PROJECT

과제명 : 전사 Defect 및 용지제전 메커니즘 이해를 위한 해석적인 모델링 및 SW tool 개발

연구비 : 100,000,000원

 



 

   

 

본 연구진은 프린터 토너의 전사에 대한 해석이 가능한 시뮬레이션 프로그램을 개발하고자 한다.

프린터 인쇄의 품질을 평가하는 데 있어서 토너가 얼마나 정확하게 분사가 되고, 얼마나 잘 종이에 흡착이 되는지는 상당히 중요한 요소이다. 토너는 방전으로 인한 전하의 이동을 통하여 이동을 하는데, 이에 대한 해석은 멀티피직스 문제로서 상당히 복잡한 해석을 요구한다. 그로 인하여 현업에서는 프린터 토너의 전사과정에 문제가 있더라도 그 문제의 정확한 원인을 시뮬레이션을 통하여 찾는 것이 힘든 현실이다. 따라서 본 연구진은 기존의 프린터에 적용 가능한 토너 전사 해석 프로그램을 개발하여, 개발자 및 사용자들이 토너에 대한 거동을 이해하고 문제점에 대한 분석이 가능하도록 하고자 한다. 

 


 

과제명 : 고속열차 하부커버의 흡음성능을 위한 다공성 복합구조 설계

연구비 : 26,927,273원

 

 

 

 

철도 하부에서 방사되는 소음은 탑승객의 승차감에 많은 불편함을 초래한다. 이 소음은 철도의 기계적 진동 및 열차 하부에 존재하는 공기의 유동으로 인한 것이다. 따라서 소음의 발생원이 고정되고, 소음이 갖는 진동수 또한 일정 범위로 고정된다. 이 프로젝트의 목표는 일정범위 내에 존재하는 주파수의 소음을 완전 차단할 수 있는 다공성 복합구조(음향 메타물질)를 설계하고 이를 이용하여 고속열차 하부커버의 방사소음을 차단하는 것이다.  


과제명 : SynRM 전동기 최적 설계 기법

연구비 : 300,000,000

 

 

 

 

 

 

 

  

본 연구 과제는 동기형 릴럭턴스 전동기의 고정자 베리어(barrier)에 대한 치수 설계를 민감도 기반 최적설계 알고리즘을 이용하여 설계한다. 동기형 릴럭턴스 전동기(Synchronous reluctance motor, SynRM)는 회전자에 영구 자석과 권선이 없어 구조가 간단하며, 돌극 구조에 의해 릴럭턴스 토크가 발생하는 전동기이다. SynRM의 성능은 회전자의 구조에 의존하므로 회전자 구조에 대한 설계가 필요하다. 회전자의 구조는 공극(barrier)의 형태로 결정되므로, 공극의 간격, 폭, 길이, 각도 등의 치수에 대하여 설계를 수행하게 된다. 기존의 몇몇 연구에서는 민감도 기반 최적화 알고리즘(Optimization Algorithm)을 도입하여 전동기를 설계한 사례가 있지만, 대부분 실험 계획법을 이용한 전동기 최적 설계를 수행하고 있다. 최적화 알고리즘을 통한 설계는 실험 계획법을 이용한 최적 설계 결과에 대한 추가적인 상세 설계를 수행하거나 실험 계획법에서는 직관적으로 도출하기 어려운 설계 결과를 도출 할 때 유용하게 활용할 수 있다. 
본 연구에서는 상용 해석 프로그램인 Maxwell을 이용하여 유한요소해석을 수행하였고, MATLAB 환경에서 최적화를 수행한다. 설계 문제 정식화에서 토크 및 토크 리플 등의 목적함수를 설정하고, 공극의 치수 및 간격 등을 설계 변수로 설정한다. 공극의 치수 최적화 결과에 대한 이해를 위해 설계 변수의 개수를 조금씩 증가시키며 최적설계를 수행한다. 구속 조건의 경우 실제 제작을 고려하여 설정할 필요가 있으나, 본 연구에서는 공극의 형태를 크게 제약하지 않도록 최소화한다.  


과제명 : 열팽창을 고려한 에어컨 실내기의 최적설계기법 개발

연구비 : 50,000,000원

 


벽걸이 에어컨의 냉방 또는 난방 시, 또는 전원을 끄면 열팽창에 의해 틱틱하는 소음이 발생한다. 성능에는 크게 문제가 없는 문제지만 사용자 입장에서 매우 신경쓰일 수 밖에 없다. 열팽창에 의해 발생하는 소음의 이유는 여러가지가 있다. 여러 부품들의 열팽창이 달라 서로 마찰이 일어나면서 발생할 수도 있고, 또는 부품 자체의 휘어짐에 의해 소음이 발생할 수도 있다.
지금까지는 소음이 발생하는 부분 근처에 테이프를 붙여 해결해 왔으나, 이는 근본적인 해결책이 될 수 없다. 이 프로젝트의 최종 목표는 이러한 소음의 발생원인을 파악하고 이를 저감하는 형상을 위상최적설계를 이용하여 설계하는 것이다.