연동온실 곡부 제설장치의 설계인자 도출을 위한 실험적 연구

송호성,김유용,윤남규,임성윤,Song, Hosung,Kim, Yu Yong,Yun, Nam Kyu,Lim, Seong Yoon 한국농공학회 2015 한국농공학회논문집 Vol.57 No.6

This paper presents overall procedure by experimental study in order to deriving design factors of snow removal machine on roof of multi-span greenhouse. For the purpose of the testing, the scale model of the machine was made in the form to drive above the monorail. The test was performed in order to calculating friction coefficient of the machine and shear coefficient between sliced horizontal section of snow at constant temperature and humidity room in National Academic of Agricultural Science. As a result of the laboratory test, shear coefficient between sliced horizontal section of snow were calculated 1.60~2.37. Further investigation, we will study to derive the relationship between the real and scaled model through the field test.

내후성 실험 후 재생플라스틱의 굴곡특성

송호성 ( Hosung Song ),임성윤 ( Seongyoon Lim ),유석철 ( Seokcheol Yu ),김유용 ( Yuyong Kim ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

원예특작시설 내재해형 설계도 및 시방서 (농림축산식품부 고시 제2022-104호)에 제시된 인삼재배시설은 목재 15종과 철재 5종이 있다. 여기서 제시된 목재의 경우 강질목, 중질목 (수입산 목재의 밀도에 따른 분류)과 국내산 낙엽송을 사용하게 되어있다. 그러나 최근들어 수입산 목재가 수입이 원활하지 않고 외래 병충해 발생의 여지가 있으며, 국내산 낙엽송의 경우 수급이 되지 않고 있는 실정이다. 인삼재배시설 구조재로 사용된 재생플라스틱 제품은 눈, 비, 우박, 및 바람 등과 같이 직접적인 외력 외에 기상이나 환경에 의한 변형이 발생할 수 있다. 이러한 기상이나 기후 등 외부 환경 인자에 견디는 성질을 내후성이라 한다. 환경의 영향을 조사하는 내후성 시험은 야외에서 직접 수행하는 폭로시험과 실험실에서 수행하는 촉진실내시험으로 나눠진다. 본 연구에서는 야외폭로시험에 비해 환경조건 제어가 용이하고 결과를 빨리 확인할 수 있는 크세논아크 촉진실내시험을 채택하였다 (KS, 2018). 내후성 시험 시간은 총 1,000 시간이며, 내후성 시험이 끝난 후 시편을 만들어 굴곡 시험을 5회 반복 실시하였다. 실험결과, 재생PVC의 장기 열노화 후 굴곡 강도의 감소 정도가 약 13.6% 정도로 나타났으며, 굴곡 탄성률은 16.4% 감소하였다. 재생비닐의 경우 강도 변화는 거의 발생하지 않았다.

경과년에 따른 비닐하우스 서까래 파이프 인장 강도 변화

송호성 ( Hosung Song ),임성윤 ( Seong-yoon Lim ),류희룡 ( Hee-ryong Ryu ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1

비닐하우스의 골조를 구성하는 파이프는 부식을 방지할 목적으로 아연도강관을 사용한다. 그러나 시간이 지남에 따라 아연도금량 감소와 여러 외부 환경인자 등에 의하여 부식이나 침식이 진행되어, 외관상 녹이 생기고 강도와 연신율 등이 감소하게 된다. 이는 비닐하우스 전체의 내구성을 저하시키는 요인으로 작용하게 되는데, 이를 평가하기 위한 방법이나 기준은 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 농업시설의 내구성을 평가하기 위한 방법의 하나로 각기 다른 경과년수를 갖는 비닐하우스로부터 채취한 서까래 파이프의 인장 시험을 실시하였다. 인장 시험에 사용된 서까래 파이프는 (구)시설원예시험장에 설치되어 있는 비닐하우스에서 경과년별로 채취하였으며, 지중매설부와 지상노출부로 구분하여 시편을 제작하였다. 인장 실험 결과 서까래 파이프의 경과년이 오래될수록 시편의 인장 강도는 작아지는 경향을 보이고 있으나, 파단연신율은 경과년과 연관성을 찾아보기 어려운 것으로 나타났다. 그리고 동일한 경과년을 갖는 서까래 파이프 시편에서 지중매설부의 인장 강도와 파단연신율이 지상노출부에 비해 대체로 작게 측정되었으며, 경과년이 증가할수록 인장 강도의 감소폭이 커지는 경향을 보이는 것으로 나타났다.

