• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권1호
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• pp.68-73
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• 2020

본 논문은 산악 지형, 도심, 함정, 교량 등에서 수직 이·착륙 비행, 제자리 비행, 고정익기처럼 저속 및 고속비행을 할 수 있는 덕티드 추진체를 사용한 수직 이·착륙 초소형 무인 항공기 개발 동향을 기술한다. 이 항공기는 여러 측면에서 헬리콥터와 고정익기와는 비행 특성이 다르다. 미육군 미래 전투 체계와 DARPA의 OAV 프로그램의 목적은 운용자에 안전하고 낮은 음향 특성을 갖는 수직 이·착륙 덕티드 팬 초소형 무인 항공기 개발이다. 현재의 초소형 무인 항공기에 영상/적외선 카메라를 탑재하고 숲이나 언덕 뒤에 숨어 있는 적을 정지비행과 응시로 약 1 시간 동안 감시 및 정찰을 한다. OAV의 Class-I은 개인 병사가 배낭에 담아 운반할 수 있는 크기와 무게의 수직 이·착륙 덕티드 MAV 개발이다. Class-II는 Class-I보다 두 배의 운용 시간과 더 넓은 범위의 비행이 가능한 유기체의 수직 이·착륙 덕티드 팬 초소형 무인 항공기 개발이다. 초소형 무인기는 장시간 운용을 위해 현재의 '호버 및 응시'에서 '퍼치-앤-응시'으로 기술을 발전시켜야 한다. 근 미래의 OAV 개념은 유·무인 지상 차량이 주행하는 동안에 차량의 상부에 자동 이착륙하고, 탑재된 상태로 이동하고, 재급유, 재충전, 재이륙하는 합동 운용으로 임무 능력과 효율성을 확장하는 것이다. 덕티드 MAV는 지상 차량의 착륙 패드에서 자동으로 이착륙하기 위해 저렴한 초소형 GPS를 활용한 고정밀 상대 위치 기술 개발이 필요하다. 또한, VTOL 덕티드 MAV와 유·무인 지상 차량 간에 유기체의 협업 동작이 가능케하는 공통 명령과 제어 아키텍처를 개발할 필요가 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권5호
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• pp.1-14
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• 2015

아음속에서 초음속까지 운용되어야 하는 초음속 터빈엔진의 경우, 엔진 운용 공기량이 범위가 넓고 추력 및 연료소모율 등의 엔진 성능에 대해 요구조건이 높으므로 가변시스템 및 이를 제어하기 위한 최적의 제어로직 개발이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 압축기 가변 시스템이 적용된 가스터빈 성능해석 모델 및 제어기법을 개발하였다. 그리고 터빈 노즐 가변에 따른 엔진 운용 특성을 분석하였다. 또한 가변 시스템을 구동하는 액추에이터에 대한 개념 설계를 수행 하였다. 저바이패스비 혼합흐름 터보팬 엔진에 대한 탈설계점에서의 성능해석을 수행하였으며, 제어기법을 적용하여 탈설계점에서의 서지마진을 확보할 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권4호
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• pp.177-204
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• 1998

본 연구에서는, GRS-RW 보강토벽체 공법에 대한 안정해석법의 체계화를 위해 3차원 예상파괴 흙쐐기를 가정하여, 직선부구간 뿐만 아니라 특히 편기각 보강재가 설치되는 곡선부 구간에 대해 적용 가능한 준3차원 안정성 평가기법의 제시가 이루어졌다. 아울러, 본 연구 제시 안정해석법에 의해 평가되는 작용토압합력을 다짐토압 분포형태로 가정하여, 1차원 유한요소해석을 이용한 전면 벽체의 변위예측기법을 제시하였다. 또한 제시된 전면벽체 변위예측기법의 타당성을 확인하기 위해, 캐나다의 RMC 및 미국의 FHWA에서 시행한 시험결과와 본 연구 제시기법에 의한 예측치를 서로 비교하였으며, 본 비교에는 기존의 보강토벽체 발생변위 평가방법인 Christopher등의 방법 및 Chew & Mitchell의 방법 등을 토대로 한 예측치도 추가 검토상의 목적으로 포함하였다. 또한 편기각 보강재가 설치되는 볼록형태 곡선부 구간에 대해서, 본 연구 예측치와 $FLAC_{3D}$프로그램 해석결 과와의 비교를 퉁해, 본 연구 변위예측기법의 신뢰성 검증이 추가로 이루어졌다. 이외에도, 본 연 구 제시 안정해석 법에 의해 평가되는 전면벽체의 작용토압합력을 깊이별 다짐토압 분포형태로 가정한 기법의 타당성 확인을 위해, FHWA에서 제시한 발생토압 측정결과와 서로 비교하였다. 아울러 다양한 관련 설계변수가 GRS-RW 보강토벽체의 안정성에 미치는 영향등을 분석하였다.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제3권2호
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• pp.95-105
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• 1996

