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Intelligent Machine Dynamics Lab
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자연에 대한 우리의 이해와 통찰력 그리고 나날이 발전하는 컴퓨터의 계산능력은 다양한 특성과 응용능력을 지니는 지능형 기계를 탐구 할 수 있는 기회를 제공할 것입니다. 공학도와 컴퓨터가 함께 시너지를 발휘하여 인간에게 유익한 방향으로 물리적 세계에 영향을 미치기 위해서는 관성, 탄성 그리고 마찰을 포함 한 기계시스템의 물리적 특성을 포함 한 물질의 특성을 유리하게 이용해야 합니다.
부산대학교 지능기계동역학연구실(IMDL, Intelligent Machine Dynamics Laboratory)에서는 자연에 대한 우리의 통찰력을 바탕으로 인간에게 도움을 주는 지능형 기계의 동작을 이해하고 개발, 개선할 것입니다. 이론은 통찰력 있는 실험과 분석을 통하여 완성될 것이며, 앞에서 말한 우리의 목표를 달성하기 위하여 적용될 것입니다.
Our understanding and insight into nature and the computational power of ever-evolving computers will provide an opportunity to explore intelligent machines with diverse characteristics and application capabilities. In order for engineers and computers to work synergistically and affect the physical world in a beneficial direction to humans, it is necessary to exploit the properties of materials, including the physical properties of mechanical systems including inertia, elasticity and friction.
The Intelligent Machine Dynamics Laboratory (IMDL) at Pusan National University will understand, develop, and improve the behavior of intelligent machines that help human beings based on insight into nature. The theory will be completed through insightful experimentation and analysis, and will be applied to achieve our stated goals.
원칙은 없다. 그러나 철학은 있다. -오토시 마사히코-
There is no principle but a philosophy. - Masahiko Otoshima -
아래 연구분야에 관심있는 대학원생 및 학부연구생을 모집합니다.
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동역학/기구학/유체역학/열전달 및 다중물리 분야에 관심있는 학부생을 모집합니다. IMDL에서는 동역학을 비롯하여 접촉, 유체, 윤활, 진동문제가 연성으로 발생하는 기계시스템 (베어링, 실, 댐퍼, 기어, 회전기계 등)에 대한 수치해석 모델링 및 검증에 관한 연구를 합니다. 때로는 여러분의 연구에 대한 열망이 이러한 영역을 벗어나 새로운 영역으로 탐구로 연구가 진행되기도 합니다. 모든 것은 여러분의 의지와 상상력에 달려있습니다. 아래의 연구분야에 관심있거나 새로운 연구에 대한 열정이 있는 학생은 연락 위의 (Contact Us)메뉴에서 열리는 연락처로 연락 바랍니다. (이메일 환영^^)
1. 래버린스 씰(Labyrinth Seal) 설계 프로세스 개발 및 수치해석 모델 개발
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현재 엘지전자와 진행 중인 과제이며, 회전체 및 진동에 관한 연구뿐 아니라 CFD 해석을 병행합니다. 회전기계는 회전체 동역학 관점에서 본다면 동역학이론만 사용되는 것으로 보일 수 있지만, 실제 대부분의 회전기계는 유체를 우리가 원하는 방향으로 속도를 가하여 압축하거나 추력(thrust force)을 얻는데에 사용 됩니다. 이에 회전기계에 대한 정밀한 동적 거동 예측을 위해서는 컴퓨터를 이용한 유체역학 해석 (CFD: Computational Fluid Dynamics)이 필수적입니다. 베어링의 경우 간단하게 2차원 레이놀즈방정식이 이용되기도 하지만 실(seal)에서의 난류등을 고려하기 위해서는 3차원 CFD 해석이 필수적입니다. 국내에서의 기존의 실에 대한 연구는 누설량 관점에서 주로 수행되어 왔지만, 회전체의 동적거동에 미치는 실의 영향이 매우 크므로 회전체의 거동을 고려한 실 해석이 요구됩니다. 본 연구는 기존의 국내 논문들에서 검색 되는 누설량 관섬의 실 해석이 아닌 회전체시스템의 동적 거동(+누설량)에 미치는 실의 동특성 해석입니다.
