eco-destructive and chemical by-product generation, the needs of waste disposal etc. As a result, a water-soluble lubricant was developed to replace the perfect or some of the zinc prosphate film in the world. In order to solve these problems, this study evaluated the performance of the typical water-soluble. In this study, for these requirement inquiry of two part. First, about possibility of replace zinc phosphate lubricant, quantitatively evaluation developed of water-soluble lubricant for cold forging vs zinc phosphate lubricant. Second, About optimization of coating Process use to equipment with practicable automatic coating Process. The performance evaluation of these lubricants was conducted using the double cup extrusion test and spike forging test. With the use of the commercial FE code DEFORM, friction factor calibration curves, i.e. cup height ratio vs. punch stroke and spike height vs. punch stroke, were established for different friction factor values. By matching the cup height ratio and the punch stroke and spike height vs. punch stroke from experiment to that obtained from FE simulations, the friction factor of the lubricants was determined. Survey of comparative analysis use to SEM that sprayed lubricant surface structure of grain shape and characteristic of lubricant performance based on grain shape and deformed lubricant surface expansion. As a result, developed lubricant were found to perform comparable to or better than zinc phosphate. And thought this result, innovatively cope with generated problem of existing lubrication process.

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