트랜섬 파이프 간격이 동력대차-견인전동기간 강체 모드 공진응답에 미치는 영향에 관한 연구

김재환,송시엽,임효석,Kim, Jaehwan,Song, Seeyeop,Lim, Hyosuk 한국음향학회 2019 韓國音響學會誌 Vol.38 No.3

본 논문은 동력차에서 견인전동기 기진 주파수와 견인전동기 강체 모드 공진 문제로 인해 발생할 수 있는 현상에 대해 소개하고, 이를 제어하는데 효과적인 설계인자를 해석적으로 검토해보았다. 회전 속도가 변하는 회전기기의 경우, 공진 문제를 해결하기 위해서는 공진주파수 대역을 상용 운전 범위 바깥으로 이동시키거나 동강성을 크게 하는 등의 방법을 통하여 공진 응답이 낮아지도록 하는 방안이 있다. 견인전동기의 운전 범위는 일반적으로 0 r/min ~ 4800 r/min으로 대차모드가 이 운전 영역대를 벗어나게 설계하는 것은 현실적으로 불가능 하다. 따라서 공진 응답에 영향을 주는 설계 인자를 찾아 이를 적절하게 조정하여야 한다. 유한요소 해석 검토 결과, 견인전동기 강체모드 공진 응답에 영향을 주는 설계인자는 트랜섬파이프 간격으로 간격이 지나치게 넓게 설계될 경우 견인전동기 기진력과 강체 모드 간 공진 시 과도한 진동이 발생될 수 있음을 파악하였다. In this paper, a problem of mechanical resonance between traction motor's rigid body mode and traction motor's excitation force is introduced, and a bogie design variable affecting the control of resonance response is reviewed numerically. To solve the resonance problem in rotating machinery with variable rotational speeds, resonance frequency should be out of rotational machine's operation range or dynamic stiffness of structures should be increased for resonance response enough to be low. In general, operation range of a traction motor is from 0 r/min to 4800 r/min. It is not possible that all bogie modes are more than 80 Hz. Therefore, it is very important to find design factor affecting resonance response of traction motor's rigid body modes. It is found that key design variable is the gab between transom pipes from finite element analysis. The larger gab is, the higher resonance response when resonance between traction motor's excitation force and traction motor's rigid body mode is happened.

고선형성을 갖는 Ka대역 FMCW 센서

김재환(Jaehwan Kim),이성주(Sungju Lee),권혁자(Hyukja Kwon),양영구(Youngoo Yang) 한국전자파학회 2014 한국전자파학회논문지 Vol.25 No.6

본 논문에서는 전압 제어 발진기의 비선형 영향에 의한 문제점을 개선한 FMCW 신호 생성 구조를 제안한다. 단순히 전압 제어 발진기(voltage controlled oscillator)의 튜닝 전압(tunning voltage)을 스위프(sweep)하여 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 신호를 생성하는 방식의 경우에는 전압 제어 발진기 자체의 비선형 영향으로 인해 센서에서 검출하고자 하는 비트 주파수(beat frequency)에 변동(drift)이 발생하게 되어 그로부터 추출된 정보의 정확도가 저하되거나, 잘못 해석될 수 있는 오류를 갖게 된다. 이러한 비선형 영향을 배제하기 위해 본 연구에서는 직접 주파수 합성기(direct digital synthesizer)와 위상 동기 루프(phase locked loop)를 포함한 하이브리드 방식의 신호 생성 방안을 적용하여 고선형성을 갖는 FMCW 신호를 생성하였고, 제작 후 시험을 통해 FMCW 센서에서 검출한 비트 주파수가 매우 정확함을 검증하였다. This paper presents a Ka-band FMCW sensor that has high linearity by improving a nonlinear behavior of the voltage controlled oscillator. Due to the nonlinear characteristics of the voltage controlled oscillator for the conventional method, the drift of beat frequency can cause inaccuracy and errors to the extracted results. A Ka-band FMCW signal with fast transition time could be generated by using both direct digital synthesizer and phase locked loop in this research. The implemented FMCW sensor showed very high accuracy in beat frequency through the test.

