• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.26 no.2
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• pp.227-237
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• 2002

A numerical technique for simulating the aggregation of charged particles was presented with a Brownian dynamic simulation in the free molecular regime. The Langevin equation was used for tracking each particle making up an aggregate. A periodic boundary condition was used for calculation of the aggregation process in each cell with 500 primary particles of 16 nm in diameter. We considered the thermal force and the electrostatic force for the calculation of the particle motion. The electrostatic force on a particle in the simulation cell was considered as a sum of electrostatic forces from other particles in the original cell and its replicate cells. We assumed that the electric charges accumulated on an aggregate were located on its center of mass, and aggregates were only charged with pre-charged primary particles. The morphological shape of aggregates was described in terms of the fractal dimension. In the simulation, the fractal dimension for the uncharged aggregate was D$\_$f/ = 1.761. The fractal dimension changed slightly for the various amounts of bipolar charge. However, in case of unipolar charge, the fractal dimension decreased from 1.641 to 1.537 with the increase of the average number of charges on the particles from 0.2 to 0.3 in initial states. In the bipolar charge state, the average sizes of aggregates were larger than that of the uncharged state in the early and middle stages of aggregation process, but were almost the same as the case of the uncharged state in the final stage. On the other hand, in the unipolar charge state, the average size of aggregates and the dispersion of particle volume decreased with the increasing of the charge quantities.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.4
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• pp.8-14
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• 2017

Nonstructural components, such as electrical equipment, have critical roles in the proper functionality of various infrastructure systems. Some of these devices in certain facilities should operate even under strong seismic shaking. However, it is challenging to define each mechanical and operational failure and determine system failure probabilities under seismic shaking due to the uncertainties in earthquake excitations and the diversity of electrical equipment, among other factors. Therefore, it is necessary to develop effective and practical probabilistic models for performance assessment of electrical equipment considering variations in equipment features and earthquakes. This study will enhance the understanding of the effect of rocking behavior on nonstructural equipment, and linear-to-nonlinear behavior of restrainers. In addition, this study will generate probabilistic seismic demand models of rigid equipment for a set of conventional and novel intensity measures.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.581-581
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• 2015

기후변화의 영향으로 자연재해 현상이 더욱 심각해지고 있다. 기상청에 의하면 서울특별시의 2005~2014년의 강수량은 1970년대에 비해 여름철에 38.7% 증가한 반면, 나머지 계절은 8.7%감소하여 홍수와 가뭄의 빈도가 상승하는 역설적 현상이 나타나고 있다. 또한 수도권 지역의 경우 도시화로 인한 불투수 면적 증가로 하천변의 홍수 피해지역이 더욱 증가되고 있는 실정이다. 재해 발생 규모는 점차 대형화되고 유형 또한 다양화되어 재해 발생 시 단순히 단일 지역이 아닌 여러지역에 걸쳐 피해가 발생되고 있다. 때문에 협력과 연계를 통한 치수대책이 효과적이지만, 현재 재해관련 업무는 여러 부처에 분산되어 있으며 지자체간 협력이 미흡한 실정이다. 이러한 한계를 극복하기 위해 본 연구에서는 재해 발생 시 피해를 최소화하기 위해 지자체들의 개별화 되어있는 대책을 서로 연계하는 방재협력시스템과 방재 대책 협력 방안을 제시하고자 한다. 국내 외 방재정책의 패러다임을 진단하기 위하여 관련 법령과 자료 및 도시의 협력대응사례를 조사, 분석하여 새로운 패러다임을 수립하고 이를 기초로, 기후변화를 고려하여 새로운 방재시스템을 제시하고 재난관리 협력방안을 모색하였다. 본 연구를 통하여 제안하고자 하는 새로운 방재시스템은 복구와 구조물적 대응 위주인 기존의 방재 패러다임에서 예방에 의한 방재와 탄력적 대응을 도입하도록 하여 예방적 차원의 이슈를 논의하고 비구조물/구조물 융합형 방재 개념을 실제 시스템으로 사용하도록 구체적 방안을 제안하였다. 또한 기존의 국내 도시방재형 패러다임을 분석한 결과, 인접지역의 계획간 연계가 부족하여 정책적 사각이 발생하고, 재해취약지역이 적절히 관리되지 못할 위험성이 존재하며 환경이나 지속 가능성에 취약한 형태가 될 수 있다. 따라서 수도권 내 지방자치 단체 간 협력을 통하여 사용할탄력적 개념을 제시하였으며, 이 개념의 적용을 통하여 효율적 재해 대응이 이루어 질 수 있다. 본 연구의 정책 제안을 기반으로 수도권 내 서울시 인천시 경기도 지역이 상호 협력하여 탄력적인 방재시스템을 구축하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.99-99
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• 2018

