• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제25권5호
• /
• pp.719-730
• /
• 2021

본 논문에서는 산화아연/탄소 테이프/산화아연의 대칭 구조를 갖는 ZCZ-NG라는 샌드위치형 산화아연(ZnO) 압전 에너지 하베스팅 소자를 제시한다. 고품질의 ZCZ-NG 소자를 제작하기 위해 전도성 양면 접착 탄소 테이프를 활용하였으며, 이는 매우 높은 피크 투 피크 전압(V_pp)을 발생시키는 ZCZ-NG 소자의 개발로 이어졌다. ZCZ-NG 소자의 크기, 산화아연 층의 두께 그리고 벤딩 변형률 변화에 따른 ZCZ-NG 소자의 출력 성능 변화를 측정, 분석하였다. 또한 제작된 ZCZ-NG 소자의 실효성 및 응용 가능성을 검증하기 위한 실험적인 센서 네트워크 테스트베드를 구축하였다. 상용 아두이노를 기반으로 한 송신, 수신 노드들로 이루어진 테스트베드에서 노드들은 각 노드에서 감지한 정보들을 무선으로 송수신한다. 본 연구에서 사용된 대칭 구조의 샌드위치형 ZCZ-NG 소자 제작 기술과 센서 네트워크와의 융합 연구가 앞으로 더 발전되어 사물인터넷 구현을 위한 자가발전 센서 네트워크 연구에 도움이 되길 바란다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제28권7호
• /
• pp.1222-1230
• /
• 2022

로터 블레이드는 조류발전 터빈의 매우 중요한 구성 요소로서, 해수의 높은 밀도로 인해 큰 추력(Trust force)와 하중(Load)의 영향을 받는다. 따라서 블레이드의 형상 및 구조 설계를 통한 성능과 복합소재를 적용한 블레이드의 구조적 안전성을 반드시 확보해야 한다. 본 연구에서는 블레이드 설계 기법인 BEM(Blade Element Momentum) 이론을 이용해 1MW급 대형 터빈 블레이드를 설계하였으며, 터빈 블레이드의 재료는 강화섬유 중의 하나인 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)를 기본으로 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)를 샌드위치 구조에 적용해 블레이드 단면을 적층(Lay-up)하였다. 또한 유동의 변화에 따른 구조적 안전성을 평가하기 위해 유체-구조 연성해석(Fluid-Structure Interactive Analysis, FSI) 기법을 이용한 선형적 탄성범위 안의 정적 하중해석을 수행하였으며, 블레이드의 팁 변형량, 변형률, 파손지수를 분석해 구조적 안전성을 평가하였다. 결과적으로, CFRP가 적용된 Model-B의 경우 팁 변형량과 블레이드의 중량을 감소시켰으며, 파손지수 IRF(Inverse Reserce Factor)가 Model-A의 3.0^*V_r를 제외한 모든 하중 영역에서 1.0 이하를 지시해 안전성을 확보할 수 있었다. 향후 블레이드의 재료변경과 적층 패턴의 재설계뿐 아니라 다양한 파손이론을 적용해 구조건전성을 평가할 예정이다.

• 센서학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.34-39
• /
• 2024

Energy harvesting technology that converts the wasted energy resources into electrical energy is emerging as a semipermanent power source for self-powered electronics and wireless low-power sensor systems. Among the various energy conversion techniques, flexible piezoelectric energy harvesters (f-PEHs), using materials with piezoelectric effects, have attracted significant interest because they can harvest a small mechanical energy into electrical signals without constraints of time and space in various environments. In this study, we used a flexible piezoelectric composite film fabricated by dispersing BaHf_xTi_(1-x)O₃ (x = 0, 0.01, 0.05, 0.1) piezoelectric powders inside a polymeric matrix to facilitate f-PEHs. The fabricated f-PEH with optimal Hf contents (x = 0.05) generated a maximum output voltage of 0.95 V and current signal of 130 nA with stable electrical/mechanical disabilities under periodically bending deformations. In addition, we demonstrated a cantilever-type f-PEH and investigated its potential as a sensor by characterizing the output performance under mechanical vibrations at various frequencies. This study provides the breakthrough for realizing self-powered energy harvesting and sensing systems by adopting the lead-free piezoelectric composites under vibrational environments.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.121-130
• /
• 2003

