기계·로봇·열·유체. 모빌리티·항공·소프트로보틱스.
인용 속도·영향력 기준 큐레이션
Influence of Oxygen Content upon Molten Pool Dynamics in Submerged Arc Welding
서브머지드 아크 용접에서 플럭스로부터의 산소 이동은 표면 장력을 변화시켜 용융지 동역학에 결정적인 영향을 미치지만, 그 기저 메커니즘은 충분히 이해되지 못했습니다. 본 연구는 다중 경로 산소 이동 모델과 동적, 영역별 표면 장력 계산을 최초로 결합한 포괄적인 수치 프레임워크를 개발하여 이 중요한 간극을 해소합니다. 다양한 산소 수준에 대한 시뮬레이션 결과 분석은 특정 산소 수준이 원심 확산 흐름과 구심 환류 흐름 간의 경쟁을 결정함을 보여줍니다. 낮은 산소 조건에서는 확산 흐름이 지배적이어서 더 넓은 용융지를 형성합니다. 반대로…
High temperature Nb-Si alloys using data science: optimization of fracture toughness and high-temperature strength
고온 Nb-Si 기반 합금은 가공성을 위한 상온 파괴 인성(>18 MPa·m1/2)과 고온 강도 확보라는 상충하는 특성 사이에서 균형을 맞추는 데 어려움을 겪습니다. 본 연구는 이러한 고유한 한계를 극복하기 위해 기계 학습 기반 합금 설계를 도입했습니다. 200개의 초기 특성 중 3단계 특성 선별 전략을 통해 6개의 핵심 설명 변수를 식별했습니다. SHAP 분석으로 용융 엔탈피와 원자 반경 불일치가 특성 결과에 미치는 영향을 규명했으며, 이를 바탕으로 NSGA-II 알고리즘을 활용한 다목적 최적화를 수행했습니다. 최적화된 Nb-12…
Nanowear of Zr-based metallic glasses regulated by cooling rate-induced heterogeneity
금속 유리의 구조적 이질성을 최적화된 급속 냉각으로 증대시키면 소성 변형 능력이 향상될 수 있습니다. 그러나 Zr 기반 금속 유리의 나노마찰 특성과 고유한 구조적 이질성 간의 상관관계는 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다. 본 연구는 냉각 속도 제어를 통해 원자 구조를 조정한 Zr 기반 금속 유리를 제조하고, 첨단 원자현미경(AFM)을 활용하여 나노마모 시험을 수행했습니다. 구조적 이질성이 높은 급속 냉각 금속 유리는 접착 및 쟁기질 마찰이 증가했음에도 불구하고, 낮은 경도에도 불구하고 우수한 소성 및 내마모 특성을 보였습니다. 분자…
Advances in Dissolvable Polymers and Composites for the Oil and Gas Industry
석유 및 가스 산업은 고분자 복합재의 주요 소비처이며, 특히 용해성 고분자 및 복합재는 이 분야의 중요한 기술 혁신으로 부상했습니다. 이 재료들은 수압 파쇄 플러그와 같은 고성능 도구 제조에 필수적입니다. 이 도구들은 최대 250°C의 온도와 150 MPa의 압력 차를 견뎌야 하며, 이후 시추공 유체에 빠르게 용해되어 연속적인 생산을 가능하게 합니다. 의료 또는 소비재 산업의 기존 용해성 고분자는 필요한 열 안정성, 기계적 강도 및 비용 효율성이 부족합니다. 반면, 유정용 용해성 고분자는 쉽게 구할 수 있는 원료로 산업 규모에서 …
Resource Utilization of Red Mud in Low-Carbon Binders: A Review of Reaction Mechanisms, Performance, and Microstructure
시멘트 산업은 인프라 발전에 필수적이지만, 막대한 이산화탄소 배출의 주범이기에 산업 폐기물을 활용한 저탄소 바인더 개발이 시급합니다. 본 연구는 적니(Red Mud, RM) 기반 바인더 시스템의 공학적 성능을 검토하며, 혼합물 설계, 가공, 초기 특성, 기계적 물성, 내구성 및 미세구조 진화 간의 관계를 조명합니다. 특히, 적니의 입자 특성과 광물학적·화학적 조성이 지오폴리머화 반응성에 미치는 영향과 이로 인한 강도 발현 및 공극 구조 변화에 주목했습니다. 적니의 반응성을 높이기 위한 열 활성화 및 고로슬래그, 인산석고 등 보조 …
Interpretable Machine Learning Framework for Nb─Si Based Alloy Design with Enhanced Fracture Toughness
항공우주 소재 분야에서 고온 작동 및 저밀도 특성을 갖춘 합금 개발은 항공기 엔진 효율 증대와 배출가스 저감에 필수적입니다. Nb-Si 합금은 기존 Ni 기반 초합금보다 고온에서 작동 가능하며 밀도가 낮아 유망한 대안으로 주목받고 있습니다. 본 연구에서는 Nb-Si 기반 초고온 합금 설계를 위해 기계 학습 기반 프레임워크를 개발했습니다. 3단계 특징 선별 전략을 통해 20 MPa·m1/2의 파괴인성 장벽을 극복하고자 했습니다. 개발된 모델은 파괴인성(KQ)을 7% 미만의 오차로 예측하며, SHAP 및 PDP 분석을 통해 모델을 해…
Septin architecture dictates size-dependent diffusion barriers on biomimetic membranes
셉틴은 세포 분열에 필수적인 세포골격 필라멘트로, 세포막 내부에 결합하며 막 성분의 확산 장벽 형성에 관여합니다. 그러나 셉틴이 직접적인 확산 장벽 역할을 하는지, 아니면 더 넓은 조절 과정의 일부인지는 명확하지 않았습니다. 본 연구는 생체모방 합성막을 이용한 시험관 내 재구성 실험을 통해 이 문제를 다루었습니다. 연구팀은 막 결합 단백질을 모방한, 입체 장애를 조절할 수 있는 생체모방 형광 물질의 확산이 셉틴에 의해 제한되는지 조사했습니다. 이를 통해 셉틴의 직접적인 확산 장벽 기능을 규명하고자 했습니다. 주요 결과는 다음과 …
Effects of silvicultural treatment on the stability of black pine plantations.
이탈리아 아펜니니 산맥을 중심으로 18세기 말부터 20세기 중반까지 황폐한 토양 복원을 위해 곰솔 조림지가 조성되었다. 오랜 기간의 과도한 산림 착취, 방목, 산불 등으로 인한 산림 훼손과 토양 침식 문제를 해결하고, 참나무, 너도밤나무 등 자생 활엽수종의 자연적 재도입을 위한 선구 수종으로서 곰솔이 활용되었다. 현재 이 조림지들은 토양 침식 방지 및 수문 조절, 경관적 역할 등 중요한 기능을 수행하고 있다. 조림 초기부터 솎아베기(간벌)가 계획되었으나, 많은 조림지가 장기간 솎아베기 없이 밀식 상태로 성장하여 나무의 기계적 안정…
Selaginella iepidophylla-Inspired cellulose nanofibers/graphene oxide biomimetic asymmetric film for multimodal simultaneous self-powered monitoring(BAMS) of respiration and sweat
인체 활동 상태를 평가하기 위해서는 호흡 및 땀 상태를 실시간으로 동시에 모니터링하는 것이 매우 중요합니다. 본 연구는 부활초(Selaginella lepidophylla)에서 영감을 받아 생체모방 비대칭 셀룰로스 나노섬유/그래핀 산화물(CNF/GO) 필름 기반의 자가 발전 다중 모드 센서를 개발했습니다. 재료 수준에서는 경사 건조 및 일방향 각인 방식을 통해 비대칭 필름을 제작했으며, 습도 자극 하에 최대 55°의 굽힘 각도를 달성했습니다. 소자 수준에서는 PTFE와 통합된 TENG 센서가 최대 2.564V의 출력 전압을 기록했…
Advances in thermoplastic composites focusing on processing, recyclability, and performance
열가소성 복합재는 기존 열경화성 시스템 대비 우수한 재활용성, 손상 허용 오차 및 공정 다용성으로 인해 첨단 엔지니어링 소재로 부상했습니다. 본 리뷰는 열가소성 복합재의 최근 발전을 종합적으로 평가하며, 특히 매트릭스 및 보강재 선택, 첨단 가공 기술, 재활용성 및 성능 관련 과제에 중점을 둡니다. 압축 성형, 열성형, 자동 테이프 배치, 현장 통합과 같은 주요 제조 접근 방식의 장점, 한계 및 미세 구조 무결성 및 기계적 성능에 미치는 영향을 비판적으로 논의합니다. 또한, 수명 주기 평가, 재생 가능한 원료 및 수명 종료 관리 전…
Investigation of refrigeration system steam ejector performance through experiments and computational simulations
최근 이젝터를 활용한 증기 압축 방식이 공조 및 냉동 분야에서 주목받고 있다. 이젝터는 가동 부품이 없어 신뢰성이 높고 유지보수가 적다는 장점이 있지만, 주 유동 대비 2차 유동의 유입 질량 유량이 낮아 효율이 매우 낮다는 한계가 있다. 이는 주 유동과 2차 유동 간의 유입 및 혼합 과정에 대한 심층적인 연구가 필요함을 시사한다. 본 연구는 증기를 작동 유체로 사용하는 증기 압축 이젝터의 혼합 과정을 특성화하기 위한 새로운 방법론을 제시하고 검증한다. 이를 위해 혼합 유동을 시각화할 수 있는 새로운 증기 이젝터 냉동 장치를 구축했…
Fiber–Matrix Interface Engineering in Polymer Composites: Linking Surface Chemistry to Multiscale Mechanical Performance
섬유 강화 고분자 복합재(FRPC)의 기계적 성능은 섬유-기지 계면 설계에 의해 결정됩니다. 표면 개질 전략에 대한 광범위한 연구에도 불구하고, 계면 특성 개선이 신뢰할 수 있는 구조적 성능으로 이어지는 데는 여전히 어려움이 있습니다. 본 총설은 표면 화학, 계면층 구조, 나노 개질 및 공정 조건이 하중 전달, 계면 전단 강도, 손상 진화 및 전반적인 기계적 거동을 어떻게 종합적으로 제어하는지 비판적으로 검토합니다. 기존의 개질 기술 요약 위주 총설과 달리, 본 연구는 계면 설계와 제조 공정 간의 연관성에 중점을 둡니다. 계면 성…
Designing chemically adaptive nanolaminates via oxygen dynamic partitioning
