• Title, Summary, Keyword: 압부력

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Analysis of dynamic downpull force on underflow type floating gate (부력식 수문의 동적 하향력 분석)

  • Lee, Ji Haeng;Han, Il Yeong;Choi, Heung Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.78-78
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    • 2018
  • 자동수문이란 설정된 관리수위 이하에서는 수문이 개방되지 않고, 유량이 증가하여 관리수위 이상이 되면 수문이 개방되어 관리수위까지 방류하게 되면 다시 수문이 닫히게 되어 자동으로 관리수위를 유지한다는 것을 의미한다. 이러한 연직 자동수문의 방류특성이 수동식 연직수문과 다른 점은 유량에 따라서 수문 개방고의 증감과 수문개폐가 자동으로 이루어진다는 것이다. 따라서 자동수문의 운영 중 수문개방고의 거동과 자동개폐 시점을 예측하는 것은 정밀한 수문설계를 위해 매우 중요하다. 수문 개방 시 흐름이 정지되어있다고 가정하면, 정수압 상태의 부력이론에 의한 부력수문의 개방고는 어렵지 않게 계산할 수 있다. 그러나, 흐름이 정지되어 있다가 수문의 하단으로 방류가 시작되면 수문 선단을 포함한 주변에 압력 차이로 인해 동수압 하중이 발생하게 되어 수문에 진동을 유발하고, 수문개방을 억제하는 힘이 발생하여 수문 운영에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 부력식 수문의 모형실험을 통하여 정수압 상태의 부력이론에 의한 수문 개방율과 측정에 의한 수문 개방율을 비교하였으며, 압력계수를 이용하여 이론과 측정 수문 개방고의 차이는 동적하중에 의한 효과임을 확인하였다. 모형실험에서 측정된 자료와 수치모형 ANSYS - Fluent의 사용성을 검증하였고, 부력식 수문의 형상에 따른 동적하중을 분석하였다. 수문 형상비는 0.24~1.09로 설정하였고, 분석결과 부력식 수문은 수문 개방율이 커짐에 따라 압력계수는 감소하는 경향을 보였으며, 동적하중은 증가하는 경향을 보였다. 또한, 부력식 수문의 형상비에 따라서는 형상비가 증가함에 따라 동적하중이 감소하는 관계를 확인하였다.

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A Brake Pad Wear Compensation Method and Performance Evaluation for ElectroMechanical Brake (전기기계식 제동장치의 제동패드 마모보상방법 및 성능평가)

  • Baek, Seung-Koo;Oh, Hyuck-Keun;Park, Choon-Soo;Kim, Seog-Won
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.21 no.10
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    • pp.581-588
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    • 2020
  • This study examined a brake pad wear compensation method for an Electro-Mechanical Brake (EMB) using the braking test device. A three-phase Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) was applied to drive the actuator of an EMB. Current control, speed control, and position control were used to control the clamping force of the EMB. The wear compensation method was performed using a software algorithm that updates the motor model equation by comparing the motor output torque current with a reference current. In addition, a simple first-order motor model equation was applied to estimate the output clamping force. The operation time to the maximum clamping force increased within 0.1 seconds compared to the brake pad in its initial condition. The experiment verified that the reference operating time was within 0.5 seconds, and the maximum value of the clamping force was satisfied under the wear condition. The wear compensation method based on the software algorithm in this paper can be performed in the pre-departure test of rolling stock.

Analysis of dynamic downpull force on the underflow type floating gate with its shape (부력식 수문의 형상에 따른 동적 하향력 분석)

