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ansys와 matlab을 이용한 효과적인 발열핀 설계

..PAGE:1열전달프로젝트9조김경훈, 김어진, 김건우,임기학, 홍성범, 변민섭..PAGE:2CONTENTS1 기본 모형2 What should we CHANGE?3 최종형상4 고찰..PAGE:31. 기본변수 설정(1) Fin의 개수 (기본 모형 실험)a) 5개b) 6개c) 9개(2) Fan(바람)의 위치a) 가로b) 세로(3) 보조발열체의 위치a) Square Arrangementb) Staggered Arrangementc) Staggered Arrangement2d) Diamond Arrangement▶ 가정발열체가 붙어있는 기판은 단열로 가정전체 외곽 사이즈 = 발열원이 모여있는 공간으로 한정원활한 전도효과를 위해 Fin을 Copper로 가정fan은 inlet에 v값을 주는 blowing 모델로 가정- 간단한 기본 형상에 대해 변수를 바꿔가며 실험 한 후 그 것들의 선형조합으로 전체 형상을 실험...PAGE:42.1 핀의 개수에 따른 변화기본형(5EA)대조1(6EA)대조2(9EA)4mm*5(대조군)3mm*62mm*9Tmax353.13353.13353.19V125.562.775Pa(inlet)196.3832044.3803217.25571A(inlet)0.003120.003120.00312W10.838101.116570.19250A(표면)[mm^2]*************192..PAGE:5대조군wideTmax353.13353.30V122.2Pa(inlet)196.383212.7835A(inlet)0.003120.00936W10.83810.32767A(표면)[mm^2]70352679522 .2 바람의 방향에 따른 변화..PAGE:62 .3 보조 발열체의 위치① 보조발열체 배치에 따른 유체유동 방향Square Arrangement Staggered ArrangementStaggered Arrangement Diamond Arrangement..PAGE:73 .1 결과..PAGE:83 .2 결과2..PAGE:9여기에서, 수평으로 가지 않고, 선이 곧지 않은 이유는, 유체가 벽면에 부딪히고 하면서, 발생함.4. 고찰1)참조1) (ANSYS를 이용한)유한요소해석 /Saeed Moaveni 지음;박정선 옮김..PAGE:10이 부분에서, 온도의 감소 대비 출력이 높다면 자를지 말지를 결정 하는 것이 옳음.최고온도 377.33K입구 압력 1.47 Pa최대온도 380.99K입구압력 1.188 Pa

공학/기술| 2013.07.21| 10페이지| 5,000원| 조회(168)

MatLab, 열전달, 한양대, ansys, 매틀랩, 앤시스, 엄석기, 발열핀, 방열핀

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동력단절이 없는 크랭크축을 이용한 무단변속시스템 설계

환경보호와 레저활동의 활성화라는 시대적인 상황과 맞물려 자전거의 수요가 점점 증가하고 있다. 그래서 우리는 기존의 자전거에 존재하는 동력단절의 문제점을 해결하는 자동변속시스템을 개발해서 자전거에 편의성을 부여하고자 새로운 시스템의 설계를 계획하게 되었다. 기구학, 전자 회로, 프로그래밍의 전공지식을 기반으로 설계 및 제작을 하였다. 구동에 실패하였으나 문제점을 개선하고, 완성한다면 의미있는 논문이 될 것이다. 21세기에 접어들면서 환경오염의 문제가 대두되고, 더불어 레저활동에 붐이 일면서 자전거에 대한 수요가 많이 증가하고 있다. 우리는 사용이 증가하고 있는 자전거에 단점이 존재한다는 점에 착안했다. 바로 기어를 변속할 시에 순간적으로 자전거 체인에 동력단절이 발생한다는 사실이다.<중 략>① 구동디스크 판의 중심에 있는 큰 나사기어가 있다. 이 나사기어 중심에는 내경이 16mm인 레디얼 베어링이 부착되어 있는데 자전거의 페달축과 이격이 발생하면서 회전시에 회전방향과 무관한 방향으로 비틀림이 발생했다. 이러한 비틀림이 회전을 방해한 것으로 보이고, 페달축과 레디얼 베어링 사이의 이격을 제거할 수 있는 레디얼 베어링을 부착하면 문제가 해결될 수 있다.② 스텝모터를 선정할 때 크랭크 축의 구조상 토크를 계산하기 어렵고, 스텝모터를 부착할 공간상의 제약으로 임의로 스텝모터를 선정했다. 우리가 선정한 스텝모터는 유니폴라 2상여자 구동모터중에서 1.7kg급으로 작은 축에 속하는 스텝모터이다. 유니폴라 구동방식은 고속회전에는 유리하나 강한 토크를 발생시키는데는 단점이 있는 스텝모터인데다 구동토크도 작은 축에 속하는 스텝모터를 선정했기 때문에 회전을 발생시키는데 실패한 것으로 보인다. 차후에 구동디스크 상에서 발생하는 토크를 정확하게 계산하고 작고 더 강한 토크를 발생시킬 수 있는 스텝모터를 선정해서 구동한다면 문제를 해결할 수 있다.

