• 한국융합학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.15-21
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• 2019

4차 산업혁명이 주목받고 있다. 특히 스마트 팩토리는 제조 분야에서 그 필요성이 강조되고 있다. 현재 제조 분야에서 CNC(Computerized Numeric Controller: 컴퓨터 수치 제어)에 관한 연구가 활발히 진행 중이다. 국내에서는 CNC 설비에 음향 센서, 진동 센서 등 여러 가지 센서를 부착하여 소음, 진동 등 설비 관련 데이터를 수집하는 방안에 관한 연구가 존재한다. 본 연구는 CNC 머신에서 발생하는 데이터를 중심으로 머신러닝 기법을 활용하여 설비 가동 조건이 공구 마모도에 미치는 영향을 분석한다. CNC 설비에서 발생하는 X축, Y축, Z축의 힘, 이동 속도 등 다양한 데이터를 수집한다. 데이터 탐색 기법을 통해 데이터의 특성 및 분포를 분석하였다. 데이터를 RF(Random Forest), XGB(Extreme Gradient Boost), SVM(Support Vector Machine)을 이용하여 CNC 설비 가동 조건이 공구 마모도에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구의 결과는 CNC 설비 가동에서 최적의 조건을 찾고, 이를 바탕으로 품질 향상 및 기계 손상을 예방하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1A호
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• pp.9-18
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• 2009

본 논문은 외부 긴장된 텐던의 장력추정에 대한 차분진화기법의 적용을 소개한다. 제안된 차분진화 알고리즘의 SI기법은 기존의 구배 기반의 최적화 기법과는 다르게 전역해 탐색이 가능하다. 수치실험은 인식변수에 대한 사전정보 없이도, 제안된 차분진화기법이 외부긴장 텐던의 정확한 장력 추정뿐 아니라 유효공칭직경 추정이 가능하여 1%미만의 추정 오차를 갖는 유용한 기법임을 보여준다. 또한 긴장력 손실 유무의 사용 상태를 고려한 축소실험 모델 실험을 이용하여 제안된 기법의 타당성이 실험적으로 검증되었다. 실험의 결과는 긴장력 손실과 무관하게 정확한 장력 추정과 유효공칭직경의 추정뿐 아니라 실험 모델의 감쇠비까지 추정되어 제안된 기법이 적합하고, 효과적인 방법임을 보여준다. 유효공칭 직경의 2% 추정 오차는 실제 꼬여진 단면을 갖는 텐던의 직경과 충실단면을 갖는 FE 모델의 직경의 차이 때문이다. 마지막으로, 기존이론과의 비교 분석으로 제안된 차분진화 기법의 정확성과 우월성이 검증되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.25-33
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• 2020

본 논문에서는 Coupled Eulerian-Lagrangian(CEL) 기법을 이용하여 인공섬 형식의 방호공을 구성하는 수중사면에 선박이 충돌하는 경우 발생하는 선박의 선수와 지반의 거동에 대한 매개변수 해석을 수행하였다. 고려된 매개변수는 선수의 경우 선수각, 스템각, 충돌위치 그리고 충돌속도이며, 지반의 조건으로 사면의 기울기, 지반과 선박의 마찰계수 그리고 지반의 강도이다. 선수의 거동으로부터 소산된 충돌력과 운동에너지를 각 매개변수에 대해 산정하고, 이를 지반의 변형과 연계하여 에너지 소산기구의 거동을 파악하였다. 충돌력을 변위의 지수함수로 가정하고 매개변수의 영향을 검토하였다. 그 결과 지수함수의 계수는 사면의 경사와 선박과의 마찰계수에만 영향을 받는 결과를 얻었다. 이 관계로부터 소산되는 충돌에너지를 타당하게 산정할 수 있었다. 충돌 시 선수에 의해 밀려난 원지반의 부피와 소산된 충돌에너지는 비례하는 관계로 나타낼 수 있다는 것을 보였고, 이 관계는 선박의 형상보다는 선박과 사면의 마찰계수와 지반의 강도에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제8권2호
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• pp.123-136
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• 1996

