종합설계 (Capstone Design) 주제 ( 2015 학년도 2 학기, 2016 학년도 1 학기운영 ) 담당교수 : 고상호교수 제목 : Fly-By-Wireless 비행제어시스템개발및무인항공기탑재비행시험 내용 : - Fly-By-Wireless (FBWLS) 비행제어시스템이란 Flight Control System, 센서그리고구동기간의신호전달을전선대신무선통신으로구현한시스템을말한다. - FBWLS 비행제어시스템개발을위하여전선을사용하는기존의방식인 Fly-By-Wire (FBW) 비행제어시스템을 FBWLS 시스템과함께이중으로구성하여탑재한무인항공기기체를설계하고제작한다. 비행초기에는기존에검증된 FBW 시스템을이용하여비행을수행하며비행중 FBWLS 시스템으로전환하여비행제어를수행함으로써 FBWLS 시스템을검증한다. - 무인항공기기체형상을기반으로공력해석을수행하고, 자세제어기및유도법칙을설계한다. 또한통신상태를모의할수있는 6자유도비행시뮬레이션환경을구축하여설계한자세제어기및유도법칙을확인한다음비행시험을수행한다. 목적 : 무인비행체설계및제작을통하여학부과정에서배운공학설계, 항공역학, 자동제어과목등을실제문제해결에귀결시키며무선신호비행제어시스템설계및제작을통하여통합된공학적설계능력및시험능력함양을목표로한다. 결과물 : 개발될시스템은다음과같이구성됨 - DATCOM을활용한무인항공기공력해석결과 - Matlab Aerospace Toolbox를활용한비행시뮬레이션프로그램개발 - Matlab 환경을이용한비행제어및유도법칙설계및설계환경개발 - LABView를이용한 GCS(Ground Control System) 프로그램및환경구축 - FBW 및 FBWLS를모두탑재하고이를필요에따라전환할수있는무인항공기 - 비행데이터를 GCS로전송및저장할수있는프로그램 설계요소 : 설계목표및기준설정 ( 〇 ), 합성 ( 〇 ), 분석 ( 〇 ), 제작 ( 〇 ), 시험 ( 〇 ), 결과평가 ( 〇 ) 제한조건 : 경제요건 ( 〇 ), 환경적영향 ( 〇 ), 윤리성 ( 〇 ), 생산성 ( 〇 ), 내구성 ( 〇 ), 산업표준 ( 〇 ), 신뢰성및안전성 ( 〇 )
운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) : 기체제작 / 설계 / 시험을전담하는한팀과무선통신제어시스템설계 / 제작 / 시험을전담하는한팀으로총두팀을운영하며, 매주발표및토론식수업을진행한다. *1) DATCOM, http://en.wikipedia.org/wiki/united_states_air_force_stability_and_control_digital_datcom 참조 *2) Fly-By-Wireless, http://www.caneus.org/fbw/content.aspx?id=default 및 http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20070013704_2007011172.pdf 참조 3-D drawing and measurement of the UAV structure using DATCOM The block diagram of the equation of motion for the airplane (Nonlinear Model) UAV applied Fly-By-Wireless technology FBWLS (Fly-By-Wireless) concept
담당교수 : 고준수교수 제목 : 장기체공무인항공기의체계설계및검증 내용 : - 장기체공무인항공기개발을위한체계설계및검증프로세스를확립한다. 형상설계, 구조, 추진시스템, 비행제어시스템에대한기본설계, 상세설계등의설계단계와축소형무인기의제작및비행시험단계를거쳐장기체공무인항공기에적합한감항요구도를기준으로설계한다. - 장기체공무인항공기가임무형상을완벽히수행할수있도록최적상승경로에대한연구와 Matlab등의비행시뮬레이션프로그램과실제비행시험을통하여전체체계를검증한다. 목적 : 1-3학년학부과정에서공학설계, 구조역학, 항공역학, 자동제어, 왕복기관과목등에서습득한이론및설계지식을활용하여장기체공무인비행체를설계, 제작하고축소형무인기의비행시험을통해검증하는것을목표로함. 결과물 : 설계개념, 설계도면, 구성품구성도, 비행시험결과, 보고서 (1,2), 논문 설계요소 : 설계목표및기준설정 ( 〇 ), 합성 ( 〇 ), 분석 ( 〇 ), 제작 ( 〇 ), 시험 ( 〇 ), 평가 ( 〇 ) 제한조건 : 경제요건 ( 〇 ), 환경적영향 ( 〇 ), 윤리 ( 〇 ), 생산성 ( 〇 ), 내구성 ( 〇 ), 산업표준 ( 〇 ), 보건및안전 ( 〇 ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) : 학기초기 1 2 주간은무인기설계, 추진계통, 중량분석및비행성능강의와매주발표및토론식수업을병행진행한다. 무인항공기설계에필요한각세부내용별로 3 5명이팀별업무를분담하여제시된형상에대해설계, 제작및비행시험을수행한다. Chief Engineer(CE)/System Engineer(SE): 설계책임자 / 체계종합 Sub System Engineer(SE) : 부체계엔지니어 Configuration Design Engineer (CD): 형상설계엔지니어 Fabrication/Manufacturing Engineer(ME) : 제작조립엔지니어 Test & Evaluation, Safety Engineer (TE): 시험평가, 안전관리엔지니어
예 ) 무인항공기설계, 제작, 시험체계흐름도 1. 전기체형상요구분석 -> 개념설계 -> 기본설계 -> 상세설계 2. 축소형모형기요구분석 -> 설계 -> 제작 -> 비행시험 예 ) 장기체공무인기의설계결과예시 예 ) 축소형무인항공기설계, 제작, 비행시험
담당교수 : 곽재수교수 주제 1 제목 : Plasma Actuator 를이용한공기저항감소 설계목적 : Plasma actuator를이용하여유동의박리를제어, 항력을감소시킬수있는방안을제시 (a) Plasma off (b) Plasma on 그림 1 플라즈마를이용한박리점제어실험예 설계내용 : 1) Plasma actuator의유동제어원리를파악하고, 기존자동차 / 비행기모델에 plasma actuator 적용방안제시 2) Plasma actuator의입력전압, 파형, 주파수에따른항력감소영향파악 3) Plasma actuator 전극형상, 두께, 재질에따른영향파악 4) 풍동실험을통한항력감소효과검증 결과물 : Plasma actuator가적용된모델및풍동실험결과 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 사회적영향 ( ), 윤리성 ( ), 미적요소 ( ), 보건및안전 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 2~4명으로팀구성, 팀별로매주설계진행사항발표 - 매학기설계보고서제출
주제 2 제목 : 압력감응페인트 (Pressure Sensitive Paint) 보정시스템설계및제작 설계목적 : 자동차나비행기표면압력분포의측정이가능한압력감응페인트의보정실험을위한조명, 압력및온도조절시스템설계및제작. 기존보정장치를개선. 그림 2 PSP 를이용한비행체표면압력측정예 설계내용 : 1) PSP의작동원리를이해하고, 압력과발광강도의관계파악 2) 열전소자를이용한온도조절장치설계및제작 3) 조립 / 분해가용이한진공챔버설계및제작 4) 장시간사용시에도밝기가 ±0.5% 이내로유지될수있는 LED 조명설계및제작 그림 3 기보유보정시스템및보정결과
결과물 : PSP 보정실험이가능한온도및압력조절장치, 조명장치 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 사회적영향 ( ), 윤리성 ( ), 미적요소 ( ), 보건및안전 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 2~4명으로팀구성, 팀별로매주설계진행사항발표 - 매학기설계보고서제출 주제 3 제목 : 가스터빈블레이드의냉각성능향상 설계목적 : 고온에서작동하는가스터빈블레이드의내부, 외부의냉각기법을조사하고, 냉각성능개선을위한방안을제시 그림 4 가스터빈블레이드에적용되는일반적인냉각기법 설계내용 : 1) 내부열전달계수증진기법조사및설계개선 2) 외부막냉각효율증진기법조사및설계개선 3) 설계된냉각기법을블레이드모델에적용, 그효과를해석적, 실험적으로검증
그림 4 가스터빈블레이드에서의열전달계수측정예 그림 5 가스터빈막냉각효율측정예 결과물 : 냉각성능이개선된가스터빈블레이드의내외부냉각기법 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 사회적영향 ( ), 윤리성 ( ), 미적요소 ( ), 보건및안전 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 2~4명으로팀구성, 팀별로매주설계진행사항발표 - 매학기설계보고서제출
담당교수 : 권상주교수 주제 : 셀프 - 밸런싱타입개인주행로봇설계 설계내용 : 1) 양바퀴형셀프-밸런싱개인주행로봇메커니즘설계 - 기존 Segway의단점을극복할수있는구동축가변형메커니즘설계 - 기구부설계, 구동부설계, 제어부설계, CATIA를활용한전산설계 - 독창적인밸런싱메커니즘, 휠모터구동력전달메커니즘설계 2) 양바퀴형셀프-밸런싱개인주행로봇제어시스템설계 - 컴퓨터시뮬레이션, 모터제어시스템구성, 자이로센서인터페이스 - 밸런싱자세제어기법, 무인자율주행알고리즘설계 - 실내외주행실험 설계목적 : - 도심혼잡지역에서근거리이동에적합한친환경주행기기를개발함. - 동역학, 전기전자공학, 자동제어등전공지식활용능력을배양함. 결과물 : 개인주행로봇시작품 설계구성요소 : 메커니즘전산설계 (CATIA), 구조해석 (Ansys), 시스템설계 현실적제한조건 : 구동기파워, 로봇사이즈및중량 운영계획 ( 팀구성, 발표, 보고서등 ): - 조당 4~5명의 2개조로구성, 매주팀활동결과발표, 토론식수업진행. - 종합설계 I: 개념설계 ( 아이디어도출 ), 상세설계완성 - 종합설계 II: 하드웨어제작, 제어용소프트웨어작성, 실내외성능데모 - 전국지능로봇경진대회, 메카트로닉스경진대회등에참가하여입상목표 2013 년종합설계작품 ( 한국로봇학회최우수논문상 )
