• 한국음향학회지
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• 제42권6호
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• pp.519-528
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• 2023

본 논문에서는 식기 세척기 내 원심펌프를 대상으로 수치적/실험적 연구를 통해 최적 설계를 수행하였으며 유량 및 소음 성능을 개선하고자 하였다. 먼저 대상 원심펌프의 특성을 실험적으로 분석하기 위해 펌프 성능시험기를 통한 유량 실험과 반 무향실에서의 소음 실험을 진행하였다. 원심펌프 회전에 따른 내부 유동 및 유동 소음 성능을 수치적으로 모사하기 위해 전산유체역학 기반의 Reynolds Averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Ffowcs Williams and Hawkings 방정식을 지배 방정식으로 수치해석을 수행하였다. 실험 결과와의 비교를 통해 수치 기법의 유효성을 검증하였으며, 검증된 수치 기법을 활용하여 원심펌프 내 임펠러 형상에 대한 최적 설계를 수행하였다. 수치 기법의 활용을 통해 최적 설계된 임펠러의 개선된 유량 성능을 수치적으로 확인하였으며, 유동장 분석을 통해 임펠러 형상 각도 변화에 따른 유동 특성 변화 및 개선을 확인하였다. 또한, 시제품 제작 및 실험을 통해 개선 유량 성능을 검증하였으며, 팬 법칙에 의거하여 동일 유량에서 소음 수준이 감소함을 확인하였다.

• 한국가금학회지
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• 제43권4호
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• pp.229-233
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• 2016

본 실험은 국내 외에서 시판 중인 계란검사장비 3종인 레이저형, 탕침형 그리고 초음파형의 성능을 평가하고자 실시하였다. 실험에 사용한 신선란은 단일 계군에서 산란한 특란을 선발하여 사용하였다. 실험 1에서는 동일한 계란을 순차적으로 3종의 장비를 이용하여 분석하였다. 실험 2에서는 동일한 계란을 순차적으로 2종의 장비를 이용하여 분석하였으며, 실험 3에서는 동일한 계군에서 산란한 계란 200씩을 각각의 할란검사장비를 이용하여 난질을 분석하였다. 분석항목으로는 난중, 농후난백높이, 호우유닛 그리고 난황색을 측정하였다. 실험 1과 2에서는 장비에 따른 난중의 차이는 발견되지 않았지만, 농후난백 높이와 호우유닛의 수치가 초음파형에서 가장 높았으며, 그 다음으로 탕침형, 레이저형순으로 조사되었다. 동일한 계군에서 산란한 계란을 각각 할란검사장비를 이용하여 분석한 결과, 난중에서는 차이가 없었지만, 초음파형에서 가장 높은 난백고와 호우유닛을 나타내었다. 하지만 난황색은 레이저형에서 가장 높은 결과를 나타내었다. 결론적으로 신선란을 대상으로 조사한 할란검사장비의 난질평가 결과는 장비에 따른 차이가 있는 것으로 조사되었다. 비록 장비간의 상관계수는 높게 계산되었지만, 동일 계란에 따른 호우유닛 결과는 장비에 따른 편의(bias)와 넓은 신뢰한계를 나타내었다. 이러한 결과는 호우유닛이 높은 신선란을 대상으로 품질을 평가한다면 어떤 장비를 사용하더라도 계란의 품질 등급에는 차이가 없겠지만, 일정기간 저장되어 호우유닛이 떨어진 계란을 대상으로 품질을 평가한다면 장비에 따라서 계란 등급에 차이가 날 수 있는 것을 의미한다. 하지만 본 연구에서는 동일한 계란을 할란 후 순차적으로 측정하여, 난황과 난백 시료 이동에 따른 기계적인 오차를 고려할 수 없기 때문에 향후 이러한 방법을 보완하여 할란검사장비의 성능을 평가할 수 있는 기법의 개발이 필요하겠다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.263-278
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• 2022

