79

전문학회(Ⅰ)

(소프트웨어활용교육과 실험교육 1)

좌장: 강철구(건국대)

1. CAD Software를 활용하는 기계제도 교육에서 PBL 수업의 효과 (이희원)

2. 고체역학 교육에서의 ANSYS 활용 (이원)

3. 학부 교육을 위한 예인수조 시설의 이용 (이신형)

4. 전북대학교 전기공학과에서 전공분야 관련 소프트웨어 활용능력 향상을 위한 교육 현황 (양성채)

81

CAD Software를 활용하는 기계제도 교육에서 PBL 수업의 효과

이희원서울과학기술대학교 기계시스템디자인공학과

기계제도 교과목은 기계공학 교육에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있음에도 불구하고, 이론교육과 실습을 병행하여야 하고 CAD 소프트웨어 활용 교육의 비중이 높아서, 내실 있게 운영되기 힘든 교과목이다. 서울과기대 기계시스템디자인공학과에서는 기계제도 교육에 PBL 수업 방식을 도입하여 교육 효과를 높이고 있다. 학생들은 강의식 수업에서 학습한 기계도면 작성의 규칙, 도면 독해와 작성법 등을 팀별 PBL 과제 수행과정에서 실제 문제에 적용해 봄으로써, 도면의 판독과 작성능력을 체득하게 되고, 더불어 CAD 소프트웨어 활용 능력을 높은 수준으로 달성하게 된다. 공학교육에서 PBL 수업방식의 도입 필요성은 널리 인정되고 있지만, 전문지식의 습득과 기능 훈련을 병행해야 하는 기계제도 교과목의 특성상, 한 학기 전체를 PBL 수업으로 진행하기 보다는 강의와 CAD 실습, PBL 수업을 적절한 비중으로 구성하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 그동안 시도하였던 다양한 교과운영 방식과 PBL 과제를 소개하고 그 효과를 비교해 보았다.

Although the subject of Mechanical Drawing is very important in mechanical engineering education, it is hard to teach the subject effectively, because it needs to carry out lectures and labs in parallel and needs substantially large portion of CAD lab time. In the department of Mechanical Systems and Design Engineering of SNUST, Problem Based Learning (PBL) is adopted to teach the subject of Mechanical Drawing and its effectiveness is assured. In this course, students experience to read and to draw drawings through the PBL team project after the lectures on mechanical drawings. In this way, they can learn by heart how to readout and to make drawings and how to operate CAD software tools in a high level. Although the effectiveness of PBL is widely accepted in engineering education, it is necessary to construct the course syllabus properly combining classroom lectures, CAD labs and PBL, considering the characteristics of Mechanical Drawing course, to teach specialized knowledge and hands-on experience together. In this paper, various PBL projects and teaching methods carried out in recent years are presented and those effects are discussed.

Key Words: Teaching Method (강의방법), Mechanical Drawing (기계제도), CAD Software Tool (캐드 소프트웨어 도구), PBL (문제중심학습)

*이 논문은 대한기계학회 추계학술대회에서 동일 저자에 의해 발표된바 있음.

CAD

Soft

war

e를활

용하

는기

계제

도CA

D S

oft

war

e를활

용하

는기

계제

도교

육에

서PBL

수업

의효

과

이희

원교

수

서울

과학

기술

대학

교기

계시

스템

디자

인공

학과

1. 기계제도교육의특성및현황

2. 기계제도교과목의교육내용

3. P

BL 적용기계제도교육사례

4. 교육효과분석

5. 결론

1.1

기계

제도

교육

의특

성

•기

계공

학교

육에

서중

요한

기초

교과

목–

실무

능력

의지

표: “기

계공

학과

졸업

생이

도면

도볼

줄모

른다

”–

공학

적의

사소

통을

위한

그래

픽언

어훈

련–

도면

작성

의표

준규

칙이

해(K

S 규

격)

