머신러닝 기법의 발달과 함께 기계에서 발생하는 다양한 종류(진동, 온도, 유량 등)의 데이터를 활용하여 기계의 상태를 진단하고 이상 탐지 및 비정상 분류 연구도 활발히 진행되고 있다. 특히 진동 데이터를 활용한 회전 기계의 상태 진단은 전통적인 기계 상태 모니터링 분야로 오랜 기간 동안 연구가 진행되었고, 연구 방법 또한 매우 다양하다. 본 연구에서는 가정용 에어컨에 사용되는 로터리 압축기에 가속도계를 직접 설치하여 진동 데이터를 수집하는 실험을 진행하였다. 데이터 부족 문제를 해결하기 위해 데이터 분할을 수행하였으며, 시간 영역에서의 진동 데이터로부터 통계적, 물리적 특징들을 추출한 후, Chi-square 검증을 통해 고장 분류 모델의 주요 특징을 추출하였다. SVM(Support Vector Machine) 모델은 압축기의 정상 혹은 이상 유무를 분류하기 위해 개발되었으며, 파라미터 최적화를 통해 분류 정확도를 개선하였다.

제한된 실험 데이터로부터 확률분포함수를 추정하기 위해서 KDE가 많이 사용되고 있다. KDE에 의한 분포함수는 대역폭 선택법에 따라서 실험 데이터에 대해 평활하거나 과대적합된 커널 추정치를 생성한다. 본 연구에서는 Silverman’s rule of thumb, rule using adaptive estimate, oversmoothing rule을 사용해서 각 방법에 따른 정확성과 보수적인 성향을 비교하였다. 비교를 위해서 단봉분포와 다봉분포를 가지는 실제 모델을 가정하고 통계적 시뮬레이션을 수행한 다음 다양한 데이터의 개수에 따른 추정된 분포함수의 정확도와 보수성을 비교하였다. 또한, 간단한 신뢰성 예제를 통해 대역폭 선택법에 따른 KDE의 추정된 분포가 신뢰성 해석 결과에 어떻게 영향을 미치는지 확인하였다.

In engineering problems, many random variables have correlation, and the correlation of input random variables has a great influence on reliability analysis results of the mechanical systems. However, correlated variables are often treated as independent variables or modeled by specific parametric joint distributions due to difficulty in modeling joint distributions. Especially, when there are insufficient correlated data, it becomes more difficult to correctly model the joint distribution. In this study, multivariate kernel density estimation with bounded data is proposed to estimate various types of joint distributions with highly nonlinearity. Since it combines given data with bounded data, which are generated from confidence intervals of uniform distribution parameters for given data, it is less sensitive to data quality and number of data. Thus, it yields conservative statistical modeling and reliability analysis results, and its performance is verified through statistical simulation and engineering examples.

According to the structure, solenoid valve can be categorized as spool valve or poppet valve. While various research on spool valve which has simple structure and fine susceptibility to contamination has been conducted, poppet valve which has less susceptibility to contamination and advantage in a long time operation still need much research because of its complicated structure. In order to design the poppet valve, various parameters such as the diameter of the poppet, the angle of the poppet, the diameter of the disk, the spring stiffness, the spring preload and flow path structure should be considered. Conventional studies on poppet valve usually take only one design parameters and did not much focused on the effect of the parameters on flow characteristics. In this paper, the change of the flow characteristics according to the design parameters of the poppet valve for 3/2Way solenoid valve is analyzed. The previous studies and the results of initial model analysis was referred for the selection of the design parameters. The effects of design parameters on maximum pressure, minimum pressure, and pressure drop was examined using analysis of means(ANOM).

신뢰성 해석 및 신뢰성기반 최적설계는 불확실성을 고려한 확률변수를 입력 값으로 요구하며, 확률변수는 모수적․비모수 적 통계모델링 방법을 사용하여 확률분포함수의 형태로 정량화 된다. 신뢰성 해석과 같은 통계적 해석은 입력되는 확률분포 함수의 특성이 결과값에 영향을 미치게 되며, 확률분포함수는 통계모델링 방법에 따라 다른 형태를 가지게 된다. 본 연구에 서는 모수적 통계모델링 방법인 순차적 통계모델링 방법과 비모수적 방법인 커널밀도추정을 사용하여 데이터의 개수에 따 른 통계모델링의 결과를 분석하였다. 또한 수치예제를 통해 두 가지 기법에 따른 신뢰성 해석의 결과를 분석하였고, 데이터 의 개수에 따른 적절한 기법을 제안하였다.

