PROJECT

 

과제명 : '적정물리력을 갖춘 스마트 대체장비 개발'의 
           인체모사 재료에 대한 비살상총기시험 및 분석

연구비 : 100,000,000원/년, 경찰청 과제, 4년과제, 한양대 의대와 공동 연구

 

 



현재 우리나라 경찰에서 운용중인 구경38, 45 리볼버 권총 및 탄은 위력이 과다하여 치명적인 살상효과를 가지고 있어 치안 활동에 사용이 제한적이다. 이에 본 과제에서는 적 제압 시 상대방을 무력화시키면서도 물리적으로 피해를 최소화 할 수 있는 총과 비 살상효과의 탄을 이용하여 실 사격 실험과 시뮬레이션 연구를 수행하고자 하였다. 실 사격에 사용되는 피사체로는 모의인체조직인 젤라틴을 이용하여 실험을 수행하며 실험 결과를 통하여 적정 비 살상 총에 적정한 물리력을 분석하고 이를 시뮬레이션과 비교한다. 이러한 결과들을 이용하여 의학적 중증도를 분석하고 비 살상용 무기로 사용할 수 있는지 여부를 판단한다.

 


 

 

과제명 : high-end 전기기기 산업을 위한 3D 프린팅 기반 C2R2형 인력양성 고급 트랙

연구비 : 486,400,000원/년

 

 

 

 

 


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● High-end 군수용, 항공우주용 전기기기(전동기, 발전기) 설계 및 제작기술 확보: 화성탐사선로봇, 유도무기 등 특수 목적용 전기기기에 3D 프린팅 기술을 적용하여 설계 및 제작하는 기술개발


● 3D 프린팅 기반 제조공정 기술을 이용한 소량·다품종 전동기 설계 및 제작기술 확보 : 소량·다품종의 특수 목적용 전기기기를 생산하기 위해 설비투자가 필요 없는 3D 프린팅 기반 제조공정 기술개발


● 3D 프린터를 이용한 고신뢰성, 고출력밀도 동기형 릴럭턴스 전동기 및 3차원 전동기 설계 및 제작기술 개발 : 제작 형상에 제한이 없는 3D 프린팅 기술 적용이 가능한 프리미엄 전기기기 설계 및 제작기술 개발

 

● 특수 전기기기의 설계·제작이 가능한 기업 수요 지향형 연구인력 양성 : 기업과의 교육프로그램 공동개발과 공동 R&D 수행을 통하여 기업이 필요로 하는 실무형 연구인력 양성 

 

본 인력양성 연구센터는 “High-end 전기기기 산업을 위한 3D 프린팅 기반 C2R2인력양성 고급트랙을 목표로 하고 있으며, 참여 연구실 및 기업 간의 교육체계 공동 구축 및 R&D 공동수행으로 3D 프린팅 기술을 기반으로 전기기기 설계, 제어 분야에 있어 선도적 기술인을 양성하여 향후 3D 프린팅 산업과 전기기기 산업(전동기, 발전기, 전력기기 )이 국내 신 성장 동력 산업으로 자리 잡는데 그 목적이 있다.

 


 

과제명 : 탄성 극한물성 시스템 연구

연구비 : 90,000,000원/년, 9년과제

 


 

메타물질(meta-material)이란 자연계에서 존재할수 없는 특별한 성질을 갖기 위한 목적으로 인공적으로 설계된 물질을 말한다. 즉 메타물질의 특성은 기본 물질의 특성이 아닌 그들의 구조와 그배열에 의해 메타물질의 특성을 결정된다. 이러한 메타물질은 자연계에서 존재 할 수 없는 물질의 특성을 기반으로 파동의 제어에 있어서 획기적인 방법으로 이용 될 수 있으며 진동의 저감과 에너지 변환 등의 분야에 적용되어 다양하게 응용될 수 있어서 연구의 가치가 매우 높다. 따라서 본 연구의 목표는 이러한 점을 해결 할 수 있는 메타물질을 설계하여 구현하고 이를 다양한 분야에 적용하여 이용 할 수 있도록 하는 것이다. 


 

과제명 : 프린터 정착컬(Fuser nip curl) 예측을 위한 멀티피직스 모델링 연구와 SW Tool 개발

연구비 : 100,000,000원/년  삼성프린터 사업부와 진행중/우리나라에서 한양대 연구팀만이할 연구하고 있는 주제임

 



 

프린터 컬은 용지에 원호 모양의 잔류변형이 발생하는 현상으로 인쇄물의 외관을 손상시킬 뿐 아니라 용지반송 불량 및 제본 시 부적절한 상태를 야기시키기 때문에 복사기, 프린터의 품질과 생산성을 저해하는 커다란 문제이다. 또한 대부분의 컬 문제는 기기 내의 레이아웃 결정 후에 드러나 개발효율을 크게 저하시키기 때문에 시뮬레이션으로 예측해서 개발 초기단계에 대책을 마련하는 것이 중요하다 알려져 있다. 따라서 본 연구 과제는 Fuser Nip Curl을 예측하기 위한 프로세스를 구축하기 위함을 목표로 한다.


