This paper proposes the armored combat bulldozer, essential for amphibious tasks, requires water ingress prevention and submersion capabilities, typically addressed by a centrifugal pump. This study aims to boost the bulldozer's drainage pump efficiency by replacing the traditional aluminum 3-blade impeller with one made of ASA material using 3D printing. Analysis via ANSYS Fluent revealed that the 5-blade impeller increased discharge volume by 19.31% and efficiency by 6.07%, while the 6-blade variant saw a 27.07% increase in discharge volume and 8.81% efficiency improvement. Further scrutiny with ANSYS Static Structure ensured the new impellers' structural integrity and robustness under extreme conditions. This research confirms the potential of 3D printing in enhancing military equipment, demonstrating significant improvements in pump performance and opening paths for advanced manufacturing techniques to meet the demanding needs of combat vehicles.

In this study, numerical analysis is conducted to understand the flow characteristics of the radial impeller with the design parameters such as the blade shape and position using the ANSYS Fluent software. The shape of blade is divided into two types, a backward curved blade and an airfoil forward curved blade. To examine the fundamental flow characteristics near the blades, a rectangular flow field is modeled and analyzed. On the other hand, for the impeller rotation analysis, the simulation is performed by modeling the rotational region separately. As a result, the airfoil forward curved blade shows higher outlet flow rate than the backward curved blade. In addition, as the depth of the impeller and the attachment angle of blade increase, the higher flow rate appears.

As modern industries are highly being developed, it is required that mechanical parts have to be manufactured with a high precision. In order to have precise parts, error-free designs have to be done before manufacturing with accuracy. For this intention being fulfilled, a mechanical analysis is essential for design proof. Nowadays, FEM simulation is a popular tool for verifying a machine design. In this paper, an impeller, being utilized in a compressor or an oil mixer as an actuator, is studied for an evaluation. The purpose of this study is to present a safety of an impeller for a proof of its mechanical stability. A static analysis for stress, strain, and deformation within a regular usage is examined. This simulation test shows 357.26×106 Pa for maximum equivalent stress and 0.207mm for total deformation. A fatigue test is carried to provide durability and its result shows that minimum safety factor is 3.2889, which guarantees that it runs without a fatigue failure in 106 cycles. The natural frequencies for the impeller is ranged from 228.09Hz to 1,253.6Hz for the 1st to the 6th mode. Total deformations at these natural frequencies are shown from 6.84mm to 12.631mm. Furthermore, Campbell diagram reveals that a critical speed is not found throughout regular rotational speeds. From the test results for the analysis, this paper concludes that the suggested impeller is proved for its mechanical safety and good to utilize at industries.

식용피는 고조선시대부터 한반도에서 오곡중의 하나로 재배되어 왔으며 우리 민족의 주식으로 뿐만 아니라 전쟁이 나 기근이 닥쳤을 때 어려운 시기를 헤쳐 나갈 수 있게 해준 대표적인 구황작물이었다. ‘구조선 농업연구 성과’에 따 르면 식용피는 우리나라에서 한때 10만ha까지 재배되었다는 보고가 있으며 현재도 전남 구례군은 식용피를 많이 가꾸 었던 곳이라는 유래에서 ‘피아골’이라는 지명이 남아있다. 한편, 1960년대까지만 해도 우리나라 전역에서 흔히 볼 수 있었던 식용피는 산업근대화와 녹색혁명에 의해 쌀이 자급되면서 가난하던 시절에 먹던 작물로만 취급되어 우리 주변 에서 급격히 자취를 감추었다. 이러한 식용피의 종실에는 현미에 비하여 비타민의 함량이 높고 아미노산이 많으며 특 히 혈당강하 능력이 높아서 당뇨억제 물질을 취출하는 건강 기능성 작물로 재배되고 있으나 수확 후 종실을 도정하는 방법이 일반화 되어 있지 않은 실정이다. 식용피의 도정은 주로 벼의 도정기를 개량하여 식용피의 도정에 이용하고 있으나 알곡이 깨지거나 부서지는 등의 곡립의 손실이 많고 미 탈부립이 많아서 전용도정기의 개발이 시급한 실정이 다. 이 연구에서는 임펠러를 회전시켜 곡립의 껍질을 벗기는 임펠러 도정기를 식용피 전용 도정기로 개발하고자 시험 하였으며 그 결과 적정 임펠러의 회전속도는 3,600~4,200rpm에서 회전속도가 높을수록 탈부율이 높은 것으로 나타났 으며 동할율은 1.3% 이었고 작업성능은 시간당 60~65kg을 도정할 수 있는 것으로 나타나 식용피의 도정에 적용해도 좋을 것으로 나타났다.