입자 복합재료는 입자의 형상, 크기 그리고 분포의 산포특성으로 인해 물성치의 편차가 존재하고, 입자 복합재료를 사용 한 시스템의 거동 또한 산포가 존재한다. 하지만 입자의 산포특성을 고려하기 어려우므로 균질화법을 사용하여 시스템의 거 동을 해석하거나 국부영역에서 미세구조를 적용하여 해석한다. 본 연구에서는 입자의 랜덤적 산포특성을 고려하기 위해 RMDFs(random morphology description functions)를 사용하여 랜덤 미세구조를 생성하였고, 단면 1차 모멘트를 사용하여 가우시안 함수의 수(N)와 입자의 산포특성의 관계를 분석하였다. 그리고 랜덤 미세구조 구조물의 거동을 분석하기 위하여 랜덤 미세구조를 전체에 반영한 외팔보에 multi-scale 해석을 수행하였다. 그 결과 입자의 산포특성과 외팔보의 처짐의 편차 는 N의 증가에 따라 감소하고 N=200에서 수렴하는 것을 확인하였다.

Thin films of single-wall carbon nanotubes (SWNT) with various thicknesses were fabricated, and their optical andelectrical properties were investigated. The SWNTs of various thicknesses were directly coated in the arc-discharge chamberduring the synthesis and then thermally and chemically purified. The crystalline quality of the SWNTs was improved by thepurification processes as determined by Raman spectroscopy measurements. The resistance of the film is the lowest for thechemically purified SWNTs. The resistance vs. thickness measurements reveal the percolation thickness of the SWNT film tobe ~50nm. Optical absorption coefficient due to Beer-Lambert is estimated to be 7.1×10-2nm-1. The film thickness for 80%transparency is about 32nm, and the sheet resistance is 242Ω/sq. The authors also confirmed the relation between electricalconductance and optical conductance with very good reliability by measuring the resistance and transparency measurements.

The NO gas sensing properties of ZnO-carbon nanotube (ZnO-CNT) composites fabricated by the coaxial coating of single-walled CNTs with ZnO were investigated using pulsed laser deposition. Upon examination, the morphology and crystallinity of the ZnO-CNT composites showed that CNTs were uniformly coated with polycrystalline ZnO with a grain size as small as 5-10 nm. Gas sensing measurements clearly indicated a remarkable enhancement of the sensitivity of ZnO-CNT composites for NO gas compared to that of ZnO films while maintaining the strong sensing stability of the composites, properties that CNT-based sensing materials do not have. The enhanced gas sensing properties of the ZnO-CNT composites are attributed to an increase in the surface adsorption area of the ZnO layer via the coating by CNTs of a high surface-to-volume ratio structure. These results suggest that the ZnO-CNT composite is a promising template for novel solid-state semiconducting gas sensors.

The hydrogen gas sensing properties of a zinc oxide nanowire structure were studied. Porous zinc oxide nanowire structures were fabricated by oxidizing zinc deposited on a single-wall carbon nanotube (SWNT) template. This revealed a porous ZnO-SWNT composite due to the porosity in the SWNT film. The gas sensing properties were compared with those of zinc oxide thin films deposited on SiO2/Si substrates in sensitivity and operating temperature. The composite structure showed higher sensitivity and lower operating temperature than the zinc oxide film. It showed a response even at room temperature while the film structure did not.

The effects of the field emission property in relation to the surface morphology and adhesion force were investigated. The single-wall-nanotube-based cathode was obtained by use of an in-situ arc discharge synthesis method, a screen-printing method and a spray method. The morphologies of the formed emitter layers were very different. The emission stability and uniformity were dramatically improved by employing an in-situ arc discharge synthesis method. In this study, it was confirmed that the current stability and uniformity of the field emission of the cathode depend on the surface morphology and adhesion force of the emitters. The current stability of the field emission device was also studied through an electrical aging process by varying the current and electric field.