공학/기술| 2013.07.21| 7페이지| 20,000원| 조회(157)

자전거, atmega128, crank shaft, 크랭크 축, 무단변속

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SENSOR - SIMULATOR

REPORT-Sensor Simulator-2006020884기계공학부김건우-CDS Sensor 결과.거리Ch1거리Ch1빛 차단0.313V빛 차단0.313V20cm2.0V20cm0.313V15cm2.44V15cm0.313V10cm3.06V10cm0.313V5cm4.06V5cm0.313V- 고찰CDS실험은 고휘도 LED와 적외선 LED 두가지 빛을 CDS Sensor에 통과시키는 실험이다. 고휘도 LED를 가까이 가져감에 따라서 빛에 세기가 세지고 이에 비례해서 출력전압이 증가되는 모습을 보인다. 반면 적외선 LED실험에서는 빛을 차단했을 때와 같은 출력전압을 보이는데, 이는 CDS 센서가 적외선을 감지하지 못하기 때문인 것 같다. 빛의 세기 각도를 손으로 조절해야 하기 때문에 오차가 발생했지만 실험상에 센서의 용도를 파악하는데는 무리가 없는 정도였다.- Photo TR Sensor거리Ch1거리Ch1빛 차단625mV빛 차단625mV20cm625mV20cm625mV15cm625mV15cm781mV10cm625mV10cm938mV5cm625mV5cm1313mV4cc2.73V5cc->3cc2.87V5cc->2cc3.01V- 고찰압력센서는 주어지는 압력을 출력전앞으로 변환시키는 센서로 실제로 큰 압력값을 입력값으로 줄수록 출력전압이 커지는 걸 확인 할 수 있다.압력센서를 쓰는 이유는 여러가지가 있지만 자동차에서 압력센서를 쓰는 이유는 엔진으로 흡입되는 공기의 양을 알기 위해서 사용하는 것이 한가지 예이다.자동차는 항상 엔진으로 들어가는 공기의 양을 알아야 거기에 맞는 연료를 최적의 상태로 계산해서 연소실로 공급할 수 있기 때문이다.예전에는 흡입공기가 흐르는 통로에 직접 센서를 설치하여 측정하기도 했으나 가격적인 문제로 MAP 센서라는 아주 저렴하지만 신뢰성 있는 장치를 적용했다.흔히 대기압 센서라고도 하는데 쓰로틀 밸브 바로 후단에 검출구가 달려있고 엑셀레이터에서 발을 떼고있으면(쓰로틀밸브가 완전히 닫혀 있음) 일정한 진공이 발생되고 악셀레이터를 밟음에 따라 트로틀밸브가 점점 열리고 동시에 진공도는 점점 대기압에 가까워 진다. 그러면 그 진공이 변하는 정도로 운전자가 악셀레이터를 얼마나 밟고 있는지 간접적으로 자동차에 내장된 컴퓨터(ECU)가 알게되고 동시에 연료량도 계산하게 된다.*map 센서 : 압력 센서의 일종으로 가솔린 분사 장치에 사용된다.흡기 다기관의 부압을 전기로 검출하여 엔진에 흡입되는 공기량을 측정한다. 예를 들어, 실리콘 칩의 한쪽 면에 다이어프램을 사용해서 흡기 다기관의 부압이 걸리도록 하여 전기 저항의 변화에 따라 흡입 공기량을 파악할 수 있다.- Ethanol Sensor알코올 농도(%)Ch1(V)41.3191.89402.22902.48- 고찰에탄올 센서는 알코올의 농도의 증가를 전압으로 변환에서 감지하는 장치 이다. 기본적인 원리는 전원을 가하면 온도가 상승하면서 센서 내부의 작용체가 액체로 변한다. 이 액체가 알코올을 감지해서 전압으로 출력값을 보내게 된다. 그래서 정확한 실험값을 얻기 위해서는 센서가 어느정도 온도가 상승할 때까지 기다린 후에 측정을 해야한다. 실험은 총 3가지 알코올 농도에 해서 실험을 측정했는데 농도가 증가함에 따라서 비교적 로그스케일로 상승하는 양상을 보인다. 일반적인 음주측정기에 사용되는 센서이다.

