안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
기계공학
Q. 공기 저항은 힘으로 간주 되나요
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.공기 저항은 분명히 힘(force)으로 간주됩니다. 힘이란 물체의 움직임을 변화시키거나 모양을 변형 시키는 원인을 말합니다. 공기 저항은 물체가 공기를 통해 움직일때, 공기 분자들이 물체의 움직임을 방해하면서 발생하는 힘입니다. 즉, 물체와 공기 분자 사이의 상호 작용 때문에 생기는 것입니다. 자유 낙하 운동을 예로 들어 설명해 드리겠습니다. 중력 : 물체가 아래로 떨어지는 주된 힘은 중력입니다. 공기 저항 : 물체가 아래로 떨어지면서 공기 분자들과 충돌하게 되는데 이때 공기 분자들이 물체의 낙하를 방해하는 반대 방향의 힘이 바로 공기 저항입니다. 공기 저항의 크기는 물체의 속도가 빠를수록, 물체의 단면적이 클수록, 그리고 공기의 밀도가 높을수록 커집니다. 공기 저항이 없다면 모든 물체는 질량에 상관없이 동시에 떨어지겠지만(진공 상태에서의 자유낙하), 실제로는 공기 저항때문에 깃털이 쇠구슬보다 느리게 떨어지는 것입니다. 따라서 공기 저항은 물체의 운동을 방해하는 힘이며 자유 낙하 시 물체가 받는 힘은 중력 외에도 이 공기 저항이 존재하여 물체의 가속도에 영향을 미치게 됩니다. 이 힘이 중력과 같아지는 순간, 물체는 더이상 가속되지 않고 일정한 속도로 떨어지는데 이를 종단 속도라고 부르기도 합니다.
기계공학
Q. 항공역학 질문드립니다.. 어려워요
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.주어진 정보를 바탕으로 단위거리당 단위,Shafting power당 연료 소모량(Fuel weight / Shafting Power · distance)을 계산해 보겠습니다. 주어진 값 확인 : 속도(V) : 100m/secSFC(Specific Fuel Consumption) : 5 X 10^-6N/W · s(연료 무게 / (축 동력 x 시간))목표 계산식 설정 : 우리가 구하고자 하는 값은 연료무게/축동력 · 거리 입니다. SFC 식을 변형하여 필요한 형태로 만들기 : 주어진 SFC식은 다음과 같습니다. SFC = 연료 무게 / 축 동력 · 시간 이식에서 연료 무게를 분리하면 : 연료 무게 = SFC x 축 동력 x 시간 구하고자 하는 식에 대입 : 우리가 구하고자 하는 식에 ' 연료 무게 ' 를 대입합니다. 연료 무게/축 동력 · 거리 = SFC·축 동력·시간/축 동력 · 거리 여기서 축 동력은 약분 됩니다. =SFC · 시간/거리 시간과 거리의 관계 이용 : 항공기가 일정한 속도로 이동할때, 거리는 속도 x 시간(거리 = 속도 · 시간)이므로, 시간/거리 = 1/속도 입니다. 최종 계산 : 이제 위의 관계를 최종 식에 대입 합니다 : SFC · 1/속도주어진 값을 대입 합니다. (5X10^-6N/W · s) · 1/100m/s = 5x10^-6 / 100 N/W · m = 5 X 10^-8N/W · m 따라서 단위 거리당, 단위 shafting power 당 연료 소모량은 5 X 10^-8N/W · m 입니다. 참고로 문제에 주어진 공력 계수, Reference area, 공기 밀도, 항력 계수, 프로펠러 효율 등 다른 정보들은 이 특정 계산을 위해서는 직접적으로 사용되지 않습니다. 이는 항공기 항력을 계산하여 필요한 추력을 구하고, 다시 이 추력을 내기 위한 Shaft Power를 역산하는 등 더 복잡한 분석 시에 활용 될 수있는 정보입니다.
기계공학
Q. 일상생활에서 많이 쓰이는 스티커의 끈끈한 부분 성분이 궁금합니다
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.스티커의 끈끈한 부분은 주로 접착제로 이루어져 있으며, 핵심 성분은 아크릴 수지, 고무, 또는 다양한 합성 수지 같은 고분자 물질입니다. 이러한 성분들은 물질 표면에 달라붙는 힘인 점착력을 발휘하여 스티커가 대상에 부착될 수있도록 합니다. 각 성분의 배합에 따라 스티커의 점착 강도, 제거 용이성, 내구성 등 다양한 특성이 달라집니다. 그래서 사용 목적에 맞게 다양한 종류의 점착제가 개발되어 활용되고 있습니다.