기존 결정질-비정질 나노적층판(C/A NLs)은 정적인 복합재로, 성능이 층 두께와 상 분율에 의해 고정된다고 여겨져 왔다. 본 연구는 산소의 동적 분배를 통해 이 재료들을 화학적으로 적응하는 시스템으로 전환하는 새로운 패러다임을 제시한다. 침입형 산소를 현장(in-situ) 화학 조절자로 활용하여, 나노적층판이 변형 중 국부 화학 조성을 재구성하고, 미리 설정된 구조에서 자가 최적화 시스템으로 진화할 수 있음을 입증했다. FeCrNi-O/TiVNbHf-O 나노적층판에서 이 개념을 실현했으며, 변형이 비정질 층과 계면에서 결정질 …
A review of tool wear monitoring in milling: perception, edge processing and cloud decision
본 리뷰는 밀링 공구 마모 모니터링의 디지털 전환을 재평가하기 위해 인지, 엣지 처리, 클라우드 기반 의사결정의 3계층 아키텍처를 제시한다. 주요 마모 메커니즘(측면, 크레이터, 엣지 마모)과 초경합금 기판 및 PVD/CVD 코팅의 역할을 분석하고, 전통적인 오프라인 측정에서 통합 디지털 시스템으로의 진화를 다룬다. 직접 측정 방식(광학 현미경, SEM, 프로파일로메트리)과 절삭력, 진동, 음향 방출, 온도, 컴퓨터 비전을 활용하는 간접 센서 기반 접근 방식을 비교한다. 특히 데이터 획득(인지), 로컬 처리(엣지 컴퓨팅), 클라우…
A critical review of laser wire directed energy deposition: Toward large-scale metal additive manufacturing
적층 제조(AM)는 소규모 시제품 제작을 넘어 대형 고성능 금속 부품 생산으로 발전하고 있습니다. 특히 레이저 와이어 직접 에너지 증착(LW-DED)은 미터 규모의 제작, 높은 생산성, 재료 낭비 최소화, 레이저 정밀도를 제공하며 지난 몇 년간 연구 활동이 10배 증가했습니다. 본 종합 리뷰는 LW-DED의 파편화된 지식을 통합하여 역사적 진화, 공정 기본 원리, 장비 아키텍처, 재료-공정-구조-특성 관계, 다중 물리 모델링, 지속 가능성 및 기술 경제성, AI 기반 실시간 모니터링을 다룹니다. 이는 완전 자율 디지털 제조로의 전…
Upcycling Spent LiCoO 2 with O2–O3 Intergrowth for Enhanced High‐Voltage Stability and Cycling Performance
폐리튬이온배터리(LIB)의 직접 재생은 높은 원소 회수율과 낮은 에너지 소비로 차세대 재활용 전략으로 주목받고 있습니다. 그러나 5~8년 전 원 설계의 한계로 인해 폐 LiCoO2(LCO)의 단순 회수만으로는 현대 에너지 저장 시스템에 적합한 전기화학적 특성을 유도하기 어렵습니다. 또한, 기존 O3 상을 가진 상용 LCO는 본질적으로 고전압 안정성이 부족하다는 단점이 있습니다. 본 연구에서는 폐 LCO의 성능 저하 특성을 업사이클링 발판으로 활용하여, 격자 재구성과 이온 교환 유도 상 변환을 통해 O2-O3 상간 성장 구조를 가진…
Optimized high-frequency performances in FeSiAl soft magnetic composites through nanoscale SiO2 insulating coating
기존 SiO2 코팅 기술은 고주파 환경에서 연자성 복합재(SMC)의 높은 투자율, 낮은 손실, 우수한 기계적 특성을 동시에 달성하는 데 한계가 있었습니다. 본 연구에서는 커플링제 KH792를 활용한 졸-겔 방식으로 FeSiAl 분말에 나노 SiO2 층을 코팅하는 간단한 방법을 제시합니다. KH792의 두 아미노기는 다중 수소 결합을 형성하여 SiO2와 FeSiAl 간의 결합력을 강화하고 SiO2 층의 무결성을 유지함으로써 우수한 기계적 강도를 확보하고 100 kHz-4 MHz 대역에서 와전류 손실을 효과적으로 억제합니다. 합성 조…
Midstream geopolitics: Processing power in critical mineral supply chains
핵심 광물의 지정학은 단순히 채굴을 넘어 가공 단계에서 새롭게 형성되고 있다. 제련소, 정제소, 자석 공장 등 중간 가공 시설은 전략적 경쟁과 상호 의존성의 새로운 거점으로 부상하며, 국가 간의 관계를 재편하고 있다. 본 논문은 코발트, 리튬, 희토류 등 핵심 원자재를 산업적으로 활용 가능한 형태로 변환하는 과정을 형성하는 다양한 서사, 규제, 상업 관계 및 기술을 설명하기 위해 '미드스트림 지정학' 개념을 제시한다. 기존의 자원 지정학이 주로 채굴 현장과 공급 경로에 초점을 맞췄던 것과 달리, 미드스트림 지정학은 가공 역량에 주…
Dynamic analysis of two-wheel bleed air environment control system of the aircraft
항공기 환경 제어 시스템(ECS)의 동적 분석은 시스템 성능 및 제어 향상에 필수적입니다. 본 연구는 2휠 블리드 공기 ECS의 동적 거동을 분석합니다. Modelica 언어 기반의 상용 1D 동적 시뮬레이션 소프트웨어인 Dymola의 ECS 라이브러리를 활용하여 2휠 블리드 공기 ECS의 동적 모델을 개발했습니다. 개발된 모델을 통해 2휠 블리드 공기 고압 수분 분리기 ECS의 주요 구성 요소에 대한 분석을 수행했습니다. 핵심 소형 열교환기의 고온측 열유량, 열교환기 고온 및 저온측 출구 온도, 냉각 공기 장치 출구 온도, 그리…
Analysis of Mechanical Properties of Cellular Structures Under Static Tensile Loading in Standardized Specimens Manufactured by Photopolymerization
본 연구는 광중합 방식으로 제작된 셀룰러 구조물의 정적 인장 특성을 분석하여, 적층 방향과 구조 설계가 기계적 특성에 미치는 영향을 평가했습니다. 표준 시편을 0°, 45°, 90°의 적층 방향으로 제작하여 인장 특성을 평가한 결과, 0° 방향에서 가장 높은 강도를 보였습니다. 이를 바탕으로 최적의 0° 방향에서 육각형, 나선형, 준자기유사형 셀룰러 구조물을 미충진 및 실리콘 충진 형태로 제작하여 추가 분석을 수행했습니다. 정적 인장 시험을 통해 하중-변위 특성, 최대 하중, 변형 거동을 측정했습니다. 기계적 특성은 적층 방향에 …
What attracts critical minerals processing? investment conditions beyond the mine
핵심 광물 전략은 추출을 넘어 국내외 처리 역량 확보를 강조하지만, 관련 투자 유치 조건은 불분명합니다. 본 연구는 광물 처리가 단순한 채굴의 연장이 아니며, 투자 결정 요인이 채굴과는 다른 상대적 중요성, 구성, 시점을 가진다고 주장합니다. 채굴 투자가 지질학적 잠재력에 기반한다면, 처리는 원료 확보, 에너지 비용, 산업 인프라, 기술 역량, 제품 인증, 수요, 시장 구조, 폐기물 관리, 정책 지속성 등에 더 크게 영향을 받습니다. 본 연구는 제련, 정제, 분리, 정화, 화학 전환, 활성 물질 생산 및 2차 원료 처리를 포함하는…
Numerical investigation of a hybrid solar thermal system integrating heat pipe and paraffin-based PCM enhanced with graphene nanoplatelets and porous metal foam
본 연구는 히트파이프 기반 태양열 시스템의 열 성능을 향상시키기 위한 수치 해석을 수행했다. 특히, 그래핀 나노플레이트(GNP)가 혼합된 파라핀 기반 상변화 물질(PCM)을 시스템에 통합하여 열 저장 및 열 전달 과정을 최적화하는 데 중점을 두었다. 열 손실을 줄이기 위해 진공층을 추가하고, 진공층 내 복사 에너지 전달을 모델링했다. 시스템 성능 개선을 위해 GNP와 내부 핀 구조를 결합하여 파라핀의 용융 과정을 가속화했다. 또한, 다공성 금속 폼을 삽입하여 전도성 경로를 추가함으로써 열 저장 용량을 증대시키고 전체 열 전달 속도…
Characterising thermal effects on ultimate tensile strength, strain, and tensile modulus by material extrusion of carbon fibre reinforced polyamide 6
본 연구는 재료 압출(MEX) 방식으로 제조된 탄소섬유 강화 폴리아미드 6(PA6-CF)의 기계적 특성에 층별 온도가 미치는 영향을 실험적으로 규명했습니다. 특히, 극한 인장 강도(UTS)와 인장 탄성률을 67°C에서 165°C에 이르는 다양한 층 온도 범위에서 평가했습니다. 실험 결과, 층 온도가 증가함에 따라 PA6-CF의 기계적 특성이 크게 향상됨을 확인했습니다. UTS는 67°C에서 7.55 MPa였으나, 165°C에서는 36.04 MPa로 약 4.8배 증가했습니다. 인장 탄성률 또한 67°C에서 1.6 GPa이던 것이 1…
Precursor-engineered solar-responsive biochars from agricultural residues for low-energy CO2 capture and regeneration
고성능 CO2 흡착과 저온 재생이 가능한 바이오 숯 개발은 탄소 포집 기술을 저탄소 순환 바이오 경제에 통합하는 데 필수적이다. 본 연구에서는 기계적 압축 보조 KOH 활성화를 통해 5가지 농업 잔여물로부터 태양광 반응형 바이오 숯을 제조했다. 다중 기술 특성 분석과 피어슨 상관관계 분석을 통해 전구체 조성, 기공 구조, 표면 화학, 그리고 CO2 포집 및 재생 성능 간의 상관관계를 규명했다. 헤미셀룰로스와 리그닌이 풍부한 전구체는 0.7 nm 미만의 초미세 기공과 산소 작용기 발달에 유리하며, 이는 CO2 포집 성능을 시너지 효…
Friction stir welding and friction stir processing of additively manufactured components: A comprehensive review
