연세대 ISE 지원자를 위한 탐구 주제 추천
안녕하세요 SRP 에듀입니다!
연세대 ISE 합격을 위한 생기부 주제를 추천드리는 포스팅 입니다
블로그를 꾸준히 보셨다면 융합과학공학계열(ISE) 내에는 나노과학공학/에너지환경융합/바이오융합 전공이 있다는 것을 아마 다 아시겠지요? (그리고 합격 내신 등급대는 일반고 내신 2등급 초반대라는 것도..!
연세대 ISE 합격 내신 등급 포스팅 - https://blog.naver.com/herimys/223478137856?trackingCode=blog_bloghome_searchlist)
이번에는 ISE의 나노과학공학 쪽에 조금 더 집중을 한 주제를 추천드리고자 합니다
나노과학공학 에서는 반도체/재료/공학수학/물리화학/연구실 활동/전자공학/신경망 등의 수업을 듣게 됩니다.
최근 생기부 평가 특성 상 해당 전공에 대한 미시적인 집중 보다는, 전반적인 과목 별 세특의 심화도를 보는 추세 입니다. 특히 ISE는 융합 계열이기 때문에 너무 전공적합성!! 만 외치기 보다는 좀더 전공 수업과 관련된 공학적인 탐구 내용을 추천드리겠습니다
3D 프린터의 기술 동향 분석
3D 프린터의 작동방식과 가공 방식에 대해 연구하면서 직접 3D 프린터를 활용해 보는 능동적인 활동을 할 수 있습니다. 구체적으로는, 기존 재료를 통해 입체물을 생산하는 방식과 3D 프린터가 다른 점을 분석할 수 있습니다. 설명하자면 3D 프린터는 설계 데이터에 따라 액체·파우더 형태의 폴리머(수지), 금속 등의 재료를 가공·적층 방식(Layer-by-layer)으로 쌓아올려 입체물을 제조하는 장비입니다. 기존의 입체의 재료를 기계가공·레이저를 이용하여 자르거나 깎는 방식으로 입체물을 생산하는 절삭가공과 반대되는 개념으로 적층 가공 방식이 사용된다는 점에서 차별화 된다는 점을 자세히 설명해 주세요!
그리고 적층가공은 절삭가공에 비해서 훨씬 낮은 비용으로 정교한 제품을 만들 수 있다는 장점이 있지만 대형제품을 만들기 어렵다는 단점도 있습니다. 하지만 이런 장점을 활용한다면 개별 맞춤으로 정교하게 제작해야 하는 인공장기 산업에서 활발하게 사용될 수 있다고 생각한다~~이렇게 마무리 해도 괜찮고, 이 활동을 통해 공학전공을 통해 추후 국내의 인공장기를 위한 3D 프린터 기술을 발전시키고 싶다 형식으로 진로를 구체화 해주어도 좋겠습니다 :)
골프공에서 딤플의 역할 탐구
실생활에서 접할 수 있는 과학적 개념에 대해 탐구하는 활동은 1학년 활동으로 추가하기에 매우 좋습니다. 탐구 동기를 작성하는 데에도 이질감이 없고요!
골프공 표면에 있는 딤플은 공이 더 멀리 날아가도록 돕는 역할을 하는데, 이를 이해하는 과학적 개념인 '레이놀즈 수'를 연구해볼 수 있겠습니다. 공기와 물이 물체를 지나갈 때 흐름의 성질을 어떻게 나타내는지, 왜 값이 낮으면 흐름이 부드럽고 높으면 소용돌이가 생기는지에 대한 원리를 탐구해볼 수 있습니다. 그리고 물체가 움직일 때 공기나 물이 물체를 뒤로 끌어당기는 항력과의 관계를 조사하면서, 레이놀즈 수가 커질 수록 항력이 작아진다는 점과 골프공의 딤플은 이 항력을 줄여주어서 공이 더 안정적으로 멀리 날아갈 수 있도록 돕는 역할을 한다는 점을 설명한다면 더더욱 심화된 생기부를 만들 수 있습니다. 일상적 동기를 통해 레이놀즈 수와 항력 물리량이 골프공에 미치는 영향에 대해 발표하고 설명한다면 흥미롭고, 학문적이기도 한 수행평가 주제가 될 것입니다.
