KR101889251B1

KR101889251B1 - 풍동실험체 거치용 지그 및 이를 이용한 풍동실험체 거치 방법

Info

Publication number: KR101889251B1
Application number: KR1020180004230A
Authority: KR
Inventors: 이종원
Original assignee: 이종원
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2018-01-12
Publication date: 2018-09-20

Abstract

본 발명은 풍동실험체 거치용 지그 및 이를 이용한 풍동실험체 거치 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수 개의 풍동실험체에 대한 풍력실험을 진행하는 과정에서 하나의 거치용 지그를 이용하여 각 풍동실험체별로 최적화된 거치구조를 제공할 수 있도록 함으로써, 모든 풍동실험체에 대한 풍력실험을 신속하고 정확하게 진행할 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 간단한 조작으로도 축회동 및 축이동을 포함하는 다축제어가 가능한 지그를 이용하여 각 풍동실험체별로 정확한 위치에 풍력센서를 설치할 수 있도록 함으로써, 풍동실험시 해당 풍동실험체에 가해지는 풍력데이터를 정확하게 산출할 수 있다.
따라서, 풍동실험분야, 특히 대규모 주택단지와 같이 복수 개의 구조물에 대한 풍하중 해석 분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

풍동실험체 거치용 지그 및 이를 이용한 풍동실험체 거치 방법{Jig for support of wind tunnel test body and supporting method for wind tunnel test body using the same}

본 발명은 풍동실험체 거치용 지그 및 이를 이용한 풍동실험체 거치 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수 개의 풍동실험체에 대한 풍력실험을 진행하는 과정에서 하나의 거치용 지그를 이용하여 각 풍동실험체별로 최적화된 거치구조를 제공할 수 있도록 함으로써, 모든 풍동실험체에 대한 풍력실험을 신속하고 정확하게 진행할 수 있도록 한 것이다.

특히, 본 발명은 간단한 조작으로도 축회동 및 축이동을 포함하는 다축제어가 가능한 지그를 이용하여 각 풍동실험체별로 정확한 위치에 풍력센서를 설치할 수 있도록 함으로써, 풍동실험시 해당 풍동실험체에 가해지는 풍력데이터를 정확하게 산출할 수 있도록 한 풍동실험체 거치용 지그 및 이를 이용한 풍동실험체 거치 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 풍동실험장치는 인공적으로 만들어진 공기흐름이 물체에 미치는 영향이나 물체의 운동, 공기의 흐름 변화 등을 조사하는 장치를 말하는 것으로, 동적하중 중에서 풍하중에 의한 시간적 및 공간적 변화를 측정하기 위한 것이다.

예를 들어, 고층 건물의 경우 시간적, 공간적으로 끊임없이 변동하는 자연풍이나 난류에 의해 구조물에 외력이 가해지게 되며, 특히 평균적인 기류의 정적인 흐름은 물론, 강풍이나 난류에 의한 갑작스러운 기류의 변화가 발생하게 된다.

이때, 갑작스러운 기류 변화에 의한 풍하중은, 일정한 크기의 하중이 점진적으로 작용할 때보다 훨씬 큰 풍응답을 발생시키게 되며, 풍동실험은 이러한 풍하중을 산정하기 위한 전형적인 측정 과정으로, 풍압모형의 측정점에서 풍압을 동시에 측정하여 시계열적으로 측정 데이터를 수집하게 된다.

이와 같은 풍동실험을 진행하기 위한 장치는, 실물을 사용해 직접 측정하는 것에 비해 풍압모형을 계통적으로 변화시킬 수 있으므로, 저렴하고 안전하게 그리고 쉽게 여러 경우로 실험할 수 있다.

이러한 풍동실험은 초기 항공기의 설계와 연구와 같이 한정된 분야에서 활용되었으나, 지금은 자동차, 철도차량, 자전거, 선박 등의 설계, 고층빌딩, 탑, 교량 등의 구조물에 대한 바람의 영향, 산악으로 인해 발생하는 난기류의 해석 등의 다양한 분야에서 활용되고 있다.

하기의 선행기술문헌인 대한민국 등록특허공보 제10-1547849호 '2차원 단면모형 풍동실험을 위한 풍동시험체의 지그장치 및 이를 구비한 풍동시험장치'는, 교량의 상부구조물이나 항공기의 날개 등과 같은 독립된 하나의 구조물에 대한 연구를 위하여, 2차원 단면모형의 거동에 대한 풍동실험을 수행할 수 있도록 풍동시험체를 지지하는 지그장치와 이를 포함하는 풍동시험장치에 관한 것이다.

