기계굴착장비의 최적 설계를 위한 픽 커터의 암석 절삭효율 평가

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 공과대학 에너지시스템공학부, 2017. 8. 전석원.다양한 암반기계굴착 기법들이 각종 토목․자원 개발 공사에서 적용되어 오고 있고, 발파굴착공법과 비교하여 가지는 안전성, 공사효율, 공사성 등의 장점 때문에 그 적용사례가 점차 증가하고 있는 추세이다. 특히 도심지 터널공사나 해저에서의 파이프/케이블라인 매설에는 기계굴착공법의 적용이 필수적이다. 암반을 굴착하는 기계 장비 중 픽 커터를 굴착도구로 사용하는 TBM, 로드헤더, 트렌쳐, Auger 등은 터널링, 드릴링, 자원개발, 트렌치 공사 등에 광범위하게 활용 될 수 있다. 기계식 굴착장비는 장비의 설계 변경이 매우 어렵기 때문에, 대상 지반의 특성을 고려하여 장비를 설계하고 그 운용조건을 사전에 결정하는 것이 매우 중요하다. 기계굴착장비의 핵심설계변수로는 커터배열, 추력, 토크, 회전속도 등이 있고, 이 설계 변수들은 굴착도구인 픽 커터의 절삭조건 (압입깊이, 커터간격, 절삭각도 등)과 암반의 물성이 절삭력, 절삭효율, 장비의 안정성에 미치는 영향을 종합적으로 고려하여 최적화하여야 한다. 본 연구에서는 픽 커터의 여러 절삭조건들이 절삭성능과 절삭효율에 미치는 영향을 분석하기 위하여 소규모 선형절삭시험 장비를 제작하고 다양한 절삭조건 하에서 선형절삭시험을 수행하였다. 픽 커터의 절삭조건 (압입깊이, 커터간격, Skew angle, Attack angle)과 여러 가지 설계 변수간의 상관관계를 정량적으로 분석하고 절삭효율과 장비의 안정성 측면을 모두 고려하여 최적의 절삭조건을 제안하였다. 또한 암석의 절삭과정에서 발생하는 암편의 크기와 그 분포를 체시험과 이미지 프로세싱 기법을 이용하여 정량적으로 분석하였다. 암편의 크기분포는 굴착효율과 밀접한 상관관계를 보였으며, 암편의 크기가 클수록, 미세분진의 비율이 낮을수록 굴착효율이 높은 절삭조건인 것으로 나타났다. 픽 커터에 의한 암석의 절삭과정을 AUTODYN-3D를 이용하여 수치해석적으로 모사하고, 굴착효율을 평가하였다. 특히 암석절삭해석에서 기존의 그리드기반의 FEM이 가지는 한계점을 극복하기 위하여 SPH기법의 적용성을 평가하고 다수의 커터에 의한 암석의 절삭과정을 모사하는 해석 모델을 제안하였다. SPH기법을 사용한 수치해석모델은 선형절삭시험결과와 비교하여 볼 때 암석의 절삭과정을 현실적으로 모사할 수 있었고, 이를 통해 SPH기법의 적용성을 확인할 수 있었다. 픽 커터를 사용한 트렌칭 커터의 설계과정을 제안하였다. 본 연구에서 얻은 선형절삭 시험결과와 수치해석 결과를 종합하여 트렌칭 커터의 설계를 수행하였고, 트렌칭 커터의 최적운용조건을 제안하였다. 본 연구의 시험결과, 수치해석기법, 설계자료들은 트렌칭 커터의 설계 및 픽 커터를 사용한 다양한 기계굴착장비의 설계에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.The application of mechanical excavation method has been used in many civil and mining projects, and its demand has been rapidly increased due to the numerous advantages regarding safety, stability, high advance rate, less environmental impact and construction practice compared with the drill and blasting method. Especially, the mechanical excavation is sometimes essential for the urban, subsea tunneling and subsea trenching. There are many types of mechanical excavators including TBM, roadheader, trencher, and auger, which use pick cutters. Because it is difficult to change the design of the mechanical excavators, it is important to design the machine considering the characteristics of the given geological conditions and to determine the operational conditions in advance. The design parameters of the mechanical excavators are mainly cutter arrangement, thrust, torque, and rotational speed of the cutterhead. These design parameters should be carefully estimated with consideration of the effect of the cutting conditions (i.e., penetration depth, cut spacing, and cutting angle) on the cutting force, cutting efficiency, and mechanical stability of a machine. In this study, a small linear cutting test equipment was manufactured, and a series of tests were performed under various cutting conditions to investigate the effect of various cutting parameters on the cutting performance and the cutting efficiency. This study quantitatively analyzed the relationship between cutting conditions (penetration depth, cut spacing, skew angle and attack angle) and various design parameters of the pick cutter. Then the optimal cutting conditions considering both the cutting efficiency and the stability of the mechanical excavators were suggested. The size and distribution of the rock chip generated during the rock cutting process were quantitatively analyzed using sieve testing and image processing techniques. The size distribution of the rock chips was highly correlated with the rock cutting efficiency. The larger the chip size and the smaller the ratio of rock powder, the higher the cutting efficiency was. The rock cutting process by a pick cutter was numerically simulated using AUTODYN-3D, and the cutting efficiency was evaluated using the developed numerical model. To overcome the limitations of existing grid based FEM in rock cutting simulation, the applicability of SPH (Smooth Particle Hydrodynamics) technique was evaluated, and the numerical model was proposed to simulate the rock cutting process by pick cutters. The SPH method could successfully simulate the rock cutting process that matches with the LCM test result. Therefore, the applicability of the SPH method was validated. The design process of a trenching machine installed with pick cutters was proposed. The operation condition and cutter arrangement were optimally determined based on the results of the linear cutting test and the numerical analysis obtained in this study. As a result of this study, it is expected that the experimental results, numerical model and design process can be used for the design of trenching cutter and the other mechanical excavators using pick cutters1. Introduction 1 1.1 Background 1 1.2 Motivation 10 1.3 Objectives and the structure of the dissertation 12 2. Literature review 14 2.1 Rock cutting mechanism and its parameters 14 2.2 Theoretical studies 21 2.3 Experimental studies 23 2.4 Numerical studies 31 2.5 Chip size distribution 40 3. Methodology 44 3.1 Scaled linear cutting machine system 44 3.2 Experiment design 47 3.3 Experimental set-up 49 3.4 Measurement of chip size distribution 57 4. Results of LCM test 64 4.1 Linyi-sandstone 64 4.2 Concrete 75 4.3 Effect of skew angle 86 4.4 Effect of attack angle 113 4.5 Relieved versus Unrelieved cut 127 5. Chip size analysis 129 5.1 Chip size distribution 129 5.2 Size distribution parameters 133 6. Numerical modelling of rock cutting 152 6.1 Limitation of FEM in rock cutting simulation 152 6.2 Smooth particle hydrodynamics 156 6.3 Numerical Model 163 6.4 Numerical simulation 177 7. Discussion 213 7.1 Analysis of the LCM result 213 7.2 Numerical simulation 222 7.3 Design case of trench cutter 226 8. Conclusions 240Docto

