• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.622-628
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• 2016

자동차에 부착하여 사용하는 자전거 캐리어 지지용 흡착 패드는 운행 중 임의의 진동과 원심력과 같은 과도한 동적 하중을 받을 수 있어, 구조 안전성의 검토가 중요하다. 이를 위해서는 유체-구조 연계 유한요소해석을 이용하여 패드의 하부 압력이 패드에 가해지는 하중이나 모멘트의 변화에 따라 실시간으로 변화하는 것을 고려하여야 하나, 실제 상황의 모델링이 어렵고 계산을 위한 소프트웨어 비용이 높은 단점이 있기도 하지만, 정확한 결과를 얻기도 어렵다. 따라서 이 논문에서는 실험과 전산적인 방법을 조합하여 활용하는 새로운 방법을 제시한다. 이는 변화하는 하중에 따라 패드 하부의 압력과 접촉 면적을 실시간으로 측정하고 여기서 얻어진 데이터를 비선형 탄성 유한요소해석에 입력하여 활용하는 방법이다. 개발 단계의 제품 형상으로 실험 및 계산을 수행한 결과, 마운트 패드는 축 방향 하중에 대해서는 비교적 안전하나, 회전 하중이 과도하게 작용할 경우 패드가 바닥으로부터 분리되거나 패드 표면에 국부적인 손상이 일어날 수 있어 안전 여유가 많지 않음을 보여주었다. 작용하는 하중의 크기 및 형태에 따라 변화하는 접촉 거동을 예측하는 결과는 실험 결과와 잘 일치하였다. 본 연구에서 제안하는 해석 방법은 유사한 흡착 패드 시스템을 설계할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 수산해양기술연구
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• 제42권3호
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• pp.169-178
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• 2006

This research aims at establishing the fundamental characteristics of the kite through the analysis of the flow field around various types of kites. The approach of this study were adopted for the analysis; visualization by CFD(computational fluid dynamics). Also, the lift/drag and PIV(particle image velocimetry) tests of kites had been performed in our previous finding. For this situation, models of canvas kite were designed by solidworks(design program) for the CFD test using the same conditions as in the lift/drag tests. And we utilized FloWorks as a CFD analysis program. The results obtained from the above approach are summarized as follows: According to comparison of the measured and analyzed results from mechanical tests, PIV and CFD test, the results of all test were similar. The numerical results of lift-coefficient and drag-coefficient were 5-20% less than those of the tests when attack angle is $10^{\circ},\;20^{\circ}\;and\;30^{\circ}$. In particular, it showed the 20% discrepancy at $40^{\circ}$. The numerical results of the ratio of drag and lift were 8-13% less than those of the tests at $10^{\circ}$ and 10% less than those of the tests at $20^{\circ},\;30^{\circ}\;and\;40^{\circ}$. Pressure distribution gradually became stable at $10^{\circ}$. In particular, the rectangular and triangular types had the centre of the high pressure field towards the leading edge and the inverted triangular type had it towards the trailing edge. The increase of the attack angle resulted in the eddy in order of the rectangular, triangular and inverted triangular type. The magnitude of the eddy followed the same order. The effect of edge-eddy was biggest in the triangular type followed by the rectangular and then the inverted triangular type. The action point of dynamic pressure as a function of the attack angle was close to the rear area of the model with the small attack angle, and with large attack angle, the action point was close to the front part of the model.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.45-53
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• 2004

본 연구는 PG 등급에 따른 아스팔트 혼합물의 변형강도($S_D$)와 소성변형 저항성의 상관관계를 규명하고자 하였다. 마샬배합설계는 포장의 공용성과의 상관성이 낮아 본 연구에서는 수퍼페이브 배합설계를 통하여 혼합물을 제조하고 소성변형 특성과 상관성이 높은 역학적 특성을 측정하기 위해 개발된 변형강도($S_D$), 그리고 휠 트랙킹 시험으로 최종침하깊이(DR)와 동적안정도(DS)를 구하였다. 또한 변형강도 측정시 4(1.0) 하중봉을 사용하였으며 $60^{\circ}C$에서 수침시간을 30, 40, 50분으로 변화시켜 가며 바인더 등급에 따라 $S_D$를 측정하여 수침시간별 $S_D$와 DS. $S_D$와 DR의 상관관계를 분석하였다. 그 결과 수침시간 30분의 경우가 가장 높은 $R^2$을 나타냈으며 $S_D$가 수퍼페이브 혼합물에서도 소성변형저항성과 아주 밀접한 상관관계를 보임을 알 수 있었다.

