일반적으로 저압계통의 고장전류를 차단하기 위해 설치된 차단기의 차단원리는 주로 역전압발생법올 이용하고 있다. 역전압발생법은 효과적으로 저압계통의 고장전류를 차단할 수 있으나, 제한된 한류성능과 긴 아킹 시간은 차단기는 물론 주변 전력기기에 전기적/열적/기계적 스트레스를 주게 된다. 국내외 업체는 고장전류를 보다 빠르고 효과적으로 제한 및 차단을 할 수 있는 한류형 차단기를 제안하고 있는 실정이다. 저압계통의 경우, 정온도계수 (Positive Temperature Coefficient, PTC) 특성을 가지는 한류소자를 기존 차단기에 직렬 혹은 병렬로 연결하여 저압계통의 고장전류를 매우 빠르고 효과적으로 제한 및 차단하는 추세에 있으며, 또한 PTC 한류소자를 이용함으로써 저압계통의 차단보호협조를 효과적으로 구현하고자 하고 있다. PTC 한류소자는 소자는 열팽창이 큰 비전도성 성분과 열팽창이 작은 전도성 성분이 혼합되어 구성되며, 소자의 온도가 증가함에 따라 비전도성 성분이 상대적으로 큰 부피 팽창을 하여 저항이 증가하게 된다. 이러한 PTC 소자를 전력계통에 적용함으로써 고장전류에 따른 줄열에 의한 저항증가로 고장전류를 제한하게 된다. 본 연구에서는 일반적으로 배터리 보호용으로 사용되는 폴리에틸렌 수지 및 카본블랙으로 구성된 폴리머 PTC 한류소자를 이용하여, 기존의 저전력 배터리 보호 폴리머 PTC 소자로부터, 저압계통의 단락사고시 발생하는 단락전류를 효과적으로 제한할 수 있는 대전력 폴리머 PTC 소자를 개발하였다.
핵연료저장시설의 화재 등 극단적인 사고조건하에서 $UO_2$ 소결펠렛의 습식산화와 건식산화에 대한 연구를 수행하였다. 손상된 지르칼로이 피복관 속의 $UO_2$ 소결펠렛을 산성분위기의 습윤조건하에서 산화시킬 때의 $UO_2$ 펠렛의 산화속도는 IDR(mg/$\textrm{cm}^2$.min) = 1.55 [H$^{+}$]$^{1.21}$ 로 나타났다. 또한 습윤조건하에서 $UO_2$ 분말에 알카리 및 알카리 토금속 산화물, 그리고 백금족 및 회토류 산화물 등과 같은 불순물들이 존재할 때의 산화속도를 조사하였으며 이들에 대한 영향도 관찰하였다. 핵연료저장시설의 가상화재를 바탕으로 한 400~$700^{\circ}C$의 온도범위에서, 피복관이 씌워진 $UO_2$ 소결펠렛의 건식산화반응을 조사한 바 $UO_2$ 소결펠렛은 산화초기에 U$_4$O$_{9}$ 또는 U$_3$O$_{7}$ 등의 중간상 형성에 따른 3-4%의 부피축소에 의해 결정립계 균열이 일어나고, $600^{\circ}C$ 이하에서는 온도증가에 따라 중간상에서 U$_3$O$_{8}$ 상으로의 상변화에 의한 부피팽창으로 피복관의 변형과 함께 산화속도의 가속을 발견할 수 있었고, $600^{\circ}C$ 이상에서는 핵연료소자의 소성변형으로 인한 산화속도의 지연을 발견할 수 있었다. 또한 $UO_2$ 펠렛의 건식산화거동은 기체-고체 반응시의 전형적인 형태인 shrinking core model에 잘 적용될 것으로 판단되었다.
본 연구는 보강재의 부피분율이 49%, 56%, 63%첨가된 패키징용 SiC/Al복합재료를 가압주조법을 통해 개발하였다. SiC/Al복합재료는 0.8%의 무기성형제와 $Al_2$O$_3$섬유가 SiC입자에 비해 부피비 1:10의 비율로 첨가되었으며 새로이 고안된 몰드에서 제조되었다. 제조된 SiC/Al복합재료에 대해 30-300 구간에서 열팽창 계수를 측정하고, FEM수치해석과 비교하여 온도에 따른 특성을 분석하였다. 실험결과 SiC/Al복한재료의 열팽창계수는 혼합법칙, Turner모델의 중간값을 가졌으며 상온에서는 Turner모델에 가깝다가 온도가 높아질수록 혼합법칙에 가까와졌다. 이러한 특성은 모재의 소성변형 및 잔류응력에 의한 것으로 본 연구에서 제안한 모재와 보강재 사이에 작용하는 평균응력 차이로부터 분석이 된다. 해석결파 모재의 소성변형이 시작되는 온도에서 SiC/Al복합재료의 열팽창계수가 급격히 증가하였으며, 가공 잔류응력은 이러한 소성변형의 시작온도를 고온으로 이동시킴으로써 열팽창계수에 영향을 끼침을 밝혔다. 이러한 일련의 연구를 통해 온도에 따른 열팽창 특성은 복수입자모델에 의한 2차인 해석을 통해 성공적으로 분석됨을 보였다.
