• 제목/요약/키워드: surface fitting

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프로펠러 블레이드의 형상설계 및 CNC 공구경로 생성 (Parametric Shape Design and CNC Tool Path Generation of a Propeller Blade)

  • 정종윤
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권8호
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    • pp.46-59
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    • 1998
  • This paper presents shape design, surface construction, and cutting path generation for the surface of marine ship propeller blades. A propeller blade should be designed to satisfy performance constraints that include operational speed which impacts rotations per minutes, stresses related to deliverable horst power, and the major length of the marine ship which impacts the blade size and shape characteristics. Primary decision variables that affect efficiency in the design of a marine ship propeller blade are the blade diameter and the expanded area ratio. The blade design resulting from these performance constraints typically consists of sculptured surfaces requiring four or five axis contoured machining. In this approach a standard blade geometry description consisting of blade sections with offset nominal points recorded in an offset table is used. From this table the composite Bezier surface geometry of the blade is created. The control vertices of the Hazier surface patches are determined using a chord length fitting procedure from tile offset table data. Cutter contact points and path intervals are calculated to minimize travel distance and production time while maintaining a cusp height within tolerance limits. Long path intervals typically generate short tool paths at the expense of increased however cusp height. Likewise, a minimal tool path results in a shorter production time. Cutting errors including gouging and under-cut, which are common errors in machining sculptured surfaces, are also identified for both convex and concave surfaces. Propeller blade geometry is conducive to gouging. The result is a minimal error free cutting path for machining propeller blades for marine ships.

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전기응집/부상 공정에서 반응표면분석법을 이용한 TiO2 수용액의 탁도 처리조건 최적화 (Optimization of the Turbidity Removal Conditions from TiO2 Solution Using a Response Surface Methodology in the Electrocoagulation/Flotation Process)

  • 김동석;박영식
    • 한국환경보건학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.491-499
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    • 2009
  • The removal of turbidity from $TiO_2$ wastewater by an electrocoagulation/flotation process was studied in a batch reactor. The response surface methodology (RSM) was applied to evaluate the simple and combined effects of the three main independent parameters, current, NaCl dosage and initial pH of the $TiO_2$ solution on the turbidity removal efficiency, and to optimize the operating conditions of the treatment process. The reaction of electrocoagulation/flotation was modeled by use of the Box-Behnken method, which was used for the fitting of a 2nd order response surface model. The application of RSM yielded the following regression equation, which is an empirical relationship between the turbidity removal efficiency of $TiO_2$ wastewater and test variables in uncoded unit: Turbidity removal (%)=69.76+59.76Current+11.98NaCl+4.67pH+5.00Current${\times}$pH-160.11$Current^2-0.34pH^2$. The optimum current, NaCl dosage and pH of the $TiO_2$ solution to reach maximum removal rates were found to be 0.186 A, 0.161 g/l and 7.599, respectively. This study clearly showed that response surface methodology was one of the most suitable method to optimize the operating conditions for maximizing the turbidity removal. Graphical response surface and contour plots were used to locate the optimum point.

소형 유도무기 날개 작동기용 보이스 코일 모터의 최적 설계 (Optimization of Voice Coil Motors for a Small Guided Missile Fin Actuator)

  • 이충희;김광태;이병호;조영기
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.59-65
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    • 2019
  • 본 연구에서는 직구동방식의 보이스 코일 모터를 이용한 유도무기 날개 작동기의 최적 설계를 진행하였다. ANSYS Maxwell 상용프로그램으로 전자기장 해석을 수행하여 토크 성능 및 보이스 코일 모터의 특성을 예측하였으며, 운용 각도 범위에서 날개에 작용하는 공력부하가 가장 큰 구간인 양끝단에 해당되는 각도에서 최적화 설계를 수행하였다. 또한, 작동기의 주요 설계 변수를 선정하고, 최적화 설계를 위하여 반응면 기법(Response Surface Method)을 사용하였다. 반응면은 2차 함수로 구성하였고 2차 반응면 구성에 널리 쓰이는 중심합성법을 바탕으로 수치실험점들을 선정하였다. 구성된 반응면의 적합성은 수정결정계수로 판단하였으며, 최종적으로 최적화로 구해진 토크값은 전자기장 해석을 통한 토크값과 거의 동일함을 확인하였다.