선행기술과 같이 독립된 하나의 풍동시험체에 대하여 실험을 진행하는 풍동시험장치의 경우, 해당 풍동시험체를 지지하기 위한 지그 또한 하나만 구성하면 충분하였다.

그러나, 풍동실험분야가 항공기나 자동차, 선박 등의 독립된 구조물에서, 도심의 고층빌딩이나 대규모 주택단지와 같이 다수의 구조물에 대한 분야로 확대됨에 따라, 다수 개의 풍동실험체가 구성된 상태에서 풍동실험을 진행할 필요가 있었으며, 이러한 경우에는 각각의 풍동실험체마다 별도의 지그가 필요하게 된다.

예를 들어, 앞서 언급된 대규모 주택단지의 경우, 다양한 높이 및 형태의 건물들이 혼재되어 있으며, 각각의 건물별로 별도의 지그가 필요하게 된다.

이와 같이 서로 다른 풍동실험체에 대하여 각각 별도의 거치용 지그를 구성하게 되면, 풍동실험을 준비하는 과정에서 많은 시간과 비용이 요구되는 문제점이 있다.

특히, 각 풍동실험체들에 대한 최적의 배치를 찾기 위하여 다수 개의 풍동실험체 중 적어도 일부의 높이나 방향을 변경하면서, 풍동실험체 간의 상대적 위치 및 방향의 차이에 따른 풍동실험을 진행하는 경우, 높이나 방향이 변경되는 경우의 수에 대응하는 개수 만큼의 지그가 필요하게 되므로, 풍동실험에 필요한 시간과 비용이 대폭적으로 증가하게 된다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1547849호 '2차원 단면모형 풍동실험을 위한 풍동 시험체의 지그장치 및 이를 구비한 풍동시험장치'

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 복수 개의 풍동실험체에 대한 풍력실험을 진행하는 과정에서 하나의 거치용 지그를 이용하여 각 풍동실험체별로 최적화된 거치구조를 제공할 수 있도록 함으로써, 모든 풍동실험체에 대한 풍력실험을 신속하고 정확하게 진행할 수 있는 풍동실험체 거치용 지그 및 이를 이용한 풍동실험체 거치 방법을 제공하는데 목적이 있다.

특히, 본 발명은 간단한 조작으로도 축회동 및 축이동을 포함하는 다축제어가 가능한 지그를 이용하여 각 풍동실험체별로 정확한 위치에 풍력센서를 설치할 수 있도록 함으로써, 풍동실험시 해당 풍동실험체에 가해지는 풍력데이터를 정확하게 산출할 수 있는 풍동실험체 거치용 지그 및 이를 이용한 풍동실험체 거치 방법을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 풍동실험체에 풍력센서를 설치하기 위하여 거치용 지그와 풍동실험체 간의 얼라인(Align)을 맞추는 과정에서, 사용자의 눈을 통해 직접 조정함으로써, 사용자가 원하는 상태의 얼라인이 정확하게 수행될 수 있는 풍동실험체 거치용 지그 및 이를 이용한 풍동실험체 거치 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 풍동실험체 거치용 지그는, 상부에 센서결합부가 형성되며, 적어도 하나의 축을 기준으로 이동 및 회동 중 적어도 하나가 가능하도록 구성된 위치조절모듈; 상기 풍동실험체(Wind tunnel test body)의 하부에 구성되며, 풍동실험체의 위치를 지시하는 실험체결합모듈; 및 상기 센서결합부에 탈부착가능하도록 구성되며, 상기 실험체결합모듈에 의해 지시된 상기 풍동실험체와의 상대적 위치를 확인하는 위치확인모듈;을 포함한다.

또한, 상기 실험체결합모듈은, 시각적으로 위치를 확인할 수 있도록 구성된 제1 지시구가 하부에 구성되고, 상기 위치확인모듈은, 상기 제1 지시구와의 상대적 위치를 시각적으로 확인할 수 있도록 구성된 제2 지시구가 상부에 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 지시구는, 하부방향으로 첨단부가 형성된 고깔형으로 형성되고, 상기 제2 지시구는, 상부방향으로 첨단부가 형성된 고깔형으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 위치조절모듈의 센서결합부에는, 상기 풍동시험체에 가해지는 풍력을 측정하는 풍력센서가 구성되고, 상기 위치확인모듈은, 상기 풍력센서의 상부에 탈부착이 가능하도록 결합될 수 있다.