• KSTLE International Journal
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• 제7권2호
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• pp.27-34
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• 2006

Knudsen number is the ratio of molecular mean free path versus mm thickness and the criterion to determine the flow form. When its value is lower than 0.01, the flow can be assumed to has no slip boundary condition. And in the case that the value is between 0.01 and 10, then the flow has slip boundary condition at both the adjacent walls. The condition of the air flow between the rotating journal and top foil in the air foil bearing is determined by the rotating speed and load, and the Knudsen number is also varied by those values. Because the molecular mean free path is variable to the pressure and temperature, more exact formulation is necessary to understand and analyze the flow regime. In this study, the analysis considering Knudsen number formulated with those variables (pressure, temperature and mm thickness) was executed. The approximate value was examined using the equation to confirm whether the flow has the slip or no-slip boundary condition. From the analytic investigation, it was decided to range approximately 0.01 to 1.0 and the flow can be supposed to have the slip boundary condition. Under the condition of the slip flow, the static characteristics of the air foil bearing were examined using modified Reynolds equations. The results were compared with those considering no slip condition. It shows that the slip condition makes the flow decelerates and the load carrying capacity decreases compared with no slip condition. And as the bearing number and eccentricity ratio increase, the load carrying capacity also increased at both the cases. From this result, it can be supposed that the bearing torque also increases. In the analysis of the dynamic characteristics, the perturbed Knudsen number was taken into consideration. Because the Knudsen number is expressed as the terms of each variable, the perturbed equation can be simply derived. The results of both cases considering and not considering Knudsen number were compared each other. In the case of the direct terms of the stiffness and damping coefficients, the difference between both cases was little and increased as the bearing number and eccentricity ratio increased. And the cross terms have less or more differences.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권1호
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• pp.120-126
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• 2016

본 연구에서는 아크릴과 소량의 스티렌 모노머에 나노클레이인 순수한 몬모릴로나이트(Pristine monmorillonite: PM) 또는 개질된 몬모릴로나이트(30B 또는 25A)를 첨가한 후 비수계 분산(NAD) 중합에 의해 환경친화성 아크릴/나노클레이 NAD수지 복합재료를 제조하고 나노클레이가 이 NAD 수지의 중합물성 및 복합재료의 물리적 물성에 주는 영향에 대해 연구하였다. 중합 후의 NAD 수지의 입자 균일성 측면에서 나노클레이는 초기에 안정제와 함께 투입하는 것이 유리하였고 중합된 NAD수지의 고형분, 산가, 점도 결과에서는 유기화제로 개질된 25A를 첨가할 경우가 다른 나노클레이를 첨가할 경우보다 좋은 물성을 주는 것으로 나타났다. 25A첨가 NAD수지는 GPC 측정시 분자량의 증가와 다분산지수의 감소로도 좋은 물성이 확인되었다. 나노클레이 25A가 수지내에 잘 분산된 것은 XRD결과에서 나노클레이의 층간거리 증가로 확인 되었고 열적 물성 측정 결과와 동적 기계적 물성 측정에서도 나노클레이 25A를 포함한 NAD 수지의 유리전이온도가 가장 높게 나타났으며 저장 탄성율 또한 25A경우가 가장 우수한 것으로 관찰되었다. 따라서 비수계 분산중합에 의해 아크릴/나노클레이 NAD수지를 제조할 경우에는 나노클레이로 25A를 첨가하는 것이 가장 좋은 물성을 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한조선학회지
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• 제27권2호
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• pp.63-77
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• 1990