본 연구에서는 시 공간적으로 변화하는 밀도구조를 고려한 3차원 연직함수 전개모형을 제안한다. 정수압을 가정하며 열보존식과 상태방정식의 도입으로 밀도변화가 고려된다 수평방향으로의 변화는 유한 차분 격자상에서 계산되며 유속 및 수온의 연직구조는 선형보간함수를 사용하여 계산된다. 구성된 행렬방정식은 유사변환 개념을 도입하여 시간적분된다. 개발된 모델의 테스트를 위해 간단한 이상해역과 황해역에서 대기와 해양간의 열교환에 따른 수온구조 변동을 실험하였다. 이류효과는 열수송방정식에서만 고려하였으며 연직 와동점성계수와 와동확산계수는 시 공간적으로 일정한 값을 사용하였다. 이상해역에서의 수치실험결과 모델영역의 수심의 차이에 따른 열저장의 차이로 인해 수온의 수평적 구배가 발생하였다. 결과적으로 전향력을 고려하지 않을 경우에는 상층에서는 수심이 증가하는 방향으로 흐름이 발생하고 하층에는 반대방향의 흐름이 유도된 반면 전향력을 고려할 경우에는 수온차에 의한 압력구배력과 전향력이 균형을 이루면서 지형류가 뚜렷하게 나타났다. 황해역에서는 복잡한 흐름이 나타났지만 전체적으로는 지형류의 특성이 우세하게 나타났다.

• 디지털융복합연구
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• 제17권11호
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• pp.207-213
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• 2019

대부분의 차량에 적용되어 있는 연료차단(fuel-cut) 관성주행은 변속기어 체결 상태에서 가속페달을 방치할 때 자동으로 작동하게 된다. 이 때 연료분사가 일시적으로 중단되므로 연비 향상 효과가 상당하다. 본 연구에서는 GPS를 이용하여 측정된 차속, 가속도, 도로구배 등의 신호를 바탕으로 하는 연료차단 관성주행 감지법을 제안하였다. 관성 주행시 작용하는 주행저항력에 의해 계산되는 가속도값과 GPS에서 실시간으로 측정되는 가속도값을 비교하는 방식이다. 실도로 주행 데이터를 측정하여 이 감지법을 평가한 결과 약 80% 수준의 정확도를 얻을 수 있었다. 도로구배가 다소 큰 12km 정도의 국도를 16분 동안 주행하면서 측정한 약 9,600개의 속도, 가속도, 도로구배 및 연료소모량 데이터에 감지법을 적용하여 얻은 결과이다. 인젝터 분사파형 분석을 위한 배선작업 등이 불필요하여 간단하게 연료차단여부를 판정할 수 있는 장점이 있다. 다만, 속도, 가속도 및 도로구배의 변화율이 연료소모량의 변화율에 비해 훨씬 크게 나타나기 때문에 감지법의 오차도 다소 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권12호
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• pp.904-912
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• 2019

본 연구는 항공기에 근접하여 폭발하는 고폭형 위협 무기의 파편 발사속도 및 발사각을 수치 해석적으로 추정한 결과이다. 고폭형 위협 무기에 대한 항공기의 취약성을 평가하기 위하여 탄두 구성품의 물리량을 이해하는 것은 매우 중요하다. 일반적으로 고폭형 위협 무기에 대한 구성품의 질량, 길이 및 직경 등 물리적 변수는 알려져 있지 않다. Terrier, Sparrow 등 유사 위협 무기들의 데이터를 이용하여 charge to mass 비율, 길이와 직경 비율 등과 관련된 경험식을 수치 해석적으로 유도하였다. 근접신관에 의하여 외부에 폭발하는 탄두에서 탄두 덮개 구성비는 20% 수준으로 나타났으며, 고폭 화약의 양쪽 끝부분에서 방사되는 파편의 발사속도 구배 현상이 뚜렷이 나타났지만 법선 방향에 대한 발사각은 6° 이내로 나타났다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.83-93
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• 1995

