• 제목/요약/키워드: Mechatronics System

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개비온의 피복효과를 고려한 해빈침식특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Characteristics of Beach Erosion Considering Armoring Effect of Gabions)

  • 이성대;이상영;최혁진;신영섭
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제31권5호
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    • pp.305-313
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    • 2019
  • 최근 해수면상승이나 해상조건의 악화 등으로 인해 연안보존을 위한 해안구조물 수가 급격히 증가하고 있다. 해안구조물은 소실되거나 제거되어서는 안 된다는 조건에서 관련된 해안 생태계를 충족하면서 해안공학적 특성을 만족하도록 계획이 이루어져야 한다. 본 연구에서는 이를 위해 사다리꼴 형태의 개비온블록을 개발하였으며 이동상 2차원 단면실험을 통해 타당성을 검토하였다. 실험은 8가지의 침식형 및 퇴적형 파랑에 대해 수행하였으며, 실험결과 개비온 블록이 해빈단면의 침식을 억제하는 특성이 있음을 확인하였다. 새롭게 고안된 개비온 블록에 대한 실험결과 해빈침식 대책공법의 대안으로 가능성이 있을 것으로 판단되었다.

동축형 스월-제트 분사기의 음향가진에 따른 동특성 (Dynamic Characteristics of Coaxial Swirl-jet Injector with Acoustic Excitation)

  • 배진현;김태성;정석규;정찬영;최정열;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.99-107
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    • 2018
  • 본 연구에서는 제트 유동 증가에 따라 스피커로 제트와 스월 유동에 각각 가진을 가하여 기체-기체 동축형 제트-스월 분사기의 분사기 전달함수(Injector Transfer Function, ITF)을 측정하였다. 공급시스템의 길이를 변화시켜 ITF를 측정한 결과 공급시스템의 공진주파수에서 피크가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 제트 유동에 가진을 줄 때, 제트 유동이 증가함에 따라 ITF의 크기는 감소하다가 다시 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 두 유동의 속도차가 클수록 ITF의 크기가 증가하였다. 스월 가진 시 제트 유동이 증가함에 따라 ITF가 감소하는 것을 확인할 수 있었는데, 이는 후단에서 일정 유량 대비 가진 에너지가 감소하기 때문이다.

스트레인 게이지법을 이용한 4,700 DWT 선박의 우현 전타시 프로펠러 편심추력이 축 거동에 미치는 영향 연구 (The Effect of Transient Eccentric Propeller Forces on Shaft Behavior Measured Using the Strain Gauge Method During Starboard Turning of a 4,700 DWT Ship)

  • 이재웅;김홍렬;임긍수
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.482-488
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    • 2018
  • 선박 축계는 프로펠러 하중의 영향으로 선미관 후부베어링의 국부하중 증가가 현저히 나타나 축계 선미관 베어링 손상의 위험이 증대된다. 이를 방지하기 위해 수행된 추진축계 정렬연구는 주로 준정적 상태(quasi-static condition)에서 축과 지지베어링간의 상대적 경사각을 감소시키는데 중점을 두어 진행되어 왔다. 그러나 보다 상세한 평가를 위해서는 동적상태를 추가로 고려하는 것이 필요하다. 4,700 DWT 선박을 대상으로 NCR로 운전중 급속으로 우현 전타할 때 추진축계가 받는 영향에 대해 연구하였다. 연구결과 선미 유동장 변화에 의해 프로펠러 편심추력이 과도 상태가 되어 프로펠러에 불평형 진동이 유발되는 것을 확인하였다. 우현 전타시의 프로펠러 편심추력은 NCR 조건대비 축을 선미관 베어링으로부터 들어 올리는 힘으로 작용하여 선미관 베어링 하중완화에 기여하고 있음을 확인하였다.

Simulation Model을 이용한 건설기계용 전동식 액슬의 기어 강도 평가 (Gear Strength Evaluation of Electric Axle for Construction Machinery using Simulation Model)

  • 한현우;박영준;이기훈;오주영;김정길
    • 한국기계가공학회지
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    • 제20권12호
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    • pp.44-53
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    • 2021
  • As environmental issues have emerged worldwide, emission gas regulations have been strengthened. In the construction machinery sector, studies have been actively conducted to utilize the power source of electric motors owing to the increasing demand for zero emissions. In this study, the gear specifications of an electric axle for construction machinery were selected by considering the specifications of the motor, gear tooth contact pattern, and face load factor. The gear strength evaluation was performed at the system level using the simulation model. The bending and contact strength of the spiral bevel gears and the bending strength of the planetary gear set showed a safety factor of 1 or more. However, the contact strength of the planetary gear set showed a safety factor of 0.92. Conservative results were derived by performing the analysis under the rated load condition of the motor. However, the ratio of the equivalent torque to the rated torque of the motor was 45% or less, hence, it was determined that no difficulties should arise regarding the durability of the axle.