본 연구는 전기도금을 이용하여 교정용 선재의 직경을 증가시킨 후 그 물성 변화를 알아봄으로써 이의 임상적 적용 가능성을 알아보고자 시행되었다. 0.016 인치 스테인레스 스틸 교정용 선재에 전기도금을 위한 적절한 전처리를 시행한 후, 황산 니켈 100g/L, 염화니켈 60g/L, 붕산 30g/L, 염화나트륨 50g/L의 조성을 가지는 전해액을 제조하여 1.7V의 전압과 $25\~29^{\circ}$의 온도, $3.1\~3.3pH$의 조건 하에서 직경을 0.002 인치 증가시켜 0.018 인치 직경의 선재로 만들었다 전기도금 과정 중 1분 단위로 직경을 측정하여 시간에 따른 직경 증가율을 구하였고, 도금 후 서로 다른 세 지점의 직경을 계측하여 균일성을 평가하였으며, 도금 금속의 정성분석을 위하여 X-선 회절검사를 시행하였다. 도금층의 밀착성 증진을 위해 $400^{\circ}$의 전기로에서 10분간 열처리를 시행한 후 도금 전후와 열처리 전후의 물성 변화를 알아보기 위하여 3점 굴곡 실험을 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1.전반적인 하중-변형률 곡선을 보면 0.016인치 군과 0.018인치 군 사이에 도금 처리한 군이 존재하였으며 열처리한 경우가 0.018 인치 군에 더욱 가까워지는 양상을 보였다. 2. 도금에 이해 지경은 0.002이차 증가시킨 군이 기존의 0.016이차 군에 비하여 강성과 항복강도 극한강도 모두 증가하는 경향을 보였으며 이중 강성과 극한 강도는 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 3. 0.016인치에서 도금에 의해 직경을 0.002인치 증가시킨 군이 기존의 0.018인치 군보다 강성과 항복강도, 극한강도 모두에서 낮게 나타났으며 통계적 유의차를 보였다. 4. 도금 후 열처리를 시행한 군이 시행하지 않은 군보다 강성, 항복강도, 극한강도 모두 높은 경향을 보였으며, 극한강도에서 유의한 차이를 나타내었다. 5. 전기도금 후 서로 다른 세 지점의 직경차이는 $0.1\~0.3\%$로 균일하게 나타났으며 통계적으로도 유의차가 존재하지 않았다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제2권1호
• /
• pp.7-24
• /
• 1977