담당교수 : 김경목교수 주제제목 : 자동차, 항공우주분야코팅용펜슬경도측정장치개발 (Development of a pencil hardness tester for coatings used in automotive and aerospace industries) 설계내용 : 항공우주, 자동차또는일반기계부품에는전착도료가사용된다. 전착도료의 경도를측정하기위해펜슬경도측정방법이사용된다. 설계목적 : 경도측정장치의설계및성능평가방법에대한이해도증진 결과물 : 펜슬경도측정기기 설계요소 : 목표및기준설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 결과평가 제한조건 : 경제요건, 환경적영향, 윤리, 생산성, 내구성, 산업표준 운영계획 ( 팀구성, 문헌조사, 설계및제작, 시험평가 ) (1) 팀을나눈다. (2) 팀별로회의를통해대상물을설계한다. (3) 매주진행상황에대한 발표와토의를조장의진행하에서실시한다. (4) 설계, 제작된작품을시험평가한다. 성적산출 : 출석, 필기시험, 발표평가, 시험평가등 문의 : 김경목교수 ( 기계관 227 호 ), 전화 : 300-0288 E-mail: kkim@kau.ac.kr http://kau426.blogspot.kr
담당교수 : 김문상교수 < 주제 1 > 제목 : 자유주제 1 내용 : 수업시간에협의를통해주제도출 목적 : 주제설정과병행하여추후결정 결과물 : 설계및해석데이터, 도면, 시제품 설계요소 : 설계목표설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가 제한조건 : 경제요건, 환경적영향, 윤리성, 생산성, 내구성, 산업표준 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ): 운영방법-1팀, 매주발표및발표자료제출강의방식-팀원교대로발표, 토론식수업설계도구-추후결정제작평가-시제품 1대제작후시험및평가
< 주제 2 > 제목 : 자유주제 2 내용 : 수업시간에협의를통해주제도출 목적 : 주제설정과병행하여추후결정 결과물 : 설계및해석데이터, 도면, 시제품 설계요소 : 설계목표설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가 제한조건 : 경제요건, 환경적영향, 윤리성, 생산성, 내구성, 산업표준 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ): 운영방법-1팀, 매주발표및발표자료제출강의방식-팀원교대로발표, 토론식수업설계도구-추후결정제작평가-시제품 1대제작후시험및평가
담당교수 : 김병규교수 < 주제 1> 제목 : 모듈러시스템 ( 로봇 ) 설계 설계내용 : 1) 모듈형상설계 - 3차원모듈형상설계 - Auto Cad 등 CAD 소프트웨어활용 - 3D 프린터활용제작 2) 모듈통합설계 - 모듈간인터페이스메커니즘설계 (latching, holding, release 메커니즘 ) - 모듈작동메커니즘설계 ( 선형, 회전구조물설계 ) - 모듈 / 구동기 / 제어기통합 3) 모듈시스템설계 - 시스템사용용도정의 ( 예 :roombot, 내시경로봇, 세포분리장치등 ) - 시스템구성설계 - 시스템통합설계 / 제작 / 시험평가 설계목적 : 모듈기구설계, 메카트로닉스시스템설계, 제어시스템설계의종합 결과물 : 모듈러시스템 ( 모듈형상설계, 구동기 / 기구장치통합, 목적지향형시스템 ) 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 윤리성 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 팀을학생 3~4명 (micro구조물설계담당, 유체역학해석담당, 전기신호제어, 설계담당, 실험담당학생 ) 들로구성, - 설계컨테스트형식보다는설계의독창성추구 - 예비설계발표회 (10월, 교수별 )
- 상세설계발표회 (11월말, 전체 ), 1학기설계보고서제출 - 제작및성능평가발표회 (3월, 교수별 ) - 최종발표회 (5월말, 전체 ), 2학기설계보고서제출 < 주제 2> 제목 : 우주메커니즘설계 (Deployable and Capture Mechanism for a Satellite) 설계내용 : 소형위성에적용이가능한전개 / 획득메커니즘설계 / 제작 / 시험평가 - 우주메커니즘 (de-orbiter, capture device등 ) 관련기술조사 - 구동메커니즘후보선정및설계요구조건도출 - 모델링과시뮬레이션을통한구동메커니즘검증및설계검증용축소모델제작 - 발사및우주유사환경에서는메커니즘성능평가 결과물 : 상기한절차를따라우주메커니즘의설계 / 제작 / 시험평가후설계 / 제작 / 시험평가보고서를작성함. 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 윤리성 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 : 약 4~5명으로구성된 1팀을운영하며, 성능평가는 zero G 유사환경에서수행함. - 예비설계발표회 (10월, 교수별 ) - 상세설계발표회 (11월말, 전체 ), 1학기설계보고서제출 - 제작및성능평가발표회 (3월, 교수별 ) - 최종발표회 (5월말, 전체 ), 2학기설계보고서제출
담당교수 : 김석일교수 주제제목 : 공작기계의구조설계및성능평가 설계내용 : CAD/CAE 시스템을이용한공작기계의주축계, 이송계, 베드, 컬럼등의설계 ; 공작기계의구조변형, 구조진동, 온도상승, 열변형시뮬레이션 ; 공작기계의구조설계개선 설계목적 : 공작기계의구조설계및성능평가방법에대한이해도증진 결과물 : 공작기계의 3D CAD 모델, 유한요소모델, 특성해석결과, 구조설계방안등 설계요소 : 설계의목표및기준설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가 제한조건 : 경제요건, 환경적영향, 윤리, 생산성, 내구성, 산업표준, 미적요소 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 팀당 4~5명으로구성, - 예비설계발표회 (10월) - 상세설계발표회 (12월), 2학기설계보고서제출 - 제작및성능평가발표회 (3월) - 최종발표회 (6월), 1학기설계보고서제출
담당교수 : 김정래교수 제목 : 우주비행체비행경로및제어기법설계 목적 : 지구주위나우주를비행하는우주비행체의운동역학에대해학습하고, 수치해석기법을사용하여우주비행체의비행경로를계산하는소프트웨어를개발한다. 이를기반으로특정한목적에적합하도록비행경로를조종하는제어기법을설계하도록한다. 연구내용 : 1) 우주비행역학기본연구 - 인공위성및우주탐사선개론 - 기본동역학이론조사 - 우주비행역학학습 2) 우주비행체비행궤도생성 - 수치해석기법연구 - 우주비행체동역학모델연구 - 우주비행체비행궤도계산소프트웨어설계 달로비행하는우주탐사선비행경로 3) 비행궤도및제어기법설계 - 궤도분석소프트웨어학습 - 특정한임무에적합한비행궤도형상설계 - 비행궤도조종을위한 PID 등의제어기연구 - 비행궤도제어기법설계 - 제어기적용및비행궤도시뮬레이션 제어기법의유무에따른비행경로차이 결과물 : 비행궤도설계소프트웨어및분석보고서 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 사회적영향 ( ), 윤리성 ( ), 보건및안전 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 : 팀당 3~4명으로구성하여특정임무별분석설계진행상황및결과발표
담당교수 : 김종선교수 제목 : 새로운개념의이동로봇설계및제작 내용 : 소형서보모터모듈을 10~16개정도이용하여 1) 인간처럼 2족으로보행하거나, 2) 다른동물과같이 4족이상으로이동하거나, 3) 전혀새로운방식으로이동하여주어진목적 ( 임무 ) 을수행하는로봇시스템을설계하고제작함. 아날로그 / 디지털전자회로, 정역학, 재료역학, 동역학, 자동제어, 계측, 기계제작법, CAD, 기계요소설계, 기계진동, 메카트로닉스등에서배운내용을활용할수있음. ( 로봇이아니더라도진동, 자동제어, 메카트로닉스와관련된자유주제도좋음 ) 목적 : 다양한역학, 전기전자, 컴퓨터, 전공교과목의지식을활용하여창의적인설계및제작기술을습득함 결과물 : 설계도면, 제작품과시연 설계요소 : 목표및기준설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 결과평가 제한조건 : 경제요건, 환경적영향, 윤리성, 미적요소, 생산성, 내구성, 산업표준 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) : 4~5명을 1팀으로운영, 설계계획서, 수시로설계와제작과정발표및개선회의, 최종발표와보고서제출, 시제품을이용한보행시연 ( 필요경비 : 팀당대략 100만원 )
담당교수 : 김진곤교수 제목 : 하이브리드로켓 내용 : 하이브리드로켓을설계 / 제작 / 지상시험 / 발사 설계구성요소목표 : 고도 1km 이내구성 : 외형설계추진시스템설계비행성능해석추력성능해석구조해석제작 : 노즈콘, 동체, fin, 연소기, 산화제탱크, 낙하산, 점화장치등시험 : 지상연소시험, 사출장치시험, 점화시험, 발사평가 : 발사후결과분석및평가 목적 : 로켓시스템에대한이해각부품의요소설계및시험을통한공학적기반확보 결과물 : 설계도면, 시험결과자료, 시제품, 보고서 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 윤리성 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) : 팀구성 : 팀장을중심으로서브시스템에따른구성원배치발표 : 월 1회 ( 체계, 서브시스템, 해석결과등 ) 보고서 : 년 1회
담당교수 : 김학봉교수 < 주제 1> 제목 : 날개짓날개의설계, 평가, 제작 내용 : 본연구는초소형항공기 (MAV, Micro Air Vehicle) 날개로많이사용이예상되는날개짓날개의구동장치를비롯한날개형상, 구조등을설계제작하여그성능을평가하는것이다. 현재의구동장치로는전기모터의회전운동을단일크랭크기구를이용하여왕복운동으로바꾸어날개를움직이도록하고있다. 본연구에서는좌우날개의운동을위상차없이움직이도록하기위하여 2개의크랭크기구를사용하여날개짓운동을하도록하고, 날개의움직임에따른양력과항력을동영상사진을분석하여그성능을평가한다. 목적 : 날개짓운동의최적화방법을고안, 설계및제작하여그성능을실증하는 연구이다. 본연구를위하여창의성이필요하며제작시험을위하여많은노력이필요 할것이다. 결과물 : 설계의개념, 설계도면, 평가결과서, 최종시제품, 성능평가결과보고서 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 윤리성 ( ), 미적요소 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) : 4-5인이한팀으로구성되며, 팀원의협동으로초기아이디어도출단계로부터보고서작성까지전체조원이참가하여토의및의사결정및업무분담사항, 설계, 수치해석, 제작을진행한다. 설계안이확정되면세부내용에관한작업을수행하고 1주에한번씩진행상황에대한발표와토의를팀장의진행하에서실시한다. 학기당 2회의보고서를작성하여제출한다.