A simple method to deposit carbon nanotube films uniformly on large area substrates using an arc discharge method is reported in this paper. The arc discharge method was modified to deposit carbon nanotube films in situ on the substrates. The substrates were scanned several times over the arcing point for a uniform film thickness. Deposition was carried out under variable dc bias conditions at 600 torr of H2 gas. The thickness uniformity of the single-wall carbon nanotube films as characterized by a four-point probe was within 30% deviation. The morphology and crystal quality of the single-wall carbon nanotube film were also characterized by field emission scanning electron microscopy and Raman spectroscopy.

부산지역에서 PM10 과 PM2.5중의 금속 성분 농도를 파악하기 위하여 2004년 3월부터 2004년 12월까지 조사하였다. PM10의 평균농도는 58.2μg/m3 농도범위는 8.3~161.1μg/m3이었으며, PM2.5의 평균농도는 29.3μg/m3, 농도범위는 2.8~65.3μg/m3였다. PM10의 평균 질량농도는 황사시 121.5μg/m3, 비황사시 56.0μg/m3로 나타났다. 10 이상의 지각농축계수를 보인 성분은 Cd, Cr, Cu, Ni, Pb 및 Zn로서 인위적기원을 받은 것으로 추정된다. PM10과 PM2.5 중 미량금속 성분의 지각농축계수는 황사시보다 비황사시에 높게 나타났으며, 인근의 공단지역으로부터 인위적 오염물질이 수송된 것으로 추정된다. PM10과 PM2.5의 토양입자의 평균 기여율은 각각 15.2%와17.5%였다. 토양기여율의 황사/비황사비는 PM10과 PM2.5에서 각각 1.9와 2.1로 나타났다.

우리나라산 곤충병원성 선충(Heterorhabditis sp. Gyeongsan, Steinernema carpocapsae GSN1, S. glaseri Dongrae, S. longicaudum Nonsan, S. monticolum Jiri)을 이용한 잔디밤나방(Spodotera depravata)의 환경 친화적 방제 가능성을 알아보기 위하여 실내와 야외에서 실험을 수행하였다. 아울러 잔디의 예고가 곤충병원성 선충의 효과에 미치는 영향과 야외에서 곤충병원성 선충의 처리가 잔디밭에 분포하고 있는 개미와 집게벌레의 밀도 변화에 미치는 영향도 조사하였다. 잔디밤나방 3령충은 곤충병원성 선충에 대하여 처리 5일째 53.3%에서 66.7%의 보정사충율을 나타내었다. S. carpocapsae GSN1과 S. monticolum Jiri의 잔디밤나방 3령충에 대한 반수치사농도 (LC)는 6.9와 3.9마리였다. S. carpocapsae GSN1의 병원성은 잔디밤나방의 령기에 따라 차이가 있어 2령충에서 73.3%로 가장 높았으며, 3령충부터 감소하였다. 예고는 곤충병원성 선충의 병원성에 영향을 미쳤다. 들잔디의 예고가 14mm인 pot에서 4령충의 치사율은 S. carpocapsae GSN1 처리가 40.0%였고, S. monticolum Jiri처리는 33.3%였으며 fenitrothion은 83.3%의 치사율을 나타내었으나 45mm구에서는 모두 낮았다. 곰개미(Formica japonica) 분포지에서 선충처리구의 보정사충율은 fenitrothion 처리구에 비하여 낮았으나, 개미의 감소율은 fenitrothion구에서 56.7%로 높았고, S. carpocapsae GSN1 처리구와 S. monticolum Jiri 처리구에서는 각각 0%, 6.7%로 낮았다. 잔디의 예고는 S. carpocapsae GSN1과 fenitrothion의 효과에 영향을 미쳤다. S. carpocapsae GSN1은 3-4cm 예고구에서는 62.2%의 방제효과를 나타내였으나, 6-8cm와 12-14cm의 예고구에서는 전혀 효과가 없었다. 그러나 fenitrothion 처리구에서는 유의적 차이가 없었다. 못뽑기집게벌레(Forficula scudderi)의 밀도도 fenitrothion 처리구에서만 감소를 보였다. 즉, 3-4cm 예고구에서는 100%의 감소율을 보였고, 6-8cm 구에서는 41.7%, 12-14cm 구에서는 16.1%의 감소율을 나타내었다.