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비행 환경에 따른 극초음속 비행체의 구조 건전성에 관한 연구
강연철(Yeon Cheol Kang),김규빈(Gyubin Kim),김정호(Jeong Ho Kim),조진연(Jin Yeon Cho),김헌주(Heon Ju Kim) 한국항공우주학회 2019 韓國航空宇宙學會誌 Vol.47 No.10
극초음속 비행체의 경우 고속으로 이동하는 유체와 구조물 표면사이의 마찰에 의해 공력 가열현상이 발생하며, 이로 인해 구조물의 강성이 저하되고 열 변형이 발생하게 된다. 이러한 물리적인 현상들은 비행체의 열공탄성학적인 불안정성을 초래할 수 있으며, 이와 더불어 구조물의 열적 안전성 감소시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는 비행고도/비행시간/마하수를 변화시켜가며 공력열탄 성학적 연계해석을 수행하고, 해석된 결과를 이용하여 구조물의 열적 안전성과 동적 안정성에 대해 고찰을 하였다. 구조물의 동적 안전성을 판별하기 위해 계산된 변위와 자동회귀이동평균 기법을 이용하였으며, 내열 안전성은 계산된 온도와 구조물의 녹는점을 비교를 통해 판별을 하였다. 이를 통해 극초음속 비행체의 구조 건전성을 확보하기 위한 설계 방향을 제시하였다. In hypersonic regime, the complicated interaction between the air and surface of aircraft results in intensive aerodynamic heating on body. Provided this phenomenon occurs on a hypersonic vehicle, the temperature of the body extremely increases. And consequently, thermal deformation is produced and material properties are degraded. Furthermore, those affect both the aerothermoelastic stability and thermal safety of structures significantly. With the background, thermal safety and dynamic stability are studied according to the altitude, flight time and Mach number. Based on the investigation, design guideline is suggested to guarantees the structural integrity of hypersonic vehicles in terms of both of thermal safety and dynamic stability.
빗물저장시설 용수 및 온실온도에 따른 물 대 공기 히트펌프의 냉방 성능 분석
강연구 ( Younku Kang ),강석원 ( Sukwon Kang ),장재경 ( Jaekyoung Jang ),김영화 ( Youngwha Kim ),성문석 ( Moonseok Sung ),허영길 ( Younggil Hur ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2
제주지역에서는 시설하우스만을 고려하면 빗물이용(저장)시설이 569개소, 저장량 7.9만 톤에 이른다(2014년). 본 연구에서는 제주지역 빗물저장시설 내 빗물을 농업용수로 사용할 뿐만 아니라 히트펌프와 연계하여 냉난방 열원으로 이용하고자 하였으며, 여름철 갈수기 즉 열방출원(heat sink)이 최소인시기의 빗물이용시설 이용 물 대 공기 히트펌프시스템의 냉방성능을 분석하였다. 또한 본 연구에서 적용한 히트펌프는 국내 기업에서 제작한 10RT 규모의 물 대 공기 방식이며, 100톤 규모의 빗물이용시설에 약 20톤의 농업용수를 채운 상태에서 물 대 공기 히트펌프시스템의 응축기 물 입출구 온도, 증발기 공기 입출구온도(Pt 100Ω, Albohn, Germany)와 소비전력(CW240, Yokogawa, Japan)을 측정하여 냉방성능을 분석하였다. 실험온실은 330㎡규모의 망고온실로, 냉방실험은 8월 12일 야간에 온실온도를 34.7℃에서 20℃ 수준으로 냉방하며 수행하였으며, 온실 온도는 약 20℃로 설정하였다. 330㎡규모의 온실을 34.7℃에서 20℃ 내외로 냉방하기 위해 총 6시간이 소요되었다. 이때 외기온은 30.5℃에서 21.7℃로 하강하였다. 히트펌프의 증발기 입구 공기온도가 30℃에서 냉방성능계수는 약 3.2으로 나타났으며 증발기 입구 공기온도가 하강하면서 냉방성능계수도 하강하여 20℃에서 약 2.1로 나타나, 증발기 입구 공기온도가 1℃하강하면서 냉방성능계수는 0.1하강하는 것으로 나타났다. 냉방열량 또한 냉방성능계수와 같이 증발기 입구 공기온도가 하강함에 따라 하강하였으며, 30℃에서 39.8kW, 20℃에서 25.9kW 수준으로 나타났다. 반면 히트펌프의 소비전력은 증발기 입구 공기온도가 30℃에서 20℃로 변하는 동안 큰 변화를 보이지 않았으며, 30℃에서 12.6kW, 20℃에서 12.3kW의 전력을 소비하는 것으로 나타났다. 열방출원(heat sink)로 작용하는 빗물이용시설 내 용수의 응축기 입출구 물온도차에 대한 냉방성능계수 및 냉방 열량은 의 변화는 응축기 입출구 물온도차가 크면 클수록 증가하는 현상으로 보였으며, 응축기 입출구 물온도차가 5.4℃에서 냉방성능계수는 3.2, 냉방열량은 40.7kW 수준, 4℃에서는 각각 2.2, 27.6kW 수준으로 나타났다. 감귤류, 망고 등은 아직까지는 냉방에 대한 요구가 크지 않지만, 빗물이용시설에 충분한 용수를 확보한 후 냉방을 수행하는 것이 좋을 것으로 사료되었다.
강연실(Kang, Yeon-sil),손성민(Sohn, Seong-min),임소진(Im, So-Jin),조부연(Cho, BooYun) 한국생산관리학회 2014 한국생산관리학회 학술대회 논문집 Vol.2014 No.-
기업 경쟁력 강화를 위한 기업지원사업은 연구개발에서 사업화로 중심이 옮겨가고 있는 상황이다. 투자된 자원이 기술개발의 가시적 성과로 나타나지만 사업화로 이어지지 않는 경우가 많았기 때문이다. 사업화에 대한 기업지원 성과평가에 대해서는 명확한 방향성이 제시되지 않았는 데, 지원의 효과가 정성적 성과로 이어지는 경우가 많아서 계량적 평가기법 적용에 제약이 있었기 때문이다. 본 연구에서는 정부의 기업지원사업을 수혜받은 BT(Bio technology)기업을 대상으로 DEA 모형을 적용하여 상대적 효율성을 평가하였다. 제주지역 바이오 산업에 대한2012년-2013년의 데이터를 기반으로 연도별 효율성을 분석한 후, 연차별 투입변수와 산출변수 간의 시차를 두고 효율성을 분석하는 접근을 하였다. 분석결과에 따르면, CCR 모형의 평균 효율성보다는 BCC 모형의 평균 효율성이 더 높게 나타났으며,‘2012년(투입)-2013년(산출)’의 경우에서 모든 모형에서 효율성 증가가 나타나면서 기업지원사업의 효과가 시차를 두고 성과로 시현되는 것을 실증하였다. 지역과 산업군에 제한된 표본특성과 함께, 정태적 DEA 모형 적용에 따른 시계열적 변화를 포착하지 못한 것이 연구의 한계로 지적되었다. 따라서 향후 연구에서는 충분한 시계열 분석이 가능하도록 연차별 데이타 확보가 요구되었으며, 이를 기반으로 시간의 변화에 따른 효율성의 변화를 살펴볼 수 있는 동태적 분석방법 도입이 향후 연구방향으로 제시되었다.