–‘기

계설

계’,

‘기계

공작

’교

과목

등과

밀접

하게

연계

•내

실있

게교

육하

기어

려운

교과

목–

이론

강의

와실

습, CA

D S

oft

war

e 사

용법

교육

을병

행–

전임

교수

의담

당기

피교

과목

1.2

기계

제도

교육

의현

황※

13개

대학

18개

기계계열

학과

기계제도

교육내용

분석

없음

기계제도

이론

교육

전임

담당

교수

없음

16%

투상

만17

%투

상및

공

차 67%

전임

28%

비전

임72

%

3D-C

AD

CAD

Sof

twar

e 활

용

2D o

nly

1

3D-C

AD 별

도교

과목

유무

2D-C

AD72

%

28%

17%

2D/3

D55

%

3D o

nly

28%

2.1

본학

과의

설계

관련

교과

과정

공학

입문

설계

=>

기계

제도

=>

CAD

=>

기계

요소

설계

=>

CAD

응용

설계

=>

캡

스톤

디자

인(1

),(2

)

2.2

기계

제도

교과

목의

내용

구분

주요

내용

교육

시간

및교

수방

법

강의

1)기

계제

도기

초(기

본개

념, 투

상법

, 다중

투상

도, 정

면도

선택

)

2) 기

계제

도규

칙(치

수기

입, 단

면도

, 보조

투상

도, 회

전투

상도

)

3) 가

공법

의표

현(치

수공

차와

끼워

맞춤

, 기하

공차

, 표면

거칠

기)

2x10

시간

,

강의

, 연습

문제

, 필기

시험

실습

2D-C

AD

활용

법(기

본도

형, 편

집, 치

수기

입, 공

차기

입, 출

력)

2x10

시간

,

실습

, 실기

과제

, 실기

시험

PBL

PBL 과

제(도

면과

실물

비교

분석

후수

정설

계도

면제

시)

4x4 시

간,

팀활

동, 중

간및

최종

발표

, 개인

및팀

별보

고서

3.1

PBL

적용

사례

: 문

제제

시3.

1 PBL

적용

사례

: 과

제수

행결

과

4.1

교과

운영

변화

에따

른교

육효

과(1

)

년도

CAD

실습

2시간

/주PBL

과제

및시

험

년도

별교

과운

영방

법변

화(2

008년

–20

12년

)

08년

2D4주

3D5주

학기

말에

자유

형pro

ject

과제

제시

2D실

기중

간고

사,3D

실기

기말

고사

10년

2D4주

3D5주

학기

초에

설계

수정

형PBL과

제제

시

2D실

기중

간고

사

11년

2D3주

3D5주

학기

초에

설계

수정

형PBL과

제제

시11

년3D

5주

2D2주

2D/3

D실

기중

간고

사

12년

2D10

주학

기말

에자

유형

PBL

과제

제시

2D실

기중

간고

사

4.2

교과

운영

변화

에따

른교

육효

과(2

)

교과

운영

변화

에따

른교

육효

과평

가(설

문, 시

험)

년도

제도

이론

2D-C

AD

3D-C

AD

시험

설문

시험

설문

시험

설문

0860

778

680

8254

672

0860

.778

68.0

8254

.672

1058

.882

54.6

86N

.A.

7811

60.4

8854

.186

64.8

9012

58.9

8261

.184

N.A

.N

.A.

교과

운영

변화

에따

른교

육효

과평

가(성

찰일

기)

주요

내용

“PBL과

제로

캐드

실력

이라

든지

창의

성이

더욱

향상

”

“배운

것을

직접

써보

고생

각하

고스

스로

알아

감으

로써

매우

유익

한수

업”

“시행

착오

를겪

으면

서실

력을

쌓은

것이

유익

했다

”

“내가

하지

않으

면조

원에

게피

해가

간다

는마

음”

“진짜

공부

를해

본것

같다

”

4.3

교과

운영

변화

에따

른교

육효

과(3

)