자동차운반선(自動車運搬船)에 있어서 주기관(主機關), 프로펠러, 파랑(波浪) 등의 기진력은 갑판-차량연성계(甲板-車輛聯成系)에 매우 예민한 동적거동(動的擧動)을 유발시키고 있다. 갑판-차량연성계(甲板-車輛聯成系)에 대해서 자유진동(自由振動) 및 동적응답(動的應答)의 포괄적 해석(解析)뿐 아니라 설계변경(設計變更) 또는 진동특성(振動特性)의 최적화(最適化)를 위해 재해석(再解析)이 요구되는 경우가 많음으로 부분계(部分系)의 진동특성(振動特性)을 합성(合成)하는 방법(方法)이 추구되고 있다. 이와 같은 방법은 재해석(再解析)시 변경(變更)된 부가계(附加系)의 진동특성(振動特性)만 재계산(再計算)하고 나머지 부분계(部分系)에 대한 것들은 그대로 다시 이용할 수 있어 매우 효율적이다. 갑판-차량연성계(甲板-車輛聯成系)에 대해 갑판(甲板)은 직사각형보강판(直四角形補剛板), 필러는 지지(支持)스프링, 거어더 또는 웨브는 Euler보, 적재차량(積載車輛)은 2점지지(點支持) damped spring-mass system으로 간주하고 receptance방법에 의해 복합적(複合的) 구조계(構造系)의 자유진동(自由振動)을 해석(解析)하는 방법(方法) 및 두가지 효율적 계산운용방법(計算運用方法)을 제시하고, 또 receptance개념에 준하는 support displacement transfer ratio를 정의하고 이를 이용해서 갑판주연(甲板周緣)의 변위기진(變位起振)에 대한 동적응답(動的應答)을 해석(解析)하는 방법(方法)을 제시하였다. 본 논문에서 제시한 방법의 정도(精度) 및 계산효율(計算效率)의 탁월성은 일련의 수치계산예(數値計算例) 및 실험(實驗)에 의해 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.688-695
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• 2017

본 논문은 파력 에너지 수집 장치에 사용할 수 있는 영구자석 선형 동기발전기의 특성 해석에 관한 것이다. 파력 에너지는 요요시스템과 같은 기구로 부터 얻어진다. 영구자석을 이용한 선형 발전기는 영구자석의 자력을 통해 별도의 전원공급이 필요 없고 유지 보수가 간단한 장점을 가지고 있다. 또한 높은 에너지 밀도를 갖는 희토류의 사용으로 영구자석 기기는 소형화 및 경량화가 가능하며 보다 높은 에너지 변환 효율을 얻을 수 있다. 영구자석 선형 동기발전기 특성 해석을 위해 2차원 극 좌표계 및 자기 벡터 포텐셜에 근거하여 영구자석과 전기자 반작용 자계해석을 수행 하였다. 해석 해를 이용하여 정현적인 속도입력에 의해 유도되는 유기기전력의 특성 식을 유도하고, 동일한 방법으로 역기전력 상수, 저항, 자기인덕턴스와 상호인덕턴스와 같은 전기적 파라미터를 얻었다. 본 논문에서 사용한 공간고조파법의 결과는 2차원 유한요소해석법 결과와 비교하여 잘 일치하는 것을 확인하였다. 이 결과는 영구자석 형 선형 발전기의 특성을 이해하는 것과 해석방법의 비교연구, 설계 최적화, 그리고 기기의 동적 모델링에 기여할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권8호
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• pp.699-705
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• 2015

