최적화 기법으로 시뮬레이티드 어닐링을 이용한 위성체 구조설계

임종빈,박정선 한국항공대학교 항공우주산업기술연구소 2002 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.12 No.-

본 연구에서는 인공위성 구조체에 대하여 최적화를 수행하였다. 인공위성 구조체의 최적화는 발사환경을 고려하여 제한조건과 하중 조건을 설정하였다. 또한, 보편적인 최적화 프로그램에서는 다루기 힘든 제한 조건을 고려하기 위한 방법을 모색하였다. 이 방법은 유한요소 해석 프로그램과 최적화 프로그램을 연결하여 최적화를 수행하는 것이다. 이 방법에 의하여 시뮬레이티드 어닐링을 이용한 플랫폼과 추진모듈의 최적화를 수행하였고, 유용한 정보를 얻었다. 본 연구의 결과 인공위성 구조인 플랫폼과 추진모듈의 최적화에서는 응력에 의한 조건보다는 고유진동수에 의한 제한조건이 최적화 수행에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. Simulated annealing algorithm (SA) is applied to optimize satellite structures. In the optimization, constraints concerned with the various space environments are considered. The algorithms are merged into a finite element analysis program for the optimization of the satellite structures. Constraints are take with respect to equivalent stresses and natural frequency and so on. Numerical optimization results from the simulated annealing provide useful fact for designing the satellite structures. The results from the SA may reach close to the optimum design. Natural frequency may play major role in optimization procedures. This research can be applied to optimization of equipment module as well as payload module of satellite and so on.

인발 성형 공정을 이용한 carbon-glass hybrid composite 제작

박상윤,최원종,강길호,문초록,김세영 한국항공대학교 항공우주산업기술연구소 2002 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.12 No.-

단면이 일정한 구조용 복합재료 제조공정에 널리 사용되고 있는 pultrusion 공정을 이용하여 glass-carbon fiber hybrid composite을 제조하였다. 열분석을 통하여 모재의 경화온도와 경화시간을 분석한 후 금형의 온도와 pulling speed를 결정하였다. 다양한 섬유 비율의 hybrid composite를 제작하였으며 flexural modulus를 측정한 결과 rule of mixture를 이용한 예상치 보다 높은 값을 보였다. Glass-carbon hybrid composite was manufactured by pultrusion process. The major processing conditions such as temperature of heating die and pulling speed have been fixed from thermal analysis results. Hybrid composites with various carbon fiber content were manufactured and flexural modules of each hybrid composite as measured. Compare with rule of mixture, positive hybrid effect was observed.

The Development of a New Generation Picosatellite HAUSAT-1 as an Education Tool

Kim, Young-Hyun,Kim, Joon-Tae,Chang, Young-Keun 한국항공대학교 항공우주산업기술연구소 2002 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.12 No.-

This paper addresses the development and design of the HAUSAT-1 (Hankuk Aviation University SATellite-1), a new generation picosatellite, being developed by SSRL (Space System Research Lab.) of Hankuk Aviation University. This project is funded by Korean Government for the purpose of developing the space core technology. This is the first satellite development program executed at the level of university in Korea. The CubeSat project is to develop the satellite weighing less than 1 ㎏ and provides opportunities with low construction, low launch cost space experiment platforms with shorter production cycles. The HAUSAT-1 project offers graduate and undergraduate students great opportunities to be able to understand the design process of satellite development and have practical experience as a team member. Its mission objectives are getting position data by the GPS receiver module, to deploy the thin film solar cell panel to generate extra power, and to conduct a radiation experiment on memory chips having different types of shielding material. The HAUSAT-1 plans to be launched in the early of 2004.