Effect of the kind of Dietary Fat and Feeding Pattern on the Lipid Metabolism in Young and old rats

본 연구는 연령이 다른 흰 쥐의 체내 지방대사에, 지방의 중류를 달리한 고지방식이와 식이 공급 방법이 미치는 영향을 알아보고자 계획되었다. 실험동물은 Wistar종의 수컷 흰 쥐로 평균체중이 69.5±4.7g인 4주된 어린 쥐와 283.7± 14.4g인 6개월된 성숙한 쥐 모두 56마리를, 식사의 내용으로 동물성 급원인 버터군과 식물성 급원인 옥수수유군으로 나눈 뒤, 각 지방군에 식이 공급 형태로서 nibbling군과 meal feeding군으로 다시 나눈 뒤 4주간 사육하였다. 식이내 단백질 함량은 무게의 15 %로, 지방함량은 무게의 30 %로 고정하였다. 본 실험의 결과를 요약하면 다음과 같다. 식이섭취량은 성숙한 동물, 버터군, nibbling군이 각각 어린 동물, 옥수수유군, meal feeding군보다 높았으며, 체중증가량은 식이 섭취량과 같은 경향이었으나 어린 동물의 옥수수유군에서 meal feeding군이 nibbling군보다 높은 경향을 보여주었고, 사료효율과 열량효율은 비슷한 경향으로 어린 동물이 성숙한 동물 보다 높은 경향을 나타냈다. 신체내 축적되는 지방함량은 epididymal fat pad의 무게와 같은 경향으로 연령이 높을수록 많이 축적되었으며, 간장과 비장의 무게 그리고 epididymal fat pad내 총지방 함량도 성숙한 동물이 어린 동물에 비해 높은 수치를 나타내었고, efididymal fat pad내의 총콜레스테롤 함량과 변내의 총지방, 총콜레스테롤 및 triglyceride함량은 연령이나 식이 투여 방법에 상관없이 옥수수유를 성취하는 군이 버터를 섭취하는 군보다 높았다. 또한 일일 지방의 섭취량은 버터군이 높았으나 배설량은 옥수수유군이 높았으므로, 결과적으로 지방의 흡수율은 버터 군이 옥수수유군보다 높았으며, 그러한 현상은 어린 동물에게서 더욱 현저 하였다. 혈청내의 총지방, 총콜레스테롤 및 triglyceride함량은 모두 어린 동물에게서 높은 경향을 보여주었으며, 총지방과 triglyceride의 함량은 버터군, meal feeding군이 높았고 특히 버터를 meal feeding하는 군에 유의적으로 높은 반면, 간내 총지방 총콜레스테롤 및 triglyceride의 함량은 각 실험군에서 유의적인 차이가 없었으나, 혈청에서 높았던 버터를 meal feeding하는 군이 모두 낮은 경향을 보여주었다. 또한 혈청의 총콜레스테롤 함량과 low density lipoprotein (LDL)과 high density lipoprotein (HDL) fraction은 모두 각 군간의 유의적인 차이가 없었다. 이상에서 흰 쥐의 지방대사에, 어린 동물에게는 지방종류가 더 큰 영향을 미치고, 성숙한 동물에게는 지방종류와 식이 투여 방법이 모두 영향을 미친다고 할 수 있다.;The purpose of this study was to investigate the effect of the kind of dietary fat and feeding pattern on the lipid metabolism in young and old rats. 56 male rats of Wistar strain were divided into two age groups: young rats weighed 69.5±4.7g; 4 weeks, old rats weighed 283.7±14.4g; 6 months. Each age group were divided into again 2 groups of butter group and corn oil group by lipid source. And then each group were divided into 2 subgroups: meal feeding group and nibbling group by feeding pattern for 4 weeks. All experimental groups were fed with 15% (wt./wt.of diet) of protein and 30% (wt./wt.of diet) of lipid. The result of this study was summarized as following: Food consumptions were relatively high En old rats, butter group and nibbling group compared with young rats, corn oil group and meal feeding group respectively during experimental period. Body weight gains were low in meal feeding group except young rats which were fed corn oil. F.E.R and C.E.R. after four weeks in young rats were higher than old ones. There was high correlation between the weight of epididymal fat pad and body fat deposit. The amount