지금까지의 내용을 요약하면 먼저, 인체의 각 관절 주위에는 관절의 움직임과 위치를 파악하는 감지기 역할을 하는 기계적 감수기가 있다. 이러한 감수기는 크게 네가지로 구분되어지는데 대개 I형 감수기, II형 감수기 등의 용어를 사용한다. 각각의 감수기의 특성(표 2.)을 알아보면, 루피니(Ruffini)감각기와 유사한 모양을 하고 있는 I형 관절감수기는 주로 운동의 속도(speed)와 방향(direction)을 감지(detection) 하며, 파시니안(Pacinian)감각기와 유사한 형태를 하고 있는 II형 관절감수기는 매우 작은 움직임에 대한 감지를 하는데, 예를 들어 속도가 가속(acceleration)되는 것과 같은 움직임 등을 알아낸다. 이외에 골지건과 비슷한 모습을 하고 있는 III형 관절감수기는 운동의 자세(position)와 방향에 대한 정보를 전달하게 된다 (Carpanter, 1990). 관절의 자세 유지 혹은 안정성 즉, 정적(static) 운동에 주로 관여하는 I형 관절감수기와, 역동적(dynamic)인 운동에 감지를 주로 하는 II형 관절감수기는 진동(oscillation)자극에 잘 촉진된다. 이러한 자극은 동통이 심하게 발생된 관절에 나타나는 근육의 과긴장(hypertonicity)과 동통을 경감시킬 수 있다. III형 관절감수기는 억제 (inhibitory)감수기라 할 수 있는데, 골지건(golgi tendon organ)의 기능과 매우 관련이 깊다. 이 감수기는 관절의 가동범위를 기계적인 자극으로 증가시키기 위해 관절의 가동 끝범위에서 강한 신장(strong strectch)이나 thrust 기술로 감수기를 촉진할 수 있다. 이러한 자극은 결국 근육에 이완을 얻게 할 수 있다. 위에서 언급한 관절 주위의 조직에 분포한 특별한 기계적 감지를 환자들의 임상 증상에 따라 선택적으로 자극하는 치료를 적용할 수 있다면, 현재 물리치료사들이 적용하고 있는 관절 가동운동을 좀더 전문적인 수준으로 수행할 수 있을 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.457-471
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• 2015

본 연구에서는 직경 3.6 m의 국산 커터헤드를 설계 제작하고 이를 기존의 토압식 쉴드TBM에 적용하여 연장이 1,275 m인 전력구 터널의 굴착공사를 수행하였다. 특히, 본 연구에서는 TBM 커터헤드의 설계절차와 그에 따른 TBM 굴착성능을 예측하기 위한 방법들을 정리하였다. 제작된 국산 커터헤드 장착 토압식 쉴드TBM의 실제 굴진자료를 분석한 결과, 최대 굴진율은 14.4 m/day이었으며 암석의 일축압축강도가 가장 큰 조건에 대해 커터헤드의 설계단계에서 제시한 4 mm/rev 내외로 디스크커터의 관입깊이가 관리되었음을 확인하였다. 또한 TBM의 구동 추력과 디스크커터의 연직력은 각각 TBM의 최대 추력 용량과 디스크커터의 최대 허용 연직력이하로 나타났다. 현장에서 측정된 디스크커터의 작용력을 분석한 결과, 연암 조건에서 CSM모델의 예측 오차가 크게 나타남을 확인하였다. 마지막으로 암석의 일축압축강도와 디스크커터의 연직력 및 커터 관입깊이는 밀접한 상관관계를 나타내었다.

• 터널과지하공간
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• 제30권5호
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• pp.496-507
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• 2020

EPB TBM의 굴진성능 예측은 터널 시공성 향상을 위해 매우 중요하며, 따라서 현재까지 TBM 굴진을 수치 해석적으로 모사하기 위한 다양한 시도들이 이루어져 왔다. 본 논문에서는 EPB TBM의 운전조건에 따른 굴진성능을 평가하기 위해 개별요소법(DEM, discrete element method)과 유한차분법(FDM, finite difference method)을 연계한 수치해석 모델을 사용하여 운전조건을 변경해가며 매개변수 해석을 수행하였다. 해석은 커터헤드의 회전속도를 2 rpm으로 일정하게 유지한 상태에서 굴진속도를 0.5, 1.0 mm/sec, 스크류 컨베이어의 회전속도를 5, 15, 25 rpm으로 조건을 변경해가며 수행되었다. 운전조건의 변화에 따라 측정되는 토크, 추력, 챔버압, 배토량을 비교하였으며 매개변수 해석 결과를 통해 개별요소법-유한차분법 연계 TBM 굴진해석 모델을 사용하여 최적 TBM 운전조건을 예측할 수 있음을 나타냈다.

