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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 하만영
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수13
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2019
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굴삭기는 제자리에서 굴착 및 상차작업과 같은 고부하 작업을 반복적으로 수행한다. 굴삭기 열원인 엔진과 유압시스템의 요구 방열량 정산이 어렵고 엔진룸 공기 유동장 불균일성 때문에 냉각시스템 설계와 열평형 만족 여부를 예측하기 어렵다. 본 연구는 CAE 기반으로 굴삭기 냉각시스템에 대한 열평형 상태를 평가하는 가상 검증 시스템을 구축하고자 한다. 첫째, 엔진룸 열유동 해석기법을 정립하였다. 굴삭기 라인업에 대한 시리즈 해석을 수행하고 열평형 시험과 비교를 통해 해석기법의 신뢰도를 검증하였다. 둘째, 냉각성능 향상을 위한 엔진룸 설계 최적화 방안을 제안하였다. 엔진룸 내부와 외부 설계변수에 대하여 실험계획법을 이용해 해석 케이스를 선정하고 열유동 해석을 하였다. 냉각성능을 목적함수로 민감도 분석을 통해 기여도가 큰 설계변수를 결정하고 회귀 모델을 제안하였다. 회귀 모델을 이용하여 라디에이터 온도를 목적함수로 엔진룸 레이아웃을 최적화하고, 이 최적 설계안에 대한 유효성은 열유동 해석으로 추가 검증하였다. 본 연구를 통해 구축한 굴삭기 엔진룸 열유동 해석과 레이아웃 최적화 기법을 바탕으로 냉각시스템을 가상 검증함으로써 설계 품질과 제품 경쟁력 향상을 기대한다.
목차
1. 서론 11.1 연구 배경 11.1.1 굴삭기 구조 11.1.2 굴삭기 냉각시스템 41.1.3 건설장비 시장 환경 변화와 배기가스 규제 71.1.4 굴삭기 가상 제품 개발 111.1.5 냉각시스템 선행 연구 131.2 연구 목표 172. 굴삭기 요구 방열량 정량화 182.1 시험기반 요구 방열량 계산 182.1.1 열평형 시험 182.1.2 동력흐름 분석 182.1.3 요구 방열량 계산 222.2 해석기반 요구 방열량 계산 272.2.1 엔진 해석 모델 272.2.2 열열/유압시스템 해석 모델 373. 수치해석 방법 523.1 지배 방정식 523.2 난류 모델 533.3 열교환기 모델링 563.3.1 다공성 매질 기법 563.3.2 열교환기 모델링 기법 603.3.3 열교환기 모델 검증 623.4 냉각 팬 모델링 683.5 엔진룸 모델링 713.6 최적설계 783.6.1 실험계획법 783.6.2 점진적 메타모델 기반 최적화 기법 794. 굴삭기 엔진룸 열유동 해석 814.1 엔진룸 열유동 해석 검증 814.1.1 굴삭기 시리즈 해석 814.1.2 엔진룸 단순화 모델 864.2 굴삭기(20톤급) 엔진룸 설계변수 기여도 분석 924.2.1 엔진룸 설계변수 정의 924.2.2 설계변수 기여도 분석 944.3 굴삭기(30톤급) 엔진룸 설계변수 최적화 1094.3.1 엔진룸 설계변수 정의 1094.3.2 설계변수 민감도 분석 1114.3.3 주요 설계변수 분석 1164.3.4 주요 설계변수 회귀 모델 1224.3.5 라디에이터 냉각성능 최적화 1265. 결론 및 향후 계획 1305.1 결론 1305.2 향후 계획 132[Nomenclature] 134[참고문헌] 136
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