기상이변으로 인해 국지성 호우의 발생 증가와 그로 인한 수재해 피해가 증가하고 있다. 따라서 수재해를 사전에 예측하고 저감하기 위해 비구조물적 대책인 실시간 홍수예보시스템 개발 및 운영에 관한 연구들이 수행되고 있다. 일반적으로 홍수예보시스템은 대피선행시간 확보를 위해서 초단시간 혹은 단기 수치예보모델을 수문해석모형이나 예보기법의 입력으로 활용하고 있다. 초단시간 예측은 기상레이더를 기반으로 외삽, 이류, 셀 추적 등의 기법을 활용하여 0~3시간 이내의 강수예측을 수행한다. 그러나 역학이나 물리적 과정이 동반되지 못하여 0~ 2시간 이내에서의 예측성은 높은 반면, 예측시간이 길어질수록 예측력이 낮아진다. 단기수치예보모델은 종관관측에 의존하면서 역학이나 물리과정을 동반하므로 0~6시간 혹은 12시간 이상의 예측을 수행하지만, 수치모델의 고유특성인 스핀업 등의 예측 불확실성이 내재되어 있어 예측 초기시간에서의 예측력이 낮은 한계가 있다. 따라서 강수예측의 정확도 향상을 위해 레이더와 수치예보모델의 병합기법이 필요하다. 본 연구에서는 통계분석을 통해 경험적으로 산출된 시간적 가중치를 이용한 기존 병합기법의 한계를 극복하면서 호우에 따른 가변성을 반영하는 실시간 병합기법을 개발하고, 수문학적인 활용성을 평가하고자 하였다. 사용된 예측강우 자료는 레이더 기반인 MAPLE, KONOS, 공간규모분할 예측강우와 수치예보모델 기반인 UM와 ASAPS의 예측강우이며, 제시한 가중치 산정기법은 직전 예측강우의 오차가 현 시점의 예측강우의 오차와 유사하다는 가정하에 오차항을 포함한 과거 1시간 예측강우들간의 가중치 조합이 과거 지상관측강우와의 평균제곱근오차가 최소가 되도록 화음 탐색법을 이용하여 찾는 것이다. 가중치 조합은 예측강우의 생산 시간 간격을 고려하여 매 10분마다 산정하며, 미래 3시간 예측까지 산정된 가중치를 적용한다. 수도권 영역을 대상으로 병합된 예측강우와 레이더 관측강우를 비교한 결과, 정량적 정확도가 향상됨을 확인할 수 있었다. 또한, 예측강우의 수문학적 활용성은 도시유출해석모의를 통해 평가하였다. 그 결과, 병합된 예측강우로 모의된 수심이 관측수심과 유사하여 수문학적 활용성 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.515-515
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• 2016

농경지에서의 액비 수요는 최근 증가하고 있으나 적정 액비시비량에 대한 기준과 사후 관리에 대한 명확한 기준이 없어 환경문제에 대한 고찰이 필요하다. 본 연구에서는 시험포장을 선정하고 논에서의 질소 및 인의 동태를 모니터링하고, 관개수, 침투수, 및 배출수 중 영양물질의 부하량을 평가하였다. 시험구는 대조구(화학비료 표준시비구, A)와 양돈분뇨액비 표준시비처리구(B)로 구성하였으며, 기상관측 측정을 위하여 자동기상관측기, 유입량, 유출량 측정을 위한 계측장비를 각 처리구별로 설치하였다. 담수의 경우 B 처리구에서 시비 시기별로 영양물질의 수질 농도가 첨둣값을 보여주었으며 평균적으로 높게 나타났다. 대표 이벤트 중 6월 25-26일 강우에 따른 유출수의 분석결과는 액비의 영향으로 T-N 및 T-P의 경우 초기 강우시 상대적으로 높게 나타났다. 7월 21-22일 강우 분석 결과는 T-N, T-P(50배)가 상대적으로 높은 분포를 보여주었다. 침투량은 많으나 수질변화는 처리구별로 유의한 차이는 나타나지 않았다. 부하량은 각 이벤트별 10분 간격의 유량 측정과 30분 및 1시간 간격(첨두 이후 탄력적 적용)으로 수질 모니터링을 실시하였다. B 처리구에서 부하량이 전체적으로 높게 나타났으며, T-N의 경우 2.2배, 그리고 T-P의 경우 6.6배 높게 나타났다. 2015년까지의 데이터는 평년대비 강수량의 부족으로 추가적인 데이터 축적을 통한 분석이 필요하며 이를 바탕으로 원단위 부하량을 평가할 계획이다. 또한 본 연구는 액비시용에 따른 농경지에서의 영양물질 유출에 따른 관리방안 개발을 위한 연구로 지속적인 모니터링을 통하여, 향후 새만금 유역내 축산밀집지역에서 나타날 수 있는 축산분뇨 관리정책 개발의 기초자료로 활용될 것으로 기대한다.