Resin Casting Mold Process를 이용한 복합재료 펌프 제작에 관한 연구

강길호,최원종,김명식 한국항공대학교 항공우주산업기술연구소 2002 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.12 No.-

본 연구에서는 vinyl ester를 복합재료의 기지로, milled fiber와 mineral filler를 강화재료로 사용하여, resin casting mold process 성형제조 방법으로 펌프 부품들을 제조하였다. 본 연구에서 제시된 제작 방법을 이용하여 부품을 제작할 경우 기존의 방법에 비해 균일한 품질보장과 함께 생산단가를 절감시킬 수 있으며 복잡한 형상제작이 가능하다. DSC 열분석과 경도시험을 수행하여 수지, 경화제, 촉진제의 비율을 결정하였고, 내식성 실험을 통해 vinyl ester의 각종 화학약품에 대한 내식 특성을 평가한 결과 다른 수지에 비해 내식성이 우수함을 알 수 있었다. 또한, 경도시험 data의 제조된 시편의 단면을 SEM으로 관찰한 결과, 수지 : milled fiber : mineral filler의 최적혼합비를 100 : 30 : 10 으로 결정할 수 있었다. 이와 같은 실험결과들을 이용하여 mold를 제작한 후 vacuum 상태에서 경화시킴으로써, 우수한 물성을 갖는 균질한 펌프 시제품 part들을 제작할 수 있었다. In this study, composite pump parts were manufactured by resin casting mold process using vinyl ester matrix, reinforcements of milled fiber and mineral filler. Comparing the fabrication method adopted in this study with other process, it is shown that composite parts manufactured by present method have higher quality, lower cost than those manufactured by conventional hand lay up process. To determine the optimum ratio of resin, hardner and accelerator, carried out a series of DSC thermal analysis, hardness test and corrosion test. The optimum mixing ratio of resin, milled fiber, and mineral filler has been determined as 100 : 30 : 10 by means of hardness test data and SEM observation.

조종사 선발 및 양성체계에 관한 연구

김칠영,최연철 한국항공대학교 항공우주산업기술연구소 2003 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.13 No.-

Operating aircraft subject has been pilot. And pilot select is the most important thing for aviation safety. Changed the today airline's flight environment, accordingly required new pilot selection and education. The objective of this study is to propose a new pilot selection and education system. This study is on Internship Program system and Transition Program in airline. Samples are using foreign university of the USA, Japan, France.

차세대 피코위성 HAUSAT-1의 전력계 설계, 제작 및 시험

박제홍,김영현,장영근 한국항공대학교 항공우주산업기술연구소 2003 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.13 No.-

This paper addresses the EPS(Electrical Power Subsystem) design, manufacturing and test results of the new generation picosatellite, HAUSAT-1, which is being developed by Space System Research Laboratory(SSRL) at Hankuk Aviation University. This paper describes a design and the choice of solar cells, batteries, power conditioning and distribution unit based on a discussion and feasibility study. It is also including parts selection procedure, manufacturing and test results by considering optimum development about cost and performance. Finally, the simulation results of power system were illustrated depending on operational mode, through energy balance analysis and it is proved by EPS test result of HAUSAT-1.

전자부품에 적용되는 일반적 솔더링 특성에 관한연구

홍원식,김광배 한국항공대학교 항공우주산업기술연구소 2003 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.13 No.-

In this study, we examine the soldering processes of SnPb eutectic solder, confirm the process control factors through classifying the processes. Also we have studied a soldering process and its control factors as functions of surface mounting type(ex, BGA, CSP, QFP, DIP, SOP etc). Recently, research about lead free soldering is increasing and this is the trend of modem worlds. In the case of replacing eutectic solder by Pb free solder, there are many problems such as reliability and wettability of solder joint. Therefore we investigated the solderability test methods and modeling methods for life prediction of solder joint. These results are utilized in supporting small and medium size company, selecting the research direction of Pb free soldering and future works as a basic research materials.

A Review and Discussion on Micromixing Modelling for Turbulent Media

Moon, Hee-Jang 한국항공대학교 항공우주산업기술연구소 2002 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.12 No.-

A review of existing micromixing models is presented and discussed based on their physical background. The main advantages and drawbacks of the linear eddy model, Fokker-Planck model of Kerstein and the mapping closure technique are assessed and sorrowly reviewed. It was found that the tendency toward gaussianity is further improved with these recent mixing models when compared to old and conventional coalescence-dispersion stochastic model. The fact that models results give better prediction of the initial stages of mixing than those of C/D closure imply mapping closure as well as the linear eddy and FP model to be a reasonable means for statistical modelling of scalar mixing in homogeneous turbulence. It has been accented that the multiscale closures as linear eddy model and Fokker-Planck model can be appealing since the information on the spatial properties of the turbulence can be taken into account.