과제명 : OVEN RACK 사용성 향상을 위한 최적 구조 설계

연구비 : 40,000,000원/년  LG연구소의 과제임

 


 본 과제는 오븐 랙 시스템을 개발 함에 있다. 개발 목표는 오븐 랙 사용성에 대한 UX(User Experience)차원에서의 혁신적인 개선이 필요하다. 혁신적인 개선안은 고객의 불편한 점을 기계공학적 디자인의 개선을 의미한다. 현재 고객은 고온의 사용환경에 의해 사용 접근이 어렵고 화상의 위험 등의 불편한 점이 있다. 따라서 연구 방법 및 절차를 기계 설계 법을 적용하여 기구 설계를 하고 4개정도의 Mechanism 을 Brain Storming, TRIZ, 공리설계 등을 적용한 기구개념 설계 안 도출, 구조 및 기구학 해석을 진행하여 도출된 설계 안을 통한 Mock-up제작 및 시제품 개발에 참여하고 있다.  

 


 

과제명 : 동적 시스템 및 하이 스피드 과도 응답을 고려한 위상 및 형상 최적화 연구

연구비 : 100,000,000원, 우수한 연구진을 위한 연구재단 차상위계층 연계 사업, 공학단에서 전국에서 1팀 선정하는데 한양대 멀티피직스 연구실이 선정됨 

 






  

 본 연구진은 자연 영감기술(혹은 Biomimicry)을 적용한 하이 스피드(또는 하이 사이클) 동적 기계 시스템의 구조최적설계기법을 제안하고자 한다. 새로운 동적 시스템의 설계기법을 개발하기 위하여 자연환경 및 생명체들의 우수한 구조를 기계공학적인 관점에서 분석하려 한다. 자연환경 및 생명체의 우수한 구조의 구체적인 예로, 빠른 주파수와 많은 사용횟수를 갖고 있지만 자연적으로는 파괴되지 않는 곤충의 날개 등을 예로 들 수 있다. 이러한 구조는 파괴 역학적 그리고 동역학적 관점에서 우수한 구조물로 볼 수 있고 동적 시스템의 설계기법을 개발하는데 큰 영감을 줄 수 있다. 이러한 생명체들의 우수한 성능 및 작동되는 원리를 파악하기 위해서는 생물들의 구조를 다양한 기계공학적인 관점(멀티 피직스 시스템)에서 분석해야 한다. 또는 macro관점과 micro관점에서의 거동을 고려한 멀티스케일 관점에서의 분석이 수행되어야 한다. 멀티 피직스 적인 분석 또는 멀티 스케일 적인 분석을 통하여 알게 된 생명체들이 우수한 성능의 원리를 구조최적설계기법에 적용하여 하이 스피드(또는 하이 사이클) 동적 시스템에 대한 새로운 설계기법을 개발하고자 한다. 


과제명 : 관통상에 의한 인체 손상분석모델 연구

연구비 : 185,042,582원/년, 국방부 과제, 9년과제, 한양대 의대와 공동 연구

 

 

본 연구 과제의 목표는 총탄의 인체 관통에 의한 인체 손상을 해석할 수 있는 시뮬레이션 모델을 개발하는 것이다. 이러한 인체 손상 모델 개발은 무기 체계 및 방호 체계 개발에 활용되어 병사의 생존성을 증가시키는 것을 목적으로 하고 있다.총탄에 의한 인체 관통과 관련된 인자에는 총탄의 재질 및 크기, 총탄의 발사 속도 그리고 총탄에 의해 피격되는 인체 부위 등이 있다. 따라서 이러한 인자들이 관통 현상의 거동에 미치는 영향을 분석하여 이를 기반으로 인체 손상도를 예측할 수 있다.관통 해석 시뮬레이션 모델 개발을 위해 모의 인체 조직인 젤라틴을 이용한 관통 실험을 수행한다. 총탄의 순간적인 관통 현상을 분석하기 위해 초고속 카메라를 이용하여 고속 영상을 촬영하여 분석한다. 또한 다양한 상황에서의 관통 현상을 구현하기 위해 인체 부위 별, 위협 화기 별 특성을 반영한 심화 연구를 수행한다.관통 해석 기술 개발 체계는 다음과 같다. 먼저 관통 해석에 적용되는 역학적 배경 이론을 이해하고, 인체 조직과 관련된 점탄성 물성에 대한 연구가 수행된다. 이를 바탕으로 탄환 및 인체 조직에 대한 모델링 및 해석 방법을 개발한다. 개발된 해석 모델은 초고속카메라로 촬영한 영상과 비교 분석하여 유효성을 검증한다.

 


 

과제명 : 다분야 최적 전산 설계를 위한 전산공학 설계 프로그램 개발

연구비 : 135,000,000원/년, 최적설계 프로그램 개발 사업, EDISON.RE.KR

 


공학적 설계에서 최적설계는 최적의 해를 얻을 수 있는 훌륭한 방법 중 하나이다. 이를 이용하면 사람의 노하우에만 의지하지 않고 최적의 결과를 얻을 수 있다. 하지만 최적화 알고리즘을 이용하려면 집적 알고리즘을 이용하여 프로그램을 만들던가 상용 프로그램을 이용하는 방법밖에 없다. 직접 프로그램을 만드는 방법은 간단한 작업이 아니며 상용 프로그램을 사용하려면 높은 가격이 걸림돌이 된다. 따라서 최적설계를 이용하기가 어려워 교육에 이용하기가 힘들다. 

본 프로젝트의 목표는 이러한 점을 해결하고자 최적화 알고리즘 및 프로그램을 오픈소스로 웹상에 구현하고, 이를 최적설계를 이용하고자 하는 사람은 누구든지 쉽게 이용할 수 있도록 하는 것이다. 이를 통해 제품연구/개발의 효율증가, 대학(원)의 교과과정의 활용, 일반인들의 최적설계의 쉬운 이용 등 많은 파급효과가 있을 것으로 예상된다.