또한, 상기 실험체결합모듈의 하부에는, 상기 풍력센서의 상부에 결합되는 제1 결합부가 형성되고, 상기 위치확인모듈은, 상기 제1 결합부와 동일한 위치에 동일한 형상으로 제2 결합부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 지시구 및 제2 지시구를 촬영하는 영상촬영모듈; 및 상기 영상촬영모듈을 통해 촬영된 영상을 제어서버 및 관리자단말기 중 적어도 하나로 전송하고, 이에 대응하여 수신된 제어신호에 따라 상기 위치조절모듈의 동작을 제어하는 제어모듈;을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 풍동실험체 거치용 지그를 이용한 풍동실험체 거치 방법은, 풍동실험체(Wind tunnel test body)가 설치된 턴테이블의 하부에서, 풍동실험체 거치용 지그를 상기 풍동실험체의 하부로 이동시키고, 상하방향으로 상기 풍동실험체와 일직선상에 위치하도록 얼라인(Align)을 조절하는 위치조절단계; 및 위치가 조절된 상기 풍동실험체 거치용 지그를 이용하여, 상기 풍동실험체의 하부에 풍력센서를 설치하는 센서설치단계;를 포함한다.

또한, 상기 위치조절단계는, 상기 풍동실험체의 하부에 실험체결합모듈을 결합하는 풍동실험체 준비과정; 상기 실험체결합모듈이 상기 턴테이블을 관통하여 하부에 노출되도록, 상기 턴테이블에 풍동실험체를 설치하는 풍동실험체 설치과정; 및 상기 풍동실험체 거치용 지그에 결합된 위치확인모듈을 이용하여, 상기 풍동실험체 거치용 지그와 상기 풍동실험체의 얼라인을 조절하는 얼라인 조절과정;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 얼라인 조절과정은, 상기 풍동실험체 거치용 지그의 상부에 상기 위치확인모듈을 결합하는 위치확인모듈 결합과정; 상기 풍동실험체 거치용 지그를 상기 풍동실험체의 하부에 결합된 실험체결합모듈의 하부까지 이동시키는 위치이동과정; 상기 풍동실험체 거치용 지그를 제어하여 상기 위치확인모듈을 상승시켜 상기 실험체결합모듈에 접근시키는 근접이동과정; 상기 위치확인모듈과 실험체결합모듈의 얼라인을 조절하는 미세조정과정; 및 상기 위치확인모듈과 실험체결합모듈의 얼라인 상태를 확인하는 위치확인과정;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 센서설치단계는, 상기 풍동실험체 거치용 지그를 제어하여 상기 위치확인모듈을 하강시키는 위치확인모듈 하강과정; 풍력센서의 상부가 노출되도록, 상기 위치확인모듈을 분리하는 위치확인모듈 분리과정; 상기 풍동실험체 거치용 지그를 제어하여 상기 풍력센서를 상승시키는 풍력센서 상승과정; 및 상기 풍력센서를 상기 실험체결합모듈의 하부에 결합시키는 풍력센서 결합과정;을 포함할 수 있다.

상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 복수 개의 풍동실험체에 대한 풍력실험을 진행하는 과정에서 하나의 거치용 지그를 이용하여 각 풍동실험체별로 최적화된 거치구조를 제공할 수 있는 장점이 있다.

이를 통해, 본 발명은 하나의 거치용 지그를 이용하여 실험대상이 되는 모든 풍동실험체에 대한 풍력실험을 신속하고 정확하게 진행할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 거치용 지그는 간단한 조작으로도 축회동 및 축이동을 포함하는 다축제어가 가능하도록 구성함으로써, 하나의 거치용 지그를 이용하여 각 풍동실험체별로 정확한 위치에 풍력센서를 설치할 수 있는 장점이 있다.

이에, 본 발명은 풍동실험체와 풍력센서가 정확하게 결합되도록 함으로써, 풍동실험시 해당 풍동실험체에 가해지는 풍력데이터를 정확하게 산출할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 다축제어가 가능한 거치용 지그를 이용하여 복수 개의 풍동실험체 중 특정 풍동실험체의 높이 및 방향 등을 자유롭게 변경하면서 풍력실험을 진행할 수 있는 장점이 있다.