Calcium annealing approach to control of surface groups and formation of oxide in Ti3C2Tx MXene

  • Jung-Min Oh;Su Bin Choi;Taeheon Kim;Jikwang Chae;Hyeonsu Lim;Jae-Won Lim;In-Seok Seo;Jong-Woong Kim
    • Advances in nano research
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    • 제15권1호
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    • pp.1-13
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    • 2023
  • Ti3C2Tx MXene, a 2D material, is known to exhibit unique characteristics that are strongly dependent on surface termination groups. Here, we developed a novel annealing approach with Ca as a reducing agent to simultaneously remove F and O groups from the surface of multilayered MXene powder. Unlike H2 annealing that removes F effectively but has difficulty in removing O, annealing with Ca effectively removed both O and F. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and energy dispersive X-ray spectroscopy revealed that the proposed approach effectively removed F and O from the MXene powder. The results of O/N analyses showed that the O concentration decreased by 57.5% (from 2.66 to 1.13 wt%). In addition, XPS fitting showed that the volume fraction of metal oxides (TiO2 and Al2O3) decreased, while surface termination groups (-O and -OH) were enhanced, which could increase the hydrophilic and adsorption properties of the MXene. These findings suggest that when F and O are removed from the MXene powder, the interlayer spacing of its lattice structure increases. The proposed treatment also resulted in an increase in the specific surface area (from 5.17 to 10.98 m2/g), with an increase in oxidation resistance temperature in air from ~436 to ~667 ℃. The benefits of this novel technology were verified by demonstrating the significantly improved cyclic charge-discharge characteristics of a lithium-ion battery with a Ca-treated MXene electrode.

몬테칼로 시뮬레이션에 의한 지표면 오염 방사선장에서의 유효선량 평가 (Assessment of Effective Doses in the Radiation Field of Contaminated Ground Surface by Monte Carlo Simulation)

  • 장재권;이재기;장시영
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제24권4호
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    • pp.205-213
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    • 1999
  • 지표에 오염된 방사성핵종의 단위방사능당 유효선량환산계수를 남성과 여성 인형모의피폭체와 MCNP4A 코드를 이용하여 계산하였다. 모사실험은 40 keV에서 10 MeV 영역의 19개 단일 에너지에 대한 유효선량 계산을 수행하였다. 에너지에 따른 단위 선원강도에 대한 유효선량 E를 기존 연구자들의 결과물인 유효선량당량 $H_E$와 비교한 결과, 본 연구의 E값이 USEPA의 FGR에 주어진 $H_E$ 값에 비해 30%의 편차를 보였다. 에너지와 유효선량의 관계를 polynomial fitting을 통해 구한 유효선량 감응함수는 다음과 같다. $f({\varepsilon})[fSv\;m^2]=\;0.0634\;+\;0.727{\varepsilon}-0.0520{\varepsilon}^2+0.00247{\varepsilon}^3$ 여기서, ${\varepsilon}$는 감마선의 에너지(MeV)이다. 감응함수와 ICRP 38의 방사성핵종 붕괴 자료를 이용하여 지표면과 공기 오염의 단위 방사능농도에 대한 유효선량환산계수를 계산한 후 DOSEFACTOR코드를 사용하여 계산한 베타선에 의한 피부선량을 합하여 90개의 중요 핵종들에 대한 환산계수를 평가하여 도표로 제시하였다. 기존 자료들과 비교를 통해 기존 환산계수를 사용할 경우 특히 저에너지 감마선이나 고에너지 베타선을 방출하는 핵종에 대해서 상당한 과소평가가 이루어질 수 있음을 확인할 수 있었다.

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마이크로파 탐색기의 HPRF 파형에 대한 지표면 부엽클러터와 표적탐지 오류 확률 (The Surface Sidelobe Clutter and the False Alarm Probability of Target Detection for the HPRF Waveform of the Microwave Seeker)

  • 김태형;이재웅;변영진
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권4C호
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    • pp.476-483
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    • 2009
  • 마이크로파 탐색기를 이용하여 표적을 탐지, 추적하는 경우 하방 표적에 대해서는 지표면에서 반사되는 클러터 신호의 영향을 받는다. HPRF (high pulse repetition frequency) 모드를 사용하는 마이크로파 탐색기에서 부엽클러터 영역에 나타나는 퇴각표적을 탐지하기 위해서는 여러 지형과 상황에 따른 지표면 부엽클러터 전력의 통계적인 특징을 파악하여야 한다. HPRF 모드를 사용하는 탐색기의 항공기 탑재시험에서 지상 클러터의 전력을 측정한 자료를 기반으로, 각 지형과 안테나 시선각 등의 상황에 따라 부엽클러터의 확률분포 특성을 가장 근접하게 표현하는 확률밀도함수를 구하고 그 확률밀도함수의 매개변수를 추정하였다. 확률밀도함수 및 매개변수를 추정한 자료를 이용하여, 퇴각표적을 탐지할 때에 원하는 수준의 표적탐지 오류 확률을 가지는 표적탐지 임계값 설정에 관하여 분석하였다. 본 논문의 지표면 부엽클러터 전력의 확률분포 특성 분석과 표적탐지 임계값 설정에 관한 분석 자료는 표적탐지 방법 개발 및 일정 오경보 처리 등의 다양한 분야에 이용될 수 있다.

