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본 연구는 요철 지형 탐사용 타이어로써 타이어 자체에 유동성이 있는 Airless 타이어를 사용하는 동시에 타이어 내부의 장력 조절을 가능하게 하여 타이어의 유동성을 조절할 수 있는 “장력 조절이 가능한 Airless 타이어”를 제시하고 직접 제작하였다. 실험을 통해 요철 지형을 주행할 때에 장력이 작은 경우에는 타이어의 유동성이 커지므로 장력이 큰 경우에 비해 주어야 하는 최소 힘이 작지만 에너지 손실이 크다는 결과를 얻었다. 또한 장력 조절에 따른 히스테리시스 그래프를 통해 타이어의 구름 저항을 비교한 결과 장력이 작은 타이어의 구름 저항이 장력이 큰 경우보다 크다는 결과를 얻었다. 그래서 평지에서는 장력을 크게 하고 요철 지형에서는 장력을 작게 하여 주행할 수 있는 “장력 조절이 가능한 Airless 타이어”가 한가지 형태의 타이어로 주행하는 것보다 효율적이라는 결론을 내렸다. ▪ 주제어: Airless 타이어, 히스테리시스 곡선, 유동성, 장력 조절
요즈음 원격으로 조종할 수 있는 소형 탐사용 로봇이 재난구조 혹은 군사용의 목적으로 각광을 받고 있다. 그중에서도 캐터필러를 사용하여 구동하는 경우는 험지 주행에서 장점이 있어서 더욱 주목을 받고 있다. 그러나 캐터필러를 사용한 소형로봇은 대형 로봇과 달리, 장애물이나 계단 등을 넘어가기가 힘들다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 캐터필러가 계단 주행을 할 수 있게 하는 메커니즘을 탐구하게 되었다. 우선, 캐터필러가 계단을 넘어가기 위해서는 어떠한 조건이 필요한지에 대한 탐구를 그냥 계단을 넘어갈 때와 앞바퀴가 걸쳐있는 상태로 나누어 실험을 했고, 앞바퀴가 계단에 걸쳐져 있는 상태를 만들어줄 수 있도록 하기 위해 크로스 브레이싱 구조를 이용한 메커니즘을 고안하였다. 이로써, 계단의 높이를 측정하여, 계단의 높이를 알게 된다면, 연구 1의 결과에 따라 계단을 올라갈 수 있는, 지지대의 최소한의 높이를 계산해, 연구 2의 결과에 따라, 크로스 브레이싱 구조의 높이를 조절 하게 된다. 이로써 캐터필러를 이용한 RC카가 계단이나, 지형지물을 넘어갈 수 있게 될 것이고, 다양한 방면에서 사용이 가능해질 것으로 예상된다. ▪ 주제어: 캐터필러, 라즈베리파이,
우리 연구팀은 이동에서 백팩의 착용감 향상으로 학생들 및 직장인들의 피로도를 줄여 학습 및 작업의 효율성을 늘리기 위해 흔히 사용하는 백팩의 구조를 연구하고 이를 기반으로 신체에 부담을 줄여주는 백팩의 효율적인 착용방법을 도출·제안 하고자 한다. 실험을 통해 선정된 신체에 부담을 주는 백팩의 요소들의 역학적 특징을 분석하고, 학생들과 직장인들의 백팩에서 가장 효과적이라고 판단되는 특정 요소의 역학적 힘을 분배하여 효율적인 Backpack의 착용 법을 환경에 따라 제안할 계획이다. 또한, 제안된 Backpack 착용법이 실제로 피로도의 해소와 작업의 효율성 등의 개선에 있어 우리가 기대한 만큼의 효과를 보이는지, 기존에 백팩을 편하게 매기 위해 이용해왔던 앞으로 매는 방법 등의 이용을 대체할 수 있는지 연구·분석해본다. ▪ 주제어: 백팩, 피로도 해소, 신체, 흔들림
엄청난 양의 기포가 올라와 있음을 알 수 있다. 하지만 어떤 경우에는 액체가 흘러 넘치지 않는다. 흔들지 않거나, 흔든후 시간이 오래되거나, 병을 두드리는 등의 행위는 탄산음료에서 액체의 분출량과 기포를 감소시키는 원인들로 볼 수 있다. 이 원인들이 액체의 분출에 미치는 영향을 알아보기 위해 변인 (시간, 온도, 액체종류등)을 달리한뒤 개봉 후 분출량을 비교함으로서 연구해보았다. 온도의 경우 분출양과 기포의 양에 가장 큰 영향 (온도가 높을수록 분출량 증가)을 주는 것으로 나타났으며, 시간 또한 지대한 영향(흔든 후 시간이 짧을수록 증가)을 미쳤음을 알 수 있다. 하지만 그 외의 요인(병을 두드린 횟수, 액체의 종류)에는 별 다른 분출량 방출에 관한 차이를 얻지 못했으며, 결과적으로 온도와 시간, 그리고 액체의 종류에 대해서만 분석이 가능하다. 이러한 연구결과는 탄산이 포함된 액체를 보관시 낮은 온도, 적은 흔들림 이라는 환경을 적용해야 하는 실험적인 이유를 포함한다. ▪ 주제어: 온도, 압력, 시간, 액체의 종류