< 주제 2> 제목 : 모형 WIG(Wing in Ground, 지면효과날개 ) 선의설계및제작 내용 : 본연구는날개길이 1m이하의소형지면효과날개비행체 (WIG Vehicle) 를설계제작하여그성능을평가하는것이다. 추진장치로는전기모터를이용하여 RC로조종또는자유비행하도록하며정해진전지의용량으로장시간비행이가능한 WIG 비행체를설계제작하여그성능을시험평가한다. 목적 : WIG 비행체의최적화설계및제작하여그성능을실증하는연구이다. 본연 구를위하여창의성이필요하며제작시험을위하여많은노력이필요할것이다. 결과물 : 설계의개념, 설계도면, 평가결과서, 최종시제품, 성능평가결과보고서 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 윤리성 ( ), 미적요소 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) : 4-5인이한팀으로구성되며, 팀원의협동으로초기아이디어도출단계로부터보고서작성까지전체조원이참가하여토의및의사결정및업무분담사항, 설계, 수치해석, 제작을진행한다. 설계안이확정되면세부내용에관한작업을수행하고 1주에한번씩진행상황에대한발표와토의를팀장의진행하에서실시한다. 학기당 2회의보고서를작성하여제출한다.
담당교수 : 노진호교수 제목 : 전개형우주구조물설계 / 제작 내용 : 1) 전개형우주구조물분석및이해 2) 유한요소해석 (FEM) 을이용한구조물해석및제작 3) 다물체동역학을이용한전개메카니즘분석 4) 전개형구조물제작및시연 목적 : 복합재료를이용한경량화된전개형구조물제작및 다물체동역학을이용한전개메카니즘설계및분석 결과물 : 복합재료전개형구조물설계및전개메카니즘분석 / 시현 설계요소 : 설계목표설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가 제한조건 : 경제요건, 환경적영향, 윤리성, 생산성, 내구성, 산업표준 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 중간발표, 기말발표, - 4인1조또는 8인1조
담당교수 : 문희장교수 < 주제 1> 제목 : 하이브리드로켓추력제어기술을적용한달착륙선설계및개발 내용 : 하이브리드추진기관은액체로켓에비해시스템이단순하며고체로켓에비해추력제어및재점화가용이한장점이갖는다. 하이브리드로켓은산화제유량조절을통해추력제어가가능하므로세계적으로하이브리드로켓을우주탐사선에적용시키기위한연구가진행중이다. 이번종합설계는임의의착륙시나리오에대한산화제능동제어시스템을갖춘하이브리드로켓이적용된착륙선을설계한다. 본과제를통하여유량제어장치의능동제어를통한최적의추력제어를구현하고달착륙선설계의핵심요소에대한분석을수행한다. - 하이브리드추진시스템의기초이론및설계 -LN 2 O 산화제능동제어시스템구축 - 착륙시나리오에따른추력제어시퀀스구현 - 산화제유량제어를통한달착륙용하이브리드로켓의추력제어수행 목적 : 하이브리드로켓의연소현상에대한이해를증진하고전문적인능동제어및설계기술의습득과활용을통해공학적응용능력을배양한다. 결과물 : 설계계획서, 예비설계보고서, 중간진도보고서, 상세설계보고서 설계구성요소 : 목표설정, 분석, 설계인자파악, 평가 ( 실험결과분석 / 비교 ) 제한조건 : 공학적제한 ( 무게, 크기 ), 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 윤리 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) 1개설계팀은 4인내외로구성하며, 팀설계를위주로진행하되지도교수와매주 1회면담을진행한다.
< 주제 2> 제목 : 열 - 음향연소불안정해석 내용 : 일상생활및산업분야전반에서사용되는에너지의대부분은연소를이용하여얻어진다. 이와같은동력장치내연소실에서발생가능한연소불안정현상은신뢰성및안전을저해하는핵심요소중하나로써, 필수적으로해소되어야한다. 본종합설계과제는연소실내연소불안정현상중음향-열상호작용에의해발생하는열음향연소불안정에대한공학적인접근방법을터득하고임의의연소실에대한불안정특성을평가한다. - 유한요소해석프로그램을통한연소실내음향모드해석 - 연소실내비정상열방출과음향모드의상호관계분석 - 연소실내화염분포에따른음향모드변화및안정성해석 목적 : 단순화된연소시스템내음향-열섭동의상호작용으로발생하는연소불안정현상을모델링하고시뮬레이션한다. 결과물 : 설계계획서, 예비설계보고서, 중간진도보고서, 상세설계보고서 설계구성요소 : 목표설정, 분석, 설계인자파악, 평가 ( 전산또는실험결과와비교 ) 제한조건 : 공학적제한 ( 무게, 크기 ), 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 윤리 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) 1개설계팀은 4인내외로구성하며, 팀설계를위주로진행하되지도교수와매주 1회면담을진행한다.