자동차용 통합 HUB SYSTEM 기술에 대한 연구

김재환(Jaehwan Kim),최욱현(Wookhyun Choi),노의동(Euidong Ro),이창훈(Changhoon Lee) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6

자동차시장에서 자동차 생산이 둔화되는 현재 상황에도 불구하고 자동차는 점차 사용자의 편의를 위해 고도 전자기술이 적용되고 발전해왔으며, 더 나아가 이 모든 전장장치들을 시스템화하여 통합으로 관리 할 수 있도록 하는 것이 향후 모든 자동차 전장시스템의 발전방향일 것이다. 현재 이러한 전장통합시스템 구축을 위한 개발이 가속화되고 있으며, 모든 전장시스템은 통합 HUB SYSTEM 기술을 중심으로 발전해 나갈 것이다. 요즘 출시되는 자동차는 별도의 옵션 없이도 USB충전포트 또는 USB통신포트를 흔히 볼 수 있다. 그만큼 USB포트가 일반 대중에게도 보편화 되었으며 지속적으로 출시되고 있는 휴대전자기기들과 호환이 가능하기 때문이다. 지금부터는 있으면 사용하는 시대를 지나 따져보고 선택하여 사용하는 시대이다. 대중의 전자기기에 대한 눈높이도 상당히 높아졌으며, 급변하는 스마트사회에서 고용량/고사양의 휴대전자기기들이 지속적으로 출시되고 있기 때문에 자동차내에서 충전속도뿐만 아니라 USB포트를 통해 자동차 내장 전장품들과의 연동 가능해야 한다. 현재까지는 자동차에 내장된 HEAD UNIT, BLACK BOX, CLUSTER 등을 별도의 포트로 제어하고 업데이트를 진행해야 하지만, HUB SYSTEM 기술이 적용되면 USB TYPE C 포트가 창구가 되어 최대 100W의 고속충전(Power Delivery3.0)뿐만 아니라 연결 가능한 모든 전장기기들의 데이터추출, 제어, 업데이트를 수행할 수 있다. 본 논문에서는 통합 HUB SYSTEM으로 어떻게 전장기기들이 상호 연동이 되는지, 그리고 기존 차량 충전기에 적용되지 않았던 고속충전(Power Delivery3.0)과 USB통신이 공존되는 기술에 대한 연구를 하고자 한다. 향후 자동차 시장에서는 전기자동차의 채택으로 전장업체와의 비즈니스 성장을 가속화하고 있으며, 미래에는 자율주행으로 인해 자동차는 이동수단만이 아닌 주거의 기능도 함께 할 것이기에 자동차에 있어 전장시스템은 매우 다양하고 고도화된 기술로 발전될 것이다. 이에 통합 HUB SYSTEM 기술은 복잡해진 전장을 하나의 창구로 심플하게 만들어주며 중심역할로서 필수요소로 자리잡게 될 것이다.

콘크리트 구조물 보강용 광섬유 센서 내장형 탄소섬유시트의 센싱 성능 평가

김재환 ( Kim Jaehwan ),박기태 ( Park Ki-tae ),김병철 ( Kim Byeong-cheol ),정규산 ( Jung Kyu-san ),김건수 ( Kim Kun-soo ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.1

철근 콘크리트 구조물의 보강에 대한 관심이 높아지고 있지만, 보강 이후의 구조물의 성능 평가 방법에 대해서는 연구가 미비한 실정이다. 보강된 철근 콘크리트의 성능 평가를 위해서 본 연구에서는 광섬유센서를 매립한 탄소섬유시트를 제작하여 철근 콘크리트의 구조성능을 평가하였다. 탄소섬유시트 부착에 따른 구조물의 보강 효과를 확인 할 수 있었고, 하중 재하시 광섬유센서를 이용하여 변형률을 계측하였고, 이미지 맵핑을 통하여 보강 부위에서의 집중 하중이 발생하는 부분을 확인 할 수 있었다.

3D 프린팅 기술을 활용한 2열 자립식 강관파일 흙막이 공법 실내실험 검증

김재환(Jaehwan Kim),유현우(Hyunwoo Yoo),오정호(Jeongho Oh) 한국방재학회 2023 한국방재학회논문집 Vol.23 No.1