of body fat accumulation by empty carcas was high in old rats compared with young ones. In regard to fat absorption ratio, Butter group revealed higher ratio of lipid absorption than corn oil group and this tendency was clear in young rats. Fecal total Lipid and total cholesterol were significantly higher in corn oil group than butter group irrespective of age and feeding pattern. But triglyceride content was a little higher in corn oil group than butter group. Serum total lipid, total cholesterol and triglyceride content were relatively higher in young rats than old ones. Butter group and meal feeding group were higher in total lipid and triglyceride than others. Irrespective of age in total lipid and triglyceride content, Butter group of meal feeding showed higher values. But there was no significant difference in total cholesterol content. While HDL portion of Lipoprotein faction in serum was high in young rats of corn oil group compared with butter group, LDL portion showed reverse state. But there was no statistical significance and this tendency was not found in old rats. HDL and LDL portion among serum total lipid were higher in old rats than young ones. The weights of liver and spleen of old rats were than young ones and there were no significant differences in lipid sources and feeding pattern. Hepatic total lipid, total cholesterol and triglyceride content were not different significantly in all experimental groups. But it was note worthy that butter group of meal feeding was a little lower than any other group in hepatic lipid composition. Total lipid of epididymal fat pad was relatively higher in old rats than young ones. Total cholesterol of epididymal fat pad was significantly high in corn oil group irrespective of age and feeding pattern. As is stated above, young rats are affected by only lipid source, while old rats are affected by lipid source and feeding pattern in Lipid the metabolism.목차 = ⅲ 논문개요 = ⅵ Ⅰ. 서론 = 1 Ⅱ. 실험재료 = 3 A. 실험동물의 사육 = 3 B. 실험동물의 식이 = 3 Ⅲ. 실험방법 = 10 A. 식이섭취량 = 10 B. 체중 = 10 C. 사료의 효율 (Feed Efficiency Ratio, F.E.R) = 10 D. 열량의 효율 (Calorie Efficiency Ratio, C.E.R) = 11 E. 변의 채취 = 11 F. 각종 장기와 혈액 채취 = 11 G. 각종 장기, 변 및 혈청의 분석 = 12 H. 신체내 지방 함량 측정 = 12 I. 통계처리 = 13 Ⅵ. 실험결과 = 14 A. 식이섭취 , 체중증가량, 사료효율, 열량효율 = 14 B. Epididymal fat pad의 무게와 신체내 지방 함량 = 15 C. 섭취지방의 흡수율 = 18 D. 변내 총지방, 총콜레스트롤 및 triglyceride 함량 = 18 E. 혈청의 총지방, 총콜레스테롤 및 triglyceride 함량 = 21 F. 혈청의 lipoprotein분포비율 = 21 G. 간장과 비장의 무게 = 23 H. 간내의 총지방, 총콜레스테롤 및 triglyceride 함량 = 23 I. Epidldymal fat pad 내 총지방과 총콜레스테롤 함량 = 27 Ⅴ. 고찰 및 결론 = 28 참고문헌 = 33 ABSTRACT = 3