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래버린스 씰은 회전자(rotor)와 정지자(stator) 사이로 작동유체가 세는 것을 방지하는 장치로서 가장 널리 쓰이는 씰의 종류중 하나입니다. 특히 고속원심압축기, 가스/스팀터빈 등의 고속 회전체에 사용 되는 실에서는 교차 강성항(cross coupled stiffness, Kxy, Kyx)이 동특성을 지배하여 회전체의 안정성을 떨어뜨린다. 다양한 변수들이 실의 안정성에 영향을 미치며, 해석 방법으로는 수치해석 소프트웨어를 이용한 CFD 방법과 정밀도는 떨어지지만 산업계에서 빠른 해석을 위해 많이 쓰이는 bulk flow 접근법이 있습니다.
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사용 소프트웨어: ANSYS CFX, MATLAB
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필수 전공과목: 유체역학, 동역학, 진동학, 수치해석
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선택 전공과목: 유한요소법, 열전달, 고체역학
2. 기어시스템 디자인(Gear System Design) 및 최적화 (Optimization)
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기어의 치면을 공통랙 이론으로 창성하고 창성 된 두면의 접촉 연립방정식을 뉴튼랍슨법을 이용하여 풉니다. 이때 접촉점에서 발생하는 응력과 전달효율을 계산합니다. 또한 타원접촉을 고려한 TEHL(Thermo-Elasto-Hydro-Lubrication) 모델을 이용하여 치접촉시 발생하는 열, 응력을 유한요소법으로 계산하고 기어 개발에 반영합니다.
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사용 소프트웨어: MATLAB, MASTA(기어 해석 프로그램)
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필수 전공과목: 동역학, 기구학, 수치해석
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선택 전공과목: 진동학, 유체역학, 열전달, 고체역학, 유한요소법
3. 회전체-베어링 다중물리 수치모델 개발
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기존의 스프링-댐퍼로 가정 된 선형/비선형 베어링모델의 한계를 극복하고 베어링 유막에서 발생하는 열발생-열전도-열변형-동특성변화 의 단계를 세부적으로 모델링 하고 이를 회전체 동역학 모델에 적용함으로써 산업현장에서 겪는 다양한 회전기계 불안정문제의 원인을 근복적으로 이해하고 해결방안을 제시할 수 있다.
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사용 소프트웨어: MATLAB, FORTRAN, ANSYS, COMSOL
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필수 전공과목: 동역학, 진동학, 수치해석
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선택 전공과목: 유체역학, 열전달, 고체역학, 유한요소법
4. 전기자동차용 초고속 소형모터용 감속기 개발
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최근 들어 전기자동차 효율 향상을 위해 구동모터를 소형화 하는 추세이다. 이에 따른 모터 rpm증가는 필수적이며 차량구동을 위한 초고속 감속기 개발이 요구되고 있다. 하지만 초고속 모터 감속기 개발을 위해서 기존 유성기어용 베어링 발열문제 해결이 필수적이다. 전기자동차용 초고속 모터용 감속기 개발을 위해서는 베어링 및 기어에서 발생하는 윤활/열/마멸 해석이 필수적며 이를 수치적으로 모델링하고 검증해야 한다. 본 연구에서는 먼저 감속기용 유성기어 트레인의 레이아웃을 최적화 하고, 각 베어링 요소별 하중 및 회전속도를 기반으로 새로운 개념의 하이브리드 베어링을 개발한다.
5. 동력분산형 고속철도 감속기 설계 검증
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특허 출원중이므로 한동안 게시를 중단합니다.
6. 스마트 하이브리드 베어링
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특허 출원중이므로 한동안 게시를 중단합니다.
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