전자기해석 및 시뮬레이션을 적용한 차량용 마사지 시트 액츄에이터 개발 (Development of Massage Seat Actuator for Automobile using Electromagnetic Analysis and Simulation)

  • 정명진
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.517-523
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    • 2019
  • 최근 운전자와 승차자의 편안함을 제공할 수 있는 기능을 보유한 자동차 시트에 대한 연구가 마사지 기능을 갖는 자동차 시트를 포함하여 다양한 분야에서 수행되고 있다. 마사지 효과는 시간, 크기, 형상과 같은 마사지 패턴에 의존한다. 본 연구에서는 차량용 마사지 시트의 구동장치로 사용되는 선형모터 액츄에이터와 액츄에이터의 효율향상 설계를 위한 전자기해석 및 시뮬레이션 기법을 제안하였다. 선형모터 액츄에이터 설계에 유한요소 기법을 적용하여 전자기 해석을 수행하고, 액츄에이터의 수식모델을 사용한 시뮬레이션을 통해 두드림 마사지 패턴 구현을 위한 전압 파형을 도출하였다. 제작된 액츄에이터와 제어기를 차량용 마사시 시트에 장착하여 마사지 패턴 생성에 대한 성능검증을 통해 개발된 액츄에이터의 적용 가능성을 확인하였다.

가상현실과 실공간 동기화를 위한 공간 위치보정 측정 방법론에 대한 연구 (A Study on the Measurement Method of Spatial Position Compensation for Virtual Reality and Real Space Synchronization)

  • 박기진;이병학;김남혁;윤성호
    • 한국기계가공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.136-143
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    • 2018
  • Recently, with the rapid development of virtual reality technology, there have been more and more applications of virtual reality technology in various fields. In order to realize a virtual reality, a method of implementing a visualization environment through an HMD (Head Mounted Display) is widely used. However, in the current visualization environment through the HMD, the user feels dizziness when worn, It has the disadvantage of imposing restrictions on. In this study, it is aimed to realize virtual reality visualization environment through multi-screen environment which improves the experience effect of virtual environment by using existing screen instead of visualization through HMD, and compensates for shortcomings of HMD method. In order to realize a multi-screen environment as a highly visualized environment, a technique for matching the spatial position of the multi-screen with the spatial position of the virtual environment is required. To do this, we need an efficient method to precisely measure the position of the space, and we propose a spatial position compensation methodology that can efficiently and precisely measure the position of the real space and reflect it in the virtual environment.

하절기의 에너지원별 발전설비용량 대비 발전량에 관한 연구 (A Study on the Power Generation Compared to the Capacity of Power Generation Facilities by Energy Sources in Summer Season)

  • 김청균
    • 한국가스학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.36-40
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    • 2019
  • 본 연구에서는 최근 4년간(2015년~2018년)의 하절기 기간(6월~8월)에 생산한 발전량 및 발전설비용량 데이터를 기반으로 천연가스, 석탄, 원자력, 신재생에너지 상호간의 가동률에 대해 비교 분석한 것이다. 기저발전을 담당하는 원자력 발전과 석탄 발전은 발전설비용량에 비해 실제로 생산한 발전량이 60% 정도로 높게 유지되었기 때문에 경제성을 확보한 것이다. 반면에 천연가스 발전과 신재생에너지 발전은 발전설비 투자 대비 실제 가동률이 29.5%와 27.3%로 대단히 낮아 발전원가를 낮추기 어려운 구조이다. 그러나 석탄 발전은 온실가스와 미세먼지 발생량 측면에서 구조적인 문제점을 갖고 있다. 반면에 천연가스 발전은 상대적으로 온실가스 발생량이 적고 안전해도 첨두발전 체계에 묶여 경제성을 확보하기 어려운 구조이다. 따라서 발전정책의 변화가 있어야 에너지원간의 균형발전이 가능할 것으로 예상된다.

