관외 착빙형 빙축열조에 대한 성능 해석

김시웅,최영기 중앙대학교 미래신기술연구소 2003 미래신기술연구소 논문집 Vol.12 No.1

본 논문에서는 실제 산업현장에 보다 손쉽게 빙축열조의 성능을 예측할 수 있는 프로그램 개발을 목표로, 축냉 및 방냉 운전시 브라인의 입구온도, 출구온도 및 유량 등의 관계에 따른 단순한 해석 모델을 제시하고자 하였다. 그래서 관외 착빙형 빙축열조 대해서 축냉 및 방냉과정 통한 1차원적인 모델을 개발하였고, 이를 실제의 시험 결과와 비교해서 모델의 유효성을 입증하였다. 상기 모델을 바탕으로 관 직경, 제빙 및 해빙 두께, 브라인 유량 및 입구온도의 관계에 따른 최적설계 및 제어방법에 대해서 연구하였다. 그 결과 관 직경의 감소에 따른 열전달 면적의 상승으로 인한 효과가 나타났으나, 관 직경이 최적 포인트보다 작아지면 오히려 역효과가 발생하였다. 그리고 작은 부하 변동에 대해서는 브라인 입구온도 조절만으로도 상당한 효과가 나타났으며, 상대적으로 큰 부하변동에 대해서는 입구온도와 함께 유량도 같이 제어하는 것이 효과적임을 알 수 있었다. This paper describes an effective analytic model for ice storage system, which is related to inlet and outlet temperature of brine and its flow rate when charging and discharging mode. For this study, one-dimensional models have been developed for ice-on-coil storage systems. this model was validated by the comparison of measured data. The present study shows methods of optimal design and control with respect to tube diameter, ice and water thickness during charging and discharging periods, flow rate and inlet temperature of brine. As a result of the simulation, the effect according to the increasing heat transfer area takes place if the tube diameter decreases. However the reverse effect occurs if the tube diameter is less than the optimal point. It is possible to correspond to small variation of the cooling load by only the control of inlet brine temperature. It is effective for relatively large variation of cooling load to control both inlet temperature and flow rate of brine.

MDO 기반 협력설계 기술 개발

최영,박진표 중앙대학교 미래신기술연구소 2003 미래신기술연구소 논문집 Vol.12 No.2

개별적인 부서나 기업의 자율성을 최대로 살리고, 동시에 전체 설계 성능의 향상에 기여하기 위해 다분야 통합 최적설계(MDO)를 웹기반 분산환경 시스템으로 확대 적용하여 지역적 한계를 극복하고 부서간 또는 기업간 협력을 증대하기 위한 방법론을 제시하고, 또한 설계 및 생산과정에서의 효율적인 분산 엔지니어링 환경 구축을 위해 MDO와 설계/모델링, 해석을 위한 정보를 상호 공유, 교환 할 수 있는 웹기반 통합 설계 시스템 을 구현하였다. MDO is one of the efficient methods for huge and multi-functional system design. This paper describes a design collaboration framework with MDO in networked design environment. A prototype of web-based integrated design system was implemented to show sharing and exchange of models and analysis information between MDO modules and collaborative design stations. Server System consists of MDO modules for optimization and modeling module for 3D modeling operation. Client system provide user with graphic interlace for shape modeling and system operation. We believe that the proposed approach can be extended to solve real complex multidisciplinary design problems.

