• 대한화학회지
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• 제48권4호
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• pp.399-413
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• 2004

이 연구에서는 용해와 관련된 현상에 대해서 초등학교 학생에서부터 대학생에 이르기까지 학교급에 따라 학생들이 가지는 개념유형을 알아보고, 초${\cdot}$중등학교 교사들의 용해 현상에 대한 지도 실태를 알아보았다. 연구 결과, 초등학생 때 형성된 구멍 개념에 의한 용해 현상의 이해가 고등학생 때까지 유지되고 있었으며, 인력 개념에 의해 용해 현상을 학습하는 시기인 고등학교 2, 3학년과 대학생들은 인력 개념으로 용해 현상을 이해하는 비율이 상대적으로 높게 나타났다. 그러나 용해 현상을 설명할 때는 초등학생에서부터 대학생에 이르기까지 많은 학생들이 인력 개념보다는 구멍 개념을 선호하는 것으로 나타났고, 개념의 이해와 설명에 커다란 차이를 나타냄으로써 학생들의 용해 현상에 대한 이해 정도가 전반적으로 낮음을 알 수 있었다. 교사들의 설문 응답 분석 결과, 초등학교 교사의 90% 정도가 소금이 물에 녹는 현상을 콩 사이로 좁쌀이 들어가는 것과 같은 현상으로 이해하고 있었으며, 실제 학생들에게 소금이 물에 녹는 현상을 콩 사이로 좁쌀이 들어가는 모형을 이용하여 지도한다고 응답하였다. 중등학교 교사들 역시 약 절반 정도는 용해 현상을 구멍 개념으로 이해하고 있었으며, 인력 개념으로 바르게 이해하고 있는 교사는 20% 정도에 지나지 않았다. 또한, 인력 개념으로 이해하고 있는 교사들도 실제 학생들을 지도할 때는 구멍 개념으로 설명하는 경우가 많아 교사들의 개념 이해와 지도에는 차이가 있음을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.9-18
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• 2007

본 연구에서는 위상최적화 알고리즘의 수렴성을 개선하기 위해 설계영역에 초기 구멍을 도입하는 방법을 제시하는데, 이것은 경계면에 기초한 최적화 방법의 느린 수렴성을 완화하기 위해, Eschenauer et al.에 의해 고안된 버블 방법의 설계영역 안에 구멍을 도입하는 개념과 연계된다. 버블 방법과 달리, 제안된 방법에서는 최적화 과정동안 구멍의 위치를 정의하는 특성함수를 이용하지 않고, 최적화 초기화 단계에서만 초기 구멍을 도입하는데, 이러한 초기 설계영역 안의 솔리드와 보이드 영역들은 고정되는 것이 아니라 합쳐지거나 쪼개지면서 변화된다. 따라서 위상최적화 알고리즘에서 구멍의 이동에 관련된 복잡한 수치적인 계산 없이 자동적으로 설계변수의 유한변화를 더욱 강화시키기 때문에 목적함수 값의 수렴성을 개선할 수 있다. 본 논문에서는 다양한 치수와 형상의 구멍을 포함하는 초기 설계영역을 가지는 Michell형 보의 위상 최적설계를 밀도분포법으로 불리는 SIMP를 이용하여 수행하였다. 이를 통해 위상최적화의 수렴성을 개선하고 최적위상과 형상에 영향을 미치는 초기 구멍의 효과를 검증하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제13권3호
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• pp.9-25
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• 1996

수치제어(Numerical control)의 개념은 1800년대부터 시작되었다. 프랑스의 Joseph Jacquard는 1801년에 구멍을 낸 카드(Perforated cards)를 이용하여 베틀기계에 직물의 모양을 Design하는데 자동적으로 Control 하는 방법을 창조해냈다. 그 후 구멍을 낸 카드를 이용하여 페달을 밟아 얻어진 공기를 Air motor와 Valve 를 조정하므로서 자동적으로 Piano를 연주하게 하는 방법도 역시 수치제어다. 이 NC의 개념이 실제 공작기계 에 적용된 것은 제2차 대전후의 일이다. 미공군(US Air force)에서는 복잡한 형상의 항공기부품가공과 그것을 검사할 검사용 Gauge를 고정밀도로 효율있게 제작할 필요성이 절실해졌다. 미국 Michigan주 Traverse시에 있던 Parsons회사도 Helicopter의 Rotor blade의 윤곽을 정확하게 검사하는 Plate gauge를 가공할 수 있는 기계를 개발하고 있었으며 그 회사의 사장 John T. Parsons씨는 Jig boringmachine을 전자적으로 제어하는 Plate gauge를 가공하는 방법을 미공군에 제안을 하였다. 1948년 미공군에서는 설계번경이 수없이 일어나는 Missile 의 부품을 단시간 내로 제작하기 위해서 Persons사와 기술계약을 맺고 새로운 공작기계 개발에 착수하므로서 NC공작기계 연구를 시작한 역사적인 시발점이 되었다.