교과

운영

변화

에따

른교

육효

과분

석-

학기

말과

제부

여시

자유

형과

제보

다는

짜임

새있

는PBL형

문제

제시

가효

과적

임-

학기

초부

터PBL

과제

를제

시하

고팀

활동

을유

도하

면참

여동

기와

학습

효과

를높

일수

있음

-한

학기

에2D

/3D

CAD

병행

교육

도가

능하

나기

계제

도와

2D-C

AD

에집

중하

는것

이더

욱효

과적

임

기계

제도

교과

목에

서PBL적

용시

유의

점-

학생

들이

CAD

의그

래픽

기능

에만

치중

하지

않고

기계

설계

와가

공을

고려

한기

계제

도가

될수

있도

록교

육내

용을

적절

히조

정해

야함

-전

공지

식이

부족

한2학

년수

준에

적합

한문

제를

발굴

해야

함전

공지

식이

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한학

년수

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적합

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제를

발굴

해야

함예

)실

물과

도면

이주

어진

상태

에서

의설

계수

정및

도면

작성

과제

-CAD

기능

교육

을위

한동

영상

강의

를병

행할

필요

가있

음

기계

제도

와CA

D S

oft

war

e 기

능교

육에

PBL

교육

이효

과적

임

5. 결

론

PBL

적용

시짜

임새

있는

PBL

문제

의개

발이

중요

함

학생

수준

을고

려하

여설

계수

정후

도면

작성

과제

를제

안함

학기

초부

터PBL

과제

를제

시하

고팀

활동

을유

도하

면효

과적

임

CA

D의

그래

픽기

능교

육보

다는

기계

설계

와가

공이

연계

된기

계제

도교

육이

필요

함

82

고체역학 교육에서의 ANSYS 활용

이원숭실대학교, 기계공학과

기계공학 분야의 교육과정 중 기본역학을 교육하는 교과목인 “고체역학”에서 공학 도구인 ANSYS 구조해석 프로그램을 활용하는 사례를 소개한다.

ANSYS 구조해석 프로그램은 유한요소해석 방법을 이용하여 구조해석뿐만 아니라 열, 유체, 전자기의 해석에도 탁월한 방법을 제공하는 것으로 잘 알려져 있다. 기본적으로 고체역학의 강의에서는 학생들에게 먼저 기본이론을 제공하고 여기에 적응하기위한 문제풀이 방법을 예제를 통하여 익힌 후 응용문제를 통하여 기계 및 구조물의 응력과 변위를 구하도록 요구하고 있다. 응용문제를 다루는 경우 많은 가정과 복잡성으로 인하여 학생들이 많이 어려워하는 경향이 있다. 따라서 ANSYS 구조해석 프로그램을 통한 해석 방법을 제공하여 학생들의 흥미를 이끌어 내는 것이 목적이다.

1단계: ANSYS 구조해석 프로그램 사용방법 적응2단계: 기본 예제 숙달하기3단계: 응용 문제 해결하기위와 같은 과정을 통하여 교육을 한 결과 학생들이 구조해석 프로그램과 친숙하게 되고 고학년이 되었을 경우

종합설계 등의 타 과목에서 스스로 활용할 수 있는 방법을 터득하여 편리한 기능을 적극적으로 활용하고자 하는 경향이 있음을 알게 되었다.

고체

역학

고체

역학

교육

에서

의교

육에

서의

AN

SY

SA

NS

YS

활용

활용

발표

자:

이원

교수

2012

11

23

고체

역학

고체

역학

교육

에서

의교

육에

서의

AN

SY

S

AN

SY

S 활

용활

용

2012.

11.

23.

숭실

대학

교기

계공

학과

고체

역학

고체

역학

교과

목교

과목

개요

개요

기계

및기

계구

조물

을구

성하

고있

는고

체재

료(주

로금

속)에

외력

이가

해졌

을때

재료

에발

생하

는응

력변

형률

변위

의상

태를

물리

적해

졌을

때재

료에

발생

하는

응력

, 변

형률

, 변

위의

상태

를물

리적

,

기하

학적

으로

고찰

하고

분석

하여

기계

구조

물의

강도

해석

개념

을이

해

한다

.

기계

설계

및기

계제

작의

기초

지식

을학

습하

여기

본적

인공

학문

제에

대

--11--

한해

석능

력과

설계

능력

을계

발하

고, 역

학적

사실

, 이

론및

방법

론을

제시

하여

학생

들에

게창

의적

인사

고를

가질

수있

게한

다.

선수

과목

에선

수과

목에

대한

대한

이해

도이

해도

평가

평가

1. N

ew

ton의

3가

지기

본법

칙을

알고

있다

.