항공기가 적은 동력으로 장시간 체공을 하기 위해서는 높은 양항비(Lift Drag Ratio)와 구조경량화가 요구된다. 일반적으로 고고도 장기체공 비행기에는 가로세로비가 큰 날개가 적용된다. 또한 기체의 주요 구조물에 고강도, 고강성 탄소섬유복합재료를 사용하고, 날개의 표피(Skin)에 박막(Membrane) 소재인 얇은 마일러(Mylar)를 사용된다. 그 결과 날개 구조물이 다른 구조물에 비하여 유연해진다. 그리고 박막 소재인 얇은 마일러의 강성이 동적 안정성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 비선형 갭(Gap) 요소를 사용하여 마일러의 박막 특성을 모사하였다. 그리고 비선형해석 결과를 이용하여 등가강성을 갖는 선형 쉘(Shell) 요소로 등가모델링 하는 방법을 제시하였다. 선형 등가 쉘 모델은 멤브레인 요소법를 이용한 비선형해석 결과와 비교하여 결과의 타당성을 검증하였다. 제안된 선형등가 쉘 모델은 모드 해석에 적용하여 마일러의 기계적 물성이 고유진동수에 미치는 영향을 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.612-620
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• 2019

빌딩, 자동차, 선박, 항공기 등에서의 곡선보 사용 증가로 인해 이러한 구조물의 동적거동해석에 있어 괄목할만한 성과가 있어 왔다. 탄성곡선보의 안정성 거동 해석분야는 많은 연구자들의 관심분야였다. 전통적으로 미분방정식의 해법은 유한차분법으로 해결해왔다. 이러한 방법들은 복잡한 기하학적 구조 및 하중에 따른 격자점의 증가로 많은 계산시간을 요구한다. 편미분방정식의 해를 구하기 위한 효율적인 방법 중의 하나는 미분구적법이다. 복잡한 기하학적 구조 및 하중으로 인한 과도한 컴퓨터 용량의 사용과 복합알고리즘 프로그램의 어려움을 극복하기 위하여 미분구적법(DQM)이 많은 분야에 적용되어왔다. 본 연구에서는 선형적으로 단면적이 변하는 비대칭 곡선보에 대하여 DQM을 적용하여 아크축 신장을 고려한 내 평면 진동해석을 수행하였다. 다양한 매개변수 비, 경계조건, 그리고 열림 각에 따른 기본진동수를 계산하였다. DQM 결과는 활용 가능한 다른 엄밀해와 비교하였다. 다양한 매개변수 비, 경계조건, 그리고 열림 각에 따른 기본진동수를 계산하였으며 DQM 결과를 활용 가능한 다른 엄밀해와 비교하였다. 해석결과에 따르면 DQM은, 적은 격자점을 사용하고도, 엄밀해 결과와 일치함을 보여주었다.

• 한국음향학회지
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• 제39권6호
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• pp.524-532
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• 2020

본 논문에서는 무선진공청소기용 팬 모터 단품으로부터 방사되는 공력소음을 저감하기 위하여 팬 모터 단품 내부의 기존 임펠라에 스플리터 날개를 설계하였다. 우선, 팬 모터 단품, 특히 임펠라의 유동장을 분석하기 위하여 전산유체역학 기법을 사용하여 비정상, 비압축성 Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식을 수치적으로 해석하였다. 예측한 유동장 결과를 입력값으로 Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H) 적분 방정식을 풀어 임펠라로부터 방사되는 소음을 수치적으로 예측하였다. 예측한 음압스펙트럼과 측정값의 비교를 통하여 수치해석방법의 유효성을 검증하였다. 예측한 유동장 결과에 대한 추가 분석을 통하여 임펠라 날개 사이에서 강한 와류가 형성되는 것을 확인하였다. 와류는 유동에는 손실로 소음에는 소음원으로 작용하기 때문에 기존 임펠라에 스플리터 형상을 추가 설계하여 와류를 억제하고자 하였다. 스플리터의 길이와 위치를 설계 인자로 선정하였으며, 다구찌 기법을 사용하여 각각의 설계 인자가 공력소음에 미치는 영향도를 살펴보았다. 이 결과로부터 최소소음을 나타내는 스플리터의 최적 위치와 길이를 결정하였다. 최종 선정된 설계안에 대한 추가 해석을 통하여 소음성능이 개선됨을 확인 하였다.