• 대한화학회지
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• 제59권4호
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• pp.296-307
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• 2015

이 연구의 목적은 초의 연소과정에서 기체 농도를 측정할 수 있는 실험을 개발하고, 그 적용 효과를 알아보는 것이다. 이 연구를 위하여 성별, 교사 경력, 6학년 교수경험, 2007개정 6학년 교수 경험 등을 고려하여 15명의 초등교사들을 선정하였다. MBL을 이용한 이 실험은 아크릴통 안에서 초가 연소하는 동안 산소와 이산화탄소의 농도를 시각적으로 확인할 수 있도록 고안되었다. 이 실험 방법은 다음과 같다. 1) 아크릴 통에 2쌍의 구멍을 만들고, 그 구멍에 2개의 산소 센서와 2개의 이산화탄소 센서를 넣는다. 2) 초를 아크릴통 안에서 연소시키면서 그 변화를 관찰한다. 이 실험은 산소의 농도와 이산화탄소의 농도가 수치로 나타나고 그래프로 그려지므로 기체 농도의 변화를 실시간으로 확인할 수 있다. 이 실험을 적용한 결과, 연소에 대하여 과학적 개념을 가지고 있지 않았던 많은 초등교사들이 ‘집기병 속의 촛불이 꺼지는 이유’와 ‘연소 전과 후의 산소와 이산화탄소의 농도’에 대하여 과학적 개념을 형성하게 되었다. 또한 약 절반의 초등교사들이 ‘연소의 정의’와 ‘연소 후 이산화탄소의 위치‘에 대해 과학적 개념을 형성하게 되었다. 따라서 초의 연소과정에서의 기체 농도 측정 실험은 초등교사들의 연소 개념 향상에 도움을 주었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권3호
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• pp.114-121
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• 2000

A new concept drill was developed recently (or increasing accuracy and productivity in drilling operation. The burr formation in drilling causes many problems in deburring operation because burrs are formed inside holes and it is difficult to remove them. Burr formations are observed in drilling operation with a new concept drill and are compared with conventional HSS drill. Several workpieces with different materials are drilled with several cutting conditions, velocity and feed rate. The burr in drilling can be classified into three types according to the location of crack. To observe the burr formation mechanism, the cap which is formed with the new concept drill is observed and measured.

• 센서학회지
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• 제10권4호
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• pp.232-238
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• 2001

본 논문에서는 Stereolithography 기술을 이용하여 마이크로 펌프를 제작했다. 펌프는 구동에 PZT를 사용하고, diffuser/nozzle 개념의 non-movable 밸브를 사용하여 제작했다. 펌프의 크기는 챔버$14mm{\psi}$, diffuser/nozzle의 크기는 좁은 쪽의 구멍은 $0.5mm{\psi}$, 넓은 쪽의 구멍은 $1mm{\psi}$로 제작하고, 챔버의 깊이는 1.2mm이다. 펌프는 주파수 100Hz, 인가 전압 $90{\sim}250Vp-p$ 사이에서 구동시켜, 그 동작을 확인했다. 측정 결과, 펌핑 용액이 에탄올 일 때, 인가 전압 200V, 100Hz로 구동했을 때, 53mm의 수두차를 나타냈다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권2호
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• pp.33-39
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• 2008