본 논문에서는 가소성 특성을 지니는 TBM 뒤채움재의 개발과 성능을 연구하기 위하여 실험한 내용을 다루고 있다. 쉴드 TBM 굴진 시 배면을 충전하는 방법으로 현재 LW 뒤채움재를 사용해오고 있는데, LW 뒤채움재는 강도 저하로 인한 침하발생, 지하수에 의한 재료분리, 가소성 저하와 같은 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 개발한 무기질계 가소성 뒤채움재의 성능을 분석하기 위해 실내시험과 모형실험을 수행하였다. 실내시험 결과, 무기질계 가소성 뒤채움재는 LW 뒤채움재 대비 재령 1시간의 일축압축강도가 12배 이상 높게 나타났고 블리딩률은 8.3배 이상 낮게 측정되었으며 플로우 값은 27배 이상 높게 나타났다. 이러한 결과로 미루어볼 때 무기질계 가소성 뒤채움재가 강도 저하, 재료분리, 주입성면에서 LW보다 성능이 우수한 것으로 판단된다. 또한 충전 성능을 분석하기 위해 모형 주입장치 시험기를 제작하였고, 수중에서 재료분리 발생여부를 육안으로 확인하였으며, LW 뒤채움재보다 ITB의 충전율이 20% 이상 높게 나타났다. 이는 무기질계 가소성 뒤채움재가 지하수에 의한 재료분리를 방지하며, 터널의 공동 발생을 억제시킬 것으로 판단된다.

• 한국음향학회지
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• 제40권6호
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• pp.555-565
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• 2021

본 연구의 목표는 냉장고 냉동실 냉기순환용으로 사용되는 후향익 원심팬 시스템을 대상으로 익형의 형상을 최적설계 하여 유동성능 및 소음성능을 향상시키는 것이다. 대상 시스템은 전형적인 원심팬 시스템에서 사용되는 스크롤 하우징 형상 없이 두 개의 Volute가 후면 덕트 시스템과 연계하여 냉기를 공급한다는 특성을 가지고 있다. 먼저 팬 시스템의 유동 및 소음성능을 실험적으로 평가하였다. 유동실험에서 팬 성능 시험기를 사용하여 P-Q 곡선을 도출할 수 있었으며, 무향실에서 소음실험을 통해 소음 스펙트럼을 측정하였다. 다음으로, 3차원 비정상 Navier-Stokes 방정식을 전산유체역학을 사용하여 수치해석하여 유동 특성을 분석하였으며, 예측한 유동장을 입력값으로 Ffowcs Willams-Hawkings방정식을 이용해 소음해석을 수행하였다. 수치해석결과는 실험 결과와 비교를 통해 그 유효성을 검증하였다. 검증된 수치해석 기법을 기반으로 반응표면법의 2인자 중심합성법을 통해 유량이 최대가 되는 입구각 및 출구각을 도출하였다. 마지막으로 최적화된 팬을 대상으로 시제품을 제작하여 실험한 결과 개선된 유량 성능 및 소음성능을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제42권1호
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• pp.7-15
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• 2023

최근 차량 내 공기 질에 대한 관심이 증가함에 따라 공기 질 측정을 위한 미세먼지 감지 센서의 사용이 보편화되고 있다. 차량 내 에어컨 시스템에 설치되는 미세먼지 감지 센서 내에는 센서에 직접적으로 먼지가 가라앉지 않도록 하기 위한 축류팬이 삽입되어 있다. 센서 작동 시 축류팬의 회전으로 인한 유동 소음은 미세먼지 감지 센서의 주요 소음원으로 작용한다. 차량의 전동화가 급격화가 진행되면서 이러한 유동소음은 미세먼지센서의 제품 경쟁력의 하나로 인식되고 있다. 본 연구에서는 이러한 미세먼지센서용 소형 축류팬의 유동 성능을 개선하여 동일 유량에서 소음을 점감하였다. 먼저 대상 소형 축류팬의 공기역학적 성능을 분석하기 위해 약 2000만 개의 격자로 구성된 가상 팬 성능시험기를 구축하였다. 또한, 유량의 정확한 예측 뿐만 아니라 유동소음의 직접 계산을 위하여 압축성 대와류모사법을 사용하여 유동장을 모사하였다. 수치방법의 유효성은 예측결과와 실험 결과와의 비교를 통하여 확인하였다. 유효성이 검증된 수치 기법을 이용하여 피치각이 유동 성능에 미치는 영향을 분석하였고, 유량을 최대화할 수 있는 피치각을 도출하였다. 최적 피치각을 적용한 축류팬을 사용했을 때 유량은 8.1 % 증가하고 동일 유량에서 소음이 0.8 dBA 감소함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제39권6호
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• pp.515-523
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• 2020