3D 스캔 데이터를 이용한 온실 수치해석 모델 제작

송호성 ( Hosung Song ),김유용 ( Yuyong Kim ),유석철 ( Seokcheol Yu ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

폭설·강풍 등 이상기상의 발생 빈도와 강도 증가는 농업시설의 구조적 안전성과 시설농업 경영을 위협하는 중요한 위험요인이 되고 있다. 기상재해로 인한 시설재배의 피해를 최소화하기 위해 농촌진흥청에서는 농업시설과 자재의 내재해형 규격을 개발하여 운영하고 있으나, 오랜 시간이 경과함에 따라 온실 구조부재에 처짐이나 좌굴 등의 변형이 발생하여 피해가 발생할 우려가 있다. 이에 온실의 구조적 위험 수준을 미리 평가하여 피해 예방 조치를 취하는 것이 필요하다. 현재 온실 구조물 안전성을 평가하는 연구의 대부분은 센서를 온실에 부착하는 접촉식 방법을 사용함으로써 시간과 비용이 많이 소용된다. 본 연구의 목표는 이미 설치된 온실의 구조 안전성을 평가할 수 있도록 비접촉식 3D 스캔 데이터를 이용하여 온실 수치해석 모델 제작 기술 개발이다. 3D 스캔에 사용된 BLK-360 (Leica, 독일)은 측정거리 0.5~45 m, 스캔범위 360°(수평)*270°(수직)인 레이저스캐너이며, 측정거리 정밀도는 4 mm @ 10 m 이다. 온실 수치모델 제작 알고리즘은 다음과 같다. 먼저 레이저스캐너를 이용하여 일정 간격마다 온실을 스캔하여 3차원 공간의 점군데이터 (Point cloud data)를 획득한다. 여러 차례 스캔된 점군데이터의 정합을 위해 좌표계를 통일하여 중복된 점을 제거하고 하나의 데이터로 병합한다. 노이즈를 제거하고 필터링과 스무딩 등을 통해 보정된 스캔 데이터는 삼각화를 통해 메쉬를 생성하고, 스캔이 되지 않아 움푹 패어 있는 형상 등의 메쉬를 수정한 후 3차원 데이터를 표현하는 국제 표준 중 하나인 STL 형식 파일로 저장한다. 이렇게 생성된 3차원 데이터는 표면추출과 수동그리기 등을 통해 솔리드 온실 모델 CAD 도면으로 생성한 후, CAD 응용 프로그램 간 설계 정보를 교환하는 데 사용되는 IGES 형식 파일로 저장할 수 있다.

농업용 트랙터 보호구조물 유한요소해석

송호성 ( Hosung Song ),김유용 ( Yu-yong Kim ),임성윤 ( Seong-yoon Lim ),유석철 ( Seok-cheol Yu ),임재삼 ( Jae-sam Lim ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2

2017년도 농업기계 관련 농업인 손상 실태 조사결과, 전체 농업기계 사고의 16.1%가 트랙터 사고로 경운기(44%)에 이어 두 번째로 높다. 트랙터 사고 중 43.3%는 전도와 추락이 차지하고 있는데, 운전자를 보호하기 위하여 국내뿐만 아니라 세계의 많은 나라에서 보호구조물 장착을 요구하고 있다. 보호구조물은 운전자를 보호하기 위해 매우 중요한 안전장치이기 때문에, 실물 실험을 통해 안전성을 확보하는 것이 매우 중요하다. 그러나 실험용 보호구조물의 제작은 시간과 비용 등이 요구되기 때문에, OECD 농림업용 트랙터 표준코드는 유한요소해석을 통한 가상시험방법에 대한 논의를 시작하고 있다. 본 연구는 농업용 트랙터 보호구조물 재료에 대한 인장시험 결과를 기반으로 OECD 보호구조물 Code의 시험방법에 따라 유한요소해석을 수행하였다. 보호구조물 유한요소해석 결과, 동일한 재료에 대한 제조사나 생산로트의 차이로 인한 물성치 차이는 해석 결과에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 하지만, 보호구조물 실물 시험과 구조해석 결과를 비교해보면 대체적으로 시험결과에 비해 해석결과의 변형량이 적게 나오는 경향을 보였다. 이는 보호구조물 시험이 단방향의 1회성 하중 재하가 아닌 전방, 측방 및 후방 등에 대하여 하중 재하와 제거를 반복적으로 수행하는데, 재료의 단방향 인장시험 결과만을 이용하여 보호구조물 구조해석을 수행하는 경우에는 재료의 경화, 피로 및 파괴 등의 경향이 반영되지 않아 발생한 결과로 판단된다. 따라서 OECD의 보호구조물 시험을 유한요소해석으로 대체하려면 향후 하중재하 방법, 지점부와 접합부등의 체결 방법이 실질적인 모사가 이루어지도록 세부적인 검토가 필요하다.