This paper is the forth and fifth one of the study on balanced type oscillating mole drainer. In the light of the results from previous reports about the model tests, some design criteria were established and a prototype machine was set up for experimental purpose. Motion characteristics and functionof the each parts of the machine were checked and analyzed. After that, performance tests of the prototype machine were carried out in thefield. Obtained results are summarized as follows ; 1. Ten centimeter of the bullet diameter was determined so as to be able to attach it to the tractors with capacity of 30 PS to 40 PS. 2. To maintain the balance between the moments of the front shank and rear shank, the oscillating amplitude of the rear bullet was determined to be larger than that of the front bullet. At the same time , the oscillating direction of the rear bullet was designed with the inclines of ten to thirty degrees. 3. An octagonal dynamo transduced was developed for measuring the compressive force of the upper link is measuring the draft force of the machine. Acceptable linear relationship between forces and strain responses from O.D.T. was obtained. 4. Analysing the balancing mechanism of the acting part of the machine , it was found that the total draft force of the machine was equal to the difference between the sum of the draft force produced from the right and left side bending moments of the lower drawber and the compressive force on the upper link. 5. There are acceptable linear relationship between the strain and twisting moment by driving shaft, and between strain and shank moment. Above results enable us to carry out the field experiment with prototype machine. 6. When the test machine was used in the field, it was possible to reduce the oscillating acceleration by forty percent in average as compared it with the single bullet mole drainer. 7. When the test machine was used under the oscillating condition, the dratt torce was reduced by 27 percent to 59 percent as compared it with the test machine under non-oscillating condition, while the draft force was increased by 7 percent to 20 percent as compared it with the mole drainer having oscillating single bullet. The reasoning behind this fact was considered as the resistance force due to the rear shank and bullet. 8. As the amplitude and frequency of the bullet were increased, the torque was increased accordingly. This tendency could be varied with the various characteristics of the given soils. And the larger frequency and amplitute, the more increasing oscil\ulcornerlating power but decreasing draft brce were needed, and draft force was increased as the velocity was increased.9. When the amplitude of the rear bullet was designed to be larger than that of the front bullet, the minimum value of the moment was lowered and oscillating acceleration was reduced. And when the oscillating direction of the rear bullet was declined back\ulcornerwards, oscillating acceleration was increased along with the increasing angle of decli\ulcornernation. When the test machine was operated in high speed, the difference between maximum moments and minimum ones became narrow. This varying magnitude of moments appeared on the moment oscillogram seems to be correlated to the oscillating acceleration and draft force. 10. From the analysis of variance, it was found that those factors such as frequency, amplitude, and operating velocity significantly affected in the oscillating acceleration, the draft resistance, the torque, the moment, and the total power required. And interaction between frequency and amplitude affected in the oscillating acceleration. 11. Within the given situation of this study, the most preferable operating conditions of the test machine were 7 Hz in oscillating frequency, 0.54 m/sec in operating velocity, and 39.1 mm in oscillating amplitude of front and rear bullets. However, it is necessary to select the proper frequency and magnitude of oscillation depending on the soil properties of the field in which the mole drainer is practiced by use of a bal1nced type oscillating mole drainer. 12. It is recommended that a comparative study of the mole drainers would be performed in the near future using two separate balanced oscillating bullet with the one which is operated by oscillating the movable bullet in a single cylinder or other balanced type which may be single oscillating bullet with spring, damper or balancing weight, and that of thing. To expand the applicability of the balanced type oscillating mole drainer in practical use, it is suggested to develop a new mechanism which perform mole drain with vinyl pipe or filling material such as rice hull.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제33권4호
• /
• pp.235-245
• /
• 2003

본 연구의 목적은 술전 비치조 정형장치 (PNAM)와 구순열 수술이 치조골 정형에 미치는 효과를 평가하는 것이다. 연구 대상은 장기간 추적검사가 가능했던 16명의 완전 편측성 순구개열 환자 (남자 10명, 여자 5명, 평균 파열부 최단거리: 10.46mm) 이었으며 서울대학교 치과병원 교정과에서 동일 교정의에게서 술전 비치조 정형장치로 치료받은 후 동일 외과의 에 의해서 회전-전진법을 사용한 구순열 수술을 받았다. 평균 치조 정형기간은 13.10주였으며 구순열 수술 후 내원시까지 기간은 평균 8.31주였다. 초진시 (T0, 평균연령 : $37.0\pm27.89$일), 치조골 정형술 후(T1, 평균연령 : $119.25\pm40.18$일), 구순열 수술 후 (T2, 평균연령 : $190.81\pm42.78$일)에 환자들의 상악모형을 각각 채득하였고 1:1 비율로 사진을 찍은 후 컴퓨터 프로그램을 이용하여 7개의 선, 5개의 각도 계측항목을 측정하였고 paired t-test를 사용하여 통계학적 분석을 시행하였다. 1. 치조 분절의 후방부위는 치조골 정형술과 구순열 수술의 영향을 받지 않는 안정적인 구조였다. 2. 치조골 정형술에 의한 파열부 간격의 폐쇄는 주로 대분절 전체의 후방 굴곡으로 이루어졌다. 3. 치조골 정형술 기간 동안 대분절의 전방 성장이 억제되었으나 구순열 수술 후에는 전방성장이 회복되었다. 4. 구순열 수술 후 전방부 분절간 각도가 증가한 이유는 구순열 수술 이후 형성된 구순 반흔조직 의 압력 에 의하여 치조골 정형술 효과가 나타난 것이다.