정역

학

2. SI(국

제표

준단

위)단

위와

USC

S(미

국관

용단

위)단

위를

알고

있다

.

3. 힘

의합

성을

위한

평행

사변

형법

칙을

알고

있다

.

4. 힘

의전

달성

의원

리를

알고

있다

.

5. N

ew

ton의

중력

의법

칙을

알고

있다

.

6. 자

유물

체도

(fre

e-body

dia

gra

m)에

대하

여이

해하

고있

다.

--22--

7. 공

학계

산을

하는

경우

유효

숫자

개념

을알

고있

다.

8. 하

나의

질점

에여

러개

의힘

이작

용하

는경

우단

일힘

으로

나타

낼수

있다

.

9. 힘

은수

학적

으로

벡터

라고

할수

있다

.

10. 하

나의

질점

에작

용하

는단

일힘

은여

러개

의힘

으로

나눌

수있

다.

선수

과목

에선

수과

목에

대한

대한

이해

도이

해도

평가

평가

11. 한

점또

는어

떤축

에대

한힘

의모

멘트

를구

할수

있다

.

정역

학

12. 강

체라

는말

을이

해하

고있

다.

13. 강

체의

힘의

평형

방정

식을

이해

하고

있다

.

14. 강

체의

모멘

트의

평형

방정

식을

이해

하고

있다

.

15. 면

적의

1차

모멘

트를

이해

하고

있다

.

16. 면

적의

도심

을구

할수

있다

.

17

트러

스(t

russ)구

조라

는용

어를

알고

있다

--33--

17. 트

러스

(tru

ss)구

조라

는용

어를

알고

있다

.

18. 면

적의

2차

모멘

트(관

성모

멘트

)를이

해하

고있

다.

19. 극

관성

모멘

트를

이해

하고

있다

.

20. 면

적의

회전

반경

을이

해하

고있

다.

21. 평

행축

의정

리를

이해

하고

있다

.

선수

과목

에선

수과

목에

대한

대한

이해

도이

해도

평가

평가

정역

학

35

40

32

17

35

24

34

32

24

30

33

32

25

24

24

21

16

18

15

11

10

21

14

14

13

14

14

17

22

20

23

27

33

31

28

15

20

25

30

35

인원수(명)

이해

하고

있음

잘모

르겠

음

--44--

5

76

34

6

8

56

05

10

정역

학문

항

고체

역학

고체

역학

교과

목교

과목

교육

목표

교육

목표

1.

축하

중을

받는

부재

의응

력과

변형

률의

계산

방법

학습

2.

비틀

림하

중을

받는

원형

단면

부재

의응

력과

변형

률의

계산

방법

학습

3.

굽힘

하중

을받

는보

의굽

힘응

력의

계산

방법

학습

4.

보에

작용

하는

내력

의계

산방

법학

습

5.

보에

작용

하는

전단

응력

의계

산방

법학

습

6.

응력

과변

형률

의변

환에

대한

이해

및계

산방

법학

습

7.

임의

의하

중이

작용

하는

부재

에대

한주

응력

의계

산방

법학

습

8.

보의

처짐

에대

한이

해및

계산

방법

학습

9기

둥에

대한

이해

및여

러가

지계

산방

법학

습

--55--

9.

기둥

에대

한이

해및

여러

가지

계산

방법

학습

10.에

너지

방법

을이

용한

응력

과변

형률

의계

산방

법학

습

11.시

사성

공학

정보

의공

유를

통한

폭넓

은지

식

12.전

공영

어능

력의

향상

각각교

육목

표별

교육

목표

별학

습성

과학

습성

과달

성을

달성

을위

한위

한강

의강

의세

부목

표세

부목

표

1)

Stress의

개념

을이

해할

수있

다.

1.

축하

중을

받는

부재

의응

력과

변형

률의

계산

방법

학습

2)

Norm

al Stress를

계산

할수

있다

.

3)

Shear Stress를

계산

할수

있다

.

4)

Bearing

Stress를

계산

할수

있다

.

5)

경사

면에

작용

하는

Norm

al Stress 와

Shear Stress를

계산

할수

있다

.