농림업용 트랙터 2주식 보호구조물 유한요소해석의 정확도 향상 연구

송호성 ( Hosung Song ),김유용 ( Yu-yong Kim ),유석철 ( Seok-cheol Yu ),임성윤 ( Seong-yoon Lim ),임재삼 ( Jae-sam Lim ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.1

트랙터를 이용하는 농업인은 비탈길과 같은 작업 환경에서 전도 사고 발생 위험에 항상 노출되어 있어 트랙터 사고로부터 운전자 보호를 위해 보호구조물(Roll-over protective structure)을 장착하고 있다. 보호구조물의 충분한 강성확보를 위해 OECD 코드에 따른 물리적 인증 시험을 하고 있는데 비용과 시간이 많이 소모되어, 유한요소해석을 이용한 가상시험의 도입이 요구되고 있으며, 이에 대한 논의가 진행되고 있다. 본 연구는 유한요소해석을 이용한 가상시험을 통해 트랙터 전도 시 보호구조물의 거동을 예측함으로써, 국내 보호구조물 가상시험 방법의 표준화를 위한 기초 자료로 활용하고자 한다. 이를 위해 동일한 보호구조물에 대해 OECD의 시험 코드를 준용한 물리적 시험과 상용 유한요소해석 프로그램을 사용한 가상시험을 수행하였다. 유한요소해석 모델은 2주식 역U자형 보호구조물로써 접이식 형태이며, 보호구조물의 골조는 2D Shell 요소를 사용하고 재질의 물성은 모든 해석 조건 설정에 비선형을 적용하였다. 접이식 결합부의 볼트 물성은 선형과 비선형으로 구분하여 다르게 적용하였고 볼트 비선형 모델은 다시 1D Beam 요소와 3D Solid로 구분하였다. 해석과정은 OECD 코드와 동일하게 순차 해석으로 진행하였으며, 각 해석단계에서 가해지는 하중을 제거한 뒤 다음 단계의 해석을 진행하였다. 최대 변위까지 하중에 대하여 유한요소해석으로 얻어진 가상시험 결과와 물리적 시험 결과를 상관분석 하였다. 볼트 선형 모델의 경우 물리적 시험 결과와는 하중-변위 관계가 크게 다른 양상을 보였으며, 볼트 비선형 모델은 물리적 시험 결과에 대한 1D Beam 요소와 3D Solid의 상관계수가 각각 0.945와 0.985로 나타났다. 이 결과를 통해 유한요소해석 시 볼트 체결에 대한 간략화된 요소를 사용하는 것보다 실물과 비슷한 형태로 구현하는 것이 물리적 시험과 더 비슷한 결과를 나타내는 것으로 판단된다. 본 연구 결과를 표준화된 트랙터 보호구조물 가상시험 방법을 도출하는 데 필요한 재료 물성 적용, 유한요소 모델링, 및 결합부 해석 조건 등의 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

볼트 체결부를 갖는 2주식 트랙터 보호구조물의 유한요소해석 연구

송호성 ( Hosung Song ),김유용 ( Yu-yong Kim ),임성윤 ( Seong-yoon Lim ),유석철 ( Seok-cheol Yu ),임재삼 ( Jae-sam Lim ),김현진 ( Hyun Jin Kim ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2

농업용 트랙터 전도 보호구조물은 전도와 추락 등 트랙터 안전사고로부터 운전자를 보호하기 위한 안전장치이다. 우리나라를 포함한 OECD(경제협력개발기구) 국가들은 트랙터 사고로부터 운전자를 보호하기 위해 OECD 농림업용 트랙터 보호구조물 표준코드에 따라 인증 받은 보호구조물의 장착을 요구하고 있다. OECD 표준코드를 준용하여 시험을 실시하는 경우 비용과 시간이 많이 소모되므로 OECD는 유한요소해석을 통한 보호구조물 안전도 평가 도입에 대하여 논의를 실시하고 있다. 캐빈 및 4주식 보호구조물과 달리 2주식 보호구조물은 주요 부재와 브라켓 등이 볼트 체결과 용접으로 결합된 하나의 복합체로 이루어진다. 특히 볼트 결합부는 보호구조물 전체의 거동에 큰 영향을 미치므로 구속조건 사용 시 주의가 필요하다. 그런데 2주식 보호구조물을 해석할 때 해석시간, 수렴성 등을 고려하여 볼트 결합부에 강체구속조건(Rigid body element)을 사용하고 있다. 강제구속조건을 사용하는 경우 실제 볼트 결합보다 과도한 강성으로 인하여 보호구조물의 거동을 정확히 예측하지 못하고 있다. 본 연구는 2주식 트랙터 보호구조물의 정확한 거동을 예측하기 위해 볼트 결합부를 강체구속조건 외에 볼트 재질의 선형 및 비선형 구분, 강체구속조건에서 회전변위 가능, 볼트 3D Solid 모델링 등 여러 방법으로 유한요소해석을 수행하고 물리적 시험결과와 비교하였다. 해석결과 볼트의 재질을 선형이 아닌 비선형으로 설정했을 때 하중-변위곡선의 기울기가 약간 개선되는 효과를 가져왔고, 볼트를 강제구속조건으로 처리하지 않고 Solid 모델을 사용하였을 때 실물시험 결과에 더 근접하는 것으로 나타났다.

