대기오염의 심각성이 대두되면서 포장도로 혹은 비포장도로에서 발생되는 재비산 먼지의 농도 측정값 은 도로의 정비 및 청소의 근거 자료로 사용되며 대기의 공기질을 향상시키기 위한 개선책을 마련하는데 중요한 자료로 활용된다. 도로에서 재비산되는 먼지의 농도 측정은 도로 조건에 따라 변하는 측정차량의 속도, 측정 샘플링 입구의 위치, 샘플링 유량 등 다양한 변수의 영향을 받는다. 본 연구에서는, 도로 상황 에 따라 변하는 측정차량의 속도에 관계없이 효과적인 샘플링이 될 수 있도록 하는 등속흡인장치의 평가 를 수치해석 방법으로 진행하였다. 본 연구에서 사용된 등속흡인장치의 입구는 도로 재비산 먼지를 흡입하기 위한 샘플링 라인과 연결되 어 있고, 측정차량의 속도에 따라 등속흡인장치로 유입되는 공기의 유량이 변하게 된다. 등속흡인장치 내 로 유입된 공기는 2단으로 분리되어 등속흡인장치를 빠져나간다. 즉, 도로 재비산 먼지의 농도를 측정하 기 위해 3 L/min의 유량은 등속흡인장치의 가운데에 위치한 중심관을 통해 에어로졸 측정 장비로 유입되 고, 나머지 유량은 후단의 관을 통해 등속흡인장치를 빠져나게 된다. 이 때, 등속흡인 조건을 만족하기 위 해 중심관의 입구 위치가 측정차량의 속도, 즉 총 샘플링되는 유량의 변화에 맞추어 이동하게 된다. 유동의 높은 레이놀즈 수와 등속흡인장치의 형상을 고려하고 standard κ-ε turbulence model을 이 용하여 등속흡인장치 내에서의 유동의 특성을 해석하였다. 이후 유동해석 결과를 바탕으로 하여 입자의 거동을 해석하였다. 유동 해석과 입자 거동 해석을 통해 분석한 결과, 측정차량의 속도 변화에 따라 중심 관의 위치가 선형적으로 변하며 측정차량의 속도가 20km/h부터 35km/h까지 변할 때 등속흡인장치 내에 서 등속 흡인이 가능한 것으로 평가되었다.

The author has proposed and verified the accuracy through experiments on a method of measurement through the use of sound waves that not only can quantitatively measure each of the dual directions of the fiber axis with high accuracy of membrane tension created on the surface of the membrane structure, but also can be easily operated in the field of construction. This paper reports the solution for problems of variables caused in the process of downsizing of the measurement equipment in order for practical use, and verifies the correspondence possibility of various stress ratios.

본 연구는 빠른 운항 속도와 짧은 운용 시간을 요구하는 임무에 활용될 저가 소형 자율 무인잠수정에 고가 대형 관성 측정 장치를 대신하여 사용할 수 있는 저가 소형 자세 측정 장치 개발 및 성능 검증을 수행하였다. 저가 소형 자세 측정 장치 개발을 위해서 MEMS 기술을 적용한 gyro, accelerometer 및 magnetometer 채택하여 MEMS 기반 하드웨어를 제작하였으며, 좌표 변환 공식과 칼만필터를 적용하여 자세 계산 알고리즘을 구현하였다. 또한 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치에 대한 기본 성능 검증을 위한 지자기센서 검증 시험, 정적 자세 시험, 차량 시험, 운동 모사 장치 시험을 수행하였으며, 각각 시험 결과를 제시하였다. 지자기센서 검증 시험 결과 외부 자기장 보정을 통하면 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치의 측정 결과가 외부 자기장에 강인함을 확인하였으며, 정적자세 시험 및 차량 시험을 통하여 자세 변화가 크지 않는 환경에서 자세 측정 오차가 0.5°/hr 임을 확인하였다. 운동 모사 장치 시험을 통하여 5분 내외 자세 변화가 큰 운동 중에도 자세 측정 오차가 발산하지 않고 1°/hr 이내임을 확인하였다. 상기 시험 결과로부터 개발된 MEMS 기반 자세 측정 장치가 목표 성능인 1°/hr이내 roll, pitch, yaw 오차를 보여주고 있음 확인하였으며, 이로부터 20분 내외 운용시간 동안 정확한 자세 정보 제공 가능성을 확인할 수 있었다.