6)

일반

적인

하중

을받

고있

는부

재의

응력

상태

를나

타낼

수있

다.

)

--66--

7)

Shear Stress의

대칭

성을

이해

할수

있다

.

8)

안전

계수

의개

념을

이해

할수

있다

.

9)

Strain

의개

념을

이해

할수

있다

.

10)

Norm

al Strain

을계

산할

수있

다.

11)

Stress-Strain

Curv

e를

이해

할수

있다

.

각각교

육목

표별

교육

목표

별학

습성

과학

습성

과달

성을

달성

을위

한위

한강

의강

의세

부목

표세

부목

표

12)

Hooke

’s L

aw

를이

해할

수있

다.

1.

축하

중을

받는

부재

의응

력과

변형

률의

계산

방법

학습

13)

재료

의탄

성계

수를

이해

할수

있다

.

14)

재료

의탄

성거

동과

소성

거동

을이

해할

수있

다.

15)

S-N

Curv

e를

설명

할수

있다

.

16)

재료

의Elo

ngation을

계산

할수

있다

.

17)

간단

한부

정정

문제

를해

결할

수있

다.

)

--77--

18)

Therm

al Stress를

계산

할수

있다

.

19)

Pois

son’s

Ratio를

이해

할수

있다

.

20)

일반

적인

Hooke

’ Law

를식

으로

나타

낼수

있다

.

21)

체적

탄성

계수

를이

해할

수있

다.

각각교

육목

표별

교육

목표

별학

습성

과학

습성

과달

성을

달성

을위

한위

한강

의강

의세

부목

표세

부목

표

22)

Shear Strain

을계

산할

수있

다.

1.

축하

중을

받는

부재

의응

력과

변형

률의

계산

방법

학습

23)

탄성

계수

, Pois

son’s

Ratio, 전

단탄

성계

수의

관계

를유

도할

수있

다.

24)

섬유

강화

복합

재료

의Stress-Strain

관계

를이

해할

수있

다.

25)

Stress C

oncentration F

acto

r를이

해할

수있

다.

--88--

각각교

육목

표별

교육

목표

별학

습성

과학

습성

과달

성을

달성

을위

한위

한강

의강

의세

부목

표세

부목

표

2. 비

틀림

하중

을받

는원

형단

면부

재의

응력

과변

형률

의계

산방

법학

습

1)

비틀

림하

중을

받고

있는

원형

단면

축의

평형

방정

식을

이해

할수

있다

.

2)

탄성

비틀

림공

식을

사용

하여

Shear Stress를

계산

할수

있다

.

3)

비틀

림하

중을

받고

있는

연성

,취

성재

료의

파괴

를설

명할

수있

다.

4)

원형

단면

축의

극관

성모

멘트

를계

산할

수있

다.

5)

비틀

림하

중을

받고

있는

축의

비틀

림각

을계

산할

수있

다.

--99--

6)

비틀

림하

중을

받고

있는

축의

부정

정문

제를

해결

할수

있다

.

7)

동력

전달

축의

축직

경을

계산

할수

있다

.

8)

비틀

림하

중을

받고

있는

축의

응력

집중

문제

를해

결할

수있

다.

고체

역학

고체

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교과

목교

과목

학습

성과

학습

성과

수학

, 기

초과

학, 공

학의

지식

과정

보기

술을

응용

할수

있는

능력

(30%

)

역학

적인

문제

에대

하여

식을

세우

고답

을구

하는

과정

을연

습함

수행

한과

제에

대한

평가

시험

평가

공학

문제

들을

인식

하며

, 이

를공

식화

하고

해결

할수

있는

능력

(30%

)

역학

적인

문제

에대

하여

식을

세우

고답

을구

하는

과정

을연

습함

수행

한과

제에

대한

평가

시험

평가

--1010--

시험

평가

복합

학제

적팀

의한

구성

원의

역할

을해

낼수

있는

능력

(10%

)

팀을

구성

하여

과제

를수

행하

게함

팀원

간상

호평

가

고체

역학

고체

역학

교과

목교

과목

학습

성과

학습

성과

효과

적으

로의

사소

통을

할수

있는

능력

(10%

)