초정밀 기상측정용 다이아프램 타입 접촉식 프로브의 개발 (Development of Diaphragm-type Stylus Probe for Ultra-precision On-machine Measurement Application)

  • 이정훈;이찬희;최준명;김호상
    • 한국정밀공학회지
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    • 제29권8호
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    • pp.845-852
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    • 2012
  • The diaphragm-type stylus probe was developed for ultra-precision on-machine measurement (OMM) application. This probe is equipped with two diaphragms which are parallel and one capacitive sensor is used for detecting the vertical motion of end tip in the stylus when it is contacted to the optical freeform surface. For better performance of proposed probes, several design parameters such as axial stiffness and the lateral deformations were investigated with finite element analysis techniques. To verify the feasibility, the profiles of the master sphere ball were measured on the ultra-precision milling machine. The measurement results show that the proposed probe can calculate the radius of the circle within the accuracy of 0.1 ${\mu}m$ for the ultraprecision optical surface.

반응표면법과 크리깅의 혼합모델을 이용한 구조설계방법 (A Structural Design Method Using Ensemble Model of RSM and Kriging)

  • 김남희;이권희
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.1630-1638
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    • 2015
  • 많은 산업분야에서 구조설계 시 구조성능을 검토하기 위한 유한요소해석은 필수적인 과정이 되었다. 이와 함께, 컴퓨터의 성능도 급속도로 개선되고 있지만 대형 문제의 경우에는 최적설계기법을 적용하는데 한계가 있다. 이러한 대형 문제의 최적화를 위하여 메타모델을 이용한 근사모델을 이용하고 있다. 근사모델을 생성하는 방법은 곡선맞춤법과 내삽법으로 분류할 수 있는데, 반응표면모델과 크리깅 모델이 대표적인 것이다. 그러나 각 모델은 오버피팅이나 언더피팅이 될 수 있는 단점이 있다. 본 연구에서는 반응표면과 크리깅으로 구성되는 혼합모델에 의한 메타모델을 이용하여 구조설계에 적용하고자 한다. 제안된 방법을 2부재 구조물과 자동차용 아우터타이로드의 구조설계에 적용하였다.

오일-물-오일 에멜젼막의 Disjoining Pressure에 관한 연구 (Disjoining Process Isotherms for oil-water-oil Emulsion Films)

  • 조완구
    • 대한화장품학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.71-96
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    • 1997
  • We have used a novel liquid surface forces apparatus to determine the variation of disjoining pressure with film thickness for dodecane-water-dodecane emulsion films. The LSFA allows measurement of film thicknesses in the range 5-100 nm and disjoining pressure from 0-1500 Pa. Disjoining pressure isotherms are given for films stabilised by the nonionic surfactnat n-dodecyl pentaoxyethylene glycol ether$(C_{12}E_5)$ and n-decyl-$\beta$-D-glucopyranoside($C_{10}- $\beta$-Glu)$ and the anionic surfactant sodium bis(2-ethylhexyl) sulphosuccinate(AOT) in the presense of added electrolyte. For $C_{12}E_5$ and AOT, the emulsion films are indefinitely stable even for the highest concentration of NaCl tested (136.7 Nm) whereas the $C_{10}-{eta}-Glu$ film shows coalescence at this salt concentration. For film thicknesses greater than approximately 20 nm with all three surfactants, the disjoining pressure isotherms are reasonably well described in terms of electrostatic and van der Waals, forces. For the nonionic surfactant emulsion films, the charge properties of the monolayers are qualitatively similar to those seen for foam films. For AOT emulsion films, the monolayer surface potentials estimated by fitting the isotherms are similar to the values of the zeta potential measured for AOT stabilised emulsion droplets. For thin emulsion films certain systems showed isotherms which suggested the presence of an additional repulsive force with a range of approximately 20 nm.

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측정 점데이터로부터 단면 데이터 추출에 관한 연구 (A Study on Cross-sectioning Methods for Measured Point Data)

  • 우혁제;강의철;이관행
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.272-276
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    • 2000
  • Reverse engineering refers to the process that creates a physical part from acquiring the surface data of an existing part using a scanning device. In recent years, as the non-contact type scanning devices become more popular, the huge amount of point data can be obtained with high speed. The point data handling process, therefore, becomes more important since the scan data need to be refined for the efficiency of subsequent tasks such as mesh generation and surface fitting. As one of point handling functions, the cross-sectioning function is still frequently used for extracting the necessary data from the point cloud. The commercial reverse engineering software supports cross-sectioning functions, however, these are only for cross-sectioning the point cloud with the constant spacing and direction. In this paper, adaptive cross-sectioning point cloud which allow the changes of the spacing and directions of cross-sections according to the constant spacing and direction. In this paper, adaptive cross-sectioning algorithms which allow the changes of the spacing and directions of cross-sections according to the curvature difference of the point cloud data are proposed.

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