본 연구의 목표는 냉장고 기계실 냉각용 축류팬을 대상으로 익렬 분석법과 표면 돌기 형상을 이용하여 유량과 소음 성능을 향상시키는 것이다. 먼저 기존 팬 시스템의 유동 및 소음 성능을 팬 성능 시험기와 무향실에서 실험적으로 평가하였다. 다음으로 전산유체역학과 Ffowcs-Williams and Hawkings(FW-H) 방정식을 연계한 수치해석을 이용하여 유량과 소음 성능을 예측하였으며 실험 결과와의 비교를 통해 그 유효성을 검증하였다. 검증된 수치해석기법을 기반으로 유량 성능을 향상시키기 위하여 기존 팬으로부터 추출된 익형들로 구성한 2차원 익렬의 유동 성능 분석을 수행하고 양항비를 최대화할 수 있는 피치각을 도출하였다. 최적 피치각이 적용된 축류팬의 수치해석을 실시하여 향상된 유량 성능을 확인하였다. 향상된 유량 성능을 바탕으로 추가적인 소음 성능을 개선하기 위해 표면 돌기 형상을 팬 압력면에 적용한 팬 날개를 도출하였으며 수치적으로 유동 소음의 저감을 확인하였다. 마지막으로 유량 및 소음 성능 개선 축류팬을 제작하여 검증 실험을 통해 유량 및 소음 성능이 향상됨을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.117-124
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• 2018

본 논문은 KM-SAM 다기능레이더용 축류형 송풍기에 대한 국산화 개발 내용을 서술하고 있다. KM-SAM 다기능레이더는 중/저고도 위협표적을 탐지 및 추적하는 핵심 장비로 지속적인 외부 환경의 영향을 받는다. 이러한 장비의 원활한 운용을 위해서는 내부 온도 및 습기를 조절하는 송풍기가 필수적이며, 현재까지 다기능레이더용 송풍기는 전량 해외업체 수입에 의존하고 있다. 이러한 문제점 해결을 위해 국산화 개발 연구가 제안되었으며, 국산화 개발은 원제작사와 체계장비 규격 등 관련 기술자료 검토를 통한 요구도 분석, 시제품 설계, 성능시험 및 환경시험을 통한 설계요구조건 검증 등을 포함한다. 송풍기는 가이드 베인이 있는 축류형 팬으로 구성되고 모터는 최대 970 CFM의 풍량과 4.8 IWG 풍압을 발생하도록 제작되었다. 또한 신뢰성 있는 데이터 획득을 위해 AC 전원 공급기, 팬 성능시험기 및 데이터 수집 장비를 구축하여 시험평가를 수행하였으며, 시제품 모두 수입품 대비 동등수준 이상의 설계 요구도 검증이 이루어졌다.

