Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제35권4호
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pp.436-442
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2011
기관의 정확한 출력을 얻기 위해서는 실린더내 압력의 정확한 측정이 기본적으로 중요하다. 그러나 MIPS같은 전자식지압기로 계측된 지시마력(IHP)과 기계식 지압기에 의해 산출된 지시마력 사이에는 상당한 차이를 보인다. 이러한 차이는 선박용 디젤엔진에서 TDC위치가 부정확하기 때문으로 확인되었다. 본 논문에서는 TDC위치에 대한 크랭크 각의 부정확한 정도를 선박용 M/E과 G/E에 대하여 각각 연구하였다. 또한 실린더 압력을 '시간기준'과 '크랭크각도기준'의 두 가지 방법으로 수집하여 검토하였다. 크랭크각도기준은 크랭크축에 장착된 엔코더로부터 실제 각도에 의한 수집방법이며, 시간기준은 엔코더의 Z펄스로 검출된 회전수에 의해 계산된 각도에 의한 수집방법이다. 시간기준 방법은 MIPS의 데이터 수집과 같은 방법이다. 시간기준 수집방법은 순간속도 변동과 부하변동의 영향으로 선박 엔진(M/E와 G/E)의 성능분석에는 적합하지 않음을 분명히 하였다. 또한, 각도기준 방법에 있어서도 M/E의 경우에는 부하변동에 의한 속도변동이 정확한 출력산정을 어렵게 하는 요인임을 확인하였다.
본 논문에서는, 1.8V 6bit 2GSPS Nyquist CMOS A/D 변환기를 제안한다. 6bit의 해상도와 초고속의 샘플링과 입력 주파수를 만족시키면서 저 전력을 구현하기 위하여 Interpolation Flash type으로 설계되었다. 같은 해상도의 Flash A/D 변환기에 비해 프리앰프의 수가 반으로 줄기 때문에 작은 입력 커패시턴스를 가지며 면적과 전력소모 작게 할 수 있다. 또한 본 연구에서는 고속 동작의 문제점들을 해결하기 위하여 새로운 구조의 One-zero Detecting Encoder, Reference Fluctuation을 보정하기 위한 회로, 비교기 자체의 Offset과 Feedthrough에 의한 오차를 최소화하기 위하여 Averaging Resistor와 SNDR을 향상시키기 위한 Track & Hold, 제안하는 Buffered Reference를 설계하여 최종적으로 2GSPS Nyquist 입력의 A/D converter 출력 결과를 얻을 수가 있었다. 본 연구에서는 1.8V의 공급전압을 가지는 0.18$\mu$m 1-poly 3-metal N-well CMOS 공정을 사용하였고, 소비전력은 145mW로 Full Flash 변환기에 비해 낮음을 확인 할 수 있었다. 실제 제작된 칩은 측정결과 2GSPS에서 SNDR은 약 36.25dB로 측정되었고, Static 상태에서 INL과 DNL은 각각 $\pm$0.5LSB 로 나타났다. 유효 칩 면적은 977um $\times$ 1040um의 면적을 갖는다.
국제적인 선박 배출 가스에 대한 환경 규제가 점차 강화됨에 따라 전기추진 및 하이브리드 추진선박에 대한 관심이 증대되고 있으며, 이러한 선박에 적용하기 위한 다양한 솔루션이 개발 및 적용되고 있는데 특히 전력계통의 안정화, 시스템의 효율성을 높이기 위한 방안으로 직류배전시스템이 적용되고 있다. 또한, 선박용 직류배전시스템에 대한 안전 및 성능에 대한 검증 및 시험의 중요성이 요구되고 있다. 본 연구는 직류배전 테스트베드 구축 및 직류배전(가변속 발전)시스템에 대한 성능을 검증하고 연료소모량 분석한 결과로서 선박용 직류배전에 적용되고 있는 가변속 발전시스템을 적용하였으며, 발전기에서 출력되는 전력을 정류기를 통해 직류전력으로 변환하여 시스템에 연계하고 이러한 장치들을 감시 및 제어하기 위한 시스템을 개발하였다. 이러한 직류배전 시스템을 적용한 시험을 통해 최대 전압은 751.5V이고 최소전압은 731.4V가 계측되어 전압변동률은 2.7%로 3% 이내에서 안정적으로 전압이 공급되는 것을 확인하였고 부하변동에 따라 가변속 발전시스템을 적용하였을 경우 연료소모량이 기존 정속발전시스템과 비교하여 구간에 따라 최대 20%이상 연료절감이 되는 것을 시험을 통해 확인하였다.