담당교수 : 박상혁교수 제목 : 자동제어시스템의설계 / 제작 / 구현 목적 : Feedback 제어이론을적용하여기본적으로불안정한시스템을안정하게만들기. Dynamic System ( 예 : Inverted Pendulum, Ball-on-Seesaw 등 ) 을자유로이선정하여, 설계, 제작하고, 이에대한자동제어시스템을구현. 내용 : 자동제어시스템을구현하기까지의모든과정을소화제어대상물선정 -> 설계 / 제작 -> 운동방정식유도 -> 선형화 -> 피드백제어기설계 -> 시뮬레이션 -> 마이크로프로세서등을이용하여센서 / 구동부를포함한제어시스템설계및제작 -> 제어시스템실현 결과물 : 제작품과시연 설계요소 : 설계목표및기준설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가 제한조건 : 경제요건, 환경적영향, 윤리성, 생산성, 내구성, 산업표준, 미적요소 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 중간발표, 기말발표, - 3~5명으로구성된팀을운용하며, 매주발표및토론식수업을진행함
담당교수 : 박정선교수 < 주제 1> 제목 : 스마트폰충전용 Wind turbine 설계및개발연구 [Wind turbine] 내용 : (1) Wind turbine의구조설계 - Wind turbine의성능에대한에어포일형상분석및설계 - 요구출력조건에따른부품설계및 Wind turbine의경량화 - 유한요소해석을통한 Wind turbine의구조안정성및내구성평가 (2) 스마트폰충전용 Wind turbine 시스템설계및제작 - 구동조건에따른 Wind turbine의체계개발 - Wind turbine과스마트폰에적합한충전컨트롤러개발 목적 : 스마트폰충전용 Wind turbine 설계를통한구조및체계설계의이해 결과물 : 스마트폰충전용 Wind turbine 시제품및결과보고서 설계요소 : 목표및기준설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가 제한조건 : 경제요건, 환경적영향, 윤리성, 생산성, 내구성, 산업표준 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 중간발표, 최종발표보고서작성, 선호자팀구성
< 주제 2> 제목 : 자가충전및구동가능전기자전거설계및개발연구 [Electric bicycle] 내용 : (1) 전기자전거의프레임구조설계 - 전기자전거의성능에대한프레임형상분석및설계 - 요구출력조건에대한전기자전거의경량화 - 유한요소해석을통한자전거프레임의구조안정성및내구성평가 (2) 전기자전거의체계설계및제작 - 운용조건에따른전기자전거의체계개발 - 자가충전이가능한충전체계개발 목적 : 자가충전및구동이가능한전기자전거설계및제작 결과물 : 전기자전거시제품및결과보고서 설계요소 : 목표및기준설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가 제한조건 : 경제요건, 환경적영향, 윤리성, 생산성, 내구성, 산업표준, 미적요소 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 중간발표, 최종발표보고서작성, 선호자팀구성
< 주제 3> 제목 : 태양광복사 (Solar radiation) 시험을통한재료의특성변화연구 [Solar Radiation Exposure on Aircraft] 내용 : (1) 소형태양광복사시험장치설계및제작 - 태양광에의한복사에너지를모사할수있는램프시스템설계 - 태양광복사환경 ( 온도 ) 을모사할수있는시험챔버설계 - 소형태양광복사시험장치제작 (2) 태양광복사노출에의한재료의기계적특성변화연구 - 태양광복사에쉽게노출되는재료시편선정및제작 - 선정된재료시편에대한태양광복사시험수행 - 태양광복사노출에따른재료의기계적특성시험수행 ( 인장시험등 ) - 노출시간에따른기계적특성변화연구 목적 : 태양광복사에대한이해를통하여모사시험장치설계, 개발및재료시편의기계적특성변화평가 결과물 : 태양광복사시험장치설계및제작, 시험결과보고서 설계요소 : 목표및기준설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가 제한조건 : 경제요건, 환경적영향, 윤리성, 생산성, 내구성, 산업표준 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 중간발표, 최종발표보고서작성, 선호자팀구성
< 주제 4> 제목 : 고기동위성용태양전지판전개장치 (Taped Hinge) 의형상설계연구 [High-Agility Satellite] [Taped Hinge of a Solar Panel] 내용 : (1) 태양전지판전개장치의형상설계 - 태양전지판전개장치에대한역할과요구조건분석 - 구조형상에따른전개장치의성능해석 - 태양전지판전개장치개발요구조건에맞는형상설계연구 (2) 태양전지판전개장치의구조해석 - 유한요소법을이용한태양전지판전개장치의모드해석 - 비선형해석을통한태양전지판전개거동에따른강성해석 목적 : 태양전지판전개장치의형상설계기법이해 결과물 : 태양전지판전개장치의형상설계및구조해석결과보고서 설계요소 : 목표및기준설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가 제한조건 : 경제요건, 환경적영향, 윤리성, 생산성, 내구성, 산업표준 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 중간발표, 최종발표보고서작성, 선호자팀구성
담당교수 : 배재성교수 < 주제 1> 제목 : 인공위성의진동저감및에너지하베스팅 내용 1) 인공위성진동저감기법연구동흡진기를적용한인공위성의태양전지판에서발생하는진동의효율적인진동저감기법연구. 2) 동흡진기의흡진성능을고려한에너지하베스터의최적화연구압전재료를이용하여진동으로부터전기에너지를수확하며, 진동저감기법으로사용되는동흡진기의흡진효과를고려한진동저감-전력수확최적모델개발. 선수과목 : 구조역학, 최적이론, 동역학및기계진동, 유체역학 ( 날개의경우 ), 자동제어 ( 능동제어의경우 ), 전기전자회로이론 ( 능동제어 ), 마이크로프로세스 ( 능동제어 ) 등. 목적 : 인공위성의진동을억제하는최적의진동제어기설계기법습득구조물의진동으로부터에너지를수확하는최적에너지하베스터모델개발 결과물 : 설계된동흡진기 / 에너지하베스터특성보고서, 제작된동흡진기 / 에너지하베스터실물 설계요소 : 동흡진기 / 에너지하베스터매개변수 제한조건 : 무게 ( 경량화 ), 비용 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) : 발표 4회, 2개팀구성, 결과보고서제출
< 주제 2> 제목 : 무인기구조설계및해석 / 제작 내용 1) 무인기구조설계높은가로세로비를갖는태양광발전무인항공기의경량화및구조강성을고려한구조설계. 2) 무인기구조해석및제작유한요소해석프로그램을이용하여기설계한태양광발전무인항공기의날개및동체에대한구조해석을수행후최종도면제작및실제비행기체제작. 선수과목 : 구조역학, 유체역학, 항공역학, 항공기성능, 동역학및기계진동등. 목적 : 효율적인구조설계를통해가늘고긴날개의무게저감및구조안정성확보 결과물 : 설계무인항공기의구조해석자료, 삼면도및부품도등의제작도면, 실제기체, 결과보고서 설계구성요소 : 날개길이방향구조물의수량및형태, 구조물의간격 제한조건 : 비용, 무게 ( 경량화 ), 무독성재료사용, 기존설계구조모방금지, 산업표준양식에맞춘도면제작, 기체조립시지그사용, 운반및조립분해를고려한내구성확보. 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) : 발표 4회, 2개팀구성, 결과보고서제출
담당교수 : 성홍계교수 < 주제 1> 제목 : 플라즈마추력기연구 연구내용 : 1) 플라즈마추력기설계및제작 - 플라즈마추력기추력발생메커니즘이해 - 플라즈마추력기작동전압범위설정 - 플라즈마추력기기본설계 2) 플라즈마추력기실험장치제작및성능실험 - 추력기작동범위에따른전압 / 전류측정범위선정 - 추력기구동및전압 / 전류측정장비설계 - 플라즈마추력기성능실험 설계목적 : 플라즈마추력기설계및성능검증 플라즈마추력기적용위성 현플라즈마발생장치 결과물 : 플라즈마추력기및실험측정장비, 실험보고서 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 사회적영향 (?), 윤리성 ( ), 미적요소 (X), 보건및안전 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 팀당적정인원으로구성 - 예비설계발표회 (10월) - 상세설계발표회 (11월), 1학기설계보고서제출 - 제작및성능평가발표회 (3월) - 최종발표회 (5월, 전체 ), 2학기설계보고서제출
< 주제 2> 제목 : 메탄하이드라니트로켓엔진연구 연구내용 : 1) 메탄하이드라이트로켓엔진설계및제작 - 메탄하이드라이트로켓엔진작동메커니즘이해 - 메탄하이드라이트연료이해및제작 - 로켓엔진기본설계 2) 로켓엔진실험장치보완및성능실험 - 연료및산화제공급장치설계 - 추력측정실험장치보완 - 메탄하이드라이트로켓엔진성능실험 메탄하이드라이트연소장면 신개념로켓엔진임, 설계목적 : 메탄하이드라이트로켓엔진설계 / 실험 / 분석 결과물 : 설계 / 시험보고서및하드웨어 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 사회적영향 ( ), 윤리성 ( ), 미적요소 (X), 보건및안전 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 팀당적정인원으로구성 - 예비설계발표회 (10월) - 상세설계발표회 (11월), 1학기설계보고서제출 - 제작및성능평가발표회 (3월) - 최종발표회 (5월, 전체 ), 2학기설계보고서제출