공학/기술| 2013.07.21| 7페이지| 2,000원| 조회(97)

Pressure Transducer, CDS SENSOR, PHOTO TR, infrared ray sensor

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OP AMP & FILTER

REPORTOP-Amp & Filter2006020884기계공학부김건우이론치R1R2C증폭율2KΩ20KΩ0.01μF10측정치R1R2C증폭율2.009KΩ20.12KΩ0.0118μF10.01오차(%)0.450.6180.1Frequencyf(Hz)V_inV_outGain(dB)20log10(Vout/Vin)5018.518.5910018.418.4930017.817.8450016.916.7860016.315.9970016.015.5680015.715.1290015.414.651K15.214.321.5K14.212.464K12.37.2310K11.64.0830K11.00100K10.8-1.94매틀랩 코드num=[-2.012e4];den=[4.770e-1 2.009e3];G=tf(num,den)[mag,phase,w]=bode(G,{1*2*pi 1e5*2*pi});mag=mag(:);phase=phase(:);semilogx(w/(2*pi), 20*log10(mag),'r')hold on% low pass filter resultfreq=[50 100 300 500 600 700 800 900 1000 1500 4000 10000 30000 100000];gain=[18.59 18.49 17.84 16.78 15.99 15.56 15.12 14.65 14.32 12.46 7.23 4.08 0 -1.94];%Experimental result and Graphsemilogx(freq,gain);측정대상식계산치차단주파수 이론치795.77Hz차단주파수 측정치670.36Hz차단주파수 실험치700Hz감쇠율 이론치-20dB/decade감쇠율 실험치-7.61dB/decadeFrequencyf(Hz)V_inV_outGain(dB)20log10(Vout/Vin)5011.32.2810011.42.9230011.53.5250011.85.1160011.95.5870012.06.0280012.16.4490012.26.851K12.37.231.5K12.88.944K15.114.1510K17.817.8430K18.518.59100K18.818.89매틀랩 코드num=[-0.4770 0];den=[0.04763 2.009e3];G=tf(num,den)[mag,phase,w]=bode(G,{1*2*pi 1e6*2*pi});mag=mag(:);phase=phase(:);semilogx(w/(2*pi), 20*log10(mag),'r')hold on% high pass filter resultfreq=[50 100 300 500 600 700 800 900 1000 1500 4000 10000 30000 100000];gain=[2.28 2.92 3.52 5.11 5.58 6.02 6.44 6.85 7.23 8.94 14.15 17.84 18.59 18.89];%Experimental result and Graphsemilogx(freq,gain);측정대상식계산치차단주파수 이론치7957Hz차단주파수 측정치6713Hz차단주파수 실험치6829Hz감쇠율 이론치-20dB/decade감쇠율 실험치-5.92dB/decade신호의 노이즈를 제거하는 주파수 필터 실험이다. 첫 번째 실험은 고주파를 걸러내는 Low pass filter실험, 두 번째는 저주파를 걸러내는 High pass filter 실험이다.본격적인 실험을 진행하기 전에 회로를 구성하는 두 개의 저항과 커패시터 값을 측정했다. 저항 2개의 값은 거의 같았으나 커패시터 값의 오차가 무려 18%나 났다. 실험에 영향을 미쳤을 것으로 판단된다.1. Low pass filter측정 값에 따른 Low pass filter의 보드선도에서는 Gain이 20데시벨을 유지하다가 대략 670Hz에서 주파수 차단이 일어나기 시작함을 보여주고 있다. 실제 입력주파수 값을 올려가면서 값을 측정한 결과 저주파에서 이론과 비슷한 거동을 보이다가 차단주파수가 지나면서 기울기 값이 주파수 값이 커질수록 완만해지는 현상을 확인 할 수 있었다. 따라서 이론과 달리 실제 Low pass filter를 사용하면 고주파를 걸러내기는 하지만 주파수가 커지면 커질수록 걸러내는 양의 증가량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.2. High pass filter저주파를 차단하는 필터이기 때문에 저주파에서부터 Gain을 얻기 시작하면 처음에는 값이 매우 작다가 지수함수 형상으로 증가하는 모습을 보인다 그리고 차단 주파수점을 지나면 전달함수로 구한 보드 선도와 비슷한 거동을 보이는 것을 확인할 수 있다. Low pass filter와 마찬가지로 주파수가 낮아질 수록 비례해서 많은 양을 걸러내야 하지만 실제로는 주파수가 낮아질 수록 걸러내는양의 증가량이 감소하는 것을 확인할 수 있다.두 실험 모두에서 공통적으로 실험상으로 측정한 차단 주파수와 실험으로 측정한 차단 주파수가 오차가 크게 발생하는것을 확인할 수 있는데, 커패시터의 측정값의 오차가 크게 발생한 점과, 실험시에 기계에 노이즈가 다른조보다 많이 껴있고, 그래프가 불안정한 것을 확인할 수 있었는데 그런점들이 영향을 미쳤을 가능성이 있다.실험을 통해서 Low pass filter와 High pass filter의 역할에 대해서 확인 할 수 있었다. 실제로 회로를 구성할 때 역전압이나, 노이즈, Chattering이 많이 발생하기 때문에 필터의 역할이 필수 적이라는 사실도 확인 했다.

공학/기술| 2013.07.21| 7페이지| 2,000원| 조회(173)