신제조기법과 재래식방법으로 제조된 창란젓갈을 시험구와 대조구로하여 이들을 파우치 포장하여 각각 10, 20 및 $30^{\circ}C$에 저장하면서 품질변화를 조사하였다. 창란젓갈의 파우치포장 low density polyethylene (PE), poly-ethylene terephthalate/polyethylene/linear low density polyethylene (PET), polyethylene/nylon/linear low density polyethylene (PE/Ny)에서 시험구와 대조구 모두 저장온도가 높을수록 파우치 포장의 $CO_2$, 발생과 부피 팽창속도가 가속화되었으며, 부피팽창 속도는 PE/Ny, PET, PE 순으로 빨랐다. 한편, pH, L값, VBN의 변화속도는 PE가 가장 빨랐으며 그 다음이 PET, PE/Ny의 순으로 나타났으며, 저장 전 구간에 있어서 시험구가 대조구에 비하여 변화속도가 완만하였다. 포장재별로 각 온도에서 저장한 창란젓갈의 생균수변화를 조사한 결과 온도가 높을수록, 대조구가 시험구보다 생균수 증가가 빨랐다. 일반적으로 젓갈 포장에 사용되고 있는 PE의 경우 PET나 PE/Ny에 비하여 필름의 가스투과성이 높아 호기성 미생물의 증식을 촉진시키는 것으로 나타나 PET나 PE/Ny 파우치 포장으로 대체되어야 함을 알 수 있었다. 창란젓갈 파우치포장의 관능검사에서 상품성이 유지되는 품질기준을 6.0 이상으로하여 품질유지기한을 설정하였을 때, $10^{\circ}C$에서PE, PET, PE/Ny 포장의 품질유지 기한은 대조구가 20일, 40일, 40일인데 비하여 시험구는 40일, 50일, 60일로 나타나 10$\~$20일 정도 연장되었다. 따라서 이상의 결과를 바탕으로 하여 창란젓갈 저장시 품질측정변수에 대한 상관관계를 조사한 결과 파우치포장에서는 파우치의 부피, pH, L값, 휘발성염기질소 (VBN), 관능검사 등이 상관관계가 높아 젓갈 포장에서 품질지표항목으로 이용할 수 있을 것으로 기대된다.
연질밀인 soft white winter(SWW) 밀과 club 밀 각각 6품종을 공시재료로 하여 종실의 이화학적 품질특성, 제분특성, 호화특성, mixograph 특성 및 제품특성으로 sugar-snap 쿠키와 스펀지 케이크의 제조특성을 측정하고 이들 특성간의 상관관계를 검토하였다. Single Kernel Characterization System(SKCS)에 의한 종실의 경도, 무게 및 크기는 SWW밀과 club 밀의 평균간의 유의성은 적었으나 품종간에는 차이가 비교적 컸다. Straight-grade flour yield, break flour yield, 회분 함량 및 제분평점 등의 제분특성은 SWW 밀과 club 밀 간에 차이가 없었다. Straight-grade flour yield와 break flour yield는 고도의 정의 상관(r = 0.805**)이 있었다. SWW 밀과 club 밀의 Rapid Visco Analyze(RVA) 최고점도와 팽창부피는 유의적인 차이가 없었으며 품종간의 변이도 적었다. RVA 최고점도와 팽창부피는 고도의 정의 상관(r = 0.662**)이 있었다. Mixograph 흡수율은 SWW 밀이 club 밀보다 다소 높았으나 mixograph type은 2M 이하로서 전형적인 연질의 특성을 보였다. Club 밀의 쿠키 직경과 쿠키 top grain score는 SWW 밀보다 좋았으나 통계적인 유의성은 없었다. 스펀지 케이크의 부피는 SWW 밀보다 club 밀이 높았으나 케이크 score는 club 밀이 높은 경향을 보였다. 쿠키 직경과 스펀지 케이크의 부피는 고도의 정의 상관(r = 0.745**)이 있었다.