레이놀즈 수(Re) 보충설명:
레이놀즈 수는 V(속도), D(지름), �(그리스 문자 nu(누))(동점성계수)
로 이루어진 식입니다.
레이놀즈 수가 낮으면 동점성계수가 상대적으로 높다는 의미로 유체가 끈적끈적해서 일정한 흐름을 가진다는 것이고, 레이놀즈수가 높으면 유체가 끈적하지 않고 자유분방해서 자유롭게 움직이고 소용돌이친다고 생각할 수 있습니다.
BLDC 모터의 제어기술 탐구
BLDC 모터(Brushless DC Motor)는 드론, 로봇청소기, 에어컨, 헤어드라이기 등 다양한 실생활 기기에서 널리 사용되는 모터입니다. 이 모터는 정밀한 제어가 가능하고, 효율성과 내구성이 뛰어나 작동 소음이 적고 에너지 소비를 줄일 수 있어 많은 전자기기와 첨단 장치에 활용됩니다. 특히 제가 매일 쓰고 있는 다이슨 청소기와 드라이어에 이 BLDC 모터가 장착되어 있는데, 다이슨은 가전제품에 이 BLDC 모터 기술을 접목하여 혜림쌤이 드라이기에 60만원을 쓰게 만들었습니다 � 근데 매일 잘 쓰고 있어서, 후회 없는 소비였습니다�.
마찬가지로 실생활에서 사용되는 공학을 탐구하는 활동은 탐구 동기를 잡기가 쉽고 흥미있는 주제들이라 1-2학년 때 추천드리는 주제입니다. BLDC 모터의 제어에는 PID 제어가 활용되는데, PID 제어는 비례(Proportional), 적분(Integral), 미분(Derivative) 제어를 결합해 모터의 회전 속도를 목표값에 맞추는 역할을 합니다. 예를 들어, 헤어드라이기에서 사용자가 바람 세기를 조절하면 PID 제어가 모터의 회전 속도를 실시간으로 조정해 정확한 바람 세기를 변환할 수도 있고, 온도에 따라 바람의 세기를 정밀하게 유지할 수 있습니다. PID 제어 기술과 관련된 식을 아래에 보충해 두었는데, 식을 세우는 것은 대학교 2학년 수준이라서 불가능 하지만, 식을 이해할 수 있다면 고등학교 수준에서 충분히 학술적 이해 능력을 보여줄 수 있겠습니다.
PID제어 보충설명
PID 제어의 식, 우변에서 각각 p제어+i제어+d제어의 식입니다.
각 제어 앞에 있는 계수 Kp, Ki, Kd를 통해 제어의 정도를 조절합니다.
P제어는 가장 기본이 되는 제어방식 오차를 보정하지만 1. 안정성을 조절할 수 없고 2. 값이 급격히 튀는 현상을 보정할 수 없다는 단점이 있습니다
I제어는 미분을 통해서 순간적인 변화(이게 미분의 특징)인 값이 급격히 튀는 현상을 보정합니다
D제어는 적분을 통해서 모든 오차의 합(적분의 특성)을 보정하기 때문에 안정성을 올려줄 수 있습니다
즉 P+I+D의 계수를 적당히 바꿔가면서 제어도 잘되고, 안정성도 높이고, 값도 급격히 튀지 않는 보정을 찾는 것이 PID제어의 내용입니다.
이과 학생들 모두 어려운 과정을 공부하고 있군요
그 과정은 힘들어도 보상은 달콤할테니 모두 오늘도 힘내 봅시다! ��
감사합니다 SRP 에듀 드림 