적층 제조(AM)는 복잡한 형상의 부품 생산에 혁신을 가져왔지만, 공정 결함, 미세조직 불균일성, 잔류 응력, 치수 한계 등으로 인해 여러 부품의 접합이 불가피한 경우가 많습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 마찰교반접합(FSW) 및 마찰교반처리(FSP) 기술이 효율적인 고상 솔루션으로 제시되고 있습니다. FSW는 적층 제조 부품에서 고강도 및 고건전성 접합을 가능하게 하며, 용융 용접의 고질적인 문제인 고온 균열, 응고 결함, 열 변형 등을 피할 수 있습니다. 한편, FSP는 효과적인 후처리 방법으로서 다공성 제거, 미세조직 미…
Proprioception drives tension wood formation for autotropic straightening and postural control in trees
식물 줄기의 자세 제어는 중력 및 광굴성(tropism)에 의존하며, 이는 각도 감지 및 차등 성장 또는 반응 목재(장력 목재) 형성을 통해 이루어진다. 제어 이론 및 운동학 모델은 자세 안정화를 위해 능동적인 역곡선(counter-curving)이 추가적으로 필요함을 예측하며, 이는 식물이 고유수용 감각(곡률 감지)을 통해 자가 자세 교정(autotropic actuation)을 능동적으로 수행한다는 가설로 이어졌다. 그러나 특히 목본 줄기에서는 수동적인 복원력이 관여할 수 있으며, 고유수용 감각에 의한 자가 자세 교정에 대한 직…
Pair distribution analysis of short- and medium-range order of metallic glasses: Direct imaging and diffraction-based approaches
이 논문은 금속 유리의 단거리 및 중거리 질서(SRO/MRO)를 정량적으로 분석하는 쌍 분포 함수(PDF) 방법론의 최근 발전을 요약합니다. 기존의 벌크 X선 및 중성자 회절 기반 PDF 분석을 넘어, 국부적인 특성 파악을 위한 전자 현미경 기반 기법으로 확장된 내용을 다룹니다. 고에너지 X선 및 중성자는 구조의 평균적인 정보를 제공하는 반면, 전자 PDF(ePDF)와 같은 전자 기반 접근 방식은 금속 유리의 나노스케일 국부 질서 및 불균일성을 매핑할 수 있게 합니다. 분자 동역학 시뮬레이션으로 검증된 PDF 기법은 실제 공간의 …
Fast cell wall softening causes Venus flytrap closure
식물이 근육 없이도 빠르게 움직이는 능력은 끈끈이주걱의 포충엽 폐쇄에서 잘 나타나며, 이는 식물 생체역학 분야의 오랜 난제였습니다. 포충엽 폐쇄는 탄성 불안정성을 포함하지만, 그 활성 기계적 동인은 불분명했습니다. 본 연구에서는 현장 수압 및 기계적 측정(in situ hydraulic and mechanical measurements)을 통해 이러한 전환을 유도하는 동력원을 규명했습니다. 포충엽 폐쇄는 물 수송만으로는 설명할 수 없을 정도로 빠르게 발생하며, 이는 비수압적(nonhydraulic) 메커니즘이 작용함을 시사합니다. …
Hollow nanostructured rare-earth-containing high-entropy carbides: Facile electrochemical synthesis and effective electrocatalytic performance for hydrogen evolution
고엔트로피 탄화물(HECs)은 수소 발생 반응(HER)을 위한 귀금속 촉매의 유망한 대안으로 주목받고 있습니다. 그러나 기존 HEC 나노결정은 밀집된 고체 구조에 IVB-VIB족 금속 성분으로 제한되어 있었습니다. 본 연구에서는 직접 전기환원 공정을 통해 중공 나노구조를 갖는 다양한 고엔트로피 탄화물(HfNbTaTiZr)C, (HfNbTaTiZrRE)C (RE=Gd, Ce, Y) 및 (HfNbTaTiZrCeY)C를 최초로 합성했습니다. 800°C의 용융 CaCl2-NaCl 염에서 흑연 양극과 혼합 산화물/탄소 첨가제 분말 음극을 …
Robust stability and surface error assessment in interrupted turning under spindle speed variation
절삭 가공에서 단속 절삭과 주축 속도 변동(SSV)이 결합될 때 안정성 예측은 매우 어려워진다. 이러한 복합 공정은 시간 의존적 지연과 불연속적인 동역학을 유발하여, 기존 채터(chatter) 분석을 넘어선 고급 수치 해석 도구를 필요로 한다. 본 연구는 SSV가 있는 단속 절삭을 분석하기 위한 수치 프레임워크를 개발했다. 이 프레임워크는 안정성 분석을 위한 행렬 없는 플로케(Floquet) 방법과 주기 해 평가를 위한 아핀 매핑(affine mapping)을 활용한다. 이 도구들은 진동 진폭을 정량화하고 이를 표면 파형(wavi…
Adsorption and Mass Transport of Methane and Hydrogen in Nanoporous Carbon Membranes - Binary Mass Transport Experiments and Modeling
본 연구는 고온 환경에서 탄소 기반 나노다공성 막을 통한 메탄(CH4)과 수소(H2) 이성분 혼합물의 질량 전달 현상을 탐구합니다. 기존의 단일 성분 흡착 및 투과 측정 연구를 기반으로, 최대 220 °C에서 수행된 새로운 이성분 투과 실험 결과를 제시하고, Maxwell–Stefan (M–S) 프레임워크에 기반한 예측 수송 모델을 개발했습니다. 초기 모델은 수소 플럭스를 과소평가하는 경향을 보였으나, 슬릿형 기공 형상을 고려한 구속 보정(confinement correction)과 온도 의존적 스케일링 인자를 도입하여 이를 해결…
A Conceptual Framework of Deterioration Factors for Sustainable Selection of Feasible Railway Track Solutions
철도 인프라 관리자는 용량 증대 요구와 장기적 지속가능성 목표의 균형을 맞추는 데 있어 궤도 열화 심화라는 중대한 문제에 직면해 있습니다. 교통 하중이 주요 열화 원인이지만, 기존 열화 모델들은 궤도 형태에 따라 다양하게 표현되는 광범위한 추가 요인들을 고려합니다. 따라서 철도 궤도 솔루션의 정보에 입각한 선택을 위해서는 이러한 요인들에 대한 포괄적인 이해가 필수적입니다. 이 연구는 자갈 궤도, 비자갈 궤도, 복합 궤도 솔루션(CTS)의 세 가지 철도 궤도 솔루션에 대한 열화 요인의 개념적 프레임워크를 구축했습니다. 30개 열화 …
Mechanisms and Parameter Optimization of Pre-Fracturing Energy Enhancement in Ultra-Low-Permeability Tight Oil Reservoirs
창칭 유전의 창 6, 창 8 지층과 다칭 유전의 푸위 저류층을 포함하는 초저투과 치밀유 저류층은 낮은 저류층 특성과 제한된 수압 효율로 인해 생산성 저하와 낮은 회수율(10% 미만)을 겪고 있습니다. 기존의 면적 수압은 효과적인 변위를 형성하지 못하거나 급격한 국부적 물 파쇄를 유발하여 생산량 감소로 이어집니다. 따라서 대규모 재파쇄와 주수 전략 수정이 단일 유정 생산성 향상을 위한 중요한 접근 방식이 되었습니다. 그러나 장기적인 주입-생산 불균형은 상당한 지층 에너지 고갈과 수평 응력 대비 증가를 초래하여 재파쇄 시 복잡한 파쇄…
Tribological Behavior of Binder-Jetted STS316L Sintered Bodies and Cu-Infiltrated Composites
바인더젯 방식으로 제조된 금속 부품은 소결 후 잔류 기공을 가지며, 이는 기계적 및 마찰 특성에 큰 영향을 미칩니다. 본 연구는 소결 중 발생하는 기공 변화와 구리(Cu) 침투가 바인더젯 STS316L의 마모 메커니즘에 미치는 영향을 규명했습니다. STS316L 시편을 1100, 1200, 1300 °C에서 소결하고, 용융 Cu 침투를 통해 Cu/STS316L 복합재를 제작했습니다. 미세구조와 마모 거동은 FE-SEM, EDS, CLSM, XRD, TEM을 이용해 분석했습니다. 소결 온도가 증가함에 따라 소결 시편의 상대 밀도와…
A Comparative Study of the Static and Dynamic Mechanical Properties of High-Loaded Red Mud–Epoxy Resin Composites Prepared with Various Mixing Methods
적니(Red mud, RM)는 높은 알칼리성으로 인해 직접 활용이 어렵고 매립이 주된 처리 방식이어서 심각한 환경 문제를 야기한다. 본 연구는 에폭시 수지 매트릭스에 고농도(40 wt.%)의 적니를 포함하는 복합재를 세 가지 제조 기법으로 제작하고, 이들의 정적 및 동적 기계적 특성을 비교 분석했다. 복합재는 오버헤드 믹서(OM) 및 수동 혼합(HM) 후 탈기하는 방식과 진동 보조 진공 혼합(VM) 방식을 사용하여 제작되었다. 특히 VM 방식으로 제작된 시편은 구조적 특성과 기계적 성능이 크게 향상되었다. 인장 강도는 17.3 M…
Programming sequential deployment of origami via kinematic transition fronts
국부적 상호작용이 순차적으로 상태 변화를 유발하는 전이 파면 전파는 자연, 생물, 공학 시스템 전반에서 관찰됩니다. 에너지를 이용한 불안정성을 통해 이러한 전파가 구현되었지만, 기하학적 제약에 의해 순수하게 제어되는 파면 전파는 아직 충분히 탐구되지 않았으며 일반적인 설계 프레임워크가 부족합니다. 특히, 운동학적 전파를 통해 종이접기의 순차적 전개를 프로그래밍하는 방법은 미해결 과제로 남아있습니다. 이 연구에서는 이산 동역학 시스템의 헤테로클리닉 궤도와의 상응 관계를 기반으로 운동학적 전이 파면을 위한 체계적인 설계 프레임워크를 …
Selective Lithium Pre-Leaching from Pyrolyzed Industrial Lithium-Ion Battery Black Masses Using Dilute Organic and Inorganic Acids