  • Lee, Ji Haeng;Choi, Jong Geun;Choi, Heung Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.42-42
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    • 2019
  • 유량조절을 위한 자동수문은 설정된 관리수위 이하에서는 수문이 개방되지 않으며, 유량이 증가하여 관리수위 이상이 되면 수문이 개방되어 방류를 시작하여 일정 수위를 유지하는 것을 의미한다. 자동수문의 운영 중 수문의 거동과 자동 개폐 시점을 예측하는 것은 정밀한 수문 설계를 위해 매우 중요하다. 수문 하단으로 흐름이 발생하면 수문 선단을 포함한 주변에서의 압력 차이로 인한 동수압 하중이 발생하고 진동을 유발, 수문 개방을 억제하는 하향력 등의 효과로 수문 운영에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 부력식 수문의 모형실험을 통하여 정수압 상태의 부력 이론에 의한 수문 개방률과 측정에 의한 수문 개방률을 비교하였으며, 이론과 측정 수문 개방고의 차이를 하향력에 의한 효과임을 확인하였다. 부력식 수문의 하향력을 검토하기 위해 기존 이론식을 이용한 결과, 이론식은 부력식 수문에 적용하기 어려운 것으로 나타났다. 따라서, 기존 이론식을 이용하여 부력식 수문의 하향계수 산정을 위한 매개변수 관계식을 개방률을 이용하여 제시하였다. 제시된 매개변수 관계식의 결정계수는 0.721, 수정된 결졍계수는 0.690으로 나타났다. 부력식 수문의 형상비에 따른 하향력을 검토하기 위해서 수치모의를 수행하였다. 모형실험에서 측정된 자료와 수치모형 ANSYS-Fluent의 사용성을 검증하였고, 부력식 수문의 형상비를 0.24, 0.49, 0.69, 0.89, 1.09로 총 5가지로 설정하여 하향계수와 하향력을 분석하였다. 부력식 수문의 하향계수와 하향력 검토는 부력체, 스커트로 구분하여 분석을 수행하였다. 하향계수 분석결과, 하향계수는 개방률이 증가함에 따라 감소하였으며 하향계수가 부력체 부분에서는 0.465~1.542, 스커트 부분에서는 0.058~1.148의 범위로 나타났다. 하향력 분석결과, 하향력은 개방률 0.300 이하에서는 개방률이 증가함에 따라 하향력은 증가하였나 개방율 0.300 초과하면서부터 개방률이 증가함에 따라 하향력이 감소하는 것으로 나타났다. 또한 부력체 부분에서는 형상비가 증가함에 따라 하향력이 감소하였으나, 스커트 부분에서는 형상비가 증가함에 따라 하향력이 증가하였다. 이는 형상비가 증가함에 따라 스커트 부분의 면적이 증가하기 때문이다. 부력식 수문의 전체적인 하향력을 계산한 결과, 부력식 수문의 하향력은 0.002~0.015 kN의 범위를 가지며 형상비가 증가함에 따라 부력식 수문에 발생하는 하향력은 증가하는 것으로 나타났다.

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An experimental study on the discharge characteristics of underflow type floating vertical lift gate at free-flow condition (부력식 연직수문의 자유흐름 상태에서 하단방류 특성에 관한 실험적 연구)

  • Han, Il Yeong;Choi, Heung Sik;Lee, Ji Haeng;Ra, Sung Min
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.51 no.5
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    • pp.405-415
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    • 2018
  • Hydraulic variables such as discharge coefficient, gate opening, and upstream water depth are required to calculate the discharge of vertical lift gate. It is very important for a precise gate design, because it may affect the rest, to predict the behavior of gate opening during operation. In this study, an equation by which gate opening could be predicted with any upstream water depths was derived from the relation between the calculated value from buoyancy theory and measured one from experiment for a floating gate model. Downpull force was the reason for the differences between the calculated and the measured and it was verified using pressure coefficient. Also, the relation of discharge coefficient with gate opening ratios was derived. The derived relations were used for flood routing and it was realized that downpull force effect should be fully taken into account during gate design.

수중주거시설 동적계류안정성 설계 연구

  • Park, Sang-Uk;Lee, Han-Seok
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • pp.130-133
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    • 2019
  • 수중(submerged)에 부유(floating)식으로 계류되는 거주목적의 구조체 설계(design basis) 관련 연구로서 계류안정성 모델(수중가옥)을 만들고 거동을 정수압적 유체역학적으로 수치분석한다. 임의 가정한 수중가옥의 1)배수량 규모 2) 함체형상에 따른 환경압 하에서의 계류안정성을 a)부력중심, b)무게중심과 가변하중의 변위에 따른 c)함체 기울기를 MATLAB프로그램을 이용하여 산정한다. 나아가 수중가옥의 동적(hydrodynamic) 계류안정성을 임의 시공 장소인 독도의 기상청 울릉도-독도 부이 최근 관측치를 근거로 OrcaFlex프로그램을 이용하여 분석하므로써 수중가옥의 수중건축 시공간상 계류안정성 설계요건(design basis)을 구체화 한다.

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A Study on the Long-Term Behavior Characteristics of Buoyancy-Resistant Permanent Anchor (부력저항 영구앵커의 장기거동 특성에 관한 연구)

  • Huh, Byungjoo;Kim, Chanki;Jung, Yonggun;Chun, Byungsik
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.11 no.12
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    • pp.27-35
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    • 2010
  • The structures built under the groundwater level are affected by the buoyancy force, which is hydrostatic pressure in the up direction. Recently, buoyancy-resistant anchor method has been applied in many cases of the construction of the important structure of large size, which is built under the groundwater level so that it takes high uplift pressure. Even if the construction cost of the method is very high, it surely increases the safety rate. However, the diagnosis of the performance of the buoyancy-resistant permanent anchor and the investigation of resistance mechanism are still insufficient. Especially, the long-term behavior of the anchor has not been studied well due to the difficulty in observation procedure. The contribution of this paper is the establishment of reasonable design methodology. We have measured anchor axial forces for 10 years after the construction, by using an automated measurement and a manual measurement by establishing a load cell in anchor head. Through the data collected from the measurements, we analyze the construction-step behavior of the anchor according to the self-weight variation of the building and the long-term behavior (i.e. movement within 10 years after the construction) of the anchor according to the passage of time.