이를 통해, 본 발명은 각 풍동실험체 간의 상호작용에 의한 다양한 풍동실험 데이터를 쉽게 확보할 수 있으며, 대상 풍동실험체들에 최적화된 풍하중 데이터를 확보할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 풍동실험체에 풍력센서를 설치하기 위하여 거치용 지그와 풍동실험체 간의 얼라인(Align)을 맞추는 과정에서, 사용자의 눈을 통해 직접 조정할 수 있으며, 사용자가 진입하기 어려운 환경에서는 별도의 마이크로 카메라를 이용하여 얼라인 영상을 제공함으로써, 다양한 실험환경에서 쉽게 활용할 수 있는 장점이 있다.

따라서, 풍동실험분야, 특히 대규모 주택단지와 같이 복수 개의 구조물에 대한 풍하중 해석 분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 풍동실험체 거치용 지그의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1을 보다 구체적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 도 2를 이용하여 얼라인(Align)하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 풍동실험체 거치용 지그를 이용한 풍동실험체 거치 방법에 대한 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 4의 단계 'S100'의 구체적인 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 도 5의 과정 'S130'의 구체적인 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 7 내지 도 9는 도 2를 이용하여 도 6을 수행하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 10은 도 4의 단계 'S200'의 구체적인 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 11 및 도 12는 도 2를 이용하여 도 10을 수행하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 13은 도 3의 얼라인과정을 수행하기 위한 도 2의 다른 실시예를 설명하는 도면이다.

본 발명에 따른 풍동실험체 거치용 지그 및 이를 이용한 풍동실험체 거치 방법에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 풍동실험체 거치용 지그의 일 실시예를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1을 보다 구체적으로 설명하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 풍동실험장치는 회전이 가능하도록 구성된 턴테이블(T)과, 턴테이블(T)의 상부에 배치되는 다수 개의 풍동실험체(Wind tunnel test body, B), 그리고 턴테이블(T)의 하부에서 특정 풍동실험체(B)를 지지하는 풍동실험체 거치용 지그(A)를 포함할 수 있다.

일반적으로, 풍동실험장치는 특정방향에서 공기의 흐름을 발생시키게 되므로, 다양한 방향에서의 풍하중을 측정하기 위해서는 도 1과 같이 턴테이블(T)의 상부에 풍동실험체(B)를 구성하고, 상황에 따라 턴테이블(T)을 회전시키면서 풍하중을 측정하는 것이 바람직하다.

그리고, 턴테이블(T)이 고정된 상태, 다시 말해 전체적인 공기의 흐름이 정해진 상태에서, 특정 풍동실험체(B)의 방향만을 변경하고자 할 경우, 도 1에 나타난 풍동실험체 거치용 지그(A)를 이용할 수 있다.

이러한, 풍동실험체 거치용 지그(A)는 해당 풍동실험체(B)의 방향은 물론, 높이 또한 조절이 가능할 수 있으며, 다축제어가 가능한 구조를 기반으로 구성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 풍동실험체 거치용 지그(A)는 위치조절모듈(100), 실험체결합모듈(200) 및 위치확인모듈(300)을 포함한다.

위치조절모듈(100)은 상부에 풍력센서(400)가 결합되는 것으로, 적어도 하나의 축을 기준으로 이동 및 회동 중 적어도 하나가 가능하도록 다축제어구조로 구성될 수 있다.

예를 들어, 위치조절모듈(100)은 도 2에 나타난 바와 같이 Z축(상하방향) 회동이 가능하도록 구성된 회동부(110), Z축 이동이 가능하도록 구성된 승하강부(120), 상하 또는 수평면 상에서의 위치를 미세하게 조절할 수 있는 미세조절부(130)를 포함할 수 있다.

그리고, 승하강부(120) 및 미세조절부(130)는 위치를 고정시키기 위한 고정손잡이(121, 131)가 구성될 수 있다.

다시 말해, 사용자는 승하강부(120) 및 미세조절부(130)를 조절하여 원하는 위치로 조정한 후, 고정손잡이(121, 131)를 이용하여 조정된 위치가 변경되지 않도록 고정시킬 수 있다.

이와 같은 회동부(110), 승하강부(120) 및 미세조절부(130)의 구성은 다축제어를 기반으로 구성될 수 있으며, 당업자에 의해 다양하게 적용될 수 있으므로, 특정한 것에 한정하지는 않는다.