< 주제 3> 제목 : 재사용우주발사체의복합사이클 (TBCC, RBCC) 엔진성능설계연구 연구내용 : 1) 복합사이클엔진의개념이해 - TBCC( 가스터빈-램제트-스크램제트 ) 엔진의작동개념이해 - RBCC( 로켓-램제트-스크램제트 ) 엔진의작동개념이해 2) 복합사이클엔진의성능설계 / 해석 - 각엔진의작동한계및최적복합작동설계 / 해석 - 각엔진의고도별추력및 ISP 도출 - 각엔진의최적비행 Trajectory 계산 현재사용우주발사체개념도 설계목적 : 재사용복합사이클엔진의설계기법연구 현 TBCC 엔진개념도 결과물 : 복합사이클엔진의설계보고서와프로그램 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 (X), 시험 (X), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 사회적영향 ( ), 윤리성 ( ), 미적요소 (X), 보건및안전 (X), 생산성 (O), 내구성 (X), 산업표준 (O) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 팀당적정인원으로구성 - 예비설계발표회 (10월) - 상세설계발표회 (11월), 1학기설계보고서제출 - 제작및성능평가발표회 (3월) - 최종발표회 (5월, 전체 ), 2학기설계보고서제출
담당교수 : 송용규교수 < 주제 1 > 제목 : 산업용중형멀티콥터설계 / 제작 / 시험 설계목적 : 중형유상하중을운반할수있는멀티콥터최적설계 / 제작 / 시험 설계내용 : 1) 중형유상하중 (15kg) 을탑재하고 15분이상비행할수있는멀티콥터설계 2) 최적의모터, 프로펠러선정 / 추력시험 3) 경량화를위한최적설계 4) 멀티콥터제어시스템설계 5) 최종설계된멀티콥터를비행시험을통해성능검증 결과물 : 유상하중 (15kg) 을탑재하고 15 분이상비행할수있는멀티콥터 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 윤리성 ( ), 미적요소 ( ), 보건및안전 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 3~4명으로팀구성, 팀별로매주설계진행사항발표 - 매학기설계보고서제출
< 주제 2 > 제목 : 장기체공감시정찰용멀티콥터설계 / 제작 / 시험 설계목적 : 장기 (45분이상) 체공하며감시정찰할수있는멀티콥터최적설계 / 제작 / 시험 설계내용 : 1) 카메라 (1kg) 를탑재하고 45분이상비행할수있는멀티콥터설계 2) 최적의모터, 프로펠러선정 / 추력시험 3) 경량화를위한최적설계 4) 멀티콥터제어시스템설계 5) 최종설계된멀티콥터를비행시험을통해성능검증 결과물 : 1kg 급카메라를탑재하고 45 분이상비행할수있는멀티콥터 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 윤리성 ( ), 미적요소 ( ), 보건및안전 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 3~4명으로팀구성, 팀별로매주설계진행사항발표 - 매학기설계보고서제출
담당교수 : 오태식교수 < 주제 1 > 제목 : 생체모방 (Biomimetics) 의항공우주및기계공학에의응용 내용 : 자연에서영감을얻어창의적인발상을통해공학적해결책을찾는것은기술혁신의필수적인요소로서, 실제로설계 / 제작을통해아이디어를구현함. ( 대상 : 새, 곤충의비행, 물고기의운동등 ) 목적 : 생체모방은자연에서볼수있는디자인적요소들이나생물체들의특성들의연구및모방을통해인류의과제를해결하는데그목적이있다. 본과제에서는항공우주및기계공학과밀접한관련이있는생체모방의요소를도출하고이를응용하여실제설계와제작을수행함으로써대학에서배운지식과자연으로부터얻은아이디어를창의적으로접목하는경험습득 결과물 : 설계및해석자료, 도면, 시제품, 설계포트폴리오등 설계요소 : 설계목표설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가 제한조건 : 경제요건, 환경적영향, 윤리성, 생산성, 내구성, 산업표준 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ): 운영방법-1팀, 매주발표및발표자료제출강의방식-팀원교대로발표, 토론식수업설계도구-항공기설계문헌, 상용프로그램제작평가-시제품 1대제작후시험및평가, 설계포트폴리오
< 주제 2 > 제목 : 공기보다가벼운 (LTA: Lighter-Than-Air) 비행체의설계및제작 내용 : 주어진임무수행을위하여탑재장비를장착하고안정성있고조종가능하며신뢰성있는공기보다가벼운 (LTA) 비행체의설계및제작 목적 : 설계요건분석및검토 (SDR), 기본설계및검토 (PDR), 상세설계및검토 (CDR), 시제작, 시험준비검토 (TRR), 시험평가 (T&E) 등시스템공학절차에따라비행체의수명주기단계 ( 설계부터운영 / 유지까지의전과정 ) 를경험함으로써, 학교에서배운각종지식을현장실무에적용하는경험습득 결과물 : 설계및해석자료, 도면, 시제품, 설계포트폴리오등 설계요소 : 설계목표설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가 제한조건 : 경제요건, 환경적영향, 윤리성, 생산성, 내구성, 산업표준 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ): 운영방법-1팀, 매주발표및발표자료제출강의방식-팀원교대로발표, 토론식수업설계도구-항공기설계문헌, 상용프로그램제작평가-시제품 1대제작후시험및평가, 설계포트폴리오
담당교수 : 오화석교수 제목 : 항공우주기계구동기용서보모터연구 목적 : 항공우주기계각분야에널리쓰이는구동기용서보모터개발에대한이해를위해 AC, DC 모터의구동과제어원리에대하여조사연구하고이를기초로간단한모터및제어기를설계, 제작, 시험해봄으로써구동기관련시스템연구개발에대한경험을얻고자함. 결과물 : 모터시제품 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 미적요소 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ) 운영계획 : - 팀구성 : 2~3개팀으로구성 (AC, DC 팀 ), 매주진행상황검토 - 2015년도 2학기 : 구동기에쓰이는각종 AC, DC Motor의구동원리를학습하고상용모터및제어기의구조등을살핌으로써모터의기본원리를연구터득함. 2015년 12월에학기발표및보고서제출 - 2016년도 1학기 : 상용모터의역설계를바탕으로제한된예산범위내에서개발이가능한간단한모터를설계, 제작해보며시험을통해성능을검증하는방법학습. 2016년 6월에최종발표및보고서, 결과물제출 필수선수과목 : 전기전자공학, 자동제어, C-programming 등
담당교수 : 이보영교수 주제 (1) 제목 : 조선, 해양구조물및플랜트산업에서주로이용되는 GMAW 생산성향상을위한용접와이어특성연구 내용 : 현장의용접생산성향상을위한용접용연선와이어의용접특성파악 - 용접비드단면분석, 용접파형분석, 스패터량측정을통한최적용접조건설계 - 연선와이어용융속도방정식및아크안정성평가지수개발 목적 : 조선, 해양구조물및플랜트산업에서와이어형태변화를통해와이어용융속도및아크안정성을향상시켜기존 GMAW의단점개선 결과물 : 1. 와이어의형상에따른용접특성에대한분석자료 2. GMAW의최적용접조건설계 3. 와이어용융속도방정식및아크안정성평가지수 4. 중간발표자료, 최종발표자료 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 사회적영향 ( ), 윤리성 ( ), 미적요소 (-), 보건및안전 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 팀당 2~3명으로구성 - 과제 kick-off meeting (9월 11일이전 ) - 매주발표 ( 보고형태, 교수별 ) - 1학기최종발표 (12월, 교수별, 학년전체 ) - 최종발표회 (5월말, 교수별, 학년전체 ), 내년 1학기보고서제출 ( 논문형태 )
주제 (2) 제목 : 스테인리스강의접합을위한냉간압접기설계 내용 : 두금속재료의표면에하중을가해소성변형을일으킴으로써금속표면의순수원자결합으로금속을접합시키는냉간압접은사용의편리함이나비소모성접합과같은장점을지닌다. 그러나시중에사용되고있는냉간압접기는소성변형을일으키는출력하중에한계를지닌다. 따라서본연구에서는새로운냉간압접기의설계를통해이러한한계점을극복하고연금속뿐만아니라산업분야에서널리사용되고있는스테인리스강의냉간압접을이루어냄으로써현장작업의편리함과생산성향상을도모한다. - 연금속과달리높은스테인리스강의항복강도를가열하지않고도충분한하중을전달할수있도록냉간압접기를설계 - 금속의접촉면적에가해지는하중을재료의항복강도보다최소 10배이상이되도록냉간압접기를설계 목적 : 구리혹은알루미늄과같은연금속뿐만아니라스테인리스강을사용한냉간압접을재료의항복강도를낮추는가열과정없이이루어냄으로써현장작업의편리함과생산성향상을도모한다. 결과물 : 1. 스테인리스강의접합을위한냉간압접기설계도면및제품 2. 냉간압접기를통한스테인리스강접합결과물 3. 중간발표자료, 최종발표자료 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 사회적영향 ( ), 윤리성 ( ), 미적요소 (-), 보건및안전 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 팀당 3명으로구성 - 과제 kick-off meeting (9월 11일이전 ) - 매주발표 ( 보고형태, 교수별 ) - 1학기최종발표 (12월, 교수별, 학년전체 ) - 최종발표회 (5월말, 교수별, 학년전체 ), 내년 1학기보고서제출 ( 논문형태 )