• 터널과지하공간
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• 제30권5호
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• pp.484-495
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• 2020

EPB TBM의 굴진을 수치적으로 해석하기 위해 개별요소법(DEM, discrete element method), 유한요소법(FEM, finite element method), 유한차분법(FDM, finite difference method) 등과 같은 다양한 수치해석 기법이 적용되어 왔다. 본 논문에서는 이중 개별요소법과 유한차분법을 연계하는 방식을 채택하여 EPB TBM 굴진해석 모델링 방법을 제시하였다. 제시한 개별요소법-유한차분법 연계 TBM 굴진해석 모델에서 TBM이 굴착하는 굴착부는 개별요소법을 적용하였으며, 입자 접촉 물성치의 경우 일련의 삼축압축시험을 통해 교정하였다. 굴착부 주변지반은 유한차분법을 연계시켜 정지토압계수를 고려하여 굴착부에 수평지중응력을 구현할 수 있도록 하였다. 또한, 이를 통해 소요 입자 개수를 감소시켜 모델의 해석효율을 증대시켰다. 본 논문에서 제시한 수치해석 모델은 TBM의 굴진율, 커터헤드 및 스크류 컨베이어 회전속도 등을 조절할 수 있으며 TBM 굴진 중 토크, 추력, 챔버압, 배토량을 도출해 낼 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.447-456
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• 2010

신뢰도 있는 운동모사 시뮬레이터의 적용은 소형 무인항공기의 초기 개발단계에서 비행 플랫폼 성능을 효율적으로 예측 가능하게 한다. 따라서, 운동모사 시뮬레이터에 대한 연구는 소형 무인항공기 개발의 가속화 및 관련 제반경비를 저감에 기여하게 된다. 본 연구에서는 6자유도 시뮬레이터 설계를 위한 기초단계로서, 무인기 플랫폼 성능예측을 위한 주요 설계인자를 정의하고 그에 따른 시뮬레이터의 운동영역을 도출하였다. 주요 설계인자를 바탕으로 액추에이터의 길이, 가속도 및 필요추력을 예측하였다. 또한, 시뮬레이터의 실제 제작과정에서 적절한 액추에어터의 제작 및 선정과 선정된 액추에이터의 전체 운동영역 증대를 위하여, 이러한 연구결과가 적용 가능함을 확인하였다. 아울러, 제안된 설계인자를 고려하여 설계된 소형 시뮬레이터는 무인항공기 설계단계에서 보다 실제적인 운용환경을 제공하리라 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권5호
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• pp.419-426
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• 2018

심우주 탐사 임무를 수행하는 경우 발사체의 최상단에 궤도전이를 위한 고체 또는 액체 엔진이 장착된다. 궤도 전이 과정에서 추력 비정렬 오차가 존재할 경우, 시간이 지남에 따라 탑재체의 자세각 오차가 급속히 증가하여 임무의 성패에 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 이러한 추력 비정렬 오차를 줄이는 방법으로는 스핀안정화 방식 또는 3축 자세제어 방식이 있으며, 이 중 시스템 단순화 및 구조 경량화 측면에서 강점을 가지는 스핀안정화 방식이 많이 사용된다. 스핀 안정화를 적용하는 방법 중 하나는 발사체의 스핀테이블 시스템을 사용하는 것이다. 본 연구에서는 스핀테이블이 탑재체 분리 후 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 분석에 필요한 스핀테이블의 기능을 모사할 수 있도록 기초 설계를 수행하였으며, 이를 적용하여 스핀테이블의 거동을 모사하는 시뮬레이션 환경을 구축하였다. 스핀테이블의 유무에 따른 탑재체의 거동 및 스핀테이블의 효과를 분석하였고 스핀테이블 시스템의 구성요소 중 분리스프링의 공차에 의한 탑재체의 분리 후 거동 해석을 수행하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.365-374
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• 2019

항공운항사고율은 항공기 비정상 자세(Upset)로 인한 조종능력상실(LOC-­I: Loss of Control in Flight)이 가장 높아 ICAO(International Civil Aviation Organization: 국제민간항공기구)는 TEM(Threat and Error Management)을 활용하여 비정상자세 예방 및 회복훈련(UPRT: Upset Prevention & Recovery Training)을 하도록 권고하였다. 그러나 전 세계적으로 항공기 비정상 자세에 관한 TEM 요인 연구가 많이 도출되지 않은 관계로 항공사들이 실질적인 TEM 훈련에 참고할 자료가 많지 않은 실정이다. 본 연구의 목적은 UPRT의 소개와 항공기 비정상 자세로 인한 대표적 사고 3건을 ICAO에서 권고하는 TEM으로 분류하여 핵심요소인 위협과 에러, 불안전항공기 상태의 공통요인을 도출하여 살펴보는 것이다. 본 논문에서 대표적인 비정상자세 사고를 TEM을 활용하여 분류한 결과 공통위협으로는 야간비행/IFR, 자동화 놀람, 부적절한 훈련과 미숙련 부기장 편조로 나타났다. 공통 에러로는 부적절한 엔진 추력, 절차적용오류, 조종, 속도이탈 및 고도 이탈, 의사소통실패, 항공기 이상자세, 복창실패, 크로스 체크 실패 등으로 나타났으며, 불안전항공기 상태로는 부적절한 자동화 모드, 저속이탈, 수직 이탈, 부정확한 엔진 추력 등으로 실속하여 추락한 것으로 나타났다. 또한 공통요인으로부터 개선방향을 도출하여 본 연구는 시작단계에 있는 TEM활용 Upset 향상 방안을 제시하고자 한다.