스플라인 형상 제어점의 추가 위치에 따른 형상곡선에 미치는 효과

이혁,송창훈,이종원 중앙대학교 미래신기술연구소 2002 미래신기술연구소 논문집 Vol.11 No.1

3차 다항식을 이용한 부분 조합 곡선 구성법을 Piecewise cubic polynomial curves(PCPC)라 하며, 이 개념을 이용하여 제시된 제어점들을 통과하면서 스플라인 곡선이 구성되도록 하는 방법이 Piecewise culic polynomial splines(PCPS)이다. 본 논문에서는 도면이 없고 물체만 있는 경우, 이 물체의 형상 정보를 재구성하는 과정을 PCPS법을 이용하였다. 형상 제어점들을 처음에는 구간별로 등 간격으로 선정하여 형상을 구성하고 원형과의 차이점을 검토하였다. 이때, 원래의 형상과의 차이점이 발생한 경우에는 차이가 있는 부분에 형성 제어점을 추가하여 만들어진 모방 결과를 비교하였다. 다음에 오차가 발생하면 다시 형상 제어점을 추가하여 모방 곡선을 구성하여 비교하였다. In this paper, when there is an object without the drawing the shape informations of this object are constructed with the digitized points by piecewise cubic polynomial splines(PCPS). The shape control points for reconstruction the original shape curve were digitized whit the same distance. Then, if there are any differences between the original shape curve and the result curve by PCPS over the error tolerance, the shape control points were added on this segment for rebuilding origin shape line. Later, PCPS curve was reconstructed with the first digitized and the added shape control points. Finally, the result by PCPS was compared with the original shape line.

유전 알고리즘을 이용한 직교 기저함수 기반의 혼합 신경회로망 구조

전홍태,김성주 중앙대학교 미래신기술연구소 2001 미래신기술연구소 논문집 Vol.10 No.2

신경회로망의 차원 확장에 따른 기하급수적인 학습량의 증가 문제를 극복하기 위해 직교성을 지닌 웨이블릿 함수로 구성된 웨이블릿 신경회로방이 제안되었다. 웨이블릿 함수의 경우 스케일링 함수에서 비롯되었으며, 스케일과 중심을 결정함으로써 신경회로망의 노드로 구성된다. 본 논문에서는 웨이블릿 함수를 이용하여 망을 구성하는 과정에 스케일링 함수를 함께 사용하여 은닉층의 노드로 복합 구성한 구조를 제안하고자 한다. 제안한 구조의 특징은 스케일링 함수를 이용하여 미세 근사(fine approximation)를 행하도록 신경회로망의 은닉층을 복합 구성하는데 있다. 또한, 복합 신경회로망을 구성하는 과정에서 미세 근사에 필요한 웨이블릿 함수의 개수를 유전 알고리즘을 이용하여 결정하여 초기 구조의 최적화를 도모하고자 한다. 이렇게 구성된 신경회로망은 오차역전과 알고리즘을 이용하여 가중치를 학습한다. To overcome the curse of dimensionality in the neural network, the wavelet neural network(WNN) which uses the orthogonal basis function in the fidden node is proposed. The wavelet functions are from scaling function and can be used as a activation function in the hidden node of the network by deiding two parameters such as scale and center, In this paper, we would like to propose the mixed structure. When we compose the WNN using wavelet functions, we set a single scale function as a node function together. The properties of the proposed structure is that while one scale function approximates the target function roughly, the other wavelet functions approximate it finely. During the determination of the parameters, the wavelet functions can be determined by the global search algorithm such as genetic algorithm to be suitable for the suggested problem. Finally, we use the back-propagation algorithm in the learning of the weight.

O-링 테스터의 측정팁 구조개선

최기훈,여인철,김영탁 중앙대학교 미래신기술연구소 2001 미래신기술연구소 논문집 Vol.10 No.2

It is usual that the medical examination of human body need special knowledge and equipments. Thus we have to spend time and energy on going to special place such as hospital where doctors and equipment are. Which often cause missing a good chance of medical treatment as well as giving us inconvenience. However may simple and convenient equipments were developed for checking our health conditions recently. O-ring test is accepted as one of useful methods to examine our health conditions. Also the test is recognized as a useful means to judge if some medical substances or foods are beneficial or harmful to our health without any special equipment and medical knowledge. An automatic O-ring test machine has been developed[11]. However the tester have a problem that the pattern of applied force to the O-ring is different from that of manual case. In this study, the reaction force tip is modified and the validity of the tip is verified through experiments.