주제 (3) 제목 : 실제원전환경을고려한이종용접금속시험편제작및응력해석을통한응력부식균열 (SCC) 발생연구 내용 : 원자력구조물중가압경수로와같은조건으로이종용접금속시험편제작하고용접부의응력해석을통해응력부식균열이발생할수있는응력조건을제시함으로써실제원전구조물의안정성및신뢰성을도모한다. - 실제원전구조물의가압경수로의설계도면을바탕으로현장실제상황과유사한이종용접금속시험편설계및구성 - 응력해석을통해응력부식균열발생위치등을찾는방향으로접근 - 응력부식균열의발생원인이되는잔류응력을조절하여영향력확인 목적 : 인코넬재료로이종용접금속시험편제작시발생하는응력을해석하여응력부식균열의발생위치를찾고, 균열이발생하지않는적정응력조건을제시함으로써원전구조물의안정성을확보한다. 결과물 : 1. 실제원전구조물과유사한이종용접금속시험편제작 2. 시험편의응력해석을통한응력부식균열발생위치예상 3. 중간발표자료, 최종발표자료 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 사회적영향 ( ), 윤리성 ( ), 미적요소 (-), 보건및안전 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 팀당 2명으로구성 - 과제 kick-off meeting (9월 11일이전 ) - 매주발표 ( 보고형태, 교수별 ) - 1학기최종발표 (12월, 교수별, 학년전체 ) - 최종발표회 (5월말, 교수별, 학년전체 ), 내년 1학기보고서제출 ( 논문형태 )
주제 (4) 제목 : 응력부식균열 (SCC) 제작시음향방출 (Acoustic Emission) 시험을통한균열감지및균열발생신호해석 내용 : 원자력구조물중가압경수로와같은조건으로응력부식균열시험편제작시, 음향방출시험을통해균열을감지하고균열발생신호를해석한다. - 실원전구조물의가압경수로의설계도면을바탕으로현장실제상황과유사한실험설비설계및구성 - 음향방출신호해석을통해균열발생위치, 발생시간등을찾는방향으로접근 - 응력부식균열의발생원인이되는부식환경과잔류응력을조절하여각인자의영향력확인 목적 : STS 316 재료로응력부식균열제작시음향방출기법을통해균열을감지하고균열발생신호를해석하여균열시작시간을찾는다. 결과물 : 1. 각재료의응력부식균열제작시음향방출센서를통한정형화된자료 2. 음향방출신호해석을통한응력부식균열발생시간찾기 3. 중간발표자료, 최종발표자료 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 사회적영향 ( ), 윤리성 ( ), 미적요소 (-), 보건및안전 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 팀당 2 명으로구성 - 과제 kick-off meeting (9 월 11 일이전 ) - 매주발표 ( 보고형태, 교수별 ) - 1 학기최종발표 (12 월, 교수별, 학년전체 ) - 최종발표회 (5 월말, 교수별, 학년전체 ), 내년 1 학기보고서제출 ( 논문형태 )
담당교수 : 이상철교수 < 주제 1> 제목 : 쿼드로터의자율비행을위한유도제어법칙설계및구현 설계내용 : 소형비행체인쿼드로터의자율비행을위해마이크로프로세서를이용 한센서데이터처리와유도제어법칙설계및구현 설계목적 : 하드웨어설계, 동력학, 유도제어이론, 마이크로프로세서, 소프트웨어 개발, 센서데이터처리등을쿼드로터의유도제어법칙설계 구현에적용 결과물 : 비행제어컴퓨터설계도면, 중간발표자료, 최종발표자료, 제작된쿼드로터 의비행제어컴퓨터및소스코드 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 윤리성 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업 표준 ( ) ( 윤리성과환경적영향은강의로대체 ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 팀당 3~4명으로구성, - 예비설계발표회 (10월, 교수별 ) - 상세설계발표회 (11월말, 전체 ), 종합설계 I 설계보고서제출 - 제작및성능평가발표회 (3월, 교수별 ) - 최종발표회 (5월말, 전체 ), 종합설계 II 설계보고서제출
< 주제 2> 제목 : C++ 을이용한항공기 3 차원회피알고리즘개발 설계내용 : 항공기운동방정식과상태변수에대한확률모델링을이용한충돌회피 및유도알고리즘의개발 설계목적 : 동력학, 제어이론, 확률론등의이론을습득하고실습하며이를바탕 으로 C Cross Compiler 와 C++ 을이용한객체지향소프트웨어개발능력함양 결과물 : 소프트웨어개발계획, 중간발표자료, 최종발표자료, 제작된항공기 3 차원 회피알고리즘소스코드 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 윤리성 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업 표준 ( ) ( 윤리성과환경적영향은강의로대체 ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 팀당 2~3명으로구성, - 예비설계발표회 (10월, 교수별 ) - 상세설계발표회 (11월말, 전체 ), 종합설계 I 설계보고서제출 - 제작및성능평가발표회 (3월, 교수별 ) - 최종발표회 (5월말, 전체 ), 종합설계 II 설계보고서제출
< 주제 3> 출처 ; 나윤주, 최승원, 정연득, 조성욱, 심현철, 가변피치프로펠러쿼드로터의연구, 개발및자세제어비행, 한국항공우주학회 2010년도춘계학술대회논문집, 2010, pp. 631~634. 제목 : 가변피치프로펠러를이용한쿼드로터의호버링자세제어기설계및구현 설계내용 : 가변피치프로펠러를이용한쿼드로터의안정적인호버링자세제어기 를설계 구현 설계목적 : 하드웨어설계, 동력학, 자동제어, 마이크로프로세서, 소프트웨어개발, 센서데이터처리등을쿼드로터의자세제어기설계 구현에적용 결과물 : 설계도면, 중간발표자료, 최종발표자료, 제작된쿼드로터의비행제어컴퓨 터및소스코드 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 윤리성 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업 표준 ( ) ( 윤리성과환경적영향은강의로대체 ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 팀당 3~4명으로구성, - 예비설계발표회 (10월, 교수별 ) - 상세설계발표회 (11월말, 전체 ), 종합설계 I 설계보고서제출 - 제작및성능평가발표회 (3월, 교수별 ) - 최종발표회 (5월말, 전체 ), 종합설계 II 설계보고서제출
담당교수 : 이수용교수 제목 : 항공우주, 자동차또는일반기계부품의구조적변형해석연구 목적 : 학부과정에서습득한재료및구조역학이론과공학설계에관한지식을바탕으로실제적용되고있는구조물을아래 6개의제한조건에따라설계하고유한요소해석을통한결과와구조시험을통한결과비교분석을통해구조물에대한종합설계능력을확보한다. 내용 : - 자유과제 : 관심대상구조물선정 ( 상용화되고있는구조물, 문헌조사 ) - 구조물의운용조건및외부하중조건분석 - 유한요소해석을통한시뮬레이션수행 ( 재료기본물성시험수행 ) - 해석결과에대한타당성분석 ( 구조시험 ) - 성능개선을위한재설계및유한요소해석수행 결과물 : 첫번째학기 - 자료분석결과및중간설계보고서두번째학기 설계및해석결과를포함한최종설계보고서 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 윤리성 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 개별또는 2명이내로팀구성 - 유한요소기본이론습득및상용 FEM 프로그램사용 - 매주연구진행보고 - 예비설계발표 (12월, 개별 / 팀별 ) - 상세설계발표및 1학기설계보고서제출 ( 개별 / 팀별 ) - 구조물제작및해석및시험결과발표회 (5월, 개별 / 팀별 ) - 최종발표회 (6월말, 전체 ), 2학기설계보고서제출
담당교수 : 이승환교수 제목 : 스마트폰, 자동차및항공기생산공정에서의레이저마이크로머시닝및용접에관한연구 목적 : 레이저를이용하여재료가공시에발생하는물리적현상을스마트폰, 자동차및항공기 ( 선택 ) 제작공정을통해이해하고, 레이저및재료의특성에따른최적공정조건설계 내용 : 1) 레이저 (Laser) 의기본원리이해 2) 레이저를이용한생산기법 ( 마이크로머시닝, 용접등 ) 의원리이해 3) 상용프로그램을이용한레이저재료가공시뮬레이션 4) 레이저를이용한재료가공현장학습 5) 최적공정조건설계 결과물 : 레이저를이용하여가공된부품평가및최적공정설계 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적 ; 영향 ( ), 사회적영향 ( ), 윤리성 ( ), 미적요소 ( ), 보건및안전 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 4명 1팀으로구성 - 팀별로대상소재선택 - 매주개인별 Progress Report 제출 ( 개인별평가후학점에반영 ) - 각조별로학기당 2회의보고서를작성 - 중간발표 ( 학기중 )/ 최종발표 ( 학기말, 최종보고서는논문형태 ) 문의 : 이승환교수, 장소 : 추후공지, e-mail: seunglee@kau.ac.kr