수행

한과

제에

대하

여발

표하

게함

발표

한과

제에

대하

여팀

별상

호평

가발

표한

과제

에대

하여

팀별

상호

평가

시사

적논

점들

에대

한기

본지

식(1

0%

)

강의

시예

를들

어설

명

시험

내용

에시

사적

논점

에관

한문

제출

제

--1111--

세계

문화

에대

한이

해와

국제

적으

로협

동할

수있

는능

력(1

0%

)

영문

으로

된문

서에

대한

적응

력을

향상

시키

기위

해원

서교

재를

사용

함

시험

문제

출제

를영

어로

함

AN

SYS E

D 교

육용

버전

사용

유한

요소

해석

의원

리

①실

제구

조물

모델

링

AN

SY

S

AN

SY

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용방

법사

용방

법

①실

제구

조물

모델

링

②재

료물

성치

의정

의

③유

한요

소모

델링

(Mesh)

④하

중조

건, 구

속조

건정

의

--1212--

⑤해

석(S

olv

e)

⑥결

과검

토

학생

들이

AN

SYS 사

용에

대해

재미

있어

함

강의

평가

점수

가향

상

강의

강의

평가

평가

및및결

과결

과분

석분

석

AN

SYS를

사용

해본

경험

이다

른과

목을

공부

하는

데도

움

강의

시간

이부

족

시험

에반

영하

기가

어려

움

--1313--

시험

에반

영하

기가

어려

움

83

학부 교육을 위한 예인수조 시설의 이용

이신형, 설동명, 서정화, 임태구, 박성택서울대학교

예인수조의 정의예인수조는 조선해양공학 분야의 필수적인 요소인 유체역학 실험에 사용되는 실험 시설로 긴 직사각형의 수조

와 모형선을 예인하면서 움직일 수 있는 예인 전차 시스템으로 구성되며 실제 해양환경을 모사하기 위한 조파장치와 효율적인 예인수조 사용을 고려하여 실험간 대기시간 단축을 위해 소파기 등 보조장치를 포함하고 있다.

예인수조의 특징과 필요성유체역학 실험을 위해 사용되는 다른 실험 시설인 회류수조와 비교하였을 때 예인수조는 그 규모로 인해

Blockage의 영향이 거의 없고 초기 난류 성분을 무시할 수 있어 난류유동을 포함한 실험의 신뢰도가 매우 높다는 특징을 갖는다. 또한 사항, 각종 운동 등의 실험을 수행할 수 있으며 조파장치를 이용한 실제 해양환경의 모사가 가능하기 때문에 예인수조 시설을 조선해양공학 분야의 연구에 필수적이라 할 수 있다.

예인수조에서 수행하는 실험의 종류예인수조에서 수행되는 실험은 다양한 종류가 있는데 일반적으로 선박의 저항성능, 운동성능에 관한 실험이 있

다. 이는 정속으로 항주중이거나 일정한 운동을 하는 모형선에 걸리는 힘과 자세를 계측하여 실제 선박의 성능을 추정하는 실험이다. 또한 유동 계측 실험이 있는데 페인트 테스트, 5공 피토관과 같은 고전적인 장비부터 LDV, PIV와 같은 현대적인 계측 장비들까지 많은 종류의 유동 계측 실험 장비들이 예인수조 환경에 적용되어 다양한 실험에 이용되고 있다. 마지막으로 해양 발전 시스템의 성능 시험이 있다. 파력발전, 조류발전과 같이 해양환경을 이용한 발전장비들은 예인수조에서 모사된 해양 환경에서 성능시험을 수행하여 실제 발전 장치의 성능을 추정하게 된다.

