연도별 연구과제 125 페이지첫페이지로 이동

탄산칼슘을 주성분으로 하는 소라 껍데기은 자연계에서 손꼽히는 단단한 물질로, 굉장히 높은 강도가 발현된다는 독특한 특성을 가지고 있다. 이에 소라 껍데기의 내부 구조가 외부 충격에 대한 흡수 정도와 강도와 같은 소라 껍질의 물성에 미치는 영향에 대해 탐구한다. 이를 바탕으로 소라 껍데기의 결정 구조 모형을 제작하는 과정을 통해, 소라껍데기의 생체모방 기술로서의 활용 가능성에 대해 탐구해본다

친환경, 휴대성, 경제성에서 장점을 보여 다양한 연령대에서 수요가 급증하는 차세대 교통수단인 퍼스널 모빌리티의 사고 위험성을 줄이기 위한 급발진 제어 프로그램 개발을 목표로 연구를 진행하였다. 퍼스널 모빌리티 중 전동킥보드를 연구 대상으로 선정하였고 Tinkercad를 통해 다양한 모터 구동 제어 모델을 가상 구현하였으며 아두이노 코딩으로 실제 작동을 확인하였다. DC모터, 스텝모터에 가변저항, 릴레이 회로등을 적용하는 등 여러 설계를 통해 전동킥보드 출발 시 가장 적절한 아두이노 회로를 탐구하였다.

▪ 주제어: 퍼스널 모빌리티, 급발진 제어, 아두이노
 

스테레오 카메라에 관한 관심이 높아짐에 라, 스테레오 카메라의 활용이 잦아지고 있다. 스테레오 카메라의 측정원리와 측정 정확도에 대해 파악하는 것은 스테레오 카메라를 사용함에 있어 중요한 부분이다. 본 연구에서는 스테레오 카메라의 깊이 측정 정확도에 영향을 미치는 요인을 파악하고자 하였다. 따라서, 스테레오 카메라를 이용하여 물체와의
거리 측정을 해보고, 그 과정에서 측정 정확도에 영향을 미칠 수 있는 변인을 조절하며 측정 정확도의 오차를 비교하고 분석하였다. 그 결과 저명의 밝기, 물체의 크기, 물체와 스테레오 카메라 사이의 거리 모두 측정 정확도에 영향을 미침을 알아냈다.

▪ 주제어: 스테레오 이미지, 깊이 측정, 분해능, 카메라

전기 등 외부 에너지원의 충전 없이 자력으로 움직일 수 있는 수단 중 가장 상용화되어 있는 것이 자전거이다. 현대인의 필수품인 스마트폰뿐만 아니라 스마트 기기를 충전할 수 있는 보조 배터리를 결합한 자가 충전 자전거를 제작할 수 있다면 운동 중 충전을 병행할 수 있을 것이라고 생각하였다. 본 연구에서는 자전거의 구조와 작동 원리, 기존의 자가 충전 제품의 원리를 분석하고 개선점과 적용해야 할 점을 탐색하였다. 본 연구를 통해 알아낸 지식으로는 스마트폰 충전기의 단자 원리와 보조 배터리의 원리를 알아보았다. 또한 이 과정을 통해 압력 및 풍력을 이용한 발전방식을 어떻게 하면 자전거에 적용시킬 수 있는지를 집중적으로 연구하였다. 그 중 우리는 대표적인 전기 생각 방식인 전자기 유도 현상을 통해 발전기를 제작하였다. 기존의 LED 자가 발전 제품을 분해하여서 휴대폰 충전 단자를 이용하여 보조배터리를 충전하였다.

▪ 주제어: 자전거(Bicycle), 보조 배터리(Supplementary Battery), 건강한 배터리(Healthy Battery), 자가 충전 자전거(Self-Chargeable Bicycle)

본 연구에서는 커피캡슐이 형성하는 양각과 음각을 이용한 방음벽을 제작하고자 한다. 커피캡슐이 형성하는 양각과 음각이 방음효과를 낼 수 있는지 알아보고 양각과 음각이 형성되는 형태에 따른 방음효과를 알아보고자 한다. 더 나아가 소음발생원과의 거리나 각도가 달라지면 방음효과가 높은 형태도 달라지므로 회전 가능한 방음벽 모델을 제작하고 최종적으로 결정된 구조를 가지고 크기나 두께 등을 조절하여 실제 사용되는 방음벽과 비교하여 최종적으로는 제작한 방음벽의 객관적인 성능과 폐커피캡슐의 재활용 가능성을 알아보고자 한다.

현재 탄소섬유 즉 카본 파이버의 성형방법에는 인간의 손이 닿는 부분이 많다. 이것은 카본 파이버를 성형하여 완제품을 만드는데 일어나는 비용 상승 중 가장 큰 부분이기도 하다.
또한 탄소섬유 성형시 발생하는 탄소섬유 가루는 1급 발암 물질이다. 따라서 카본파이버 성형 공정에서는 인간과의 접촉이 최소화 되는 것이 좋다.
이에 본연구는 카본파이버 성형 공정을 자동화 할 수 있는 탄소섬유 제품 자동화 성형기계를 개발함으로써 탄소섬유 성형에 필요한 비용을 줄이는 것과 탄소섬유 성형 공정에서 인체 접촉을 최소화 하는 것을 목적으로 탄소섬유 성형 자동화 기계 개발에 대한 연구를 진행하였다.