그리고, 위치조절모듈(100)은 도 2에 나타난 바와 같이, 미세조절부(130)의 상부에 센서결합부(140)가 구성될 수 있으며, 센서결합부(140)의 상부에는 풍력센서(400)가 결합될 수 있다. 여기서, 풍력센서(400)는 풍동실험체(B)에 가해지는 풍하중을 측정하기 위한 것으로, 다양한 종류의 센서를 이용할 수 있다.

실험체결합모듈(200) 및 위치확인모듈(300)은, 앞서 설명한 바와 같이 풍동실험체(B)와 풍동실험체 거치용 지그(A) 간의 얼라인(Align)을 위하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 실험체결합모듈(200)은 풍동실험체(B)의 하부에 구성되며, 풍동실험체(B)의 위치를 지시할 수 있다.

그리고, 위치확인모듈(300)은 센서결합부(140) 또는 센서결합부(140)에 결합된 풍력센서(400)의 상부에 탈부착가능하도록 구성되며, 실험체결합모듈에 의해 지시된 풍동실험체(B)와의 상대적 위치를 확인하도록 구성될 수 있다.

이하에서, 풍동실험체(B)와 풍동실험체 거치용 지그(A)의 얼라인을 위한 실험체결합모듈(200) 및 위치확인모듈(300)의 구조에 대하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 3은 도 2를 이용하여 얼라인(Align)하는 방법을 설명하는 도면이다.

먼저, 특정 구성들의 얼라인을 조정하는 방법으로는 주로 전자적 센서를 이용하는 경우가 일반적이기는 하나, 도 1과 같이 3차원 공간 상에서의 얼라인의 경우 센서를 이용하게 되면 정상적인 상태로 감지됨에도 불구하고 얼라인이 맞춰지지 않는 경우가 발생할 수 있다.

예를 들어, 전자적 센서의 경우 전자부품에 필수적으로 발생하게 되는 고유의 오차로 인해, 일정한 허용오차범위를 갖게 되는데 3차원 공간상에서는 허용오차범위가 구 형태의 영역을 갖게 된다.

본 발명에서, 풍동실험체(B)와 풍동실험체 거치용 지그(A)의 얼라인이 상하방향으로 이루어지므로, 상하?향에 대한 오차는 감수할 수 있으나, 그 외의 방향(예를 들어, 수평방향)에 대한 오차가 발생할 경우, 센서는 정상적으로 얼라인이 수행된 것으로 확인하지만 풍력센서(400)가 풍동실험체(B)의 하부에 구성된 실험체결합모듈(200)에 결합되지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

이와 같이, 풍력센서(400)가 정상적으로 결합되지 못하게 되면, 측정되는 풍하중에도 오류가 발생함은 당연하다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 전자적 센서를 이용하지 않고 가시적 영역에서 얼라인이 수행될 수 있도록 함이 바람직하다.

이에, 본 발명은 사용자가 직접 눈으로 확인할 수 있도록 할 수 있다.

도 3을 참조하면, 실험체결합모듈(200)은 시각적으로 위치를 확인할 수 있도록 구성된 제1 지시구(210)가 하부에 구성될 수 있다.

그리고, 위치확인모듈(300)의 상부에는 제1 지시구(210)와의 상대적 위치를 시각적으로 확인할 수 있도록 구성된 제2 지시구(310)가 상부에 구성될 수 있다.

이에, 사용자는 위치조절모듈(100)을 이용하여 위치확인모듈(300)을 실험체결합모듈(200)에 접근시키면서, 제1 지시구(210)와 제2 지시구(310)를 시각적으로 확인하여 얼라인이 이루어지는지를 확인할 수 있다.

특히, 제1 지시구(210)는 도 3에 나타난 바와 같이 하부방향으로 첨단부(211)가 형성된 고깔형으로 형성하고, 제2 지시구(310)는 상부방향으로 첨단부(311)가 형성된 고깔형으로 형성함으로써, 두 첨단부(211, 311)를 이용하여 얼라인 상태를 보다 정확하게 확인할 수 있다.

한편, 위치확인모듈(300)은 풍동실험체(B)와 풍동실험체 거치용 지그(A)의 얼라인 시에 사용되고 얼라인이 완료되면 분리될 수 있다.

다시 말해, 도 2에 나타난 풍력센서(400)는 얼라인시 위치확인모듈(300)이 결합되고, 언라인이 완료되면 실험체결합모듈(200)에 결합될 수 있다.

