본 논문에서는 1차원 오일러 보 요소(Euler-Bernoulli Beam Element)를 이용한 회전익기 축계에 대한 중량 최적설계를 수행하였다. 회전 축계의 특성을 고려해 비틀림(Torsion)과 베어링과 같은 축지지 강성 및 플랜지(Flange) 질량을 모두 고려하였고, 동적 안전성 확 보를 위해 고유치 해석을 수행하여 임계속도(Critical Speed)와 기어박스로부터 오는 치 변형 가진을 회피할 수 있도록 하였다. 축의 길 이는 고정된 상태에서 두께와 반경을 조절하여 중량 최적화를 수행하였으며, 최적화 과정은 2단계로 나누어 진행하였다. 1단계에서 는 비틀림 강도를 제약조건으로 하여 중량을 최적화한 후 2단계에서는 축계 안정성 확보 기준(Headquarters, U.S. Army Material Command, 1974)에 따라 축의 비틀림 강도에 대한 제약조건을 만족시키며, 축의 1차 모드가 임계속도를 회피할 수 있도록 축 1차모드 와 임계속도의 차이가 최대가 되도록 최적화를 진행하였다. 주어진 1차원 보 요소를 이용하여 최적설계를 한 결과를 3차원 유한요소 모델과 실제 제작된 축게의 시험결과와 비교하여 제안된 방법을 검증하였다.

목적: 원데이 토릭소프트콘택트렌즈의 디자인에 따른 축안정성과 렌즈 회전회복 정도, 그리고 자각적 만족도를 각각 조사하여 비교하고자 한다. 방법: 안질환 및 안과적 수술 경험이 없는 대학생 20명(37안)을 대상으로 A사 (Accelerated Stabilization design), B사 (Prism Ballast design), C사 (Peri-Prism Ballast design)의 서로 다른 디자인의 원데이 토릭소프트렌즈를 적응 전과 후의 축안정성과 렌즈회전회복 정도를 각 각 측정하였다. 축안정성은 제 1안위에서 측정하였고, 회전회복정도는 코쪽과 귀쪽으로 각각 30˚씩 회전 시킨 후 순목에 의해 회복되는 정도를 측정하였다. 적응 후 측정은 렌즈 착용 5일 후에 실시하였다. 자각적 만족도는 적응 전과 적응 후 설문조사(5점 척도)를 통해 조사하였으 며, 착용 시간대별로 자각적 만족도를 조사하였다. 결과: A사, B사, C사 모두 우안에서는 코쪽방향으로 좌안에서는 귀쪽방향으로 축회전을 보였 지만, 적응 전에 비해 적응 후 축안정성이 더 안정화 되었다. B사의 렌즈 디자인은 순목 후 빠 른 회전회복을 보였다. 착용 시간대별 자각적 만족도는 착용감, 건조감, 충혈도에서는 3사의 제품이 별차이가 없었지만, A사의 렌즈가 타사에 비해 선명도가 높은 것으로 조사되었다. 결론: 토릭소프트콘택트렌즈는 축안정성을 위해서 일정한 적응기간을 필요로하므로 토릭렌즈를 처방시 렌즈를 적응한 후 축안정성을 재확인할 필요가 있을 것으로 고려된다.

본 연구에서는 2축 회전판형 한외여과막 모듈의 순수투과율 예측모델과 1% 절삭유의 분리특성 및 투과율 예측모델을 유도하였다. 2축 RDM은 한외여과막(UOP사, 직경 0.22m)을 씌운 같은 크기의 회전판막 20개를 장착한 후 막간격과 각속도(ω)에 따른 분리특성을 조사하였다. 2축 RDM의 순수 투과율은 각속도가 41.89rad/s에서 9.95% 감소하여서 1축 RDM의 감소율 3.01%보다 높았다. 2축 RDM은 회전판막이 겹친 부분에서 난류의 발생으로 미끄럼 흐름에 의한 압력 강하는 (2.5ωr)2에 비례하였다. 회전판막 간격이 3mm인 J/Jo(절삭유의 투과율/순수 투과율)는 각속도가 31.42rad/s에서 2.62rad/s로 감소할 때 0.64에서 0.31로 감소하였고 간격이 7mm 일 때의 J/Jo는 0.64에서 0.27의 감소하여 비슷한 경향을 보였다. 1축 RDM에 사용된 투과율 예측모델식을 변형하여 유도된 2축 RDM의 모델식은 실험결과와 잘 일치하였다.

본 연구에서는1축 회전판형 한외여과막 모듈의 순수 투과율 예측모델과 기름 에멀션의 분리 특성 및 투과율 예측모델을 유도하였다. 1축 RDM은 한외여과막(UOP사, 직경 0.22m)으로 제작된 회전판막을 장착하여 25℃ 에서 압력, 각속도(ω ), 농도 변화에 따라 분리특성을 조사하였다. 회전판막의 각속도가 0에서 52.36rad/s로 증가할수록 회전판내 유체가 받는 원심력에 의한 압력 강하와 분리막 표면의 미끄럼 흐름에 의한 압력 강하로 순수 투과율은 최대 각속도에서 3.9% 감소하였다. 원심력과 미끄럼 흐름에 의한 압력 강하는 선속도(ωr )의 자승에 비례하였다. 회전판의 각속도가 52.36에서 2.62rad/s로 감소할 때 5% 절삭유의 투과율은 30.16% 감소하였고 농도가 낮을수록 막회전과 투과율에 미치는 영향은 적었다. 절삭유의 투과율(J; kg/m2ㆍs )은 회전에 의한 압력 강하를 고려한 유효압력차(Delta PT ; Pa), 벌크농도(CB ; %), 선속도(ω r; m/s) 등에 영향을 받으며 실험 결과에 저항 모델을 적용하여 다음과 같은 식을 유도하였다.