수직구가 있는 터널의 연기거동에 대한 수치해석적 연구

박순태,김충익 중앙대학교 미래신기술연구소 2001 미래신기술연구소 논문집 Vol.10 No.1

본 연구는 터널내 화재발생시 자연 배기에 의한 연기의 거동을 해석하기 위하여 터널내에서의 화재에 대하여 연기거동을 수치해석하였다. 배기구의 위치변화에 따른 영향을 평가하기 위하여 화원으로부터 각각 1m, 2m and 3m 떨어진 곳에 배기구를 대칭으로 위치시켜 네가지 경우에 대해 수치해석을 실시하였다. 수치해석은 3D 비정렬 격자, PISO 알고리즘, 부력 Plume 모델등을 사용하였다. 수치해석에 의해 얻어진 결과를 실물 터널을 1/20로 축소한 모형터널에서의 실험 결과와 비교하였다. In this study, numerical simulation were conducted to understand smoke movements in tunnel fires with tne natural ventilation. Four cases of numerical simulations, in which a natural vent location varied from 1m, 2m, 3m from the fire source symmetrically, were conducted in order to evaluate the effect of the position of ventilation systems on smoke movement. A numerical simulations were on performed 3D unstructured meshes with PISO algorithm and buoyant plume models. The result were compared with those of 1/20 reduced-scale experiments.

소형 4족 로봇의 정적 걸음새에 관한 연구

김태형,최기훈,김영탁 중앙대학교 미래신기술연구소 2001 미래신기술연구소 논문집 Vol.10 No.1

보행 로봇은 시스템이 갖는 많은 자유도의 효율적 제어의 어려움으로 인해 많은 장점 및 연구에도 불구하고 실용화가 미비하였다. 따라서 최근에는 단순화된 메커니즘 설계에 의한 보행 로봇이 개발되고 있으며, 이러한 형태의 로봇에 대해 정적 및 동적 안정성을 유지하면서도 이동성 및 속도를 향상시키고자 하는 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 각 다리의 자유도 수를 줄인 보다 단순화된 메커니즘 설계에 의해 4족 보행 로봇 FRAMIX-T를 개발하였다. 그리고, 이러한 구조의 로봇에 적합한 보행 알고리즘 및 안정성 해석법을 제시하였다. 기존의 안정성 해석법에 비해 이러한 방법은 안정 경계선 및 정적 안정 영역을 이용하여 복잡한 기구학적 계산과정 없이 로봇의 안정성을 판별할 수 있으며, 또한 동시에 안정된 보행을 위한 연속적인 다리의 이동 순서 및 각 발의 허용 착지 범위를 결정할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서 제시한 로봇의 구조적 단순화와 새로운 안정성 해석 및 걸음새 계획법은 여러 형태의 소형 4족 보행 로봇에 적용될 수 있을 것이다. Recently, the walking robots by much simplified mechanism design that reduce the number of leg and the degree of freedom were developed, and researches for the robot of these form that intend to improve mobility and speed ass keeping static and dynamic stability are going. In this paper, the quadruped robot, FRAMIX-T was developed by much simplified mechamism design that reduce the degree of freedom of leg. The walking algorithm and the stability analysis method appropriate for it have been discussed . This method not only avoids finding the solutions of the complicated kinematics, but also simultaneously shows the robot stability and the stable area of foot position. The simplified mechanism, new stability analysis and gait generation method can be applied to various quadruped robot.

계면활성제 수용액에서 임계미셀농도와 온도의 관계성

김홍운,임경희 중앙대학교 미래신기술연구소 2001 미래신기술연구소 논문집 Vol.10 No.1

계면활성제 분자가 물에 녹아 구형의 회합체인 미셀(micelle)을 형성하며, 이 때의 최소 농도를 임계미셀농도(critical micelle concentration, CMC)라 한다. CMC에 영향을 준느 여러 가지 인자들 중에서 온도의 영향은 중요하며 이미 널리 연구되었다. 그렇지만, 어떤 관계가 있는지 정확한 이론이 없어서 대부분 CMC를 온도에 대한 2차 이상의 다항식으로 표현하였다. 최근에 미셀화에 따른 엔탈피와 엔트로피가 선형적으로 변한다는 보상 현상(compensation phenomena)에 대한 이해와 대부분의 계면활성제 수용액에서 미셀화의 온도에 따른 엔탈피도 선형적으로 변한다는 실험관찰이 확인되었다. 이를 근거로 열역학적 식을 사용하여 온도에 의한 CMC의 관계식을 새롭게 정립해 보았다. Micelles are one type of surfactant aggregations. They are formed above a certain concentration calle critical micelle cincentration(CMC). Micellization is affected by seveal factors, among which surfactant solution temperature is of interest in this article. It is known that CMC is dependent of temperature, but not assured how if depends on. The correlation between CMC and temperature has been represented by polynomial fitting of CMC as a function of temperature, for which relations among thermodynamic potenials, compensation phenomena, and linearity of micellization enthalpy with temperature are used.