Mixograph를 이용하여 반죽의 물성에 미치는 화학첨가제의 영향을 조사한 결과 ammonium ferric citrate와 ferric sulfate는 0.1% 수준에서는 밀가루 반죽의 탄성에 뚜렷한 영향을 미치지 않았으나, MgSO$_4$, CaCl$_2$ 및 ZnO는 반죽의 탄성을 증가시키며 최적반죽시간을 연장시켜 반죽 시간이 길어졌다. 그러나 Ca과 Mg을 각각 갖는 calcium citrate와 MgCl$_2$는 반죽 시간이나 탄성에 뚜렷한 영향을 나타내지 않았다. 빵의 부피에 미치는 영향은 0.1% MgSO$_4$와 CaCl$_2$가 브롬산 칼륨을 전혀 첨가하지 않은 대조구보다 부피 팽창이 더 커져서 브롬산 칼륨과 같은 팽창제로서의 기능을 확인하였으며, 이들을 첨가한 빵의 속과 겉껍질의 색은 모두 대조구보다 더 밝아서 첨가한 화학첨가제들이 빵의 색을 밝게 하는 것을 확인할 수 있었다. 밀가루의 내재된 효소를 불활성화 시키기 위하여 볶음처리와 UV 및 microwave 조사된 밀가루는 최적 반죽시간을 초과하여 계속 반죽하여도 최적반죽시간 후 반죽의 탄성저하현상이 처리하지 않은 대조구에 비하여 감소되어 반죽의 안정성이 향상되었으나, 열처리한 밀가루로 제조한 빵은 부피가 대조구에 비하여 적었으므로 열처리는 반죽의 안정성은 향상시킬 수는 있으나 빵의 부피 증가에는 효과적이지 못하였다.
올리고당을 첨가한 증편발효에서도 dextran이 형성되어 부피팽창에 역할을 하는지 검토하기 위하여 발효시간에 따른 증편의 비체적과 증편반죽의 발효시간에 따른 dextran과 환원당 함량변화를 측정하고 증편의 내부구조를 SEM을 통하여 살펴보았다. 1. 발효시간에 따른 증편의 비체적은 설탕첨가 증편과 프럭토올리고당, 갈락토올리고당 첨가 증편에서는 7~13시간에, 이소말토올리고당 증편은 7시간에 최대의 비체적을 나타내었다. 2. 증편반죽의 환원당 함량 변화는 설탕 첨가 증편은 초기에 급격히 증가하여 발효 4시간에 최대치를 나타내었고, 8시간 이후 급격히 감소하였다. 올리고당 첨가 증편반죽은 반죽 제조시부터 서서히 낮아졌으며 10시간 이후 급격히 감소하였고 최대값은 설탕증편과 비슷한 함량을 보였다. 3. 발효시간에 따른 증편반죽의 dextran 함량 변화는 시료간에는 유의적인 차이가 없었으나 발효 3 시간부터 급증하여 7~13시간에 최대를 이루었다가 급격히 감소하였다. 4. 발효시간에 따른 증편의 내부구조에서 기공이 크고 균일성이 보인 시간은 설탕첨가 증편은 3~7시간, 프럭토올리고당과 이소말토올리고당 첨가증편은 7시간, 갈락토올리고당 첨가 증편은 7~13시간이었다. 따라서 올리고당 첨가시 최적 발효시간은 비체적, dextrange함량, 내부구조양상 등을 종합하였을 때 7시간이 공통적으로 최대를 이루는 시간을 나타내므로 7시간이 적합함을 알수 있었다. 이상의 결과에서 설탕 대신 증편에 올리고당을 첨가하여도 dextran이 생성됨을 알 수 있었고, 비체적도 설탕 첨가 증편과 비슷한 양상을 나타내어 dextran이 부피팽창에 큰 역할을 함을 확인할 수 있었다.일가지 연장되었다. 이상의 결과에서 황기, 국화, 구기자, 감초, 당귀, 대추, 작약, 천궁의 물과 에탄을 추출물 중에는 in vitro 항산화 실험 계에서 항산화 활성을 나타내는 생리활성 성분이 있는 것으로 나타났다.5-7-3-20 균주의 경우에는 proline의 영향을 받지 않았다. 이러한 결과로 Corynebacterium glutamicum 균주에 salt tolerance를 도입하면 L-lysine 생산성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다.ailable from the Rural Development Administration. The system was applied to the forecasting of national rice production for the recent 3 years (1997 to 1999). The model was run with the past weather data as of September 15 each year, which is about a month earlier than the actual harvest date. Simulated yields of 1,455 Myuns were grouped into 162 counties by acreage-weighted summation to enable the validation, since the official production statistics from the Ministry of Agriculture and Forestry is on the county basis. Forecast yields were less sensitive to the changes