선택적 리튬 사전 침출은 폐리튬이온배터리 블랙 매스(black mass)를 완전히 용해하기 전에 접근 가능한 리튬을 분리하고, 다른 원소의 공동 용해를 제한하는 효과적인 방법입니다. 그러나 산업적으로 열분해된 다양한 조성의 블랙 매스에 대한 일관된 운영 프레임워크 내 비교 연구는 부족했습니다. 본 연구는 이러한 격차를 해소하기 위해 세 가지 산업용 블랙 매스를 대상으로 물, 묽은 유기산 및 무기산(0.1–0.5 mol·L−1, 25–80 °C)을 사용하여 체계적으로 조사했습니다. 외부 환원제는 사용하지 않았으며, 물 침출 실험을 통…
From Digital Documentation to Rule-Based Regeneration: A Shape Grammar Approach to Decorative Patterns Derived from a Huizhou Chastity Archway, China
건축 유산의 디지털 보존은 정적 기록에 머물러 장식 패턴의 체계적인 분석 및 현대적 재활용을 지원하는 데 한계가 있었습니다. 본 연구는 중국 휘주 정절패방의 장식 패턴을 대상으로, 형상 문법(shape grammar) 기반의 디지털 접근법을 제안하여 패턴 분석, 생성 및 적용 가능성을 탐구했습니다. 연구팀은 장씨 정절패방의 패턴 이미지를 수집하고 벡터화한 뒤, 형식적으로 분해하여 구조화된 디자인 단위로 인코딩했습니다. 이 단위들을 패턴 자원 라이브러리로 구축하고, 원본 조각의 구성 논리를 설명하는 8가지 생성 및 파생 규칙을 수립…
Interlayer ultrasonic impact treatment–induced recrystallization and grain transformation in multi‑pass welded structural steel
본 연구는 고장력 구조용 강철의 플럭스 코어드 아크 용접 시 두 가지 초음파 충격 처리(UIT) 전략을 평가했습니다. 첫 번째는 용접 후 표면 처리(top-surface peening)이고, 두 번째는 연속적인 용접 패스 사이에 층간 처리(interlayer peening)를 적용하는 방식입니다. 표면 UIT는 표면 경도를 130% 이상 증가시키고 최대 582 MPa의 압축 잔류 응력을 유도하여 심각한 소성 변형 및 가공 경화 효과를 보였습니다. 반면, 층간 UIT는 평균 미세 경도나 압축 잔류 응력에서 유사한 증가를 보이지 않았…
The implementation of a smart safety protection system using DL and IoT technologies
안전 문제는 항상 중요한 관심사였으며, 기술 활용은 이러한 사회적 우려를 해결하는 데 필수적입니다. 본 연구는 실시간 모니터링, 위치 추적 및 비상 경보 기능을 제공하는 스마트 안전 보호 시스템(SSPS)의 설계 및 구현을 다룹니다. 이 시스템은 사물 인터넷(IoT) 기술을 활용하여 이러한 문제들을 해결합니다. 제안된 시스템은 착용 가능한 장치로, 센서와 GPS를 사용하여 스마트폰 애플리케이션과 클라우드 데이터베이스에 지속적으로 데이터를 전송합니다. 이 시스템은 장치 무단 제거, 낙상, 비정상적인 체온 또는 심박수 감지 기능을 포…
Material and grinding behavior analysis of cemented carbides with cobalt-reduced and cobalt-free binder materials
초경합금은 높은 경도와 인성으로 인해 고성능 절삭 공구에 널리 사용된다. 그러나 일반적으로 바인더로 쓰이는 코발트(Co)는 채굴 지역의 정치적 불안정성으로 인한 높은 공급 위험과 환경 및 작업자 건강 문제로 인해 핵심 원자재로 분류된다. 이에 따라 코발트 함량을 줄이거나 대체할 수 있는 바인더 재료의 탐색이 시급하다. 본 연구에서는 니켈(Ni), 철(Fe) 및 니켈-크롬-코발트 혼합 바인더(NiCrCo)를 코발트 저감 또는 무함유 초경합금의 잠재적 바인더로 평가했다. 기존 연구는 주로 코발트 결합 시스템의 연삭 거동에 초점을 맞췄…
Toward reliable solid-solid phase change materials for thermal energy storage: Polymer Fibrillar network-reinforced organic plastic crystals
고체-고체 상변화 물질(PCM)은 열에너지 저장(TES) 분야에서 누액 방지, 캡슐화 요구사항 감소, 설계 유연성 등 여러 장점을 제공한다. 특히 펜타글리세린(PG) 및 펜타에리트리톨(PE)과 같은 유기 플라스틱 결정(OPC)은 높은 잠열과 조절 가능한 전이 온도를 갖지만, 결정상에서의 취약성, 제한된 가공성, 열 순환 중 거시적 변형 등의 문제로 실제 적용에 한계가 있었다. 본 연구는 섬유화되는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 바인더를 도입하는 재료 공학 전략을 제안한다. 전단 유도 PTFE 섬유화 및 정제(tableting)…
Transcritical CO₂ refrigeration cycle modifications: thermodynamic performance, practical challenges and future directions
이 연구는 친환경 냉매인 이산화탄소(CO₂, R744)를 활용한 냉동 시스템의 열역학적 성능 개선 방안을 종합적으로 검토한다. CO₂는 오존층 파괴 지수와 지구 온난화 지수가 낮고 열전달 특성이 우수하지만, 낮은 임계 온도(31.1 °C)와 높은 임계 압력(7.38 MPa)으로 인해 초임계 운전 시 스로틀링 손실, 높은 최적 토출 압력, 가스 쿨러 및 팽창 장치에서의 상당한 엑서지 파괴 등 열역학적 불이익이 발생한다. 특히 중고온 외기 조건에서 성능 계수(COP)가 최대 38% 감소하는 문제가 실험적으로 보고되었다. 본 논문은 초…
Integrated experimental and modeling study of air psychrometry and velocity effects on cooling pad performance
본 연구는 셀룰로스 기반 증발 냉각 패드의 성능에 미치는 유입 공기의 건습구 온도, 상대 습도, 그리고 공기 속도의 복합적인 영향을 실험 및 모델링을 통해 분석했습니다. 기존 연구들이 온도, 습도, 유량을 개별적으로 다루었던 것과 달리, 본 연구는 이들 변수 간의 상호작용이 공기 냉각 및 가습에 미치는 영향을 체계적으로 규명했습니다. 실험은 건구 온도, 상대 습도, 물 온도, 공기 속도, 물 유량을 정밀하게 제어하며 진행되었습니다. 이를 통해 열 및 물질 전달 계수를 도출하고, 이를 바탕으로 1차원 열 및 물질 전달 모델을 개발했…
Design of pearl shell-inspired biomimetic textured rollers and their tribological performance during roller hemming
자동차 차체 금형의 품질과 장비 수명은 롤 성형 엔드 이펙터의 롤러 표면 마모 상태에 크게 좌우됩니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 진주층 표면 미세구조에서 영감을 받은 생체 모방 롤러 설계 전략을 제안합니다. 이를 위해 텍스처-형상 매핑 모델을 구축하고 다중 스케일 기계적 및 트라이볼로지 성능 분석을 수행했습니다. 시뮬레이션 결과, 동일한 깊이-폭 비율 조건에서 아치형 홈을 가진 롤러가 수직 및 마름모형 홈 롤러에 비해 가장 낮은 마찰 에너지 손실과 가장 높은 주응력을 보였습니다. 마찰 마모 시험을 통해 이 구조의 우…
Advances in the analysis of transient heat transfer experiments using multiple thermochromic liquid crystals
열변색 액정(TLC)을 활용한 과도 열전달 실험은 고해상도 표면 온도 데이터를 제공하지만, 신호 잡음, 비이상적인 유체 온도 변화, 그리고 픽셀 단위에서 다중 TLC 반응을 분석하는 어려움이 존재합니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위한 완전 자동화 분석 프레임워크를 제안합니다. 제안된 프레임워크는 (i) 휘태커 알고리즘을 통해 원본 비디오 데이터의 잡음을 제거하고 베이스라인을 보정하며, (ii) 구간별 감지를 통해 픽셀당 여러 강도 피크를 식별하고, (iii) Duhamel 원리의 단계별 부분 적분(SPI) 공식을 사용하여…
Reverse micelles as nanocarriers for polar friction modifiers in non-polar oils: AOT-mediated solubilization and boundary film formation
극성 유기 마찰조절제는 효과적인 경계 윤활막을 형성하지만, 비극성 오일과의 낮은 상용성으로 인해 슬라이딩 계면으로의 전달이 제한된다. 본 연구에서는 모델 극성 첨가제 LCC를 사용하여 n-도데칸 내 AOT 역마이셀이 오일 비상용성 마찰조절제의 나노 운반체 역할을 하는 능력을 평가했다. 물-계면활성제 몰비(w)를 증가시킴에 따라 모델 첨가제의 투명 용해 범위가 확장되었고, 역마이셀 응집체의 유체역학적 크기가 증가했다. 중성자 반사법 분석 결과, 수화된 AOT 응집체가 FeOx/오일 계면에 흡착층을 형성하며, 모델 첨가제 도입 시 흡…
Study on High-Temperature Fatigue Properties and Notch Sensitivity of Haynes 230 Alloy TIG-Welded Joints
본 연구는 Haynes 230 합금 TIG 용접부의 고온 고사이클 피로 거동을 850–950°C에서 평활 및 노치 시편(Kt=3)을 사용하여 분석했습니다. 고온 환경과 노치 효과는 모두 피로 성능을 크게 저하시키며, 온도가 상승할수록 열 활성화된 균열 개시 및 전파가 가속화되어 S-N 곡선이 하향 이동합니다. 노치 시편은 응력 집중으로 인한 다중 균열 개시, 분산된 전파 영역, 그리고 파편화된 급작 파단 영역 때문에 현저히 짧은 피로 수명을 보였습니다. 시험 온도 범위에서 합금은 낮은 노치 민감도를 나타냈으며, 900°C에서 가장…
