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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 노유정
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수16
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2018
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세탁기를 생산하는 기업은 제품의 점유율을 차지하기 위해 끊임없는 기술개발과 원가절감을 하고 있다. 기술개발과 원가절감을 동시에 해결하기 위한 방안으로 세탁기의 부품 중 하나인 모터 펌프를 대체할 양방향 펌프 케이싱을 고안하였다. 양방향 모터 펌프는 원가절감의 방안으로 기존 DC 모터를 두 개 사용한 모터 펌프를 대신하여 하나의 BLDC 모터를 사용하였다. 기술적 측면으로는 기존의 모터 펌프와 같은 기능을 구현하면서 물을 배출하고 순환시키는 상황에 대해 개선안을 제시한다. 다만 모터 펌프는 정상적인 작동으로 헹굼에서는 순환구에서만 물이 배출되었지만, 양방향 펌프는 배수 출구도 역류가 발생한다. 또 배출작동에서는 배출구로 유체가 배출될 때 순환 구에서 흡입이 발생된다. 따라서 역류, 흡입의 문제점을 최소화하고 성능을 개선시키는 안을 포함하였다. 본 연구에서는 먼저 기존 모델을 전산해석을 진행하였다. 모델에서 개선 가능성이 있는 설계 인자의 선택과 수준수를 적정하게 선정하고 선택한 설계 인자 개수에 맞는 적정한 실험계획법을 적용하였다. 이후 전산 유동해석의 데이터를 종합적으로 분석하여 설계인자들의 민감성 연구를 진행하였다. 민감성 연구에서 모터의 순환구 질량 질량유량, 배출구 질량 질량유량 및 임펠러 토크와 같은 펌프 성능에 주로 영향을 주는 인자를 변수로 선택했다. 선택된 설계 변수를 사용하여 최적화 설계를 위한 유랑률 최대화를 목적함수, 역류 질량유량, 토크를 제한 값을 두고 응답 표면 모델을 제작하였다. 제작된 응답표면 모델은 최적 설계를 위해 진화 알고리즘을 사용하여 최적 설계지점을 찾았다. 최종적으로 최적 설계 점을 찾고 전산해석으로 재검증을 하여 역류 조건 및 토크에 대한 제약 조건을 충족시키면서 최대 질량유량을 만족하는 설계 모델을 찾을 수 있었다.
목차
제 1 장 서론 11.1 연구 배경 및 연구목적 1제 2 장 모터펌프 전산해석 32.1 펌프케이싱 모델설계 32.1.1 모델의 정의 32.1.2 설계영역 정의 42.3 유동해석 경계조건 52.4 전산유동해석 72.5 전산해석결과 8제 3 장 양방향 펌프 설계인자 선정 및 분석 93.1 양방향 펌프 설계인자 선정 93.1.1 설계인자의 수준수 선정 93.2 실험계획법 143.3 설계인자 성능 분석 173.3.1 실험결과 순위 분석 173.3.2 ANOM 분석 183.4 최적화를 위한 설계인자 선정 203.4.1 설계인자 제거 후 비교 203.4.2 최적화를 위한 설계인자 21제 4 장 양방향 펌프 최적화 224.1 문제의 정식화 224.2 양방향 펌프의 최적설계 234.2.1 반응표면법 234.2.2 근사모델 검증 244.2.3 진화 알고리즘 사용과 설계인자 이동 264.3 최적설계 값과 전산해석비교 32제 5 장 결론 33
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