▪ 주제어: 탄소섬유, 자동화, 성형기계, 비용단축, 건강

무선 전력 송신 시스템은 4코일 방식 회로를 이용하는 자기 공진 무선 전력 송신 시스템이 널리 알려져 있다. 하지만, 이것은 구조의 양쪽 소스코일과 로드코일이 있고, 두 코일 사이에 트랜스미션 코일인 송신부와 리시브 코일인 수신부가 존재하여 전송거리 대비 차지하는 부피가 크다. 반면에, 2코일 방식 회로는 트랜스미션 코일과 리시브 코일만을 가지고 있어 구조가 단순하지만, 전송 거리가 짧다.
본 연구에서는 2코일 방식 회로의 양 끝에 특수한 장치를 설치하고, 송수신부의 코일 구조를 변화시킴으로서 단순하다는 장점을 유지하면서 전력 송신 범위 및 효율성을 높이고자 한다. 특수 장치의 역할에 대해서 알아본 후 그에 걸 맞는 장치를 설치하고, 이를 설치하였을 때, 얼마나 전송거리가 증가하였고, 효율성이 증가하였는지 시뮬레이션과 시제품을 통해 측정하고자 한다. 더불어 송수신부의 구조를 변화시켰을 때의 변화 또한 측정하여 송수신부의 구조가 어떻고, 어떠한 장치를 설치하였을 때 작으면서도 가장 효율적인 무선 전력 송신 시스템을 구현한다.

▪ 주제어: 자기 공진, 소형화, 광범위, 효율성, 회로

본 연구는 늪과 같이 점도가 높은 유동장에서 효율이 좋은 프로펠러의 제작을 목적으로 진행되었다.
Inventor 프로그램을 통하여 날개의 개수가 각각 다른 프로펠러를 제작하였고 CFD 프로그램을 이용하여 유체의 점도, 프로펠러의 재질, 각속도를 조절하여 유체에서의 해석을 진행하였다. 이를 통하여 효율적 프로펠러를 찾아낼 수 있었다.

▪ 주제어: 프로펠러, 효율

최근 코로나-19와 마스크에 관련된 문제가 대두되면서 마스크의 성능을 측정하는데 의구심을 갖는 살람이 많다. 시중에서 사용하는 방법은 염화 나트륨 및 파라핀 오일을 통해 분진포집효율을 측정하는 방법, 안면 부흡기 저항을 측정하는 방법, 누설률을 측정하는 방법 등이 있다. 이러한 방법을 개선하기 위한 방법을 찾던 도중 실험결과에 영향을 미치는 여러 변수들을 고려하지 않을 수 있는 호흡 모사 시뮬레이션을 통해 이를 정확히 측정해보고자했다. 실험 결과는 성공적으로, 실제 호흡을 유사하게 모사하는 것이 가능했다. 또한, 조금 더 정확한 호흡을 모사하려면 조금 더 정확한 모델을 설계해서 사용하는 것이 필요해 보인다.

▪ 주제어: 호흡 모사장치, 시뮬레이션, CFD

▪ 주제어: LEAP MOTION, 수화번역기, 프로세싱, 청각장애

 본 논문에서는 점도가 서로 다른 두 유체를 혼합했을 때 특정 용액에서는 각각의 순수한 유체보다 마찰력이 감소하게 되는데 그 특정 농도를 확인함과 그 이유에 대해 탐구했다.. 예를 들어 물과 글리세린을 혼합한 액체는 순수한 물과 글리세린 보다 더 미끌거린다는 사실을 발견하게 되었다. 이에 대한 메커니즘을 탐구하고자 본 실험에 적합한 자체 실험기구 제작 및 농도와 점도의 관계를 파악하며 농도에 따라 점도는 지수적 증가를 하는 등의 결과를 얻었다.

▪ 주제어 : 유체, 점도, 마찰력

본 연구에서는 Sweeping jet의 유체 진동을 이용하여 공기 중 입자를 차단하는 에어 커튼 모형을 제작하였다. 풍동 내에서 Sweeping jet의 분사각, 설치 위치(중앙, 모서리), feedback channel의 유량을 조절했을 때 smoke generator의 연기를 얼마나 효율적으로 막아내는지를 실험하여 분사각 90°, 0 mm의 장애물 조건에서 최적의 효율을 보임을 확인하였다. Sweeping jet를 활용함으로써 필요 동력을 최소화하여 친환경적이고 입자 차단에 적합한 구조를 제안하였다.

▪ 주제어: Sweeping jet, 코안다 효과, 에어 커튼, 미세 먼지, 유체