A numerical study on the thermal buffering of bricks integrated with cylindrical phase change material capsules
상변화 물질(PCM)을 통합한 벽돌은 열용량을 향상시키는 것으로 알려져 있지만, 고온 환경에서 캡슐 형상이 미치는 영향은 충분히 연구되지 않았다. 본 연구는 스테인리스 스틸 폼으로 보강된 원통형 헵타데칸 PCM 캡슐이 통합된 열 스마트 벽돌(TSB)의 열 성능을 평가했다. 검증된 전산 유체 역학(CFD) 모델을 활용하여, 외부 최고 온도가 20~40°C로 변화하는 조건에서 간과되기 쉬운 중요한 매개변수인 캡슐 직경(2, 3, 4 cm)의 영향을 조사했다. PCM-폼 캡슐은 기존 벽돌에 비해 실내 최고 온도를 최대 1.9°C 낮추…
Progress and Perspectives on Thermal Design Methods of Machine Tools: A Critical Review
정밀 CNC 공작기계의 가공 정확도를 제한하는 주요 요인 중 하나는 열 오차입니다. 이에 대한 선제적이고 근원적인 대응책으로서 열설계는 차세대 고성능 공작기계 구현에 필수적인 요소로 부상하고 있습니다. 본 논문은 공작기계 수준의 열설계 방법론을 체계적으로 검토하며, 기존 접근 방식을 온도 제어, 재료 개선, 구조 최적화의 세 가지 주요 기술 경로로 분류합니다. 각 경로에 대해 이론적 기반, 대표적인 구현 사례, 그리고 보고된 효과를 비판적으로 분석하며, 학술 연구와 산업 현장 간의 지속적인 격차에 특히 주목합니다. 비판적으로, 기존…
Digital Twin-Enabled Intelligent Stability Management in Ultra-Precision Machining
초정밀 가공(UPM)은 서브마이크론 정확도와 우수한 표면 조도를 가진 부품 생산에 필수적이지만, 낮은 효율성, 복잡한 안정성 관리, 지능형 모니터링 부족으로 산업 적용에 제약이 있습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 UPM을 위한 통합 디지털 트윈 프레임워크를 개발했습니다. 이 프레임워크는 물리, 통신, 서비스의 세 계층으로 구성되며, MTConnect를 통해 표준화된 데이터 교환을 지원합니다. 또한, 기계적 모델링과 머신러닝을 결합하여 실시간 모니터링, 적응형 제어, 지능형 공정 계획을 가능하게 합니다. 지능형 안정성…
A Defect Detection Method for Rail Ultrasonic B-Scan Images Based on a Multi-Scale Dense Attention Network
레일 내부 결함은 철도 운행 안전에 심각한 위협을 가하며, 초음파 B-스캔 이미징은 레일 지하 상태를 시각화하는 효과적인 비파괴 검사 방법입니다. 그러나 B-스캔 이미지의 수동 해석은 시간이 많이 소요되고 작업자의 경험에 크게 의존한다는 문제가 있습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하기 위해 레일 초음파 B-스캔 이미지의 자동 분류를 위한 다중 스케일 밀집 어텐션 네트워크(MSDA-Net)를 제안합니다. 제안된 MSDA-Net은 확장 컨볼루션, 다중 스케일 밀집 특징 추출, 그리고 어텐션 기반 특징 재조정 기법을 통합하여 다양한…
Automated smart handbag with enhanced women's safety using cutting edge technology
본 연구는 공공장소에서의 여성 안전 문제에 대응하기 위해 지능형 핸드백 기반의 안전 시스템을 제안한다. 기존의 GPS-GSM 기반 비상 알림 장치들이 오경보를 발생시키는 한계를 극복하고자, 생체 인식, 위치 추적, 엣지 컴퓨팅 기반 AI 위협 검증 기술을 통합하였다. 제안된 시스템은 지문 인식을 통한 사용자 인증과 ESP32-CAM에 탑재된 YOLO v3 비전 모델을 활용하여 위협을 정확하게 감지한다. 인증 실패 또는 위협 감지 시, GPS 좌표를 활용한 현재 위치 정보와 함께 GSM을 통해 SOS 메시지를 즉시 전송한다. 시스…
Smart internet of things driven vehicle safety and battery management system
본 연구는 증가하는 교통사고와 전기차 배터리 성능 저하라는 이중 과제를 해결하기 위한 통합 솔루션의 부재에 주목한다. 기존 시스템들이 안전과 배터리 신뢰성을 동시에 다루지 못하는 한계를 극복하고자, 두 가지 핵심 문제를 통합적으로 해결할 수 있는 시스템 설계를 제안한다. 제안하는 시스템은 사물 인터넷(IoT) 기반 아키텍처를 활용한다. 충돌 감지를 위해 ADXL345 가속도계를, 비상 경보를 위해 GPS/GSM 모듈을 통합했다. 또한, 배터리 실시간 모니터링을 위해 전압, 전류, 온도 센서를 사용하며, 이 모든 구성 요소는 Ard…
Intelligent Text-Matching System for Compliance Verification of Commercial Vehicles in Active and Passive Safety Research
도로 교통 안전 확보에 있어 운행 차량의 규제 준수 여부 확인은 매우 중요하다. 그러나 기존의 수동적인 검증 방식은 복잡한 공고문의 내용을 해석하는 데 비효율적이며 오류 발생 가능성이 높았다. 이에 본 연구는 다단계 지능형 텍스트 매칭(MLITM) 시스템 프레임워크를 제안하여, 텍스트 조각이 규제를 준수하는지 자동으로 판단하고 실제 차량과 공고문 간의 차이를 설명한다. MLITM은 세 가지 수준의 협력 전략을 채택한다. 먼저 전체 텍스트 매칭을 통해 신속하게 필터링하고, 최장 공통 부분 문자열 매칭으로 유사성이 높은 부분을 감지한…
Structural Investigation of Fatigue Behaviors in Corroded Subsea Pipelines for CO2 Transportation Using the Strain–Life Approach
지속가능발전목표(SDG) 17과 연관된 해저 CO2 수송 파이프라인은 해류, 파도, 내부 압력 변동 및 운전 주기 등 복합적인 주기 하중을 받는다. 가혹한 해양 환경에서 부식은 파이프 벽 강도를 저하시키고 국부적 결함을 유발하여 피로 균열 발생을 촉진하며, 이는 구조적 파괴로 이어질 수 있다. 본 연구는 부식된 해저 강철 CO2 수송 파이프라인의 피로 균열 개시 수명을 통합된 국부 변형률-수명(ε–N) 프레임워크를 활용하여 조사했다. 이 프레임워크는 비선형 유한요소 해석, Coffin–Manson–Basquin 관계식, 그리고 Sm…
Ultimate Capacity of Subsea CO2 Transport Pipelines with Semi-Elliptical Corrosion Defects under Combined Internal Pressure and Bending Moment: A Finite Element Study
본 연구는 지속가능발전목표(SDG) 17의 친환경 기술의 일환으로, API 5L X52 해저 CO2 수송 파이프라인에 반타원형 부식 결함이 존재할 때 내부 압력과 굽힘 모멘트가 결합된 조건에서의 극한 굽힘 용량을 조사했습니다. 이를 위해 비선형 유한요소 모델을 개발하고, 직사각형 결함이 있는 부식 파이프에 대한 기존 4점 굽힘 시험 결과와 비교하여 검증했습니다. 검증된 모델링 절차를 활용하여 33가지 사례에 대한 결정론적 매개변수 연구를 수행했습니다. 부식 깊이 비율(0.1–0.8), 결함 길이 비율(0.2–1.2), 내부 압력(…
Influence of lattice-core geometry on the mechanical performance of FDM-printed PETG sandwich panels: an experimental, computational, and statistical investigation
본 연구는 FDM 방식으로 제작된 PETG 샌드위치 패널의 격자 코어 형상이 인장 및 굽힘 특성에 미치는 영향을 규명하고자 했습니다. 정사각형, 원형, 타원형, 팔각형, 오각형, 육각형의 여섯 가지 코어 형상을 FDM 제어 변수 하에 제작하고 ASTM D638 및 D790 표준에 따라 기계적 특성을 평가했습니다. 실험 결과, 오각형 코어는 가장 높은 굽힘 강도(23.2 MPa)와 최대 하중(322 N)을 보였으며, 육각형 코어는 가장 높은 인장 강도(24.8 MPa)를 나타냈습니다. 분산 분석(ANOVA, p<0.001) 결과, …
Experimental Study on the Dynamic Characteristics of Needle Roller Bearings Under Periodic Impact Load
니들 롤러 베어링은 높은 길이-직경 비율의 전동체를 가지며, 제한된 반경 방향 설치 공간의 기계 시스템에 널리 사용됩니다. 기어 변속 시스템에서는 기어 맞물림으로 인한 주기적 충격 하중이 정적 반경 방향 하중에 중첩되어 베어링의 동적 응답을 변화시킬 수 있습니다. 그러나 주기적 충격 하중의 진폭과 주파수가 니들 롤러 베어링의 동적 특성에 미치는 영향은 아직 충분히 이해되지 않고 있습니다. 본 연구에서는 주기적 충격 하중을 인가할 수 있는 니들 롤러 베어링 시험 장치를 개발하고, 외륜 진동, 내륜 운동, 케이지 운동 및 베어링 시스…
Enhanced thermochemical energy storage performance of SrCl2–MgCl2 composites hosted by expanded graphite: Synthesis and experimental study
재생에너지 통합 및 에너지 수요 변동성 관리를 위해 효율적인 에너지 저장은 필수적이다. 열화학 에너지 저장 기술은 높은 에너지 밀도와 장기 저장 잠재력을 제공하지만, 활성 저장 물질의 성능, 안정성, 반응 속도 최적화에 대한 과제가 남아있다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하고자 팽창 흑연(EG)에 담지된 SrCl2–MgCl2 이성분 염 기반의 새로운 복합체를 실험적으로 탐구했다. 주요 염으로 SrCl2를, 수분 흡수율 향상을 위해 MgCl2를, 그리고 열전도도 개선 및 구조적 지지를 위해 EG를 사용했다. 다양한 염 비율과 EG …