DMPC/공중합체 블렌드의 상용성 연구

김주헌,김창근 중앙대학교 미래신기술연구소 2002 미래신기술연구소 논문집 Vol.11 No.2

고분자 블렌드의 상용성을 결정하는 중요한 열역학적 요소는 블렌드를 형성하는 각 고분자 반복 단위의 분자 구조에 의해 결정되는 상호작용에너지이다. 본 연구에서는 TMPC와 다양한 구조의 메타아크릴레이트(PEMA, PMMA, PnPMA, PnBMA, PCHMAl, PphMA) 상호간의 상호작용 에너지를 정량화하기 위해 binary interaction model을 기초로 하여 스틸렌과 메타아크릴레이트의 공중합체를 제조한후 이를 TMPC와 블렌드하여 상거동을 조사하였다. 이들 블렌드는 특정조성에서 단상의 블렌드를 형성하였을 뿐 아니라 LCST거동에 의한 상분리 형상도 관찰되었다. 관찰된 상분리온도와 상태방정식 이론을 이용하여 상 거동을 해석하였으며, 블렌드에 포함된 각 반복단위 간의 상호작용에너지를 정량화 하였다. The miscibility of polymer blends is determined by major thermodynamical properties that are interaction energy between repeat units. In this study, We characterized binary interaction energies between TMPC (Tetramethylpolycarbonate) and various methacrylates, which were based on the binary interaction model, We examined phase behavior of TMPC blends involving styrene copolymer with various methacrylate. The blends, we had developed, had miscibility in a certain composition and shows phase separation due to lower ciritical solution temperature. We analyzed the observed phase-behavior using phase-separation temperature and equation of state theory. We calculated interaction energy of repeat unit involving blends

새로운 청색 발광 물질 합성

김인숙,조철희,박광용 중앙대학교 미래신기술연구소 2002 미래신기술연구소 논문집 Vol.11 No.2

저전압 구동, 박형, 빠른 응답속도 등의 장점을 가진 유기 전계 발광형 디스플레이(Organic eletroluminescence disply)의 발광층에 적용할 수 있는 청색 계열의 발광 물질을 합성하였다. 이 화합물들을 합성하는 과정에서 aryl halide 화합물의 homo-coupling 반응과 phosphonate 합성을 위한 Arbuzov 반응, 그리고 최종물질인 EBpVBi[4,4'-Bis(1-ethyl-2-biphenylvinyl)biphenyl]와 EPVBi[4,4'-Bis(1-ethyl-2-phenyl vinyl)biphenyl] 합성을 위한 Wadsward-Emmons 반응을 수행하였다. 합성한 물질의 UV와 PL spectra 등의 광학적 특성 분석 결과, Idemitsu사의 DPVBi 보다 휘도 특성이 더 우수한 것을 알 수 있었다. Since an efficient organic eldtroluminescent device (OELD) was demonstrated, there has been considerable interest in developing OELDs with high efficiency. Among various blue emitting materials, the most promising ones are distyrylarylene (DSA) derivatives. During our program for developing efficient blue light-emitting organic compounds, EBpVBi[4,4'-Bis(1-ethyl-2-biphenylvinyl)biphenyl] and EPVBi[4,4'-Bis(1-ethyl-2-phenyl vinyl)biphenyl]were synthesized by Wadsworth-Emmons reactions from corresponding ketones, and compared with DPVBi. UV-visible absorbance and photoluminescence (PL) studies showed that all emission peaks of those materials are appeared at nearly blue region.