이에, 풍동실험체(B)와 풍동실험체 거치용 지그(A) 간의 정확한 얼라인을 위하여, 실험체결합모듈(200)의 하부에는 풍력센서(400)의 상부에 결합되는 제1 결합부(220)가 형성될 수 있고, 위치확인모듈(300)의 하부에는 제1 결합부(220)와 동일한 위치에 동일한 형상으로 제2 결합부(230)가 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명에 의한 풍동실험체 거치용 지그를 이용한 풍동실험체 거치 방법에 대한 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 풍동실험체 거치용 지그를 이용한 풍동실험체 거치 방법은 위치조절단계(S100) 및 센서설치단계(S200)를 포함한다.

위치조절단계(S100)에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 풍동실험체(B)가 설치된 턴테이블의 하부에서, 풍동실험체 거치용 지그(A)를 풍동실험체(B)의 하부로 이동시키고, 상하방향으로 풍동실험체(B)와 일직선상에 위치하도록 얼라인(Align)을 조절한다.

그리고, 센서설치단계(S200)에서는 위치가 조절된 풍동실험체 거치용 지그(A)를 이용하여, 풍동실험체(B)의 하부에 풍력센서(400)를 설치한다.

이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여, 각 단계에 대하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 5는 도 4의 단계 'S100'의 구체적인 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 위치조절단계(S100)는 풍동실험체 준비과정(S110), 풍동실험체 설치과정(S120) 및 얼라인 조절과정(S130)을 포함할 수 있다.

이를 보다 구체적으로 살펴보면, 먼저 사용자는 대상 모형인 풍동실험체(B)의 하부에 실험체결합모듈(200)을 결합하여 풍동실험체(B)를 턴테이블(T)에 설치할 준비를 할 수 있다(S110).

그리고, 풍동실험체(B)의 하부에 결합된 실험체결합모듈(200)이 턴테이블(T)을 관통하여 하부에 노출되도록, 턴테이블(T)에 풍동실험체(B)를 설치할 수 있다(S120).

이와 같은 과정을 통해, 복수 개의 풍동실험체(B)가 턴테이블(T)에 모두 설치되면(S120), 설치된 풍동실험체(B) 중 풍하중을 측정하고자 하는 풍동실험체(B)를 선택하여 얼라인을 수행할 수 있다(S130).

이를 위하여, 위치확인모듈(300)를 위치조절모듈(100)의 센서결합부(140)에 결합하고, 풍동실험체 거치용 지그(A)에 결합된 위치확인모듈(300)을 이용하여, 풍동실험체 거치용 지그(A)와 풍동실험체(B)의 얼라인을 조절할 수 있다(S130).

도 6은 도 5의 과정 'S130'의 구체적인 일 실시예를 나타내는 흐름도이고, 도 7 내지 도 9는 도 2를 이용하여 도 6을 수행하는 과정을 설명하는 도면이다.

먼저, 도 7에 나타난 바와 같이 풍동실험체 거치용 지그(A)의 센서결합부(140)에 결합된 풍력센서(400)의 상부에 위치확인모듈(300)을 결합한 후(S131), 도 8에 나타난 바와 같이 풍동실험체 거치용 지그(A)를 풍동실험체(B)의 하부에 결합된 실험체결합모듈(200)의 하부까지 이동시킬 수 있다(S132).

이후, 도 9에 나타난 바와 같이 풍동실험체 거치용 지그(A)를 제어하여, 위치조절모듈(100)의 승하강부(120)를 통해 위치확인모듈(300)을 상승시켜 실험체결합모듈(200)에 접근시킬 수 있다(S133).

그리고, 사용자가 위치확인모듈(300)과 실험체결합모듈(200)의 얼라인 상태를 눈으로 확인하면서, 미세조절부(130)를 이용하여 실험체결합모듈(200)의 제1 지시구(210)와 위치확인모듈(300)의 제2 지시구(310)의 위치를 미세조절할 수 있고(S134), 이러한 과정을 통해 실험체결합모듈(200)과 위치확인모듈(300)의 얼라인을 수행할 수 있다(S135).

이와 같이 실험체결합모듈(200)과 위치확인모듈(300)의 얼라인이 완료되면, 위치확인모듈(300)을 제거하고 풍력센서(400)를 실험체결합모듈(200)에 결합할 수 있다.

도 10은 도 4의 단계 'S200'의 구체적인 일 실시예를 나타내는 흐름도이고, 도 11 및 도 12는 도 2를 이용하여 도 10을 수행하는 과정을 설명하는 도면이다.