Effect of Brazing on Microstructure and Properties of Die-Cast Al–RE Alloys
기존 Al-Si 다이캐스트 합금은 우수한 성형성과 저렴한 비용에도 불구하고 낮은 브레이징성과 부적절한 내식성을 보입니다. 반면, 고압 다이캐스트(HPDC) Al-RE 합금은 자동차 열 관리 시스템의 경량화 및 고성능 소재 요구를 충족시키며 우수한 종합 특성을 나타냅니다. 본 연구는 HPDC Al-RE 합금의 미세구조, 기계적 특성 및 내식성에 대한 브레이징 공정의 영향을 조사했습니다. 제어 분위기 브레이징(CAB) 공정을 통해 합금의 특성 변화를 분석했습니다. 주조 상태에서 층상 구조를 보이던 공정 Al11(La,Ce)3 상은 브…
Measuring changes in learning outcomes through in-session assessments during progressive curriculum implementation
본 논문은 플립러닝 및 스튜디오·프로젝트 기반 학습 환경에서 생성 학습 이론(GLT)을 적용하여 재설계된 임베디드 메카트로닉스 시스템 교육과정의 4년간 점진적 구현 연구를 보고한다. 이 교육과정은 디지털 회로 설계 및 임베디드 시스템을 통한 물리 컴퓨팅에 중점을 두며, 이론-실습 통합 강화 및 산업 기대치와의 학습 성과 연계를 목표로 한다. 강의와 실습 간의 단절을 해소하기 위해 세션 내내 진행되는 그룹 프로젝트를 도입했다. 학생들은 구조화된 워크숍에서 기능적 임베디드 시스템을 협력적으로 설계, 구현, 시연하며, 성찰 보고서와 시…
Development of a Cutting Machine for Hybrid Rice Male Parents in Narrow-Row Agriculture: Design, Simulation, and Validation
본 연구는 잡종 벼 종자 생산 과정에서 발생하는 종자 오염, 협폭 재배 환경에서의 기계화 제초 어려움, 그리고 모본 손상 가능성 문제를 해결하기 위해 보행형 자율주행 웅성 불임계 파쇄 및 절단기를 개발했습니다. 이 기계는 핵심 절단 장치, 무중력 작물 분리 장치, 그리고 크롤러 주행 메커니즘의 세 가지 주요 구조로 구성됩니다. 절단 장치는 메인 샤프트 회전이 플레일 블레이드의 관성 자동 회전을 유도하고, 스토퍼 바가 최대 스윙 진폭을 물리적으로 제한하여 500mm의 작업 폭을 보장하는 혁신적인 메커니즘을 특징으로 합니다. 특히, …
Synthesis and characterization of Al₈₂Fe₁₄Ni₄ bulk metallic glass via mechanical alloying and high-pressure consolidation
알루미늄 기반 벌크 금속 유리(BMG)는 기존 결정질 재료 대비 향상된 기계적 및 기능적 특성으로 인해 구조 및 생체 의학 분야에서 유망한 소재로 주목받고 있습니다. 본 연구는 Al₈₂Fe₁₄Ni₄ 합금의 BMG 합성을 위한 최적 매개변수를 규명하고자 기계적 합금화와 고압 처리를 결합한 공정을 적용했습니다. 원소 분말을 고에너지 진동 밀에서 80시간 동안 분쇄한 후, 다양한 압력 및 온도 조건에서 고압 응고를 진행했습니다. X선 회절(XRD), 비커스 미세경도 측정, 진동 시료 자력계(VSM)를 통해 구조적 및 기계적 특성을 분석…
Artificial intelligence for quality control and monitoring in directed energy deposition metal additive manufacturing: applications, challenges, and opportunities
지향성 에너지 증착(DED)은 고부가가치 부품 제작 및 수리에 활용되는 금속 적층 제조(MAM) 기술이지만, 복잡한 열 구배와 재료 거동, 공정 변수 등으로 인해 일관된 품질 확보가 어렵습니다. 최근 인공지능(AI), 특히 기계 학습(ML) 및 딥러닝(DL) 방법론이 DED 공정의 품질 관리 및 실시간 모니터링에서 큰 잠재력을 보이고 있습니다. 본 연구는 DED의 AI 기반 품질 관리 및 모니터링에 대한 체계적인 문헌 검토를 수행했습니다. PRISMA 방법론을 활용하여 2015년부터 2026년까지 발표된 145편의 동료 심사 논문…
Knowledge-informed graph attention networks enable defect-free alloy design for laser additive manufacturing
레이저 적층 제조용 고성능 합금 설계에 있어 기계 학습은 유망하지만, 기존 방식은 대규모 고품질 데이터셋 의존으로 과적합 및 비합리적인 설계 결과를 초래하는 한계가 있었습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자, 지식 기반 그래프 모델링과 데이터 불확실성 정량화를 통합하여 소규모 실험 데이터셋으로도 작동 가능한 범용 프레임워크를 제안합니다. 제안된 프레임워크는 물리 야금학적 지식과 생산된 재료의 실험적 결함 분포에서 발생하는 확률론적 특성을 합리적으로 균형 있게 고려합니다. 이를 통해 데이터셋의 크기나 품질에 대한 의존도를 낮추…
Polymer-inspired mechanical metamaterials
기존 재료로는 불가능한 뛰어난 기계적 특성을 가진 경량 소재를 구현하기 위해, 메타물질은 독특한 구조 패턴을 활용합니다. 기존 메타물질은 주로 결정질 격자 구조에서 영감을 받아 견고한 기계적 특성을 보이는 경향이 있습니다. 본 연구에서는 고분자 네트워크의 핵심 구성 요소가 수행하는 기계적 역할을 모방하여 변형 및 강화 메커니즘을 프로그래밍한 고분자 모방 메타물질(PIMs)을 제안합니다. 메타물질의 프로그래밍 가능성과 고분자 모방 구조를 결합하여, PIMs에 가교, 원시 결정질 질서, 얽힘을 설계했습니다. 이를 통해 고분자의 가교 …
Unveiling the nexus between products and influential countries in the multi-layer trade network of global lithium battery
재생에너지 전환 가속화와 전기차 보급 확대로 리튬 배터리 공급망 안정성 확보가 중요해지고 있습니다. 본 연구는 다층 무역 네트워크 프레임워크를 활용하여 글로벌 리튬 배터리 공급망 내 제품과 영향력 있는 국가 간의 복잡한 관계를 탐구합니다. 2002년부터 2022년까지 상류 광물, 중류 소재, 하류 배터리에 걸친 포괄적인 네트워크 모델을 구축하여 무역 및 영향력의 진화하는 역학을 분석했습니다. 연구 결과, 핵심 자원인 리튬의 중요성이 공급과 수요 측면 모두에서 꾸준히 증가하고 있음이 확인되었습니다. 특히 하류 배터리 층의 무역 연…
Heat-Transfer Performance of Medium–Low Temperature Molten Salt Phase-Change Heat Exchanger
용융염 상변화 축열 시스템의 충전 속도는 상변화 물질의 낮은 열전도율로 인해 제한되는 문제가 있습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 엔탈피-다공성 방법을 활용하여 중저온 용융염 쉘-앤-튜브 열교환기를 수치적으로 분석했습니다. 연구는 환형 핀, 핀 개수, 핀 두께, 그리고 다중 튜브 결합이 용융 거동 및 축열 성능에 미치는 영향을 체계적으로 분석했습니다. 이를 통해 열전달 효율을 극대화하고 축열 시스템의 성능을 향상시키는 최적의 설계 인자를 도출하고자 했습니다. 환형 핀 도입 시 완전 용융 시간이 1392초에서 1105초로…
A Review of the Safety Alert Systems in Commercial Vehicles: Implementation Challenges and Trends for Electronic Logic Devices and In-Cab Alerts
미국 경제의 핵심인 트럭 운송 산업은 2023년 5,472명의 사망자를 포함한 높은 사고율에 직면해 있습니다. 이러한 사고는 주로 시야 부족으로 인한 정지 또는 감속 실패에서 비롯되며, 승용차 대비 높은 치사율과 막대한 경제적 손실을 야기합니다. 최근 운송 회사들은 급제동 관련 사고를 줄이기 위해 경고 시스템 및 외부 기록 장치 등 다양한 기술을 도입하고 있지만, 이 기술들의 효과를 종합적으로 평가한 연구는 부족합니다. 본 연구는 이러한 지식 격차를 해소하고자 트럭 운송 산업 내 안전 경고 시스템의 효과에 초점을 맞춥니다. 광범위…
ESP32-Based Car Battery Drainage Detection and Selective Load Control System with GSM Alert Mechanism
주차된 차량의 배터리 방전은 전 세계적으로 흔한 고장 원인입니다. 제어 장치, 텔레매틱스 모듈, 경보 시스템 등 상시 작동하는 전자 장치들이 장기간 누적 전류를 소모하여 시동용 12V 납축 배터리를 방전시켜 시동 불능 상태에 이르게 합니다. 기존의 대시보드 전압 게이지나 블루투스 모니터링 시스템은 주로 수동적인 관찰 및 보고에 그쳐 방전 과정을 능동적으로 막지 못합니다. 본 논문은 ESP32 시스템 온 칩과 SIM800L 쿼드 밴드 GSM 모듈을 기반으로 하는 완전 통합형 마이크로컨트롤러 구동 배터리 보호 시스템을 제안하고 실험적…
Assessment of solar organic rankine cycle systems for power generation in Nigeria
나이지리아는 특히 북부 지역에 풍부한 태양 에너지를 보유하고 있으나, 그 활용이 미미한 실정입니다. 태양열 유기 랭킨 사이클(Solar ORC) 시스템은 저온에서 중온의 열원을 전력 또는 열로 변환하는 기술입니다. 본 연구는 나이지리아 내 태양광 ORC 시스템의 적용 가능성을 분석했으며, 진공관형 집열기(ETC)를 주 열원으로 활용하여 지역별 열원 온도가 시스템 성능(순 전력 출력, 열효율, 열 입력, 터빈 및 펌프 작업 출력)에 미치는 영향을 중점적으로 평가했습니다. 연구는 나이지리아의 태양 에너지 자원과 태양광 ORC 성능을 …