Minimizing the cylinder wear and the consumption rate of cylinder oil in a large two-stroke marine diesel engine is of great economic importance. In Korea, authors first developed a motor-driven cylinder lubricator for a Wartsila Switzerland large two-stroke diesel engine. The characteristic of the developed product is that can control automatically the oil feed rate with a load fluctuation by the motor drive and the offset cam. For manufacturing the reliable and useful products, however, it is necessary to investigate further characteristics and to improve performances as a cylinder lubricator. In this study, the effects of pump motor speed, plunger stroke and cylinder back pressure on oil feed rate, maximum discharge and delivery pressures are experimentally investigated by using the electronically controlled quill injection system and distributer in the developed cylinder lubricator. It is found that the oil feed rates of electronic control and mechanical type quills with the in-cylinder back pressure are differently characterized by the role of accumulator, the viscous resistance of contact area, etc. It can be also shown that the maximum discharge pressure of the electronic control quill is lower than the mechanical type one but the maximum discharge pressure difference of two types decreased as plunger stroke is small, and the maximum delivery pressures of two types increased as plunger stroke, motor speed and back pressure are elevated but the maximum delivery pressure of mechanical type is higher than the one of electronic control type.
본 논문은 입력 전력 신호와 결정지향 오차 신호에 따라 스텝 크기가 변하는 가변 스텝 크기를 가지는 MSAGF-MMA의 성능 분석에 관한 것이다. 제안한 알고리즘은 변형된 Stop-and-Go 알고리즘으로 부터 얻어진 이진 플래그를 가지는 MMA에 스텝 크기가 입력 신호의 변동에 영향을 덜 받도록 함으로써 정상상태로의 수렴 속도를 안정하게 높일 수 있는 입력 전력 신호에 따라 변하도록 하였다. 그와 동시에 정상상태에서 잔류 오차가 작아질 수 있도록 결정지향 오차 신호에 따라 스텝 크기가 가변될 수 있도록 하였다. 컴퓨터 모의실험 결과, 제안한 알고리즘이 MMA 및 MSAGF-MMA와 비교하여 정상상태로의 수렴 속도 면에서 뿐만 아니라 정상상태에서의 잔류 ISI와 averaged-MSE 등의 평가에서 매우 뛰어난 성능을 가짐을 확인하였다.
공기역학적으로 최대동력계수를 얻을 수 있도록 최적화된 블레이드를 장착한 수평축 풍력터빈 모델을 아음속 풍동에 장착하여 공력특성을 실험하였다. Upwind 방식과 downwind방식의 풍력 터빈 로터의 공력 특성을 비교하였을 때, 후자가 전자에 비해 측정토크의 교란이 더 크게 나타났으며, 이는 지지대에서 발생된 후류와 블레이드의 상호간섭이 원인으로 작용한다고 여겨진다. 블레이드 설치각이 0o인 경우에 설계 속도비 6에 해당하는 위치에서 최대 동력계수를 보여주고 있어 설계 조건을 잘 만족함을 알 수 있었다. 또한 음의 피치각 변화가 같은 값의 양의 피치각 변화에 비해 더 커다란 동력 감소가 발생되는 결과를 보여주었다.
Three dimensional unsteady numerical calculations were performed to investigate unsteadiness of the tip leakage flow in an axial compressor. The first stage of the four-stage low-speed research axial compressor was examined. Since this compressor has a relatively large tip clearance, the unsteadiness of the tip leakage flow is induced. Through the results from the unsteady calculations, the process of the induced unsteady tip leakage flow was investigated. It was shown that the leakage flow that occurred at a rotor blade tip clearance affected the pressure distribution on the pressure side near the tip of the adjacent blade, thus caused the fluctuation of the pressure difference between the pressure side and suction side. Consequently, the unsteady tip leakage flow was induced at the adjacent rotor blade. The unsteady feature of the tip leakage flow was changed as the operating point was moved. The interface between the tip leakage flow and the main flow only affected the trailing edge region at the design point whereas the interface influenced up to the leading edge at the low flow rate point. As the flow rate decreased, additionally, it was seen that the vortex size of the tip leakage flow increased and the relatively large length scale disturbance occurred. On the other hand, using frequency analysis, it was shown that the unsteadiness was not associated with the rotor speed and was about 40% of the blade passing frequency. This feature was explained in the rotor relative frame of reference, and the frequency decreased as the flow rate decreased.