먼저, 실험체결합모듈(200)의 제1 지시구(210)와 위치확인모듈(300)의 제2 지시구(310)의 위치를 조절하여 얼라인이 완료되면, 도 11에 나타난 바와 같이 풍동실험체 거치용 지그(A)의 승하강부(120)를 제어하여 위치확인모듈(300)을 하강시킨 후(S201), 풍력센서(400)의 상부가 노출되도록 위치확인모듈(300)을 분리할 수 있다(S202).

이후, 도 12에 나타난 바와 같이 풍동실험체 거치용 지그(A)의 승하강부(120)를 제어하여, 풍력센서(400)를 상승시키면서(S203), 실험체결합모듈(200)의 하부에 풍력센서(400)를 결합시킬 수 있다(S204).

따라서, 풍력센서(400)가 풍동실험체(B)와 정확한 얼라인으로 결합됨으로써, 풍동실험체(B)에 가해지는 풍하중을 정확하게 측정할 수 있다.

한편, 이상에서는 제1 지시구(210)와 위치확인모듈(300)의 제2 지시구(310)의 위치를 사용자가 직접 눈으로 확인하는 것으로 설명하였으나, 도 1에 나타난 턴테이블(T)을 포함하는 풍동실험장치의 구조에 따라 사용자가 직접확인하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

이하에서, 이러한 경우에서도 시각적 정보를 이용하여 얼라인을 수행하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

도 13은 도 3의 얼라인과정을 수행하기 위한 도 2의 다른 실시예를 설명하는 도면이다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 풍동실험체 거치용 지그(A)는 제1 지시구(210) 및 제2 지시구(310)를 가시광선영역에서 촬영하는 카메라(510)를 포함하는 영상촬영모듈(500)을 더 구성할 수 있다.

도 13에서, 영상촬영모듈(500)은 풍력센서(400)의 측면에 구성되는 것으로 나타내었으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 제1 지시구(210) 및 제2 지시구(310)가 만나는 부분(첨두부)를 촬영할 수 있으면, 그 위치 및 구성에 대해서는 특정한 것으로 한정하지 않는다.

그리고, 영상촬영모듈(500)의 카메라(510)를 통해 촬영된 영상은 도 13에 나타난 바와 같이 제어모듈(600)로 전송될 수 있다.

제어모듈(600)은 영상촬영모듈(500)의 카메라(510)를 통해 촬영된 영상을 제어서버 및 관리자단말기 중 적어도 하나로 전송할 수 있으며, 사용자가 해당 영상을 확인한 후 위치를 조절하기 위한 조작을 수행하면 해당 조작에 대응하는 제어신호를 수신할 수 있다.

이에, 제어모듈(600)은 수신된 제어신호에 따라 위치조절모듈(110)의 동작을 제어하여 얼라인을 수행할 수 있다.

이상에서 본 발명에 의한 풍동실험체 거치용 지그 및 이를 이용한 풍동실험체 거치 방법에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.

A : 풍동실험체 거치용 지그
100 : 위치조절모듈
110 : 회동부 120 : 승하강부
130 : 미세조절부 140 : 센서결합부
200 : 실험체결합모듈
210 : 제1 지시구 211 : 첨단부
220 : 제1 결합부
300 : 위치확인모듈
310 : 제2 지시구 311 : 첨단부
320 : 제2 결합부
400 : 풍력센서
500 : 영상촬영모듈 510 : 카메라
600 : 제어모듈