This study presents the two-row self-supported retaining wall method using steel pipe piles to improve the constructability and stability of underground structures constructed in urban areas. Herein, the behavior of steel piles was investigated by numerical analysis and laboratory model tests employing 3D (Three dimensions) printing, considering various design factors such as the soil condition, pile connector, wall spacing, and traffic load. The results indicated that the horizontal displacement of the walls was significantly reduced regardless of the ground conditions when the spacing between walls was 1.0 m along with the pile connector installation. To the end, the efficiency of recycling steel piles during excavation was also examined based of laboratory test to achieve economical construction cost. 본 연구에서는 최근 도심지 토목구조물 시공 시 지하 공간 활용을 위해 사용되는 2열 자립식 흙막이 공법의 시공성 및 안전성을 향상시키기 위해 강관파일을 활용한 2열 자립식 흙막이 공법을 개발하고자 하였다. 본 개발공법은 흙막이 벽체의 안전성에 영향을 미치는 다양한 설계인자(지반조건, 연결재 설치 유무, 전·후열 벽체 간격, 토피고, 벽체 회수량, 교통하중 등)를 고려한 2, 3차원 수치해석 및 3D 프린팅 기술을 활용한 실내모형실험을 통해 지반굴착에 따른 강관 벽체의 거동과 개발공법의 경제성 향상을 위한 강관벽체 회수방안에 대하여 검토하고자 하였다. 상사율을 적용한 실내모형실험 수행 결과, 전·후열 벽체를 1.0 m 이상 이격하고 벽체간 연결재 설치시 지반조건에 관계없이 지반 굴착에 따른 강관 벽체의 수평변위 억제효과를 확인하였다. 또한, 개발공법의 경제성을 확보하기 위하여 강관 파일 재활용 방안을 실험적으로 검토하였다.

주변차량 미래 움직임 예측을 위한 확률적 목표차선 추정 알고리즘

김재환(Jaehwan Kim),금동석(Dongsuk Kum) 한국자동차공학회 2015 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2015 No.11

수도권 도시철도 운영기관 간 운임수익 배분방안 비교·분석

김재환(Jaehwan Kim),장기태(Kitae Jang) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.10

현재 수도권에서는 소유구조(국가/자치단체/민간기업 등)가 상이한 다수의 철도운영기관이 통합요금제를 바탕으로 단일한 광역·도시철도망을 구성하고 있다. 또한 향후 민자노선의 건설에 따라 도시철도 운영기관의 숫자는 지속적으로 증가할 예정이다. 따라서 이용객들의 빈번한 환승에 따른 적정한 연락운임 정산·배분방안이 필요하다. 본 연구에서는 현행 국내·외 철도운영 및 시설관리기관 간 수익배분 사례를 조사하여 운임의 구성요소 및 산정기준을 파악하고, 상이한 운임정산 및 배분방안을 비교·분석하여 장·단점을 정리한다. 이를 통하여 오늘날의 도시철도망 구조와 향후 변화를 감안한 운임수익 배분방안 마련에 필요한 시사점과 검토사항을 도출하고자 한다. In Seoul Metropolitan Area, several railway operators compose a single integrated metropolitan railway network under the unified fare system. The number of operators gradually increases due to continuous expansion of the network as well as the implementation of privately funded projects. This study reviews current domestic and overseas cases of revenue distributing strategies among railway operators and railway infrastructure management companies, to unveil the main components of fare decision and criteria for revenue distribution. This study also compares and analyzes the different revenue distributing strategies to evaluate pros and cons of each strategy. Based on the findings, implications were drawn to formulate policy to distribute revenues under current and future railway network.

고속도로 운전자 차로변경 추천모델 개발

김재환(Jaehwan Kim),장성우(Sungwoo Jang),황해진(Haejin Hwang),이동한(Donghan Lee) 한국자동차공학회 2022 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2022 No.11

다공성 유기-골격체 전극 기반 고성능 생체모방형 인공근육

김재환(Jaehwan Kim),오일권(Il-Kwon Oh) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.11

교통소음의 모노럴과 바이노럴 청감 비교 연구 I

김재환(Kim, Jaehwan),임창우(Lim, Chang-Woo),정원태(Jeong, Wontae),홍지영(Hong, Jiyoung),정완섭(Cheung, Wansup),이수갑(Lee, Soogab) 한국소음진동공학회 2004 한국소음진동공학회 논문집 Vol.14 No.12

Measurement of noise is not only to know the information of acoustic pressure but to assess human response to noise. To find human response to transportation noise through the laboratory study we have to measure and reproduce noise. The method of noise reproduction is largely divided into monaural and binaural techniques. But human fundamentally hears sound through both ears, referred as binaural hearing. Binaural signal is different from monaural signal because it includes more information of physical phenomena like acoustical reflection, diffraction and refraction. Especially head and pinna play an important role in perceiving change of signal origin. So, the amplitude of binaural signal is higher than that of monaural signal and spectrum of both signals is discriminated. Most of assessment and regulation of transportation noise are, however, based on monaural measurement techniques. The quantitative difference between monaural and binaural measurement is investigated in this study. Comparison on several transportation noisesshows defect of information in monaural measurements.