플래시메모리 성능 향상을 위한 웨어레벨링 알고리즘

학위논문(석사)--아주대학교 일반대학원 :소프트웨어특성화학과,2016. 2PC에 사용되는 파일 시스템, 운영체제, 그리고 이를 기반으로 만들어진 프로그램들은 섹터기반으로 되어 있다. 하지만 플래시 메모리는 블록과 페이지 기반으로 되어있다. 즉, PC에 사용되는 파일 시스템과 운영체제는 구조적으로 직접 플래시 메모리를 사용할 수 없는 문제가 발생한다. 이 문제를 해결하기 위해서 플래시 변환 계층을 적용하여 물리적인 블록과 페이지 위에 논리적인 섹터 구조를 구현하여, 기존 섹터 기반 파일 시스템, 운영체제 등이 아무런 문제없이 플래시 메모리를 사용할 수 있게 만들어 준다. 플래시 메모리의 또 다른 특징으로는 기존의 하드디스크와 달리 블록 당 삭제 횟수가 제한되어 있다. 그리고 블록 당 삭제 횟수의 제한을 넘게 되어 더 이상 정상적으로 동작하지 않는 블록을 배드 블록(Bad Block)이라고 한다. 또한 특정 블록에 집중적으로 연산이 집중되고 삭제 횟수가 늘어나게 되면, 수명이 다하게 되면 곧 사용할 수 없는 배드 블록이 된다. 이런 배드 블록들이 늘어날수록 플래시 메모리의 사용 가능한 용량이 지속적으로 감소하는 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 플래시 메모리에서는 블록 당 삭제 횟수를 균일하게 관리하여 저장 장치의 전체 영역을 골고루 사용하여, 전체적인 수명을 안전적으로 확보하기 위해 웨어레벨링(Wear-Leveling)을 이용하고 있다. 또한 플래시 메모리에는 다양한 유형이 존재하고 사용자들이 선호하는 유형도 다르다. 그렇기 때문에 SSD의 효과적인 사용을 위해서도 플래시 메모리의 효과적인 웨어레벨링이 더욱 중요해 진다. 따라서 본 논문에서는 기존의 웨어레벨링에 대한 관련연구와 기존보다 향상된 웨어레벨링에 대해 제안하고자 한다.제１장 서 론 1 제２장 관련연구 4 제１절 웨어레벨링(WEAR-LEVELING) 4 제２절 HOT-COLD SWAPPING기법 6 제３절 DUAL-POOL 기법 9 제３장 파일 정보 기반의 웨어레벨링 16 제１절 파일 정보 기반의 웨어레벨링 16 제２절 구조와 알고리즘 19 제４장 성 능 평 가 22 제５장 결론 및 향후연구 26 참 고 문 헌 28 ABSTRACT 30Maste

Performance of Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) based on New Electrode Binder (sPEEK/Nafion): Effect of Binder Content

술폰화한 폴리에테르에테르케톤(sPEEK)과 나피온(Nafion) 아이오노머를 혼합한 새로운 전극 바인더를 제조하여 DMFC 용 음극 바인더로서 적용 가능성을 고찰하였다. 새롭게 제조한 혼합 바인더는 높은 수소 이온 전도도와 메탄올 전달 속도 및 낮은 용해도와 우수한 기계적 물성을 나타냈다. 이를 도입한 음극에서 혼합 바인더 함량에 따른 셀 성능을 고찰하였으며, 10 wt% 혼합 바인더를 도입한 음극으로 구성된 셀이 가장 우수한 성능을 나타냈다

Heart of darkness의 사례

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :영어영문학과 문학전공,2005.Maste

Alpha invariant of the log pair for del Pezzo surfaces of degree one

Master본 논문은 차수(degree)가 1인 델 페조 곡면(del Pezzo surface)의 로그쌍(log pair)의 알파 불변값(Alpha invariant)을 예측하고 그 값을 특정 조건에서 일치하고 있음을 증명한다.Let S be a smooth del Pezzo surface of degree 1 and let E_1, E_2 be two disjoint (-1)-curves on S. We study the alpha invariant of the log pair (S, A), where A is an ample Q-divisor on S equivalent to -K_S+a_1 E_1+a_2 E_2 for some positive rational numbers a_1, a_2

Degradation of sulfonated 6FDA-ODA in aqueous medium

Sulfonated polyimides are new ionomer materials intened for use in special applications, namely proton exchange membranes for fuel cells. Owing to their good thermal stability, good mechanical properties, low gas permeability and good ionic conducitiy, polyimide polymers were good candidates for preparing proton exchange membranes. But, sulfonated polyimides are degraded in aqueous medium. The hydrolysis of sulfonated polyimide leads to polymer chain scissions. Such a decrease in the molecular weight also explain the brittlenes