비닐하우스 조리개의 미끄럼 및 인장 강도 분석

송호성 ( Hosung Song ),임성윤 ( Seong-yun Lim ),윤남규 ( Nam-kyu Yun ),염성현 ( Sunghyun Yum ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

국가재난정보센터의 재난통계에 따르면 2005년부터 2014년까지 대설과 강풍으로 인한 비닐하우스의 피해면적은 2585 ha, 총 피해액은 1913억 원에 달한다. 비닐하우스가 구조적인 성능을 만족하기 위해서는 교차부의 결합력이 중요한 역할을 하게 된다. 그런데 비닐하우스 골조의 주를 이루는 서까래의 경우 주로 원형강관을 이용하기 때문에 그 접합방식이 각형강관에 비해 어렵고, 취약한 접합방식으로 인해 대설이나 강풍 등에 저항하는 구조성능을 확보하지 못하는 경우가 많다. 최근 비닐하우스 등 온실은 시공에 있어서의 경제성, 작물 생산성 향상 및 온실 자체의 내구성 증대를 목적으로 더 넓고 높은 장경간의 구조시스템으로 개발되고 있다. 그러나 비닐하우스 경간의 장대화는 필연적으로 부재의 크기나 길이의 증가를 수반하며, 적설하중이나 풍하중으로 인해 접합부의 응력 또한 증가하게 된다. 비닐하우스 교차결합부에 주로 사용되는 조리개는 전체 온실구조의 강도적인 측면에서 매우 중요한 역할을 담당하고 있다. 또한 결속조리개는 특성상 많은 양이 사용되기 때문에 조립과 해체 등 시공의 용이성과 설계하중에 충분히 저항할 수 있는 소요강도의 확보뿐만 아니라 경제적인 측면도 함께 고려되어야 한다. 본 연구에서는 기존의 파이프 결속조리개에 대한 인장 및 미끄럼 실험을 수행한 결과들을 분석하여, 조리개의 종류나 형상 등이 인장 및 미끄럼 하중에 저항할 수 있는 강도와의 관계 및 특성 등을 비교하였다.

문턱을 가진 패킷 교환 음성 다중화기의 성능 분석

송호성(Song, Hosung),신병철(Shin, Byungcheol) 대한전자공학회 1992 대한전자공학회 학술대회 Vol.1992 No.4

플랩이 있는 공동 부근에서의 유동특성 해석

송호성(Hosung Song),박준홍(Junhong Park),송시몬(Simon Song) 대한기계학회 2008 大韓機械學會論文集B Vol.32 No.9

For a high speed train driving at 300 km/h, aero-acoustic noise is a dominant component among various noise sources. The aeroacoustic noise is mainly due to inter-coach spacings because discontinuities in the train surface significantly disturb turbulent flows. This often leads to the uncomfortableness of passengers. Interestingly, the aero-acoustic noise reduces with decreasing the mud-flap spacing of the inter-couch spacing. We perform numerical simulations to investigate flow characteristics around the inter-coach spacing. We model the inter-coach spacing as a simple 2-D cavity with flaps, and calculate the velocity and pressure field using two equation turbulence models, varying the flap spacing. The results show that a wider flap spacing develops a higher inflection point in mean velocity profiles over the cavity. It is likely that large eddies generated near the inflection point persist longer in the downstream since they are less affected by the wall. This probably induces the more aero-acoustic noises. The wider spacing also results in the larger pressure difference between the inside and outside of the cavity. This is also responsible for the increased noise since the large difference would cause a strong flow oscillations in and out of the cavity.