기계공학
Q. 불꽃놀이를 할때 근방에 있는 차들에서 경보기 소리가 나는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.이는 불꽃놀이의 강한 소리와 자동차 경보기의 작동 방식 사이에 밀접한 관계가 있기 때문입니다. 자동차 경보기는 차량에 가해지는 충격이나 진동을 감지하여 도난 시도를 막거나 차량을 보호하도록 설계되어 있습니다. 불꽃 놀이가 터질때 발생하는 강력한 폭발음은 단순한 소리를 넘어 주변 공기를 진동시키는 음파 진동을 발생시킵니다. 이러한 미세하지만 강력한 진동은 차량의 충격 감지 센서에 의해 감지됩니다. 마치 누군가 차량을 손으로 탕하고 쳐서 경보기가 울리는 것과 유사한 원리라고 할 수 있습니다. 특히 차량의 충격 센서 민감도가 높을수록 이러한 외부 진동에 더 쉽게 반응하여 경보음이 울리게됩니다. 따라서 불꽃놀이의 큰 소리가 만들어내는 진동이 차량의 경보기 센서를 자극하여 경보음을 울리게 하는 것이라고 이해하시면 됩니다.
기계공학
Q. 22.9KV에 1500KVA이상인 수전설비?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.22.9KV에서 15000KVA이상 수전설비를 구성할때 필요한 주요 기기들을 알려드리겠습니다. 수전용 개폐기(MOF/ASS) : 한국전력공사(한전)으로부터 전력을 인입하는 첫 관문입니다. 피뢰기(LA) : 낙뢰 등으로부터 설비를 보호합니다. 전력 퓨즈(PF) : 과전류 사고시 회로를 보호하는 장치입니다. 15000KVA와 같은 대용량에 맞게 선정됩니다. 계기용 변성기(CT/PT) : 고전압과 대전류를 계량 및 보호 계전기가 감지할수있는 낮은 전압과 전류로 변환하여 측정 및 보호 목적으로 사용됩니다. 주 차단기(VCB/GCB) : 22.9KV와 같은 특고압 설비에서 부하 개폐 및 사고 전류를 차단하는 핵심 장비입니다. 주로 진공 차단기(VCB)나 가스 차단기(GCB)가 사용됩니다. 주변압기(TR) : 22.9KV의 고전압을 건물에서 사용 가능한 저전압(예:380/220V)으로 변환합니다. 15000KVA용량에 맞는 변압기가 설치됩니다. 전력용 콘덴서(SC) : 역률을 개선하여 전력 손실을 줄이고 전압 강하를 감소시킵니다. 보호 계전기 : 과전류, 지락(누전) 등 전력 계통의 이상 상태를 감지하여 주 차단기에 트립 신호를 보내 설비를 보호합니다. 이외에도 각종 제어반, 감시 장치, 접지 설비 등이 필수적으로 갖춰져 안전하고 효율적인 전력 공급이 이루어집니다.
기계공학
Q. 풍력발전기의 블레이드 피치 제어는 어떻게 하나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.정확하게 파악하고 계신 것처럼 피치 제어는 풍력 터빈의 효율성과 안정성을 관리하는데 매우 중요합니다. 풍력발전기의 피치 제어는 터빈 블레이드의 각도를 바람에 맞춰 조절하는 시스템을 의미합니다. 이는 블레이드가 받는 바람의 힘(풍압)에 따라 그 경사각을 변화시켜 면적과 공기역학적 양력을 조절하는 원리입니다. 주요 방법으 ㄴ다음과 같습니다. 제어 목표 : 풍력 터빈의 성능을 최적화하고 회전 속도 및 생성되는 공기역학적 양력을 제어하여 효율을 높입니다. 동시에 과도한 바람으로 인해 터빈에 무리가 가는것을 방지하여 손상을 막는 역할을 합니다. 구동방식 : 블레이드의 피치를 조절하기 위해 블레이드의 길이방향 축에 대해 블레이드를 회전시키는 피치 구동 시스템이 사용됩니다. 이 시스템은 주로 모터와 구동 피니언, 윤활 피니언 등으로 구성되어 있으며 이 모터가 블레이드를 정밀하게 회전시켜 각도를 조절합니다. 작동원리 : 낮은 풍속 : 바람이 약할때는 블레이드를 최대한 바람을 많이 받을수있는 각도로 조절하여 에너지를 효율적으로 생산합니다. 정격 풍속이상 : 바람이 강해져 발전기가 너무 빨리 돌 위험이 있거나 정격 속도를 넘어설 경우, 블레이드의 각도를 조절(깃털 모양으로, 바람이 통과하도록) 하여 바람의 저항을 줄이고 회전 속도를 늦춥니다. 이는 터빈이 과도한 부하를 받거나 파손되는 것을 방지하기 위함입니다. 필요시 이 각도 조절만으로도 제동 효과를 낼 수있습니다. 이러한 자동 피치 제어 시스템 덕분에 풍력 터빈은 다양한 풍속 환경에서도 안정적이고 효율적으로 전력을 생산할수있게됩니다.