서울대학교 조선해양공학과의 관련 수업, 실험 서울대학교에서 운용중인 예인수조 시설은 길이 110m, 폭 8m, 깊이 3.5m로 매년 조선해양공학과 학부생을 대

상으로 선박저항추진시스템, 조선공학실험, 해양공학실험 등 세 과목의 실험 교육을 위해 활용되고 있다. 선박저항추진시스템 교과목에서는 선박 성능 추정에 필수적인 저항시험, 추진기 단독성능 시험, 자항 시험을 실제로 수행하고 그 절차를 이해하는 것을 실험 교육의 목적으로 하고 있다. 조선공학실험 교과목에서는 PIV를 비롯한 다양한 실험 장비를 소개하고 실제 활용을 통해 실험 수행의 원리와 절차를 가르치게 된다. 해양공학실험 교과목은 수강생들이 창의적으로 설계하여 제작한 조류발전 터빈의 성능 평가 시험을 예인수조에서 수행한다. 또한 학부 졸업 논문을 작성하는 학생들 중 예인수조 실험이 필요한 학생에 한정하여 예인수조 실험을 능동적으로 계획, 설계하여 그 결과를 이용하여 졸업논문을 작성하도록 지도하기도 한다.

기대 효과이처럼 서울대학교 조선해양공학과에서는 예인수조 시험시설을 수업 교과목에 활용하여 학생들의 실험에 대한

능동적인 참여를 이끌어내며 학생들이 자신의 창의적인 설계가 실현되는 과정을 통해 성취감과 공학적인 소양의 증진을 도모하고 있다. 최근 해양개발에 대한 수요가 증가하고 있으며 대학 교육에 이런 요구가 반영될 것임을 고려하였을 때 예인수조를 이용한 학부생 교육의 성과는 더 증대될 것으로 기대한다.

학부

교육

을위

한예

인수

조시

설의

이용

2012

11

23

2012 1

1 2

3

이신

형(서

울대

학교

조선

해양

공학

과)

예인

수조

모형

선을

예인

하여

실제

항주

조건

을모

사하

는실

험시

설

조선

해양

공학

실험

에필

수적

인시

설조

선해

양공

학실

험에

필수

적인

시설

예인

수조

의역

사

Will

iam

Froude

최초

의근

대적

예인

수조

건설

(187

2)

Robert

Edm

und

Froude

추진

특성

을포

함한

모형

시험

결과

의실

선확

장방

법확

립(1

888)

David

Wats

on

Tayl

or

미국

의첫

번째

시험

수조

인Ex

per

imen

talM

odel

Basin

설립

(189

8)

W. F

roud

e

2

Boat

model

s m

ade

by

W. F

roud

eTo

win

g t

ank

at T

orq

uay

US

EMB

구성

요소

직사

각형

의수

조

모형

선을

예인

하며

수조

위를

이동

하는

예인

전차

모형

선을

예인

하며

수조

위를

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하는

예인

전차

파도

를만

드는

조파

기

수면

의요

동을

감쇠

시키

는소

파기

3

서울

대학

교예

인수

조

1962년

길이

27m

의교

육용

시험

수조

건설

1983년

관악

캠퍼

스수

조시

설완

공1983년

관악

캠퍼

스수

조시

설완

공

규모

:110

m(L

)*

8m(B

)*

3.5m

(D)

준비

수조

:7m

(L)*

2m(B

)*

1.7m

(D)

2010년

시설

개보

수

4

예인

전차

각종

실험

장비

설치

가능

거더

(Girder)

형식

거더

(Girder)

형식

구동

부 22kW

AC

serv

om

oto

r4개

로구

동

최대

가속

도:0

.06G

최대

속도

:5m

/s

5

무인

고속

전차

고속

선모

형시

험에

활용

트러

스형

식트

러스

형식

구동

부 22kW

AC

serv

om

oto

r-w

iredru

m

최대

속도

:15m

/s

6

조파

기

파랑

환경

모사

를위

한장

비

규칙

파및

불규

칙파

재현

규칙

파및

불규

칙파

재현

최대

파고

:0.3

5m

,주

기:0.5

s~

3.5

s

소파

기

수면

파를

소멸

시키

기위

한장

비

직립

형구

조에

서경

사형

구조

로개

선

측면

소파

기설

치

7

예인

수조

실험

의장

점

낮은

Blo

ckage로

벽면

의영

향을

무시

실험

에충

분한

수심

확보

실험

에충

분한

수심

확보

초기

난류

성분

을무

시할

수있

음

조파

기를

이용

한해

양환

경모

사

예인

수조

의활

용

선박

,해

양구

조물

관련

실험

유동

계측

실험

8

신재

생에

너지

관련

실험

선박

,해

양구

조물

관련

실험

저항

시험

프로

펠러

단독

성능

시험

프로

펠러

단독

성능

시험

자항

시험

파랑

중거

동시

험

유동

계측

실험

피토

관

입자

영상

유속

계

9

신재

생에

너지

실험

조류

발전

터빈

성능

시험

파력

발전

장비

성능

시험

선박

저항

추진

시스

템(3

학년

1학

기)