본 연구는 탐지 장치의 배열을 이용하여 가청 진동수 영역의 음파를 발생시키는 음원의 위치를 측정하고 측정의 정확도를 방해하는 요소에 대하여 탐구하였다. 이를 위하여 진폭의 비율과 거리에 따른 TDoA(도달 지연 시간)를 이용하였는데, 먼저 평면상에 음향 탐지 센서를 배열하여 다양한 진동수 조건에서 거리에 따른 진폭 변화를 측정하였고 거리에 따른 진폭의 추세선에서 지수의 오차를 비교하였다. 그 결과 실험한 진동수 대비 오차 평균이 0.33~0.42m 정도임을 알 수 있었다. 다음으로 거리에 따른 도달시간 차이에서는 음원으로부터 거리가 5m일 때 상대 오차가 작은 것을 확인하였다. 마지막으로 공간상 배치인 정사면체에서 적용하였을 때 특정 거리 차이에서는 측정이 되지 않음을 알 수 있었다. 이를 통해 가청 진동수 영역의 음파를 이용한 거리 측정에 대한 시사점을 얻을 수 있었다. ▪ 주제어: TDoA, 허상음원, 도달 지연 시간
본 연구는 유한한 여러 겹 솔레노이드의 중심축 상에서의 자기장을 구하는 식과 여러 겹 솔레노이드와 자석 사이 상호작용 때문에 발생하는 힘을 구하는 식, 유한한 원뿔대 솔레노이드의 중심축 상 자기장을 구하는 식을 전자기학적 지식을 이용해 이론적으로 유도한 다음 이를 자기장 측정 센서, 힘 센서와 같은 실험기구를 이용해 실험적으로 검증했다. 그 결과 실제 측정값과 비슷한 경향을 보이며, 실험적 오차를 고려했을 때 유도를 통해 얻게 된 식들이 유의미하다는 결론을 내리게 되었다. ▪ 주제어: 여러 겹 솔레노이드, 자기장의 세기, 솔레노이드와 자석의 상호작용에 의한 힘, 이론 식 유도, 실험적 증명
기존 파력 발전기는 해안가에 설치하여 파도에 의해 장치로 유입되는 공기의 압력을 이용하여 발전(진동수주형)하거나 물에 띄워 장치 내로 유입되는 파도에 의해 발전하는 방식(월파형)이 대부분이었다. 그러나 이러한 발전 형태는 장치의 제작이 어렵고 규모가 크며 설치 장소에 한계가 있다는 단점이 있다. 이에 본 연구에는 앞서 언급한 방식 외에 바다 한가운데 부표 형태로 발전기를 띄워 부표의 운동을 이용하여 발전하는 부유식 파력 발전기기에 주목하였다. 부유식 파력 발전기는 제작과 설치가 용이하며 규모가 작아 설치할 수 있는 장소의 제약이 적다는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 파도의 상하 운동을 이용한 부유식 파력 발전기를 제작하고 발전 효율을 높일 수 있는 방안에 대해서 연구하였다. ▪ 주제어: 파력발전, 부유식 파력발전, 부표(Buoy)
본 연구는 비커의 입구 사이에서 고전압이 흐르면 물끼리 연결되어 물다리를 형성하는 현상에 대한 설명과, 이러한 현상이 일어나는 원인 등에 대하여 탐구해본다. 또한, 이러한 물다리의 길이를 늘리는 방법이 무엇이 있을지 탐구해 본다. 전압의 세기, 산/염기 물질, 불순물 같은 여러 변인들로 실험을 구성하고, 이를 위하여 선형 이동 장치도 제작하였다. 선형 이동 장치를 이용하여 물다리를 늘리는 실험은 쉽게 할 수 있을 것으로 예상된다. 마지막으로, 결론과 고찰에서는 이론적 배경에서 다룬, 물다리에 작용하는 힘과 우리의 실험결과를 합쳐서 최종적으로 물다리에 작용하는 힘이 무엇인지, 물다리의 길이 신장을 위하여 어떤 물질을, 어떤 상황에서 사용해야하는지에 대해 탐구해본다.
