초록 ▼

연구개요
진동 기술은 층간소음 등의 사회적 이슈 뿐 만이 아니라 다양한 사업분야 혹은 첨단분야의 기반이 되는, 기계 분야의 핵심적 기술 중 하나이다. 최근 세계적으로 기술경쟁이 심해지고 삶의 질에 대한 사회적 요구가 증대됨에 따라 기계 전 분야에서의 기술적 도약이 요구되고 있으며 이는 진동 분야도 예외가 아니다. 그러나 지금까지의 전통적인 기술로는 현재 요구되고 있는 극한적인 기술적 요구를 충족시키기 어려운 바, 본 과제에서는 탈부착이 가능한 인위적인 미소 구조로 이루어진 얇은 막으로 매우 효과적인 진동의 차단/회피, 소산 혹

연구개요
진동 기술은 층간소음 등의 사회적 이슈 뿐 만이 아니라 다양한 사업분야 혹은 첨단분야의 기반이 되는, 기계 분야의 핵심적 기술 중 하나이다. 최근 세계적으로 기술경쟁이 심해지고 삶의 질에 대한 사회적 요구가 증대됨에 따라 기계 전 분야에서의 기술적 도약이 요구되고 있으며 이는 진동 분야도 예외가 아니다. 그러나 지금까지의 전통적인 기술로는 현재 요구되고 있는 극한적인 기술적 요구를 충족시키기 어려운 바, 본 과제에서는 탈부착이 가능한 인위적인 미소 구조로 이루어진 얇은 막으로 매우 효과적인 진동의 차단/회피, 소산 혹은 진동 모드 변환이 가능케 하는 새로운 개념인 ‘애드온 타입 진동 메타서페이스’를 연구하고자 한다. 본 과제에서 제안하는 기술은 현재 직면한 기술적 한계를 모두 극복할 수 있는, 미래 진동기술에 대한 가장 확실하며 가장 도전적인 해결책이 될 것이다.

연구 목표대비 연구결과
본 과제에서 제안하는 ‘애드온 타입 진동 메타서페이스’는 크게 세 가지 연구주제로 나뉜다.
먼저 아주 얇은 막으로 특정 지역에 진동이 전파할 수 없게끔 하는 ‘진동회피 메타서 페이스’를 연구하고자 한다. 메타서페이스는 아주 얇은 막으로 진동의 방향을 조절할 수 있는 기술로, 이를 극단적으로 응용한다면 진동이 아주 얇은 막 주위에서만 존재하고 투과하지 못하게끔 만드는 것이 가능하다. 뿐만 아니라 메타서페이스를 이루는 미소 구조의 동적인 특성을 응용하여 국부적으로 얇은 막 구조의 임피던스를 급격히 변화시키는 것이 가능하며, 이 경우 대부분의 진동은 반사되어 나오게 된다. 결과적으로 원하는 장소에 붙이기만 하면 특정 지점을 진동에서 보호할 수 있는 새로운 진동회피 메타서페이스를 연구하고자 한다.
두번째 주제는 진동에너지를 효과적으로 소산시킬 수 있는 ‘진동소산 메타서페이스’ 연구이다. 진동에너지의 경우 소산시키지 않으면 원치않는 또다른 문제를 야기할 수 있는 바, 대부분의 진동 분야에서는 진동을 차단하는 것 만큼이나 진동에너지를 소산시키는 방식 역시 매우 중요한 이슈이다. 본 과제에서는 미소 구조를 공학적으로 설계, 진동 에너지를 메타서페이스 표면에만 집속시켜 효율적인 에너지 소산이 가능한 새로운 진동 메타서페이스를 개발하고자 한다. 또한 미소 구조 내의 공진 등의 특성을 응용, 아주 얇은 막으로 매우 뛰어난 진동 에너지 소산을 보여줄 수 있는 새로운 진동소산 시스템으로 확장해 나가고자 한다.
마지막으로 본 연구에서는 진동을 다른 모드로 변환하는 ‘진동변환 메타서페이스’를 연구하고자 한다. 탄성체에서의 진동은 다양한 모드가 존재하며, 이 중 일부 모드는 시스템에 매우 큰 피해를 끼치지만 반면 몇몇 모드는 시스템에 거의 영향을 미치지 않는다. 이를 응용하여, 메타서페이스의 미소 구조를 공학적으로 설계하여, 시스템에 치명적인 진동 모드를 시스템에 거의 영향을 주지 않는 진동 모드로 변환해주는 탈부착 진동 메타서페이스를 개발하고자 한다. 해당 기술을 통해 진동 차단이나 소산과는 다른, 새로운 진동 분야 솔루션을 제공할 수 있으리라 기대한다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
모체에 기계적인 가공이 없이 얇은 막 구조를 탈부착하여 진동에 의한 피해를 저감하는 본 기술은 다양한 분야로의 응용이 가능할 것이라 기대한다. 본래의 시스템에 추가적인 가공 없이 매우 얇은 막을 탈부착하는 방식이기에 자동차, 가공 장비, 운송장비 등의 진동을 저감하는 데에도 매우 효과적이리라 생각한다. 또한 아주 얇은 막 구조로 진동을 효과적으로 저감하기에, 작은 부피로 뛰어난 진동저감이 요구되는 층간소음 분야에 새로운 돌파구를 마련할 수 있으리라 생각한다. 더 나아가 본 기술을 초음파 분야로 확장할 경우 의료초음파나 다양한 비파괴 기술 분야로의 응용을 기대할 수 있으며, 수중음향 분야로 확장할 경우 수중 스텔스나 수중 통신 등의 기술에 폭넓게 응용될 수 있는 핵심 원천 기술이 되리라 기대한다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 자체점검표 ... 15
• 7. 참고문헌 ... 15
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 21
• 끝페이지 ... 37