제올라이트 메소라이트($Na_{5.33}Ca_{5.33}Al_{16}Si_{24}O_{80}{\cdot}21.33H_2O$)에 대한 고압에서의 회절자료가 200 마이크론 크기로 단색화 된 방사광가속기 X-선원과 다이아몬드 앤빌셀을 사용하여 5 GPa까지 측정되었다. 물과 알코올을 사용한 수압 하에서 메소라이트의 초기 탄성 특성은 0.5 GPa에서 1.5 GPa 사이에서 일어나는 ab-평면의 연속적인 팽창과 c-축 상의 수축에 기인한 전체적인 격자부피의 팽창으로 관찰된다. 이후의 압력에서는 회절패턴의 변화로부터 질서-무질서 전이의 증거가 보여진다. 메소라이트의 c-축에 평행한 채널에는 양이온으로서 소디움과 칼슘이 b-축 방향으로 1:2 비율의 질서 있는 배열을 보이고 있는데 이로 인해 1.5 GPa까지 에서는 이러한 배열의 증거인 $3b_{natrolite}$ 격자패턴이 관찰된다. 격자부피의 확장 이후 1.5 GPa 이상에서 2.5 GPa 까지 에서는 격자부피 변화의 정도가 약해지며, 양이온의 무질서적인 배열에 의한 $b_{natrolite}$ 격자패턴이 관찰된다. 이후 압력의 계속된 증가는 점진적인 격자부피의 감소를 유발시키며 새로운 형태의 질서 있는 배열상을 지시하는 $3c_{natrolite}$ 격자패턴으로의 변화를 보여준다. 이로부터 압력에 의한 초수화 상태의 메소라이트는 질서-무질서-질서 형태의 채널 내부 혹은 채널간의 양이온 배열패턴 변화를 겪는 것으로 추정할 수 있다.
최근 국내외적으로 지하공동과 더불어 지반함몰발생 빈도수가 높아지고 있다. 따라서 지하 공동 주변부 응력이완영역의 복구에 대한 관심도 높아지고 있다. 이완영역은 지반 내에서 빈공간이 발생함에 따라 빈 공간 주변부의 지반이 원지반의 강성 및 다짐도를 잃고 느슨해진 상태로 추가적인 공동 확장 및 붕괴를 유발 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 공동 주변부 지반 이완영역을 보강하기 위해 팽창성 재료를 활용한 지반함몰 복구공법을 적용하고 이를 검증하고자 한다. 우선적으로 팽창성 재료의 기본 물리적 특성 및 팽창 특성을 파악하였고, 이완영역 모사 실험 장비를 제작하여 팽창성 재료의 팽창 시 이완영역에 미치는 영향을 파악하였다. 이완영역은 수치해석상 스프링계수로 모사하였다. 수치해석 변수로는 공동 체적에 대한 투입된 팽창성 재료의 부피비, 이완영역의 이완정도, 공동의 형상을 설정하였고, 이에 따른 이완영역의 전반적인 거동을 수치해석적으로 분석하였다. 해석 결과 해석 변수들은 서로 영향을 주는 인자들이였으며, 팽창성 재료가 지하공동에 삽입되었을 경우 지하공동 채움 및 이완영역 복구 정도를 확인하였다.
폐광지역에서 흔히 발생하는 싱크홀 형태의 지반침하는 인근 지역 주민의 안전은 물론, 지상구조물에 심각한 위해 요소로 작용할 수 있다. 본 연구에서는, 이러한 싱크홀의 발생양상을 수치해석적으로 규명하기 위해, 아주 특별한 형태의 유한요소해석을 실시하였다. 특히, 갱도 천반의 붕락에 의해 야기되는 공간이나, 파쇄된 암반이 쌓여서 이루는 폐석더미 등 기존의 수치해석기법으로서는 쉽사리 표현할 수 없었던 현실적인 문제들을 수치적으로 모사하기 위해 active-passive-active 유한요소를 사용하였다. Active 요소 즉 고체 요소는 싱크홀이 형성되는 영역 내에서 인장파괴 기준식을 만족하게 되면 passive 요소 즉 공간 요소로 전환될 수 있다. 싱크홀이 완전히 형성되게 되면 이들 passive요소들은 다시 active요소로 바뀌면서 폐석더미를 수치적으로 모사할 수 있게 된다. 채굴적의 폭, 심도, 천반의 상태 및 붕락 암반의 부피팽창율 등이 싱크홀에 미치는 영향을 검토하기 위해 여러 가지 조건에 의한 유한요소모델이 해석되었다. 본 연구는, 이와 같이 싱크홀이 발생하는 과정이나 천반이 붕락하는 현상 등을 해석하기 위해 수치해석상에서 active-passive-active유한요소들이 효과적으로 사용될 수 있음을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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