▪ 주제어: LnNbO4 type 형광체, 결정성, 상방변환형광스펙트럼, 여기형광스펙트럼
최근 삼성전자에서는 폴더블 휴대폰인 갤럭시 Z플립을 출시했으며 LG 전자에서는 롤러블 TV를 선보이는 등 생활에 밀접하게 연관되어 있는 제품들이 유연성을 갖게 진화하고 있다. 이와 같은 기술이 상용화되기 위해서는 실생활 접힘에 의해 발생하는 반복적인 인장(Strain)에 대해 찢어지지 않으면서도 유연한 소재의 개발이 필수적이다. 유연한 소재로서 고분자 필름을 강화하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 본 연구는 전도성을 갖는 탄소섬유(Carbon Fiber)를 활용하여 산업에서 많이 사용되는 폴리우레탄(Polyurethane) 소재의 찢어짐 저항성을 강화해봄으로써 필름의 물성 강화 양상에 대한 고찰과 함께 쉽게 찢어지지 않는 슈퍼 필름을 구현하는 방법에 대한 가이드라인을 제시하고자 한다. ▪ 주제어: 반복적 인장, 찢어짐, 고분자 필름, 탄소섬유, 물성 강화
탁구는 장비의 탓을 많이 받는다고 한다. 종류별로 사용하는 방법도 각각 다르고 장점도 가지각색이다 탁구를 더 잘 치기 위한 방법은 무엇이며 탁구를 칠 때 러버가 중요한가, 그리고 각 러버의 차이점은 무엇인가에 대해 알아보고 싶었다. 이를 탐구하기 위해 반발계수와 마찰력을 정량적으로 비교하여 이들의 특성을 알아내고 이를 통해 탁구 러버의 종류에 따라 각각 어떤 방식으로 칠지에 대해 알아보기로 하였다. 그를 구하기 위한 실험으로 반발계수 측정실험, 회전마찰 측정 외의 것들을 진행하기로 했다. 그 결과 방어용과 기술을 사용하기 위한 스핀 위주의 러버들은 반발계수가 7.5 내외로 나왔다. 그리고 공격용은 대체로 8을 넘어서는 수치를 지닌다. 회전마찰 또한 공격용에 비해 방어용이 작으면15% 큰거는 300%까지 차이가 나도록 설계되어 있었다.
시력이 나빠질수록 밤에 가로등을 보면 빛번짐 정도가 점점 심해지는 것을 느낄 수 있다. 카메라를 이용하여 빛번짐에 영향을 주는 요소를 찾고 눈에 적용시킨다면 빛번짐을 이용해 시력이나 난시의 정도를 측정할 수 있다. 시력은 결국에는 초점거리가 잘 맞지 않아서 생기는 것이고 시력에 따라 빛번짐 현상이 일어나는 정도가 달라지는 것을 알고 있었기에 초점거리를 조절할 수 있고, 화질이 뛰어난 DSLR카메라(정품 EOS 70D + 18-55mm STM /LM/)를 사용하여 측정하였다. 암실에서 원형스탠드를 사용하여 초점에 따른 스탠드 불빛 반지름의 변화를 측정하였다. 초점에 따라 빛번짐 정도가 달라지기는 했지만 카메라 기능 부족으로 인해 배율조절 없이 초점을 조절하는 것이 어려웠고 실험방식을 조금 바꾸어 아웃포커싱을 이용하여 초점거리를 조절하는 방법을 택하였고 이를 이용하여 연구하였다.