담당교수 : 이열교수 < 주제 1> 제목 : 초음속추력편향장치설계 목적 : 압축성유동이론및컴퓨터 (CFD) 도구등을통하여초음속추력편향제어노즐설계기법및성능평가방법습득 내용 : (1) 실험용초음속노즐설계방법습득 (2) 다양한플랩의이동미케니즘설계및제어기법개발 (2) 노즐유동과플랩과의상호작용에관한수치해석 (3) 추력편향시험평가 결과물 : 첫번째학기 - 기존자료분석결과, 중간설계보고서, 두번째학기 - 설계결과및검증결과를포함한최종설계보고서 설계요소 : 목표 / 기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 평가 ( ) 제한조건 : 경제성 ( 제작단가, 수요의범위 ), 환경 ( 저공해, 생태계영향 ), 윤리 ( 지적소유권, 공학도의윤리, 독창성 ), 생산성 / 내구성 ( 생산및제작특성, 구성요소의내열 / 내마모특성 ), 산업표준 ( 압력용기및내열기술표준, 배출가스규약 ) 등고려. 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 기초설계이론및수치해석기법사용 - 열역학 I, 유체역학 I, II, 압축성유동과목과관련된이론적용 - 팀당 2-3명으로구성예정 - 2015년 2학기압축성유동수강 - 첫번째학기설계발표회 ( 팀별및전체 ) 와중간설계보고서제출 - 두번째학기설계발표회 ( 팀별및전체 ) 와최종설계보고서제출 < 주제 2> 제목 : 초음속연마노즐 (Abrasive Blasting Nozzle) 설계
목적 : 압축성유동이론및컴퓨터 (CFD) 도구등을통하여초음속연마노즐설계기법과성능평가및개선방법습득 내용 : (1) 1-D 등엔트로피초음속노즐설계방법습득 (2) 마찰및열전달효과가포함된 1-D 초음속노즐설계방법공부 (3) 노즐유동에관한 CFD 수치해석 결과물 : 첫번째학기 - 기존자료분석결과, 중간설계보고서, 두번째학기 - 설계결과및검증결과를포함한최종설계보고서 설계요소 : 목표 / 기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 평가 ( ) 제한조건 : 경제성 ( 제작단가, 수요의범위 ), 환경 ( 저공해, 생태계영향 ), 윤리 ( 지적소유권, 공학도의윤리, 독창성 ), 생산성 / 내구성 ( 생산및제작특성, 구성요소의내열 / 내마모특성 ), 산업표준 ( 압력용기및내열기술표준, 배출가스규약 ) 등고려. 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 기초설계이론및수치해석기법사용 - 열역학 I, 유체역학 I, II, 압축성유동과목과관련된이론적용 - 팀당 2-3명으로구성예정 - 2015년 2학기압축성유동수강 - 첫번째학기설계발표회 ( 팀별및전체 ) 와중간설계보고서제출 - 두번째학기설계발표회 ( 팀별및전체 ) 와최종설계보고서제출 < 주제 3> 제목 : 원심형사이클론집진기설계및개발
목적 : 열 / 유체공학이론및컴퓨터를활용한도구등을통하여알루미늄연소후발생하는입자집진장치설계기법및성능평가방법체득 내용 : (1) 기존싸이클론설계및성능예측기법이해및개선 (2) 상용수치해석코드를이용한싸이클론내부유동해석 (3) 기초시험장치설계및시험평가 결과물 : 첫번째학기 - 기존자료분석결과, 중간설계보고서, 두번째학기 - 싸이클론설계결과및검증결과를포함한최종설계보고서 설계요소 : 목표 / 기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 평가 ( ) 제한조건 : 경제성 ( 제작단가, 수요의범위 ), 환경 ( 저공해, 생태계영향 ), 윤리 ( 지적소유권, 공학도의윤리, 독창성 ), 생산성 / 내구성 ( 생산및제작특성, 구성요소의내열 / 내마모특성 ), 산업표준 ( 압력용기및내열기술표준, 배출가스규약 ) 등고려. 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 기초설계이론및수치해석기법사용 - 열역학 I, 유체역학 I, II, 압축성유동과목과관련된이론적용 - 팀당 2-3명으로구성예정 - 2015년 2학기압축성유동수강 - 첫번째학기설계발표회 ( 팀별및전체 ) 와중간설계보고서제출 - 두번째학기설계발표회 ( 팀별및전체 ) 와최종설계보고서제출 < 주제 4> 기타열 / 유체공학관련자유주제 (1) Multimedia Fluid Mechanics 유체공학이론및실습접목주제 : 캠브리지대학의유체역학 교육자료에서제시된주제선택후, 실습장치설계제작및유체역학이론접목 (2) 물시계 / 물로켓의유체공학적접근 (3) 기타학생들이제안하는열 / 유체공학관련창의적주제
담당교수 : 이재욱교수 제목 : 개인용근거리이동수단을위한하이브리드시스템설계 / 제작 목적 : 1인용근거리이동수단의구동을위한하이브리드시스템 ( 배터리 / 구동모터 / 제어기 / 구동기어 ) 및에너지충전 ( 하베스팅 ) 시스템 ( 발전기 / 태양광 / 진동하베스터 / 충전장치 ) 및동력전달장치설계제작. ( 전기전자공학에대한기본지식필요 ) 내용 : 1) 하이브리드시스템구성요소의효율적인배치를위한 Layout 설계 2) 최적의에너지충전 ( 하베스팅 ) 시스템설계 3) 설계요소를고려한구동모터 / 배터리용량계산 4) 구동모터제어기설계 5) 효율적인동력분배및전달을위한기어장치설계 결과물 : 하이브리드자전거시스템시제품, 설계요소 : 목표및기준설정 ( ), 합성 ( ), 분석 ( ), 제작 ( ), 시험 ( ), 결과평가 ( ) 제한조건 : 경제요건 ( ), 환경적영향 ( ), 사회적영향 ( ), 윤리성 ( ), 미적요소 ( ), 보건및안전 ( ), 생산성 ( ), 내구성 ( ), 산업표준 ( ) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 매주개인별 Progress Report 제출 ( 개인별평가후학점에반영 ) - 학기별기말시험실시 ( 내용 : 공학설계 ) - 2주에한번씩전체미팅발표 ( 팀평가후학점에반영 ) 자전거 모터 ( 발전기 ) 진동에너지하베스터 하이브리드시스템
담당교수 : 장석필교수 < 주제 1> 제목 : 스마트폰냉각장치개발 내용 : 기초특성이해 - 열전달이해 - 스마트폰의열적특성이해 - 전자장치의열적특성이해 설계및장치제작기술습득 - 박판형 Thermal Spreader 제작기술습득 - 스마트폰의열설계주요인자습득 - FLUENT 또는 ICEPAK을이용한 Simulation 목적 : 된열역학, 유체역학, 열전달, 관련과목의지식을바탕으로스마트폰냉각장치설계, 제작평가까지종합적으로경험하고이해하는것 결과물 : 휴대폰냉각장치설계도면, 냉각장치 설계요소 : 목표및기준설정, 합성, 분석, 제작, Simulation, 실험, 평가 제한조건 : 경제요건 (O), 설계요소에부합되는내구성 (O), 산업표준 (O), 생산성 (O), 환경적여향 (O), 윤리성 (O) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 한팀으로구성 (3명), 2주에한번씩 Progress Report 제출 - 10월예비발표 /11월중간발표 /12월 1학기최종발표 /5월제작발표 /6월최종발표
< 주제 2> 제목 : 태양열에너지저장장치및태양열을이용한기타장치설계및제작 내용 : 기초특성이해 - 태양열에너지응용기술이해 - 태양열에너지발전시스템이해 - 기존신재생에너지대비태양열에너지효율이해설계및장치제작기술습득 - 태양열에너지저장기술습득 - 태양열에너지발전시스템증가를위한중요인자습득 목적 : 습득된열역학, 유체역학, 열전달, 관련과목의지식을바탕으로태양열에너지발전시스템이해및태양열에너지저장장치제작 결과물 : 태양열에너지응용기술요약정리, 태양열에너지저장장치제작, 태양열에너지저장실험결과 설계요소 : 목표및기준설정, 합성, 분석, 제작, Simulation, 실험, 평가 제한조건 : 경제요건 (O), 설계요소에부합되는내구성 (O), 산업표준 (O), 생산성 (O), 환경적여향 (O), 윤리성 (O) 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) - 한팀으로구성 (3~4명) 2주에한번씩 Progress Report 제출 - 10월예비발표 /11월중간발표 /12월 1학기최종발표 /5월제작발표 /6월최종발표
담당교수 : 장영근교수 제목 : CanSat 개발프로젝트 내용 : CanSat 개발을통해임무목적부터임무분석, 시스템요구조건도출, 시스템설계, 예비설계, 상세설계를통해설계를확정하고각종시험및평가를통해요구조건을검증한다. 상세설계가종료되면 CanSat설계규격서를바탕으로 CanSat을구성품제작하고제작된하드웨어를바탕으로시스템수준에서통합및시험을수행한다. 목적 : - 인공위성시스템에대한기술및지식을습득 - CanSat 시스템의설계및제작 - 전기전자부품과회로의기능 / 성능시험 - 위성시스템설계과정을경험하고시스템엔지니어링에대한이해증진 - 요구조건과요구조검검증기법을습득 결과물 : - SDR/PDR/CDR Data Package와각종 Technical Memo - 시스템및부품수준의규격서 (Specifications) - CanSat 비행모델하드웨어, 설계도면등 설계요소 : 설계목표및기준설정 ( 〇 ), 합성 ( 〇 ), 분석 ( 〇 ), 제작 ( 〇 ), 시험 ( 〇 ), 결과평가 ( 〇 ) 요구조건 / 제한조건 : 공학적제한 ( 〇 ), 경제요건 ( 〇 ), 환경 ( 〇 ), 보건및안전 ( 〇 ), 생산성 ( 〇 ), 내구성 ( 〇 ), 산업표준 ( 〇 ) - 시스템의임무목표설정 / 시스템요구조건할당 - 임무분석및시스템분석 - 요구조건을바탕으로표준음료수깡통크기 (350ml) 내에하드웨어구현 - 각종시험을통한설계검증및평가 - 최대무게 ; 1kg 이하 - 전력원으로태양전지를이용해야함 - RF 통신은아마추어무선통신규약에맞춰설계해야함 - 성층권에서운용가능하게설계해야하며, 착륙시주변환경을오염시켜서는안됨 - 성층권에서지상으로착륙시인명피해가없도록안전성고려해야함 - 낙하산을통한착륙이가능하도록설계등