Synergistic Electrical–Magnetic–Thermal Response of Fe Soft Magnetic Composites Enabled by Thiol-Functionalised Silicon Nitride Nanosheet Interfacial Engineering
순수 Fe 연자성 복합재(SMC)는 저렴한 원료비와 높은 포화 자화 덕분에 10~100 kHz 중저주파 전력 장치에 널리 활용됩니다. 그러나 입자 간 낮은 전기 저항은 교류 자기장 하에서 연속적인 전도 경로를 형성하여 와전류 손실과 국부적인 열 축적을 유발하는 한계가 있습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 γ-머캅토프로필트리에톡시실란(KH580)으로 기능화된 질화규소(Si3N4) 나노시트를 Fe 입자 표면에 적용하여 전기 절연 장벽과 열전도성 네트워크를 동시에 형성하는 다기능 계면 조절층을 개발했습니다. 연구팀은 Si3…
Bridging Thermally Induced Sintering Results with Preheating During Powder Bed Fusion with Electron Beam for β-Ti21S
낮은 영률, 우수한 내산화성, 크리프 강도 및 높은 생체 적합성을 지닌 준안정 β상 Ti21S 티타늄 합금은 항공우주 및 생체 의학 분야에서 잠재력이 크지만, 전자빔 기반 분말 베드 융합(PBF-EB) 적층 제조 공정에서의 활용은 제한적입니다. PBF-EB 공정의 핵심은 예열 중 발생하는 소결 현상으로, 이는 분말 거동, 열 방출 및 부품 품질에 큰 영향을 미칩니다. 소결이 불충분하면 에너지 방출 불량과 전하 축적을 초래하고, 과도한 소결은 분말 재활용성을 저하시킵니다. 본 연구는 Ti21S의 PBF-EB 예열 단계를 최적화하기 …
Assessment of the Dissipative Properties of Viscoelastic Hollow Cylindrical Bodies with Filler During the Propagation of Natural Waves
필러가 포함된 점탄성 중공 실린더 구조에서 최적의 감쇠 특성을 갖는 구조를 수치 시뮬레이션으로 찾는 것은 막대한 계산량을 수반합니다. 본 연구는 이러한 기계적 문제를 고유 진동 및 고유파 전파 문제로 정식화하여 외부 힘이나 운동학적 작용과 무관하게 구조의 소산 특성을 평가하고, 이를 통해 계산 비용을 크게 절감하는 방법을 제시합니다. 점탄성 재료의 기계적 거동은 3-매개변수 Koltunov–Rzhanitsyn 완화 커널을 포함하는 선형 Boltzmann–Volterra 유전 이론으로 설명됩니다. 이 이론에서 재료 특성은 주파수에 …
The effect of heat treatment on microstructural, mechanical and tribological properties of Ti-Ag alloy produced by selective laser melting method
본 연구는 선택적 레이저 용융(SLM) 방식으로 제조된 신규 Ti-Ag 합금의 미세구조, 기계적 및 마찰 마모 특성에 대한 후처리 열처리의 영향을 체계적으로 조사했습니다. 기존 문헌의 분말 혼합 방식과 달리, 무전해 Ag 코팅 Ti 분말을 원료로 사용하여 SLM 후 열처리를 통해 Ti 기지 내 Ag 분포를 정밀하게 제어했습니다. X선 회절 분석 결과, 모든 시편에서 α-Ti 기반 기지 구조가 유지되었으며, 열처리 후에는 산화물 상이 형성됨을 확인했습니다. 수냉 및 시효 처리된 시편(HT-3)은 미처리 SLM 시편 대비 68.8% …
Morphology-Aware Wasserstein Distance Loss for Bounding-Box Regression in External Pipeline Coating Inspection
장거리 오일 및 가스 파이프라인의 안전한 운영을 위해 외부 방식 코팅의 무결성 확보는 매우 중요합니다. 건설 현장 이미지는 복잡한 배경, 다중 스케일 객체, 그리고 길거나 경계가 불분명한 코팅 상태를 포함하여, 낮은 겹침 조건에서 기존 바운딩 박스 회귀에 어려움을 줍니다. 본 연구는 장거리 천연가스 파이프라인 건설 현장에서 수집한 1388개의 이미지와 6가지 코팅 상태 범주에 걸친 1756개의 주석 인스턴스로 구성된 실제 현장 데이터셋을 구축했습니다. YOLOv10n을 기반으로, 훈련 중 객체의 스케일과 종횡비에 따라 NWD(No…
In-situ dissolution-reprecipitation of large TiC particles induced by high-power laser-arc hybrid additive manufacturing and the formation of hierarchical reinforcement architectures
본 연구는 고출력 레이저-아크 하이브리드 적층 제조(LAHAM-SPF) 공정을 활용하여 TiC/Al-Cu 복합재를 성공적으로 제작했습니다. 공정 최적화를 통해 TiC 입자의 효율적인 도입과 안정적인 증착을 달성했으며, 하이브리드 용융 풀 내 TiC 입자의 거동, 응고 특성, 그리고 미세구조-물성 관계를 체계적으로 분석했습니다. 고출력 레이저-아크 하이브리드 열장에서 초기 첨가된 조대한 TiC 입자는 부분적으로 용해된 후 재석출되어, 잔류 TiC 입자, 미세한 재석출 TiC p /TiC w 및 Al₃(Ti,Zr) 상으로 구성된 다단…
Epoxidized Natural Rubber-Derived Carbon Nanofibers with Tunable Microporosity for Efficient CO2 Capture
본 연구는 이산화탄소(CO2) 흡착 용량 및 흡착 속도 향상을 위해 다공성 탄소 나노섬유(CNF)를 개발했습니다. 에폭시화 천연고무(ENR)와 폴리아크릴로니트릴(PAN)로 구성된 고분자 전구체를 전기방사한 후 열처리하여 CNF를 제작했습니다. ENR 함량을 10~80 중량%로 조절하여 CNF의 물성 및 다공성 발달에 미치는 영향을 체계적으로 분석했습니다. 제조된 샘플 중 20ENR-CNF는 가장 우수한 CO2 포집 성능을 보였습니다. 상온에서 3.53 mmol g-1의 흡착 용량을 나타냈으며, 활성화 후 273K, 1 bar 조건…
Domain knowledge and problem framing in engineering design: sequential decision making
설계 인지 과정에서 도메인 지식과 문제 설정의 중요성은 잘 알려져 있으나, 이들 요소와 제약 조건 이해, 모델 기반 정보 획득 행동, 그리고 설계 성과 간의 관계는 SIADM(Sequential Information-Acquisition Decision-Making) 프레임워크 맥락에서 충분히 탐구되지 않았습니다. 특히 순차적 정보 획득 의사결정 과제에서 이들 요소의 역할에 대한 실증적 증거는 부족합니다. 본 연구는 이러한 간극을 해소하고자, 기존 SIADM 모델을 채택하여 유한 합리적이고 근시안적인 기대 개선 의사결정 규칙을 통…
CFD-Based Evaluation of a Serial Air-Supply Strategy in a Continuous Annular Cooler for Uniform Sinter Discharge Temperature
소결 공정에서 불균일한 냉각으로 인한 국부 과열은 후속 이송 장비에 열 부하를 증가시키는 문제로 지적됩니다. 본 연구는 기존 하향 송풍 방식의 상부 소결층 냉각 부족 문제를 해결하고자, 산업용 연속 환형 냉각기에 대한 3차원 과도 CFD 모델을 개발하고, 최종 냉각 영역(Zone IV 및 V)의 공기 공급 전략을 최적화했습니다. 기존 방식은 Zone IV와 V에 외부 공기를 각각 하부에서 독립적으로 공급합니다. 새로운 직렬 공기 공급 전략에서는 최종 냉각 영역의 총 신선 냉각 공기 유량을 유지하면서, Zone V의 상부에서 외부 공…
A Rapid Separation Method of Spindle Radial Error Motion Under Cutting Conditions
절삭 공정 중 스핀들의 레이디얼 오차 운동을 측정하는 것은 가공 품질 및 스핀들 작동 상태 모니터링에 매우 중요합니다. 기존 방법들은 절삭 조건에서 긴 분리 시간을 필요로 하는 문제가 있었습니다. 본 연구는 이러한 문제 해결을 위해 스텝 분리 기반의 신속 분리 전략을 제안합니다. 양방향 측정 및 다중 프로브 방법의 장점을 결합하여 스핀들 레이디얼 오차 운동의 신속 분리 방법을 개발했습니다. 특히, 고속 및 저속 스핀들 속도에서 첫 번째 고조파 성분의 특성을 활용하여 설치 편심을 추출하는 방법을 고안했습니다. 스핀들 내장 인코더 획…
Low-Oxygen and Dense Mo10Cr Alloys Prepared via In-Situ Nanocarbon Deoxygenation and Two-Step Pressurization Hot Pressing
고밀도 몰리브데넘(Mo) 합금 제조에 유망한 열간압착 기술은 낮은 산소 함량 달성에 어려움이 있습니다. 본 연구는 나노탄소 첨가 및 2단계 가압 전략을 적용한 열간압착을 통해 저산소 Mo10Cr 합금 빌렛을 제조했습니다. 연구 결과, Mo10Cr 합금의 상대 밀도는 열간압착 온도 증가에 따라 98% 이상으로 높아졌으며, 결정립 성장 및 고용도 증가가 관찰되었습니다. 나노탄소 첨가는 1단계 가압 시 현장 산소 환원을 촉진했으나, 가해진 압력에 의해 탈산 과정이 저해되는 경향을 보였습니다. 반면, 2단계 가압 방식은 나노탄소 첨가 …
Research on process regulation and deformation mechanism of Mg/Al composite plates during hot bending forming