기계공학실험, 한양대, 기계공학부, 계측공학, 필터, 오피엠프, 장경영

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증폭기-필터 제작

REPORT증폭기-필터제작Ⅱ2006020884기계공학부김건우1. 로드셀 형상 3가지① 굽힘형로드셀 사진스트레인게이지 부착위치한쪽 끝을 고정시키고 반대쪽 끝에 하중을 가하면 보의 중간에 두 개의 원형 홀부분에 생기는 변형을 이용하므로 스트레인게이지는 맨 왼쪽의 그림과 같이 중심의 홀 윗부분에 부착한다.② 인장, 압축형로드셀 사진스트레인게이지 부착위치로드셀하중을 가해 발생하는 부재의 인장, 압축 변형을 이용하므로, 스트레인 게이지는 부제에 하중을 가하는 인장 압축 방향과 평행한 방향으로 부착해야한다.③ 전단형로드셀 사진스트레인게이지 부착위치전단형 로드셀은 스트레인 게이지를 45도 방향으로 부착하여 전단응력을 측정하는 방식으로 횡하중 측정능력이 좋고 내력이 강하다, 반면 가공이 어려운 단점이 있다.2. 더미게이지에 대한 조사.스트레인 게이지의 저항이 가해진 스트레인에 따라서만 변화하기를 기대할 것입니다. 그러나 스트레인 게이지를 포함한 모든 표본 물질은 온도의 변화에 반응합니다. 그래서 스트레인 게이지 제조 업체들은 게이지의 물질을 처리하여 열 팽창을 보상함으로서 온도의 민감도를 최소화 시킨다. 보상된 게이지가 열 민감도를 감소시킬수는 있지만 완벽하게 제거하지는 않습니다.브리지에서 두 개의 스트레인 게이지를 사용하면 온도 효과를 더욱 최소화 할 수 있습니다. 왼쪽 그림은 활성화된 게이지 (RG+DR)와 가로로 놓여진 다른 게이지 구성입니다. 따라서 스트레인은 두 번째 게이지에 거의 영향을 주지 않습니다. 이 게이지가 바로 더미게이지“이다. 그러나 모든 온도변화는 같은 방식으로 두 개의 게이지에 영향을 줍니다. 온도변화는 두 개의 게이지에 동일하게 적용되므로, 저항비율은 변하지 않고 전압도 변하지 않으며 온도변화의 영향도 최소화됩니다.3. 실험 데이터 sheet저항R1(strain guage)-실험 결과값R2R3R4저항(Ohm)119.5120120120.1-Ch. 1 - 증폭기 전 [Table 3-1]하중(g)050112.5172.5230출력전압(mV)6.02.64-2.33-5.81-10.436.12.74-2.59-6.01-10.306.22.77-2.72-6.33-10.23평균6.12.72-2.55-6.05-10.32-Ch. 