전산유체역학 해석에 기반한 20kW급 도립형 횡류수차의 제작 및 성능 실증 (Fabrication and Performance Demonstration of the 20kW Class Inverted-type Cross-flow Turbine Based on Computational Fluid Dynamics Analysis)

  • 함상우;최지웅;정창호;김태윤;최상인;진근영;이정완;하호진
    • 한국기계가공학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.107-119
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    • 2021
  • The cross-flow turbine is one of the most famous and widely used hydraulic power systems for a long time. The cross-flow turbine is especially popular in many countries and remote regions where off-grided because of its many benefits such as low cost, high efficiency at low head, simple structure, and easy maintenance. However, most modern turbines, including the cross-flow turbine, are unsuitable for the ultra-low head situation, known as less than 3m water head or zero head with over 0.5m/s flow velocity. In this study, we demonstrated a 20kW class inverted-type cross-flow turbine's performance. First, we reevaluated our previous studies and introduced how to design the inverted-type cross-flow turbine. Secondly, we fabricated the 20kW class inverted-type cross-flow turbine for the performance test. And then, we designed a testbed and installed the turbine system in the demonstration facility. In the end, we compare the demonstration with its previous CFD results. The comparing result shows that both CFD and real model fitted on guide vane angle at 10 degrees. At the demonstration, we achieved 42% turbine efficiency at runner speed 125 RPM.

Integrating Resilient Tier N+1 Networks with Distributed Non-Recursive Cloud Model for Cyber-Physical Applications

  • Okafor, Kennedy Chinedu;Longe, Omowunmi Mary
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제16권7호
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    • pp.2257-2285
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    • 2022
  • Cyber-physical systems (CPS) have been growing exponentially due to improved cloud-datacenter infrastructure-as-a-service (CDIaaS). Incremental expandability (scalability), Quality of Service (QoS) performance, and reliability are currently the automation focus on healthy Tier 4 CDIaaS. However, stable QoS is yet to be fully addressed in Cyber-physical data centers (CP-DCS). Also, balanced agility and flexibility for the application workloads need urgent attention. There is a need for a resilient and fault-tolerance scheme in terms of CPS routing service including Pod cluster reliability analytics that meets QoS requirements. Motivated by these concerns, our contributions are fourfold. First, a Distributed Non-Recursive Cloud Model (DNRCM) is proposed to support cyber-physical workloads for remote lab activities. Second, an efficient QoS stability model with Routh-Hurwitz criteria is established. Third, an evaluation of the CDIaaS DCN topology is validated for handling large-scale, traffic workloads. Network Function Virtualization (NFV) with Floodlight SDN controllers was adopted for the implementation of DNRCM with embedded rule-base in Open vSwitch engines. Fourth, QoS evaluation is carried out experimentally. Considering the non-recursive queuing delays with SDN isolation (logical), a lower queuing delay (19.65%) is observed. Without logical isolation, the average queuing delay is 80.34%. Without logical resource isolation, the fault tolerance yields 33.55%, while with logical isolation, it yields 66.44%. In terms of throughput, DNRCM, recursive BCube, and DCell offered 38.30%, 36.37%, and 25.53% respectively. Similarly, the DNRCM had an improved incremental scalability profile of 40.00%, while BCube and Recursive DCell had 33.33%, and 26.67% respectively. In terms of service availability, the DNRCM offered 52.10% compared with recursive BCube and DCell which yielded 34.72% and 13.18% respectively. The average delays obtained for DNRCM, recursive BCube, and DCell are 32.81%, 33.44%, and 33.75% respectively. Finally, workload utilization for DNRCM, recursive BCube, and DCell yielded 50.28%, 27.93%, and 21.79% respectively.

만타형 UUV의 VPMM 전산해석기법 개발 (Numerical Modelling Techniques of VPMM for Manta Type UUV)

  • 이상의
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2023년도 춘계학술대회
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    • pp.151-151
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    • 2023
  • 무인잠수정의 정밀한 제어 시스템 개발에는 높은 정도의 조종 유체력 미계수 추정이 필수적이다. 전통적으로 조종 미계수는 모형을 이용한 실험(사항, Planar Motion Mechanism, Rotating Arm)과 단순한 이론과 경험을 기반으로 개발된 경험식으로 추정하였다. 그러나 최근 크게 향상된 계산기 성능의 발전은 전산유체역학의 적용성을 크게 확대하였다. 따라서 본 논문에서는 만타형 무인잠수정의 조종 유체력 미계수 추정을 위한 전산유체역학 해석기법을 개발하고자 한다. 특히, 수직 동적 PMM 시험법에 관한 해석기법을 중점적으로 개발한다. 개발된 기법을 이용하여 만타형 무인 잠수정의 6자유도 유체력을 추정하고 그 결과를 실험과 비교하여 개발된 기법을 검증한다. 본 연구에서는 1/6 모형을 이용한다. 수치해석기법 개발은 RASN 기반 상용 해석소프트웨어인 STAR-CCM+를 사용하였다.

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