Mg/Al 복합판재의 굽힘 성형은 적용 분야를 효과적으로 확장할 수 있습니다. 본 연구에서는 압연으로 제조된 Mg/Al 복합판재의 굽힘 성형 성능을 향상시키기 위해 '열처리 + 열간 굽힘' 복합 공정을 적용했습니다. 200°C에서 60분간 유지 후 등온 굽힘을 즉시 수행하는 최적의 공정 경로를 통해 계면 접합 능력과 굽힘 성형 성능의 시너지 효과를 얻었습니다. Mg/Al 복합판재의 제조부터 성형 적용까지 미세구조 변화 및 변형 메커니즘을 체계적으로 분석했습니다. 상온에서 복합판재의 파단은 마그네슘 층에서 균열이 시작되어 중립층에서…
Smart Traffic Light System using IoT
본 연구는 교통 체증 완화 및 교차로 효율성 증대를 위한 지능형 교통 관리 솔루션인 사물인터넷(IoT) 기반 스마트 신호등 시스템을 제안한다. 이 시스템은 마이크로컨트롤러 기반으로 차량 감지 센서를 통합하여 도로별 실시간 교통 밀도를 모니터링한다. 수집된 데이터를 바탕으로 신호등 타이밍을 자동 조절하여 차량 흐름을 원활하게 하고 불필요한 대기 시간을 최소화한다. 또한, IoT 기술을 활용하여 교통 정보를 클라우드 플랫폼이나 모바일 애플리케이션으로 전송함으로써 교통 당국의 실시간 모니터링 및 원격 관리를 가능하게 한다. 응급 차량…
Influence of chemical composition on nanoindentation behavior of Zr-Al-Ni-Cu metallic glasses: An experimental and molecular dynamics approach
본 연구는 Zr-Al-Ni-Cu 벌크 금속 유리(BMG)의 나노압입 거동과 원자 규모 변형 메커니즘을 실험 및 분자 동역학 시뮬레이션을 통해 규명했습니다. 아크 용해 및 주조 방식으로 시료를 제작하고, X선 회절 및 시차 주사 열량계를 통해 완전한 비정질 구조를 확인했습니다. 나노압입 실험 결과, Zr 함량이 증가할수록 경도와 탄성 계수가 단조적으로 감소하여 기계적 특성이 조성에 의존함을 확인했습니다. 분자 동역학 시뮬레이션은 실험적 하중-변위 거동을 성공적으로 재현했으며, 원자 수준의 통찰력을 제공했습니다. 폰 미제스 전단 변…
Intelligent Sensing for Transportation Safety: Technologies, Innovations, and Challenges
교통 안전은 전 세계적으로 중요한 문제이며, 도로 교통사고는 매년 수많은 인명 피해를 야기합니다. 본 연구는 이러한 문제 해결을 위해 지능형 감지 기술의 발전과 적용을 포괄적으로 분석합니다. 다양한 센서 기술, 데이터 융합 기법, 인공지능 기반 분석 모델을 활용하여 교통 환경을 실시간으로 모니터링하고 위험 상황을 예측하는 방법론을 제시합니다. 특히, 차량-사물 통신(V2X), 레이더, 라이다, 카메라 등 첨단 센서의 통합적 활용 방안을 중점적으로 다룹니다. 연구 결과, 지능형 감지 시스템이 교통사고 발생률을 현저히 낮추고, 운전…
Recent progress and perspectives in additive manufacturing of magnesium alloys and composites: A review of process-microstructure-property correlations
최근 마그네슘(Mg) 합금 및 마그네슘 기지 복합재(MMC)는 첨단 장비, 경량화, 생체 의학 분야에서 중요한 진전을 이루고 있습니다. 높은 유연성과 설계 자유도를 가진 적층 제조(AM) 기술은 복잡한 구조의 고성능 Mg 합금 부품을 신속하게 제작하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 그러나 AM 방식으로 제조된 Mg 합금 및 MMC는 전통적인 기술과 비교하여 독특한 미세 구조와 특성을 보이며, 원료, 공정 조건, 후처리 및 매개변수 선택 등 실제 적용에 있어 여전히 여러 과제에 직면해 있습니다. 본 논문은 와이어-아크 지향성 에너지 …
Smart Parcel Receiving System
온라인 쇼핑의 확산으로 안전하고 효율적인 소포 배송 방식에 대한 요구가 증대되고 있습니다. 기존 배송 시스템은 소포 도난, 배송 실패, 고객 부재 시 재배송 시도 등 여러 문제에 직면해 있습니다. 본 연구는 이러한 문제 해결을 위해 사물 인터넷(IoT), GSM 통신, 적외선 센서, CCTV 모니터링, LCD 디스플레이 등 최신 자동화 기술을 통합한 스마트 소포 수령 시스템을 제안합니다. 이 시스템은 안전한 소포 수령 환경을 구축합니다. 소포가 스마트 보관함에 놓이면 적외선 센서가 이를 감지하고, 즉시 모바일 앱 또는 SMS를 …
Coal Mine Workers Safety Helmet in Li-Fi Data Stored in Cloud
탄광 작업자들은 가스 폭발, 급작스러운 건강 변화, 온도 및 습도 급변과 같은 다양한 위험에 노출되어 있습니다. 본 연구는 이러한 위험으로부터 광부들을 보호하기 위해 Li-Fi(Light Fidelity) 기술을 활용한 스마트 안전모 설계를 제안합니다. 제안된 안전모는 심박수, 습도, 가스, 온도 센서 네트워크를 탑재하고 있습니다. 이 센서 데이터는 Li-Fi 기술을 통해 고속으로 전송되며, 이상 상황 발생 시 IoT(사물 인터넷)를 활용하여 권한 있는 담당자의 휴대폰 및 이메일로 경고 메시지를 즉시 전송합니다. 기존 광산 산업…
IOT based novel session payment system
기존 결제 시스템은 신용/직불카드 소지로 인한 불편함과 보안 위험을 내포하고 있습니다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결하고자 스마트폰을 활용한 전자 결제 시스템을 제안합니다. 특히, 다수의 카드를 지갑에 소지해야 하는 번거로움을 해소하고, 스마트폰을 통해 전자적으로 카드를 관리하며 IoT(사물 인터넷) 기반의 새로운 결제 방식을 도입합니다. 제안하는 시스템은 IoT 기반 세션 결제 방식을 통해 신용/직불카드 사용 시 발생할 수 있는 위험을 최소화합니다. 각 결제마다 고유한 IoT 화폐를 생성하여 보안성을 강화하며, 이를 통해 결제…
AI-driven hybrid model for intelligent accident recognition
전 세계적으로 교통사고는 사망 및 경제적 손실의 주요 원인으로, 신속하고 정확한 사고 감지 시스템의 필요성이 증대되고 있습니다. 기존 센서 기반 또는 수동 모니터링 방식은 비용, 확장성, 반응 시간 측면에서 한계가 있습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 비디오 감시 정보를 활용한 인공지능 기반 실시간 교통사고 감지 프레임워크를 제안합니다. 제안된 프레임워크는 딥 컨볼루션 신경망(CNN)을 활용하며, 이미지 정규화, 데이터 증강, 계층적 데이터셋 분할을 포함하는 단일 전처리 파이프라인을 사용합니다. VGG16, Incep…
Comprehensive review of emerging trends in thermal energy storage mechanisms, materials and applications
열에너지 저장(TES) 기술은 다양한 응용 분야에서 열 자원 관리의 유연성과 효율성을 제공하며 지속 가능한 에너지 시스템의 핵심 동력으로 부상하고 있습니다. 본 리뷰는 현열, 잠열, 열화학 저장 시스템을 포함한 TES 메커니즘, 재료 및 구조 설계의 최신 발전을 종합적으로 검토합니다. 나노 강화 상변화 물질(PCM), 하이브리드 TES 구성, 지능형 시스템 통합 등 최근 혁신 사례를 중점적으로 다룹니다. 또한 디지털 트윈 및 AI 기반 최적화와 같은 고급 전산 방법이 TES 성능 향상에 기여하는 역할도 탐구합니다. 재생에너지 시…
Aramid Fiber-Reinforced Plastics (AFRPs) in Aerospace: A Review of Recent Advancements and Future Perspectives
본 총설은 항공기 성능 향상에 필수적인 아라미드 섬유 강화 플라스틱(AFRP)의 항공우주 산업 적용을 다룬다. 케블라, 트와론과 같은 아라미드 섬유는 뛰어난 인장 강도, 낮은 밀도, 열 안정성 덕분에 핵심 소재로 부상했다. 그러나 제조, 내구성, 다기능성 측면에서 여전히 과제가 남아있다. 이 논문은 AFRP의 최신 발전을 평가하며, 분자 구조, 계면 공학, 제조 혁신이 성능에 미치는 영향을 중점적으로 분석한다. 접착력 개선, 효율적인 제조 방법, 극한 조건에서의 내구성 강화, 다기능 AFRP 개발에 대한 질문들을 다룬다. 202…
Safety helmet detection methods in heavy machinery factory
중장비 공장에서 작업자의 안전모 착용 여부를 정확하게 감지하는 것은 매우 중요하지만, 수동 검사나 영상 감시는 오판 및 누락의 위험이 있습니다. 이에 따라 현대 공장의 안전 관리를 위해 빠르고 지능적인 감지 알고리즘 개발이 필수적입니다. 본 연구는 객체 감지 분야에서 속도와 정확성의 균형이 뛰어난 YOLO 시리즈를 기반으로, YOLOv10 모델을 개선하여 안전모 식별 성능을 향상시켰습니다. 먼저, YOLOv10의 Conv 컨볼루션을 분산형 DSConv 컨볼루션으로 대체하여 컨볼루션 레이어의 메모리 효율성을 높이고 작은 객체 식별 …
Improved YOLOv8-Based Algorithm for Detecting Helmets of Electric Moped Drivers and Passengers
전기 오토바이 운전자 및 동승자의 헬멧 착용 여부를 자동으로 감지하는 객체 감지 알고리즘은 규제 인력 비용을 절감할 수 있습니다. 그러나 복잡한 환경 배경과 헬멧과 유사한 머리 장식은 오탐 및 미탐을 유발하여 감지 정확도를 저하시키는 문제가 있었습니다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 YOLOv8n-Improved 객체 감지 알고리즘을 제안합니다. 이 알고리즘은 먼저 넥(neck) 부분에서 단순화된 가중 양방향 특징 피라미드 네트워크(Bi-FPN) 구조를 사용하여 단일 입력 노드를 제거하고, 연결 에지를 추가하며, 특징…