Claims

상부에 센서결합부가 형성되며, 적어도 하나의 축을 기준으로 이동 및 회동 중 적어도 하나가 가능하도록 구성된 위치조절모듈;
풍동실험체(Wind tunnel test body)의 하부에 구성되며, 풍동실험체의 위치를 지시하는 실험체결합모듈; 및
상기 센서결합부에 탈부착가능하도록 구성되며, 상기 실험체결합모듈에 의해 지시된 상기 풍동실험체와의 상대적 위치를 확인하는 위치확인모듈;을 포함하며,
상기 실험체결합모듈은,
시각적으로 위치를 확인할 수 있도록 구성된 제1 지시구가 하부에 구성되고,
상기 위치확인모듈은,
상기 제1 지시구와의 상대적 위치를 시각적으로 확인할 수 있도록 구성된 제2 지시구가 상부에 구성된 것을 특징으로 하는 풍동실험체 거치용 지그.
제 1항에 있어서,
상기 제1 지시구는,
하부방향으로 첨단부가 형성된 고깔형으로 형성되고,
상기 제2 지시구는,
상부방향으로 첨단부가 형성된 고깔형으로 형성된 것을 특징으로 하는 풍동실험체 거치용 지그.
제 1항 및 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위치조절모듈의 센서결합부에는,
상기 풍동실험체에 가해지는 풍력을 측정하는 풍력센서가 구성되고,
상기 위치확인모듈은,
상기 풍력센서의 상부에 탈부착이 가능하도록 결합된 것을 것을 특징으로 하는 풍동실험체 거치용 지그.
제 3항에 있어서,
상기 실험체결합모듈의 하부에는,
상기 풍력센서의 상부에 결합되는 제1 결합부가 형성되고,
상기 위치확인모듈은,
상기 제1 결합부와 동일한 위치에 동일한 형상으로 제2 결합부가 형성된 것을 특징으로 하는 풍동실험체 거치용 지그.
제 2항에 있어서,
상기 제1 지시구 및 제2 지시구를 촬영하는 영상촬영모듈; 및
상기 영상촬영모듈을 통해 촬영된 영상을 제어서버 및 관리자단말기 중 적어도 하나로 전송하고, 이에 대응하여 수신된 제어신호에 따라 상기 위치조절모듈의 동작을 제어하는 제어모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍동실험체 거치용 지그.
시각적으로 위치를 확인할 수 있도록 구성된 제1 지시구가 하부에 구성된 풍동실험체(Wind tunnel test body)가 설치된 턴테이블의 하부에서, 상기 제1 지시구와의 상대적 위치를 시각적으로 확인할 수 있도록 구성된 제2 지시구가 상부에 구성된 풍동실험체 거치용 지그를 상기 풍동실험체의 하부로 이동시키고, 상기 제1 지시구 및 제2 지시구의 얼라인(Align)을 통해 상하방향으로 상기 풍동실험체와 풍동실험체 거치용 지그가 일직선상에 위치하도록 얼라인을 조절하는 위치조절단계; 및
위치가 조절된 상기 풍동실험체 거치용 지그의 상부에 구성된 상기 제2 지시구를 풍력센서로 교체한 후, 상기 풍동실험체 거치용 지그를 이용하여, 상기 풍동실험체의 하부에 풍력센서를 설치하는 센서설치단계;를 포함하는 풍동실험체 거치용 지그를 이용한 풍동실험체 거치 방법.
제 6항에 있어서,
상기 위치조절단계는,
상기 풍동실험체의 하부에 실험체결합모듈을 결합하는 풍동실험체 준비과정;
상기 실험체결합모듈이 상기 턴테이블을 관통하여 하부에 노출되도록, 상기 턴테이블에 풍동실험체를 설치하는 풍동실험체 설치과정; 및
상기 풍동실험체 거치용 지그에 결합된 위치확인모듈을 이용하여, 상기 풍동실험체 거치용 지그와 상기 풍동실험체의 얼라인을 조절하는 얼라인 조절과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍동실험체 거치용 지그를 이용한 풍동실험체 거치 방법.
제 7항에 있어서,
상기 얼라인 조절과정은,
상기 풍동실험체 거치용 지그의 상부에 상기 위치확인모듈을 결합하는 위치확인모듈 결합과정;
상기 풍동실험체 거치용 지그를 상기 풍동실험체의 하부에 결합된 실험체결합모듈의 하부까지 이동시키는 위치이동과정;
상기 풍동실험체 거치용 지그를 제어하여 상기 위치확인모듈을 상승시켜 상기 실험체결합모듈에 접근시키는 근접이동과정;
상기 위치확인모듈과 실험체결합모듈의 얼라인을 조절하는 미세조정과정; 및
상기 위치확인모듈과 실험체결합모듈의 얼라인 상태를 확인하는 위치확인과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍동실험체 거치용 지그를 이용한 풍동실험체 거치 방법.
제 7항 및 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서설치단계는,
상기 풍동실험체 거치용 지그를 제어하여 상기 위치확인모듈을 하강시키는 위치확인모듈 하강과정;
풍력센서의 상부가 노출되도록, 상기 위치확인모듈을 분리하는 위치확인모듈 분리과정;
상기 풍동실험체 거치용 지그를 제어하여 상기 풍력센서를 상승시키는 풍력센서 상승과정; 및
상기 풍력센서를 상기 실험체결합모듈의 하부에 결합시키는 풍력센서 결합과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍동실험체 거치용 지그를 이용한 풍동실험체 거치 방법.
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