사각형의 MHD 추진 덕트 내부유동을 수치해석과 실험적인 방법으로 연구하였다. 수치해석연구에서는 전기장과 자기장의 영향하에 있는 비압축성 3차원 통전유체에 대하여 유한 차분법으로 계산하였다. 수치계산의 결과 전자기력이 약할때 층류유동의 전형적인 포물선 유동 형태가 전극 부근에서 M자 형상으로 변하였고, 균일분포의 일정 전자기력하에서 MHD 덕트 내부 압력은 입구에서부터 하류로 나아감에 따라 선형적으로 증가하였다. 실험에서는 MHD 추진 덕트 내부 유동을 해석할 수 있는 실험장치를 제작 하였으며, MHD 추진은 전류를 변화 시킴으로써 추력을 쉽게 조정할 수 있음을 알았다. 또한 MHD 덕트내 유동방향의 압력구배는 전자기력에 비례하여 증가하며 수치계산 결과와 잘 일치하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제33권3호
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• pp.119-125
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• 2017

In this study, we perform a numerical analysis to predict the film thickness and lubrication regions for a thrust ball bearing under different operating conditions. Film thinning and replenishment affect the film thickness in starved lubrication. As the inlet meniscus position is brought to the edge of the Hertz contact, the thin film thickness is calculated as starved equation. We use a film replenishment model to determine the recovery film thickness between rolling elements. We use a hydrodynamic model to describe film recovery, that results from the effects of surface tension. In this model, we consider the surface tension gradient in fluid depression as the driving force for fluid recovery. We use Fourier transform method to determine the time-dependent depth of depressed oil. We calculate the change in the central film thickness graphically by using the recovery equation in starved elastohydrodynamic lubrication(EHL) under operating conditions that include numbers of balls, sliding velocity, applied force, and ambient film thickness. We evaluate the degree of starvation by using the distance from the center of the contact area to the meniscus position. Parched lubrication, a phenomenon where the film thickness decreases consistently, occurs at the severe condition. We determine optimal values with respect to the numbers of balls, and sliding velocity. The investigation can contribute to the design operating conditions for proper lubrication.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제34권4호
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• pp.189-196
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• 2013

Dielectrophoresis(DEP) is useful in manipulation and separation of micro-sized particles including biological samples such as bacteria, blood cells, and cancer cells in a micro-fluidic device. Especially, those separation and manipulation techniques using DEP in combination of micro fabrication technique have been researched more and more. Recently, it is revealed that a window structure of insulating layer in microfluidic DEP chip is key role in trap of micro-particles around the window structure. However, the trap phenomenon-driven by DEP force gradient did not fully understand and is still illusive. In this study, we characterize the trap mechanism and efficiency with different shapes of window in a microfluidic DEP chip. To do this characterization, we fabricated 4 different windows shapes such as rhombus, circle, squares, and hexagon inside a micro-fluidic chip, and performed micro-sized particles manipulation experiments as varying the frequency and voltage of AC signal. Moreover, the numerical simulation with the same parameters that were used in the experiment was also performed in order to compare the simulation results and the experimental results. Those comparison shows that both results are closely matched. This study may be helpful in design and development of microfluidic DEP chip for trapping micro-scaled biological particle.

• 한국해양학회지
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• 제25권4호
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• pp.161-181
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• 1990

폭풍 및 온대성 저기압 통과시 한국 연안에서 관측된 해일을 시뮬레이션하기 위하여 수 치모델을 개발하였다. 사용된 폭풍은 브렌타(Brenda, 1985), 베라(Vera, 1986), 셀마 (Thelma, 1987)이고, 저기압은 1986년 1월 1-6일사이에 발달한 것이다. 폭풍통과시 시뮬레 이션에 결과는 관측치와 잘 일치하나 온대성 저시압시는 상당한 차이를 보였다. 시뮬레이션 에서 폭풍중심부근에서는 저기압 효과에 의해 양의 해면이 그리고 푹풍후측에는 바람 응력 에 의해 음의 해면이 나타났다. 음의 해면영역은 길게 늘어진 gyre 모양을 하며 여기 에는 반 시계방향으로 해수 순환운동이 존재한다. 이운동은 푹풍이 지나간 후 해면이 재정리되는 단계에서 해면 경로로 인한 압력경로력과 코리오리의 힘이 균형을 이루고 있다.