• 한국의류학회지
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• 제20권6호
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• pp.975-982
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• 1996

This study was conducted to examine the fatigue phenomenon of mechanical properites in denim fabrics for slacks during repeated shear and tensile deformation by analysing the change in the basic dynamic properties of fabrics on the basic of experiments to obtain the basic data necessary to measure their fatigue. In addition, this study was carried out by allowing these denim fabrics at market to go through the repeated deformation under such different loads as 500 gf/cm2 and 1000 gf/cm2 by using a simulated fatigue tester, by calculating both dynamic properties and hand value (HV) of these fabrics with KES-F system and then by obtaining the THV through these calculated properties. The results are as follows: 1 The fatigue phenomenon of dynamic properties was remarkably shown by the repeated shear and tensile deformation, while the increase of hysterical plastic substances was also remarkable in these shearing and bending properties. 2. The elasticity values of tensile, bending and compression properties, such as, B and G were reduced: whereas RT and RC values increased. It was shown, then, that those fabrics lost their elasticity and became flexible and soft with the increase of fatigue. 3. The fatigue phenomenon of hand value also showed that those fabrics became soft in relation with the change of all dynamic properties, and that their performance was also change to flexible hand value. 4. TRhe degree of fatigue was also shown by the loads given to the repeated deformation. It was shown that the fatigue was higher for the tensile load of 1000 gf/cm3 than did the standard load of 500 gf/cm3 It is necessary, therefore, to consider the load in accordance with their usage when examining the fatigue phenomenon with respect to the dynamic properties of clothing materials. 5. The loads were nearly not influenced by the change in the general hand value tended to show a little of increase with the increase of fatigue, Based on those results, it seems that the fatigue phenomonon is related to the loads given to the repeated deformation.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4653-4658
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• 2014

나일론66/실리케이트 복합체를 자동차 부품 소재로 적용하기 위해서 충격특성 개선에 대한 연구가 요구된다. 이축압출기(twin screw extruder)를 이용하여 나일론66/실리케이트 복합체를 실란계열의 ${\gamma}$-APS로 처리한 실리케이트 사용과 MAH가 그라프트된 옥텐계 ${\alpha}$ 올레핀을 첨가한 경우로 하여 제조하였다. 실란처리된 실리케이트의 화학구조는 적외선 분광기(FT-IR)을 이용하여 측정하였고, 나일론66/실리케이트 복합체의 열적특성, 실리케이트 삽입여부 및 아이조드 충격강도를 DSC, TGA, XRD, 그리고 Izod 시험기를 이용하여 분석하였다. 실란계열로 처리된 실리케이트의 화학반응여부는 표면 수산기 피이크의 감소로부터 확인하였다. 복합체의 분해온도에는 큰 차이를 보이지 않았지만 결정화온도와 결정화도는 약간 증가하였다. 이는 사용한 첨가제들이 나일론 66에 불균일 핵제로의 역할을 했기 때문으로 추측된다. 나일론66/실리케이트 복합체의 아이조드 충격특성 측정결과 실란으로 처리된 실리케이트를 사용한 경우 약 24% 정도의 충격강도 개선효과를 보여주었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제22권5호
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• pp.237-242
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• 2006

Surfaces found in nature, including biological surfaces have been providing inspiration to modify/fabricate artificial surfaces as solutions for tribological applications. As an example, the concept of 'lotus-effect' has motivated tribologists world wide to modify/fabricate surfaces for enhanced tribological performance. These was done by creating nano/micro-scale asperities on various surfaces using ion beam milling and ion-beam assisted roughening. In order to understand the attributes of natural surfaces, which are inspirational to tribologists, we characterized the surface of two natural surfaces-Nelumbo nucifera (lotus) and Colocasia esculenta leaves. Further, we evaluated their micro-scale friction property, both in their fresh and dried conditions. The characterization of surfaces was conducted using a confocal microscope and SEM, which involved the evaluation of size and distribution of protuberances. The micro-scale friction property was evaluated using a ball-on-flat type micro-tribo tester, under reciprocating motion. A soda lime glass ball (2 mm diameter) was used in these tests. Tests were conducted at the applied normal load of $3000{\mu}N$, at a sliding speed of 1 mm/sec for a scan length of 3 mm. All experiments were conducted at ambient temperature ($24{\pm}1^{\circ}C}$) and relative humidity ($45{\pm}5%$). It was observed that the friction behaviour of the natural surfaces was influenced by their surface characteristics (morphology and distribution of protuberances) and also by the condition (fresh or dried) in which they were tested.