우리나라 농가용 도정기의 구조요인과 도정성능을 분석하기위하여, 판매되고 있는 농가용 도정기 29개 모델을 이용하여제현장치와 정미장치로 분류하였고, 각 장치별로 구조적 특징을 조사하였고 그 결과를 바탕으로 성능요인을 분석하였다.제현장치는 임펠러 회전속도가 주요 구조적 요인으로 조사되었으며, 4,800rpm의 임펠러 회전속도가 65.5%로 가장 많이사용하고 있는 것으로 나타났다. 이 회전속도에서 탈부율이99.45%로 가장 높게 나타났고, 현미동할립율이 가장 낮게 나타나 제현성능에 가장 좋은 임펠러의 회전속도는 4,800rpm인것으로 분석되었다(p<0.05). 정미장치는 로터 선속도가 주요구조적 요인으로 조사되었으며, 2m/s의 로터 선속도가 60.1%로 가장 많이 사용하고 있는 것으로 나타났다. 이 선속도에서도정수율이 75.07%로 가장 높게 나타났고, 유실곡비율과 싸라기율이 각각 0.02%, 7.06%로 가장 낮게 나타나 정미성능에가장 좋은 로터의 선속도는 2 m/s인 것으로 분석되었다(p<0.05).

곡면가공에서 5축 가공은 복잡한 형상의 공작물에 대한 가공의 필요성이 증대되면서 3축가공보다 자유곡면 가공을 위한 시도와 연구가 활발히 이루어지고 있으나 가공시 충돌과 간섭의 문제를 해결해야하는 어려움으로 공구경로 생성에 많은 문제점을 내포하고 있다. 이러한 문제를 해결하고자 최근에는 다양한 5축 CAD/CAM S/W가 개발 되었고 이를 활용하는 사례가 늘어나고 있다. Impeller의 곡면의 형상에 따라 터보 기계의 효율이 크게 좌우 되므로 고 정밀가공이 요구된다. 고 정밀가공을 위해 impeller의 CAD modeling과 공구경로생성 및 검증에 관한 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 자유곡면으로 이루어진 impeller의 복잡한 형상을 상용 S/W를 이용하여 모델링하고 곡면가공을 위한 공구경로를 생성한다. 생성된 공구경로는 충돌 및 간섭의 유무를 확인하기 위해 Graphic simulation S/W를 이용하여 이상 유무를 검증하고 이를 수정한다.

기계적 혼화와 수리학적 혼화가 결합된 인라인 믹서는 응집･혼화 공정에 있어서 그 효과가 여러 차례 증명되었다. 그러나 인라인 믹서는 대부분이 해외 기술이기 때문에 이와 관련된 국내 산업에서 활용하기에는 어려움이 있다. 따라서 효과적인 인라인 믹서의 활용을 위하여 국내 인라인 믹서의 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 국내 인라인 믹서의 기술 개발의 일환으로 임펠러의 형상에 따른 인라인 믹서의 혼화 특성을 평가하였다. 혼화 특성은 전산 유체 역학(computational fluid dynamic, CFD) 해석 결과를 이용하여, 임펠러 주위의 속도 벡터 분포에 의한 유동장의 형성 및 주입된 응집제의 농도 분포를 비교하였다. 임펠러의 형상은 여러 형상의 임펠러 중 일반적으로 혼화에 많이 쓰이는 플레이트 형상과 스크류 형상의 임펠러를 선정하여 적용하였다. CFD 해석은 실제 현장을 모사하기 위하여, 기초 실험을 통해 도출된 압력, 점도 등의 조건 하에서 진행하였다. 두 가지 형상의 임펠러에 따른 인라인 믹서의 혼화 특성을 비교한 결과, 플레이트 형상보다 스크류 형상의 임펠러를 적용한 결과가 더 나은 혼화 특성을 보이는 것으로 나타났다. 스크류 형상의 경우 플레이트 형상보다 형성되는 유동장의 범위가 넓었으며, 주입된 응집제의 농도 역시 고른 분포를 보이는 것으로 나타났다. 또한 플레이트 형상의 임펠러를 적용할 경우 혼화 과정에서 단락류가 발생할 가능성이 있는 것으로 나타났다.

Inline mixer, mixing device combined mechanical and hydraulic mixing, has been demonstrated many times to be effective in mixing process for coagulation. But most of inline mixer are difficult to utilize in relevant domestic industry since it is a foreign technology. So the development of domestic inline mixer is strongly needed. In this study, we compared mixing characteristics through computational fluid dynamics(CFD) analysis with different shape of impeller for the development of domestic inline mixer. The shape of the flow field by velocity vectors and the concentration distribution of injected coagulant were analyzed for comparison of the results. We chose two shapes of impeller(plate and screw), the CFD analysis for them was conducted to simulate actual field conditions. The screw-shaped impeller showed more well-mixing characteristics than the plate-shaped impeller from the results. On the other hand, short-circuiting flow could occur when the shape of impeller was plate.

In this paper, a wall climbing robot, called LAVAR, is developed, which is using an impeller for adhering. The adhesion mechanism of the robot consists of an impeller and two-layered suction seals which provide sufficient adhesion force for the robot body on the non smooth vertical wall and horizontal ceiling. The robot uses two driving-wheels and one ball-caster to maneuver the wall surface. A suspension mechanism is also used to overcome the obstacles on the wall surface. For its design, the whole adhering mechanism is analyzed and the control system is built up based on this analysis. The performances of the robot are experimentally verified on the vertical and horizontal flat surfaces.