초음속 연소에서 혼합 효율을 높이면서 전압력 손실을 줄일 수 있는 혼합기에 관한 연구가 수십 년동안 진행되어 왔으며, 본 논문에서는 이를 만족할 수 있는 새로운 개념의 혼합기를 고안하여 그 성능을 수치해석을 통하여 분석하였다. 후면 계단 혼합기를 비교 대상으로 압력과 등밀도선, 유선구조를 분석하였다. 공동이나 탭에서 발생하는 충격파가 후류로 전파되는 것과 달리, 벤트 혼합기의 구멍에서 발생하는 충격파는 벤트 혼합기 끝단에서 형성되는 팽창파에 의해 전파되지 못하며, 후류부의 재순환 영역으로 인해 경계층이 증가하며 이로 인해 후면 계단 방식에 비해 약한 충격파가 형성된다. 따라서 충격파로 인한 전압력 손실을 줄일 수 있으며, 구멍을 통한 공기 유입은 다수의 재순환 영역을 형성하여 혼합 효율을 증대시킨다. 또한 후류부에서 유동 흐름이 전반적으로 안정화되는 것을 볼 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제22권4호
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• pp.683-695
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• 2002

이 연구에서는 고등학교와 대학교 화학과 생물 교과서에 제시된 삼투 개념에 대한 설명 유형 및 그림 표현 유형을 분석하였다. 그리고 고등학교 화학 II 교과서와 생물 II 교과서의 단원을 분석하였다. 분석 결과, 삼투현상에 대해서는 용매의 확산으로 설명하는 유형, 충돌로 설명하는 유형, 수화로 설명하는 유형, 농도의 평형으로 설명하는 유형 그리고 구멍을 막는 것으로 설명하는 유형 등 다섯 가지 유형으로 설명하고 있었다. 그리고 삼투 개념에 대한 설명 유형과 교과서에 제시된 그림 표현 유형 사이에 일치하지 않는 경우도 분석되었다.

• 과학교육연구지
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• 제38권3호
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• pp.703-717
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• 2014

물리에서 멘탈 시뮬레이션은 개념을 이해하거나 생성하기 위한 중요한 매커니즘이다. 만약 학생들이 멘탈 시뮬레이션에 어려움을 겪는다면 물리 개념의 이해 또한 어려워진다. 3차원 시뮬레이션 콘텐츠는 학생들에게 공간적 조작의 가이드를 제공함으로써 물리 개념 이해를 도울 수 있다. 이 연구에서는 빛의 직진 개념의 이해를 돕기 위한 3차원 시뮬레이션 콘텐츠를 개발하여 대학생 20명에게 적용하였다. 적용 결과, Hake gain이 0.93으로 수업에 대해 매우 높은 수준의 이해도를 보였다. 또한 학생들은 새로운 맥락에 대해서도 멘탈 시뮬레이션을 통해 현상을 잘 예측하였다. 이를 통해 3차원 시뮬레이션 콘텐츠를 통해 학생들의 개념 이해가 잘 이루어졌음을 알 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.9-16
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• 2014

레벨셋 기법과 위상민감도를 이용하여 선형 탄성 구조물에 대하여, 초기 설계형상에 의존성이 없는 위상 및 형상 최적설계 기법을 개발하였다. 레벨셋 기법에서는 복잡한 위상 형상변화를 쉽게 다루기 위해 초기 영역은 고정한 채 레벨셋 함수로 표현되는 암시적 이동경계로 경계를 표현한다. 해밀턴-자코비(H-J) 방정식과 수치적으로 강건한 기법인 'up-wind scheme'은 컴플라이언스 목적함수를 최소화시키고 허용체적 제약조건을 만족시키면서, 초기 암시적 경계를 법선 속도장에 따라 최적의 형상으로 이끌어 낸다. 점근적인 정규화 개념에 근거하여, 구멍의 반지름을 0으로 접근시켜 형상 미분의 극한을 취한 위상민감도를 고려하였다. 최적조건으로부터 유도된 라그란지안의 감소 방향을 이용하여 H-J 방정식을 갱신하기 위한 속도장을 결정하였다. 개발한 방법에서는 위상민감도로부터 얻어지는 지표를 이용하여 구멍을 언제든지 어디에서나 생성가능하기 때문에 초기 구멍이 최적 형상을 얻기 위해 요구되지 않는다는 사실을 확인하였다. 또한 효율적인 최적화 과정을 위해서는 구멍 생성을 위한 조정변수의 적절한 선택이 중요함을 확인하였다.