• Ceramist
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• v.21 no.4
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• pp.427-432
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• 2018

In this study, the aspherical lens for optical communications produced not with an one-step pneumatic type of external pressurization system (existed GMP process) but a constant weight of self-loaded mold put up to upper core. So the lens is molding with self-loaded weight molding and it calls Weight Molding process. In self-loaded molding process, we measured changes of center thickness molding lenses with each variable molding temperatures and time to find the effect of center of lens thickness to search key factors. As experimental results, the center thickness reach to targeted lenses step time value was changed drastically and it depends by molding temperature. If the molding temperature gets higher, the targeted lens that is reaching to the center thickness step time value was decreased. To find the effect of life improvement on mold core by imposing the self-loaded molding process we molded with GMP(Glass molding press) method and self-loaded molding method for 9,000 times and measured the lenses shape accuracy and surface roughness to evaluate the core life. As a result the self-loaded molding method core has 2,000 times longer that GMP (Glass molding press) method. If we adopt self-loaded molding method of the optical aspherical lens molding in the future, we expect that it would reduce the expense of changing the molds by molding core life improvements.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.17 no.5
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• pp.412-419
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• 2006

We design and fabricate an autostigmatic null lens system assembled in a fixed tube mount in order to evaluate the shape of an aluminum hyperbolic mirror with the diameter of 300 mm and the f-number of 1.98, which is fabricated by a high precision aspherical DTM (diamond turning machine). Also, we evaluate the degree of shape of the aspherical mirror by this autostigmatic null lens testing method. The autostigmatic null lens system assembling in a fixed tube mount has several advantages of light weight, good mechanical stability, etc. The permissible fabricating limits of null lenses and a mount are determined by considering various tolerances to assure the measurement reliability.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.14 no.3
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• pp.236-243
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• 2003

We discussed the design of lens module schematic eyes equivalent to finite model eyes, which are used to model the human eye based on spherical aberration and Stiles-Crowford effect. The optical system for head mounted display (HMD) is designed and evaluated using lens module schematic eyes. In addition to a compact HMD system, an optical system with high Performance is required. To satisfy these requirements, we used diffractive optical elements and aspheric surfaces so that the color and mono-chromatic aberrations were corrected. The optical system for HMD is composed of 0.47 inch micro-display of SVGA grade with 480,000 pixels, a plastic hybrid lens for the virtual image, and the lens module schematic eyes. The designed optical system fulfills the current specifications of HMD: such as, EFL of 31.25 mm, FOV of 24H$\times$18V$\times$30D degrees, and overall length of 59.1 mm. As a result, we could design an optical system useful for HMD; the system is expected to be comfortable while the user wears it.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.28 no.5
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• pp.241-249
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• 2017

This paper presents the design and evaluation of the optical system for an uncooled thermal-imaging camera. The operating wavelength range of this system is from $7.7{\mu}m$ to $12.8{\mu}m$. Through optimization, we have obtained a LWIR (Long Wave Infrared) optical system with a focal length of 5.44 mm, which consists of four aspheric surfaces and two diffractive surfaces. The f-number of the optical system is F/1.2, and its field of view is $90^{\circ}{\times}67.5^{\circ}$. The hybrid lens was used to balance the higher-order aberrations, and its diffraction properties were evaluated by scalar diffraction theory. We calculated the polychromatic integrated diffraction efficiency, and the MTF drop generated by background noise. We have evaluated the thermal compensation of a LWIR fixed optical system, which is optically passively athermalized to maintain MTF performance in the focal depth. In conclusion, these design results are useful for an uncooled thermal-imaging camera.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.30 no.4
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• pp.146-153
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• 2019

The exposure system is a device that transfers a circuit pattern to a desired location. To display patterns on a substrate without deforming the optical characteristics, the characteristics of the optical exposure system are very important. Therefore, to form a microcircuit pattern, a small divergence angle should impinge on the irradiation area. Also, since the light from the source must react uniformly with the photosensitizer, it must have high luminance efficiency and uniformity of illumination. In this paper a parabolic reflector and an aspherical lens were designed to solve the problem of narrow-angle implementation, and it was confirmed by simulation analysis after their arrangement that the beam angle, uniformity, and maximum illuminance satisfied the target performance.