A Evaluation of Emergency Braking Performance for Electro Mechanical Brake using Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (매입형 영구자석 동기전동기를 적용한 전기기계식 제동장치의 비상제동 성능평가)

  • Baek, Seung-Koo;Oh, Hyuck-Keun;Park, Joon-Hyuk;Kim, Seog-Won;Kim, Sang-soo
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.21 no.6
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    • pp.170-177
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    • 2020
  • This study examined the clamping force control method and the braking performance test results of an electromechanical brake (EMB) using braking test equipment. Most of the studies related to EMBs have been carried out in the automotive field, dealing mainly with the static test results for various control methods. On the other hand, this study performed a dynamic performance evaluation. The three-phase interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) was applied to drive the actuator of the EMB, and the analysis was verified by JMAG(Ver. 18.0), which is finite element method (FEM) software. The current control, speed control, and position control were used for clamping force control of the EMB, and the maximum torque per ampere (MTPA) control was applied to the current controller for efficient control. The EMB's emergency braking deceleration performance was tested in the same way as conventional pneumatic brake systems when the wheel of a train rotates at 110 km/h, 230 km/h, and 300 km/h. The emergency braking time, with the wheel stopped completely at the maximum rotational speed, was approximately 73 seconds. The similarity of the braking time and deceleration pattern was verified through a comparison with the performance test results of the pneumatic brake system applied to the next generation high-speed railway vehicle (HEMU-430X).

A Applicability Study on Single Grouted Column Method (C-RJP Grouting) for Buoyancy-Resistant Permanent Anchor in Highly Permeable Volcanic Clastic Zones (투수성이 높은 화산쇄설층에서 부력앵커 시공을 위한 단일공 차수공법 (C-RJP Grouting)의 적용성에 관한 연구)

  • Jung, Yonggun;Chae, Youngsu;Park, Byunghee;Kim, Jeongryeol
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.16 no.8
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    • pp.5-12
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    • 2015
  • In this study, buoyancy-resistance permanent anchor was considered to prevent uplift pressure of a building structure. However, this test was failed to put anchor body in the boring hole because of the rapid outflow of ground water and coefficient of permeability. In addition, the hole where the anchor body was forcefully inserted constantly flew the sea water and cement. And it was found that anchor was not settled in the ground. In order to solve this problem, jet grouting method was applied to block the ground water and the single grouted column method was chosen to install the buoyancy-resistance permanent anchor. In this paper, the single grouted column method was applied with the general jet grouting methods and grout material was fixed by 3-field tests. These tests confirmed the effect of permeability and ground improvement with field permeability test by core sampling, Standard Penetration Test (SPT) and unconfined compression test. Confirming the stability of the buoyancy-resistance permanent anchor with installation and tension test, application of the single grouted column method in the volcanic clastic zones was verified.

A Design Method of Three-phase IPMSM and Clamping Force Control of EMB for High-speed Train (고속철도차량의 EMB 적용을 위한 3상 IPMSM의 설계 및 제동압부력 제어)

  • Baek, Seung-Koo;Oh, Hyuck-Keun;Kwak, Min-ho;Kim, Seog-Won
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.19 no.4
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    • pp.578-585
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    • 2018
  • This paper proposes a design method for a 3-phase interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) and clamping force control method for an electro-mechanical brake (EMB) using co-simulation for a high-speed train (HST). A traditional pneumatic brake system needs much space for the compressor, brake reservoir, and air pipe. However, an EMB system uses up to 50% less space due to the use of a motor and electric wires for controlling the brake caliper. In addition, it can reduce the latency time for brake control because of the fast response and precise control. A train that has many brakes is advantageous for safety because of the control by sharing the braking force. In this paper, a driving method for a cam-shaft-type EMB is modeled. It is different from the ball-screw-type brakes that are widely used in automobiles. In addition, a co-simulation method is proposed using JMAG and Matlab/Simulink. The IPMSM was designed and analyzed with the JMAG tool, and the control system was simulated using Matlab/Simulink. The effectiveness of the co-simulation results of the mechanical clamping force and braking force was verified by comparison with the clamping force specifications of a HEMU-430X HST.