2 - 증폭기 후 [Table 3-2]하중(g)050112.5172.5230출력전압(mV)-100.82-64.01-13.1928.5870.87-100.79-63.08-13.0429.1571.21-100.65-63.60-12.8429.6371.60평균-100.75-63.56-13.0229.4571.23ChannelCh.1Ch.2Sensitivity(mV/g)71750[Table 4]출력전압(mV)측정 하중(g)실제 하중(g)오차율(%)A-21.46104.851050.143B16.30155.21560.6444. 고찰오늘 실험은 하중을 측정하는 장치중 하나인 로드셀의 원리를 이해하는 실험이다. 로드셀 역할은 캔틸레버 빔이 하고 캔틸레버빔의 한쪽 가장자리부분에 스트레인게이지를 부착해서 빔 끝부분에 올라가는 추의 무게 변화에 따른 저항값 변화를 통해서 물체의 무게를 계측하는 실험이었다.실험 2. 휘트스톤 브릿지의 저항값 측정.본 실험을 실시하기 전 회로를 구성하는 저항 값들을 측정했다. 전부 120 옴에서 미세하게 차이가 나는 값을 보였는데 실제값들이 4개 모두 120옴일 가능성이 있다. 그래서 약간의 오차를 포함하고 있는 것으로 보인다. 차후에 발생하는 오차에 영향을 미쳤을 것으로 예상한다.실험 3. 증폭전과 증폭후의 하중에 따른 출력전압실험 3의 결과를 이용해서 증폭전과 증폭후의 추세선을 활용해 미지의 추의 무게를 측정해아 한다. 출력전압을 측정할 때, 하중이 0g일 때는 출력전압이 없어야 하지만, 출력전압이 6mV내외로 발생하는 거동을 보인다. 실험을 많이 진행해서 보가 이미 다소간 굽어 있었거나 보의 무게 때문에 처진 량으로 스트레인 게이지가 영향을 받은 결과 인 듯 보인다. 보의 굽힘에 영향을 직접적으로 받으므로, 추를 얼마만큼 정밀하게 같은위치에 놓는지가 오차를 줄일 수 있는 방법인데, 가까워 질수록 보에 굽힘 하중이 줄게되므로 출력전압의 변화량도 작아지는 거동을 볼 수 있다 우리는 검정 테이프의 일정한 부분에 추를 놓으면서 실험을 진행했다.

공학/기술| 2013.07.21| 4페이지| 2,000원| 조회(131)

증폭기, 기계공학실험, 한양대, 계측공학, 필터, 로드셀, 장경영

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