본 연구에서는 난류 유입조건을 갖는 수평축 풍력터빈 블레이드의 공력 하중에 대해 초점을 맞추어 연구하였다. 난류모델은 풍속과 방향에 대한 변동을 포함하며, 그 특성은 난류 강도와 표준편차로 표현된다. IEC61400-1에서는 정상 난류 모델과 정상 풍속 측면도에 대해서 피로해석을 수행하도록 규정하고 있다. 이를 위해 공력 최적설계 절차를 통해 얻어낸 MW급 수평축 풍력터빈 블레이드 허브와 저속 회전축에 대한 공력하중 해석을 수행한다. 공력하중 성분은 수치적인 절차를 통해 얻어내며 이를 블레이드 회전 특성을 고려하여 해석적으로 검토하였다. 난류 조건을 고려했을 때의 최대 추력과 토크의 변동치는 난류 조건을 고려하지 않았을 때의 값들에 비해 5~8 배 더 큰 값을 보였다. 따라서 난류 조건을 반영한 하중 해석은 풍력터빈 블레이드의 구조설계에 있어서 필수적임을 확인하였다.
In order to investigate the environmental properties of set net grounds located in the coastal waters of Yeosu. The current in the vicinity of set net grounds was observed by drogue and current meter in 1990 and 1992. The results obtained are summarized as follows: The direction of tidal current at the north enterance of Yeosu bay was southerly in ebb and northwesterly in flood without the distiction of the neap tide and the spring tide. In spring tide the maximum Velocity of the tidal current was 68 cm/sec in ebb and 66 cm/sec in flood. In neap tide the maximum velocity of the tidal current was 37 cm/sec in ebb and 35 cm/sec in flood. And so the direction of residual current was the south ward mainly and 21 cm/sec. The direction of tidal current at set net fishing grounds was southwesterly in ebb and westerly or northwesterly in flood. Regardless of the distinction of neap and spring. The maximum velocity of the current in spring tide was 50 cm/sec in ebb and 40 cm/sec in flood and that in neap was 28 cm/sec in ebb and 25 cm/sec in flood. In spring tide the speed vector along the major axis of semidiurnal tide component was three times as large as diurnal tide. In neap tide, however, the speed vector was about 50% less then that in spring tide, and the semidiurnal tide and diurnal tide were equal in the size of current ellipse and the direction of major axis. The sea area had a southwesterly residual current. 11 cm/sec in spring tide and 7 cm/sec in neap tide. According to the result of drogue tracking, the vicinity of set net fishing ground had a southerly residual current which formed in Yeosu Bay and a weak westerly residual current toward Dolsando from Namhedo. Therefore, set net fishing ground in coastal water of Yeosu was distributed in boundary of inner water which formed from Seamjin river and offshore water supplied from the vicinity of Sorido and Yochido.
국내에서 개발된 한국형 틸팅열차는 현재 시제차량 제작을 마치고, 충북선을 시작으로 시운전 시험이 단계적으로 진행되고 있다. 시운전 시험에서는 한국형 틸팅열차의 시스템 안정화를 위해 차량 외에 궤도, 구조물, 전차선, 신호 등 각 시스템 상호간의 인터페이스 검증이 필요하며, 선로구축물 분야에서는 개발차량의 증속이 궤도구조에 미치는 영향을 비롯한 궤도부담력 검토를 통해 궤도구조의 안정성과 주행안정성 평가가 수행되어야 한다. 따라서 본 연구에 서는 완화곡선구간을 주행하는 틸팅차량(한빛200호), 고속차량(KTX) 및 일반차량(무궁화)에 의해 궤도에서 발생하는 동적 윤중 및 횡압을 측정하였다. 측정데이터를 통해 차종별 주행패턴을 비교하고 윤중과 횡압의 증감율을 확률적으로 분석하였다. 분석결과, 고정식 대치구조를 갖는 기존 차량의 캔트변화에 따른 발생 윤중 및 횡압의 분포범위는 일정 범위 내에서 작은 편차로 분포하였다. 반면 진자식 대차구조인 틸팅차량의 경우 캔트변화에 따른 차체의 틸팅작용에 의해 비교적 넓은 범위에 큰 편차로 궤도작용력이 분포하는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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