실험적 모드해석법을 이용한 시스템행렬 추정

황재혁,박진호,이혜진 한국항공대학교 항공우주산업기술연구소 2002 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.12 No.-

본 논문에서는 시스템의 고유진동수, 모드감쇠비 및 모드모양을 구하는 방법에 대하여 알아보고 구해진 모달파라메타(고유진동수, 모드감쇠비, 모드모양)를 이용하여 시스템 행렬을 추정하는 방법에 대하여 논하였다. 이 방법을 5자유도 모델에 적용하여 시뮬레이션을 하였고 정확한 모델과 추정한 모델의 결과를 비교해보았다. 또한 실험을 통하여 알루미늄 Beam의 모달파라메타를 구했으며 구해진 모달파라메타를 이용하여 시스템 행렬을 추정했다. 추정된 시스템 행렬의 타당성을 판단하기 위하여 실험으로부터 구한 주파수 응답함수와 추정한 모델로부터 구한 주파수 응답함수를 비교하였다. 또한 실험으로부터 구한 주파수 응답함수를 Modal Analysis 소프트웨어인 ME' ScopeVES에 적용하여 모드모양을 구했고, 실험재료를 3차원으로 모델링하여 유한요소해석 소프트웨어인 ANSYS에 적용하여 모드모양을 구했고, 실험적인 모드모양과 해석적인 모드모양을 비교하였다. This paper presents the method of getting natural frequency, modal damping ratio, and mode shape of a system, and then describes the method of estimating the system matrices using the modal parameters(natural frequency, modal damping ratio, and mode shape) obtained. In order to prove the validity of this method, simulation study and experiment was performed. In the simulation study, 5 DOF exact model was assumed. Modal parameters can be obtained from frequency response function of the exact system matrices, and then the method of estimating the system matrices can be applied. Frequency response functions of the two model ( exact and estimatied ) were compared. In the experiment, aluminum beam was used. Modal Parameters can be obtained from using accelerometers, force transducer, FFT Analyzer (DI-2200) and ME' ScopeVES (Modal Analysis Software). Frequency response functions of the two model ( experimented and estimatied ) were compared.

마이크로 컨트롤러를 이용한 지능구조물의 진동제어시스템 개발

황재혁,홍의표,이원석,최용훈 한국항공대학교 항공우주산업기술연구소 2003 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.13 No.-

본 논문에서는 유연구조물의 진동을 제거하기 위하여 압전 세라믹(PZT)을 감지기와 작동키로 이용하였다. 진동을 제거하기 위한 제어 방법은 위치 되먹임 제어와 속도 되먹임 제어 두가지 방법을 사용하였다. 위치 되먹임 제어는 구조물의 각 지점의 위치를 감지해 내고 이를 역으로 걸어 주는 것이고 속도 되먹임 제어는 유연부착물의 각 지점에서의 속도에 대한 정보를 역으로 걸어 주는 것이다. 즉, 압전 감지기의 감지 전압을 이용해서 속도 되먹임 제어를 할 수 있다. 적용된 두 제어 방법 모두 개회로일 때 보다 좋은 성능을 나타내었다. 그러나 위치 되먹임 제어가 스필오버(spill-over)가 심했고 속도 되먹임 재어보다 정착시간(Settling Time)이 더 길었다. 본 실험에서는 속도 되먹임 제어가 적은 에너지로도 위치 되먹임 제어보다 좋은 성능을 보였다. 제어시스템을 구축하기 위해서 마이크로 컨트롤러를 사용한 제어보도를 설계하고 제작하였다. 제어 보드에 사용된 마이크로 컨트롤러는 Intel 80c196ke를 사용하였으며 마이크로 컨트롤러의 A/D, D/A 기능을 보완하기 위해서 A/D, D/A 보드를 제작하였으며, 사용자 편의와 원거리 제어를 위해서 사용자 보드를 제작하였다. 본 실험에서 제작한 제어 보드는 본 실험에 쓰인 외괄보 뿐만 아니라 압전 세라믹을 이용한 모든 구조물의 능동진동제어에 쓰인 수 있도록 제작되었다.