- 주어진예산 TBD원내에서개발 - 6G 이상의충격을견딜수있어야함 운영계획 : - 2학기 ( 종합설계 1) 중에 SDR, PDR, CDR을통해설계를종료하고, 설계검토발표및 Data package 작성 - 1학기 ( 종합설계 2) 중에각서브시스템부품및어셈블리를제작하고시스템조립및시험을수행하여검증 - 제작된 CanSat으로미래창조과학부주관캔위성경연대회참가 (3년연속수상및 4년연속참가중 ) - 팀구성 (8 ~ 10 명 ): * CanSat 시스템 * 기계및구조서브시스템 * 자세제어서브시스템 * 데이터처리서브시스템 * 열제어서브시스템 * 통신서브시스템 * 전력서브시스템 * 비행소프트웨어 * 지상국시스템 * 탑재체 평가계획 : - 설계평가 (30%), 제작평가 (20%), 임무구현 (50%) 2012년도수상작 ( 우수상 ) 2013년도수상작 ( 장려상 ) 2013년도수상작 ( 최종선정팀 ) 2014 년도수상작 ( 최종선정팀 )
담당교수 : 전창수교수 < 주제 > 제목 : 냉동시스템설계팀제안주제 내용 : - 자료수집 : 현재상용화되는냉동시스템자료및데이터분석 - 문제정의 : 요구조건도출 - 성능해석 : 설계변수선정 - 초기개념설계 : 기존시스템분석 / 개념설계 - 상세설계 - 기타구조설계 - 모델제작 / 시뮬레이션평가 목적 : 주어지는문제정의에적합한냉동시스템에대하여개념설계, 상세설계, 모델제작하고, 모델을제작하는과정으로물리, 공업재료 / 재료역학, 전기전자공학, 열역학 / 유체역학, 기초공학 / 응용공학실험, 기계요소설계, 계측공학, 자동제어, 유체기계, 유체역학 / 열역학응용, 열시스템설계, 공기조화및냉동등의전공분야교과의응용을설계에적용하는과정을학습함. 결과물 : 팀별매주 1회면담으로과제를진행하고, 학기에 2-3회발표회를통해설계과정을검토함. 1학기 - 설계계획서, 개념설계, 부품설계도, 중간보고서, 2학기 상세설계도, 기타구조설계, 모델제작, 최종발표자료 / 보고서 설계요소 : 목표및기준설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가 제한조건 : 경제요건, 환경적영향, 윤리성, 생산성, 내구성, 산업표준, 안전 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) : 주별면담, 2-3회중간발표, 중간보고서, 최종발표 / 보고서
담당교수 : 최주호교수 < 주제 1 > 제목. 물성시험데이터를반영한통계기반알루미늄성형해석 내용 : 각종부품이나장치의구조해석 ( 변형및응력분포분석 ) 을수행하려면형상과함께재료의물성이필요하다. 이를위해기존의실험자료나밝혀져있는물성치를사용하는것은간편하고쉬우나실제그물성치가다르거나정확하지않은경우잘못된결과를초래할수있다. 본연구에서는시편인장실험에서얻은실측데이터를이용하여재료물성을표현하는 Ramberg-Osgood 공식의파라메터를통계적으로추정하고, 이렇게얻어낸파라메터를이용하여구조해석을수행하는방법을실습한다. 적용예로간단한알루미늄판의성형해석을수행하며실제성형을실시하여두결과가일치하는지를검증한다. 실측데이터의불확실성으로인해추정파라메터는확률분포로표현되며성형해석결과는신뢰구간으로제시되므로, 성형실험결과가신뢰구간내에포함되는지확인한다. 물성데이터확보가어려울경우에는굽힘해석을먼저실시하여역으로물성을추정하여활용하는방법도연구한다. 목적 : 물성데이터의통계적처리방법과확률기반해석절차를확립하고자함. 결과물 : 물성데이터, 파라메터추정코드, 실험데이터, 입증시험자료 설계요소 : 목표및기준설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 결과평가를포함함. 제한조건 : 경제요건, 안정성, 신뢰성, 윤리성, 사회적영향, 실행가능성이포함됨. 운영계획 : 3명한팀으로구성하여프로젝트방식으로매주발표진행. 중간및최종발표후보고서제출.
< 주제 2 > 제목. 볼트 / 너트의풀림메커니즘연구및풀림조건예측 내용 : 자동차를비롯한많은산업에서는각종체결및연결을위해볼트 / 너트가이용되고있으나이들에는종종풀림현상이발생하며, 그원인이아직명확히밝혀지지않은실정이다. 본연구에서는이를위해볼트너트의조임 / 풀림현상을시뮬레이션하는 3차원접촉해석을수행한다. 이를통해먼저조임토크하에서의체결조건을해석한다. 다음에는여러가지풀림조건 ( 풀림토크, 멤버전단하중, 관성력 ) 을부여하고이들이각각어느크기가되면풀림이발생하는지예측하며, 실제시험을통해검증한다. 해석에이용되는마찰계수의정확한추정을위해로드와셔를이용하여예력을측정하고이를통해마찰계수를역추정한다. 그결과이들간에어떤관계가있을때풀림이발생하는지파악하고풀림예방에활용한다. 한편조임 / 풀림토크에대해서는단순공식이있으므로이것과본연구의결과와어느것이잘맞는지비교한다. 목적 : 피팅풀림메커니즘파악통해풀림방지 결과물 : 조임풀림유한요소해석방법, 조임풀림시험결과, 풀림조건예측결과 설계요소 : 목표및기준설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 결과평가를포함함. 제한조건 : 경제요건, 안정성, 신뢰성, 윤리성, 실행가능성이포함됨. 운영계획 : 프로젝트방식으로매주발표진행. 중간및최종발표후보고서제출.
1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 Real data 1.1 0 25 50 75 100 125 150 < 주제 3 > 제목. 고장예측기법 (Prognostics & Health Management, PHM) 연구 내용 : 최근많은제품이나시스템들이단순히만드는것에그치지않고사용중에언제고장날지를미리예측하는기능을추가함으로써고장예방통한안전도모및사용중단으로인한손실을줄이는노력을많이하고있다. 이를위해서는고장관련핵심결함을잘관찰하여이를지속모니터링하고언제위험수준에이를지를통계적으로예측하는기술이필요한데이를 PHM 기술이라하며, 이는항공기균열, 배터리열화, 철도차륜결함, 자동차타이어공기압등다양한분야에적용되고있다. 본연구에서는이를위해기존에나와있는항공기동체균열, 베어링결함, 배터리충방전데이터등을대상으로고장수명예측을연습하고, 이를바탕으로간단한시험장치를구축하여실제로언제고장나는지예측및검증을실시한다. 목적 : 중요한안전장치나제품에대한고장방지통한안전도모및예측수리 결과물 : 고장예측을위한프로그램, 고장예측을수행및입증하는시험장치 설계요소 : 목표및기준설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 결과평가를포함함. 제한조건 : 경제요건, 안정성, 신뢰성, 윤리성, 실행가능성이포함됨. 운영계획 : 프로젝트방식으로매주발표진행. 중간및최종발표후보고서제출. Battery Failure Prediction Capacity (Ahr) RUL Threshold
담당교수 : 홍예선교수 제목 : Jumping mobile robot 설계 설계내용 : 1. 도약주행로봇의개념설계, 기초실험 ( 첫째학기 ) - 목표 : 도약주행로봇의기본작동방식도출 - 내용 : a) 도약주행로봇의작동방식도출, 비교 ( 공압식, 기계식등 ) b) 도약주행로봇의기초시험, 개념설계 ( 크기, 동력방식등 ) 2. 도약주행로봇의상세설계, 시제작, 성능시험 ( 둘째학기 ) - 목표 : 도약주행로봇의시제작 - 내용 : a) 도약주행로봇의상세설계및시제작 b) 도약주행로봇의성능시연 ( 도약거리, 도약높이, 주행, 조향등 ) 도약로봇의설계사례 (2015 년 ) 설계목적 : 동역학, 기구학, 유공압공학, 전기전자공학의종합 결과물 : 도약로봇시제 설계요소 : 목표및기준설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 결과평가 제한조건 : 경제요건, 환경적영향, 윤리, 생산성, 내구성, 산업표준
담당교수 : 황재혁교수 < 주제 1> 제목 : 인공위성의진동저감기법종합설계 내용 1) 인공위성진동저감기법연구동흡진기를적용한인공위성의태양전지판에서발생하는진동의효율적인진동저감기법연구 2) 위성카메라의미세진동제어를통한영상안정화 목적 : 인공위성의진동을억제하는최적의진동제어기설계기법습득 결과물 : 설계된동흡진기 / 에너지하베스터특성보고서, 제작된동흡진기 / 설계요소 : 동흡진기 / 영상보정장치매개변수 제한조건 : 무게 ( 경량화 ), 비용 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) : 발표 4회, 2개팀구성, 결과보고서제출
< 주제 2> 제목 : 자동차현가장치설계 내용 : 승용차를포함한자동차의능동형현가장치를효율적으로설계하는기법연구 목적 : 지면에서타이어를거쳐들어오는진동외란을효과적으로절연하여쾌적한승차감및주행조정성을확보 결과물 : 차량현가장치설계자료, 삼면도및부품도등의제작도면, 현가장치자동제어알고리즘, 결과보고서 설계구성요소 : 현가장치물성치 ( 강성, 질량, 감쇠 ) 및형태, 제어변수 제한조건 : 비용, 무게 ( 경량화 ), 기존설계구조모방금지, 산업표준양식에맞춘도면제작 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) : 발표 4회, 2개팀구성, 결과보고서제출
< 주제 3> 제목 : 소형지능재료펌프설계 내용 : 지능재료를구동기로적용하여소형유압펌프설계 목적 : 효율적인형상설계및구성품설계를통한펌프의성능극대화 결과물 : 설계펌프의구조해석자료, 삼면도및부품도등의제작도면, 실제펌프, 결과보고서 설계구성요소 : 펌프형상및구성품의형상치수및형태 제한조건 : 비용, 무게 ( 경량화 ), 기존설계구조모방금지, 산업표준양식에맞춘도면제작, 운반및조립분해를고려한내구성확보. 운영계획 ( 발표, 보고서, 팀구성등 ) : 발표 4회, 2개팀구성, 결과보고서제출