기계 시스템은 다양한 하중 조건에서 작동할 것으로 기대되며, 신뢰성과 안정적인 성능을 달성하기 위해 윤활 시스템을 사용할 필요가 있다. 이러한 안정적인 윤활을 구현하는 데 사용되는 저널 베어링은 유체역학적 윤활 베어링의 대표적인 형태이다. 본 연구에서는 어긋난 정렬 상태에서 정하중 외에 여러 가지 이유로 충격하중이 추가로 가해지는 조건에서도 안정적인 윤활 성능을 확보하기 위해 베어링의 양단에 홈(groove) 형상의 구조와 고무를 적용하였다. 홈 구조와 고무는 오일 필름 압력에 의해 홈 끝의 탄성 변형이 발생하여 충격하중을 흡수함과 동시에 축과 베어링 간의 접촉을 방지함으로써 안정적인 윤활 성능에 기여한다. 홈-유형의 유연 구조와 고무를 활용한 이 새로운 설계는 다양한 충격하중 조건에서 윤활 성능이 향상된 저널 베어링을 구현하였다. 기계 시스템에 충격하중이 가해질 때, 본 연구에서 제안한 설계는 윤활 성능을 향상시켜 기계 시스템의 신뢰성을 개선하는 데 기여한다.

영구 자석을 사용하는 철계(ferrous) 마모 입자(debris) 센서의 측정 감도를 향상시키기 위하여, 센서의 적절한 위치에 대한 새로운 수치적 접근법을 제시한다. 또한 철계 입자 센서 주변으로 흐름을 집중시키는 방법으로 유동 가이드 벽(flow guide wall)을 제안한다. 유동 가이드 벽은 철계 입자를 포함한 유동이 센서를 둘러 흐를 수 있도록 함으로써 측정 감도를 추가로 향상시키고자 한다. 수치 해석은 섬프 탱크형(sump-tank type)의 가장 대표적인 기어박스에 대해 다물리(멀티-피직스, multi-physics) 해석 방법을 사용하여 수행하였다. 철계 마모 입자 센서를 이용한 상태 진단(condition diagnosis)에서는 센서의 위치가 큰 영향을 미친다. 즉, 잘못된 센서 위치로 인해 이상 마모 및 손상이 존재함에도 불구하고 측정이 전혀 일어나지 않는 경우가 있다. 최적의 센서 위치를 결정하기 위해, 본 연구는 기어의 움직임으로 인해 발생하는 유동에 대한 유동 해석과 센서 구현을 위한 전기 및 자기장 해석, 그리고 입자 추적(particle tracing) 기법을 사용하여 입자 궤적을 추적하였다. 본 연구의 새로운 해석 방법과 결과는 최적 센서 위치를 선정하고 철계 마모 입자 센서를 효과적으로 적용하는 데 중요한 정보를 제공할 것이며, 오일 센서 기반 상태 진단 기술에 기여할 것이다.