강의

목표

선박

의저

항성

능이

해선

박의

저항

성능

이해

프로

펠러

의추

진성

능을

이해

예인

수조

에서

저항

,자항

실험

수행

프로

펠러

형상

을표

현하

는프

로그

램작

성

수업

내용

선박

의선

형과

저항

성능

의관

계

모형선저항시험

추진

기이

론및단독성능시험

10

추진

기이

론및단독성능시험

모형선자항시험

수업

결과

이론

교육

과실

제실

험을

함께

수행

하여

종합

적인

이해

도향

상

수업

중실

험의

모든

과정

에수

강생

이참

여하

도록

하여

교육

의효

율증

대

조선

공학

실험

(3학

년1학

기)

강의

목표

실험

실습

을통

해조

선공

학에

서필

요한

기초

적인

지식

을습

득실

험실

습을

통해

조선

공학

에서

필요

한기

초적

인지

식을

습득

수업

내용

Tech

nica

lre

port

작성

법,실

험데

이터

의통

계적

처리

와오

차해

석

유동가시화기법,입자영상유속계실험수행

2D날

개에

걸리

는힘

과모

멘트

계측

2D날

개주

위의

공동

현상

관측

수업

결과

예인

수조

에서

사용

되는

최신

의실

험기

법이

실제

연구

에활

용되

는과

정을

이해

11

예인

수조

에서

사용

되는

최신

의실

험기

법이

실제

연구

에활

용되

는과

정을

이해

해양

공학

실험

(3학

년2학

기)

강의

목표

학생

들의

실험

실습

을통

해해

양공

학에

서필

요한

기초

적인

지식

을습

득학

생들

의실

험실

습을

통해

해양

공학

에서

필요

한기

초적

인지

식을

습득

특히

해양

신재

생에

너지

분야

중조

류발

전터

빈디

자인

에관

해실

험

수업

내용

조류

발전

터빈

에대

한아

이디

어제

안

아이

디어

를구

현하

기위

한조

류발

전터

빈모

형제

작

발생전력량계측

및설

계의

타당

성평

가

수업

결과

조류

발전

터빈

설계

의특

허출

원

12

조류

발전

터빈

설계

의특

허출

원

수업

보고

서작

성사

례

13

84

전북대학교 전기공학과에서 전공분야 관련 소프트웨어 활용능력 향상을 위한 교육 현황

양성채전북대학교 전자정보공학부

전북대학교 전기공학과는 최근에 실시한 학내외 평가결과 하드웨어 활용 교과목과 비교하여 상대적으로 소프트웨어 활용 교육이 다소 부족하다는 지적사항을 받았던 적이 있다. 이에 본 학과는 이를 개선하기 위해, 전공 분야에서 활용도가 높은 소프트웨어 교육을 강화할 수 있도록 최근 수년 동안 교과과정을 개편하여 왔다. 그 결과 현재 사용하고 있는 2012학년도 교과과정에는 matlap과 pspice 등 전공 분야에서 활용도가 높은 소프트웨어의 기초 및 활용에 대해 교육하는 “설계소프트웨어실습” 교과목을 2학년 2학기에 개설 활용하고 있다. 또한 3, 4학년에 개설된 다양한 세부 전공 교과목에서는 상기 교과목에서 배운 소프트웨어 활용 기술을 직접 응용하는 교육 및 실습을 강화하고 있다.

이상과 같이 전북대학교 전기공학과에서 학생들의 소프트웨어 활용 능력 향상을 위해 실시하고 있는 구체적인 교과과정, 교육방법 및 활용 상황을 본 강연에서 발표한다.