기계공학
Q. 바코드는 어떤 방식으로 인식하여 변환하나요?
바코드 스캐너는 기본적으로 빛을 이용하여 바코드의 패턴을 읽어냅니다. 스캐너에서 빛(주로 레이저나 LED)을 쏘면 바코드의 검은 막대는 빛을 적게 반사하고, 흰 여백은 빛을 많이 반사합니다. 스캐너 내의 광센서는 이렇게 반사된 빛의 양을 감지하여 이를 전기적 신호로 변환합니다. 이 아날로그 전기 신호는 아날로그 - 디지털(A/D) 변환기를 통해 컴퓨터가 이해할수있는 이진수(0과1)로 바뀌게 됩니다. 최종적으로 디코더라는 부분이 이 이진수 데이터를 제품 정보(예:상품번호,가격정보)를 담은 문자와 숫자로 해석하고 이 정보를 계산대의 컴퓨터(POS시스템)로 전송하여 상품명과 가격을 화면에 표시하게 되는 것입니다. 마치 키보드처럼 스캔한 데이터를 즉시 전송한다고 보시면 됩니다.
기계공학
Q. Ansys는 해석 전문 프로그램으로 알고 있는데 모델링은 3d 캐드 어떤 걸 써도 되는건가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.질문 주신 Ansys는 주로 해석 및 시뮬레이션을 위한 전문 소프트웨어입니다. 모델링에 있어서는 여러 3D 소프트웨어와 호환되므로 대부분의 3D CAD프로그램을 사용하셔도 괜찮습니다.다만 Ansys는 자체적으로 Ansys SpaceClaim이라는 3D CAD 모델링 도구를 제공하고 있습니다. SpaceClaim은 신속한 개념 모델링과 더불어 상세한 부품 및 어셈블리를 작성할 수있을 만큼 강력하면서도 사용하기 간단한 것이 특징입니다. 특히 복잡한 CAD 시스템을 배우는데 시간이 부족하거나 의향이 없는 엔지니어를 위한 완벽한 모델링 솔루션으로도 언급됩니다. 따라서 3D CAD프로그램으로 모델링한 파일을 Ansys로 가져와 해석을 진행할 수 있으며 Ansys와 연동성이 좋은 프로그램을 사용하면 데이터를 불러오는 것이 더욱 쉬울수있습니다. Ansys SpaceClaim을 활용하시면 시뮬레이션 목적에 최적화된 모델링을 보다 효율적 수행하실 수 있을것입니다.
기계공학
Q. 직업계고 라는 명칭은 언제부터 생기기 시작하였나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.과거 직업 교육을 담당하는 고등학교는 주로 실업계 고등학교 로 불렀습니다. 이 명칭은 1904년 부터 사용되었지만 1996년에 직업 교육을 전문으로 한다는 의미를 강조하여 전문계 고등학교 라는 명칭으로 변경되었습니다. 이후 전문계고등학교는 2000년대 중반부터 산업 수요에 맞춰 전문적인 교육을 제공하는 특성화 고등학교로 통용되기 시작했습니다. 또한 2008년에는 특정 산업 분야의 영마이스터를 양성하는 마이스터고가 신설되기도 했습니다. 현재 직업계고는 특성화고와 마이스터고를 포함하는 포괄적인 의미로 사용되는 경향이 있습니다. 즉, 실업계고,전문계고, 특성화고 등의 여러 명칭을 거쳐 현재는 직업 교율을 제공하는 모든 고등학교를 아우르는 개념으로 직업계고 라는 용어가 더 자주 사용되고 있습니다. 특정 시점에 직업계고라는 명칭이 법적으로 새롭게 명시되었다기 보다는 직업 교육의 발전과 정책 변화에 따라 자연스럽게 이러한 포괄적인 용어가 자리 잡게 된 것으로 이해하시면 되겠습니다.
기계공학
Q. 인공지능 AI(영어: artificial intelligence, AI)는 인간의 학습능력, 추론능력, 지각능력을 구현하는 것이라고 하는데요
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.인공지능(AI)은 인간의 학습, 추론, 지각 능력을 모방하는 기술로, 앞으로 다양한 분야에서 혁신적인 기술과 제품이 등장할 것입니다. 가까운 미래에 예상되는 AI활용 기술과 제품으로는 생성형 AI를 기반으로 한 맞춤형 콘텐츠 제작, 자동화된 고객 서비스 챗봇, 스마트 공장과 물류 시스템의 자율 운영, 자율주행차 및 드론 기술의 고도화, 그리고 의료 영상 분석 및 개인 맞춤형 치료 지원 등이 있습니다. 또한, 엣지 AI 기술로 네트워크 지연 없이 실시간 데이터를 처리하는 디바이스들이 증가하고 도메인별 특화AI가 특정 산업의 효율성을 크게 높일 것으로 기대됩니다. 이러한 AI 발전은 업무 자동화뿐 아니라 인간의 창의력과 협업을 증진하는 방향으로 진화하며 맞춤형 경험과 고도화된 의사결정을 가능하게 할 것입니다.