• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.95-95
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• 2018

강재의 방식법 중 도장은 부식을 억제하는데 효과적이고 편리한 방법으로 선박 및 해양 강 구조물의 방식법으로 사용되고 있다. 한편, 강 구조물의 효율적인 유지관리를 위해서는 방식 도장의 도막 열화도를 평가하고 잔존 수명을 예측하여 최적 시기에 보수도장 혹은 재도장하는 것이 필요하다. 일반적으로 선박 및 해양구조물에 적용되는 도막의 방식 성능 평가 방법으로 해수 침지 시험, 염수 분무 시험, 옥외 폭로 시험 등이 있다. 그러나 이러한 시험들은 그 시험 방법에 따라서 정량적인 평가에 한계가 있음은 물론 장기간 소요되는 등 곤란한 문제점이 있다. 그러므로 선박 및 해양구조물을 비롯하여 교량, 각종 강 구조물의 도장 방식에 사용되는 방식용 도료의 성능을 단기간에 적절하게 평가할 수 있는 가속시험법이 제시되며 연구-사용되고 있다. 그 중 도막 방식 성능을 보다 효율적, 비파괴적, 정량적으로 평가할 수 있는 임피던스 분광법(EIS)과 같은 전기화학적 방법은 상대적으로 시험 기간을 크게 단축시킬 수 있고, 대상 방식 도장의 미세한 성능 차이도 분별 가능하다는 장점이 있다[1]. 따라서 본 연구에서는 선박 및 해양구조물 등 가혹한 부식환경에서 강력한 내구성을 가질 수 있도록 다양한 종류의 표면처리 도장 시편을 제작하여 자외선 조사-염수분무-침지환경 등의 열악한 환경조건 하에서 부식-열화 촉진 시험을 실시하였다. 그리고 그 촉진 열화 과정에서 도막의 외관 상태를 관찰 분석함은 물론 전기화학적 임피던스 분광법을 병행 측정하며 그 표면막의 부식 및 도막 열화도를 비교-종합 평가하였다.본 연구에 사용된 시편은 Al 및 Zn 도금 강판에 에폭시, 에폭시-실리콘 우레탄, 에폭시-우레탄 도장 시편으로 Scribe, No Scribe 및 비교재 Al 및 Zn 도금 시편으로 분류하여 각각 실험을 진행하였다. 즉, 도막 열화 시험은 복합 노화 시험법으로 UV 조사 36 시간(ASTM G53), 염수분무 32 시간(ISO 7253), 수분 응축 10 시간을 1 Cycle로 100 Cycle(7800 시간) 동안 실험을 진행하였다. 이때 도막 열화도 평가는 전기화학적 임피던스 분광법을 이용하여 각 실험 조건별로 주파수에 따른 임피던스(Z) 값을 평가하였다. 즉, 상온 $25^{\circ}C$의 3.5% NaCl 100 ml 수용액에 작동 전극(Working Electrode)과 구리 도선을 통해 연결하였고, 노출 면적은 $1cm^2$로 일정하게 유지 하였으며, 상대 전극(Counter Electrode)은 탄소봉, 기준 전극(Reference Electrode)으로 포화카로멜전극(Saturated Calomel Electrode)을 사용하여 측정하였다. No Scribe 시편의 경우에는 Al 기판 에폭시-실리콘 우레탄 도장 시편이 우수한 도막 저항성을 나타내었으며, 에폭시-우레탄 도장시편은 23사이클 이후의 저항값이 가장 낮게 나타났다. Zn 기판의 경우는 에폭시, 에폭시-실리콘 우레탄, 에폭시-우레탄 도장 시편 모두 저항 값이 유사하였으며, Al 및 Zn 도금 시편은 도장 처리된 시편에 비해 훨씬 낮은 저항 값을 보였다. 또한 Scribe 시편의 경우에는 Al 기판 에폭시-실리콘 우레탄 도장 시편에서 높은 초기 저항 값을 보였으며, 23 사이클 후의 저항 값은 세 종류의 도막에서 약 1~0.1 Gohm 으로 나타났다. 그리고 Zn 기판 에폭시-실리콘 우레탄 도장 시편에서 가장 낮은 도막 저항 값이 나타났다. 이상의 실험을 통해서 본 연구 내용은 실내촉진시험으로 선박 및 해양 강 구조물에 사용되는 다양한 종류의 도막의 열화도를 평가하는 기초 설계 지침으로 응용될 수 있을 것으로 사료된다. 한편, 도막은 노출 환경에 따라 방식 성능이 다르므로 실제 도막의 사용환경을 고려하여 도장 사양별 적용 부위에 따른 적정 가속 실험 방법을 선정할 필요가 있다고 사료된다.

• Journal of Technology Innovation
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• v.2 no.1
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• pp.1-57
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• 1994

본 고는 지속적 개발 론에 입각한 적극적인 에너지수요 관리정책을 추진한다는 전제하에 2001년과 2006년의 우리 나라 가정부문 전력수요를 전망하고자 한다. 본 고는 지속적 개발 시나리오를 추정함에 있어서 기존의 계량모형보다 일종의 공학적 모형인 공정분석(process analysis)을 선호한다. 계량모형이 주로 과거 수요의 소득 및 가격 탄성 치를 바탕으로 미래의 수요를 예측하는데 비하여 공정분석모형은 기술발전에 따른 미래의 효율변화(향상)를 비교적 잘 반영할 수 있기 때문이다. 본 고는 덴마크공과대학교 Norgard 교수팀이 개발한 모형을 도입하여 분석모형(수식 (6))을 전력수요 = 기기 수 $\times$ 전력서비스$\times$ 전력집약도와 같이 설정하고 이를 사용하여 냉장고, 텔레비전, 조명 기기, 난방기기 등과 같은 전력사용 기기 별로 2001년과 2006년이 전력수요를 전망하였다. 본 고는 전력수요를 전력사용 기기의 사용용량(300리터 용량의 냉장고 등)과 사용시간을 나타내는 전력서비스와 전력 서비스당 필요 전력사용량을 나타내는 전력집약도로 나누어 구분하고 있는 모형을 이용함으로써 소득향상효과와 함께 기술발전에 따른 효율개선효과를 분석할 수 있다. 1) 생활수준 향상에 따라 전력서비스는 지금과 같이 증가한다, 2) 현실적으로 가능한 범위 내에서 전력사용 기기에 대한 최저 에너지 효율 제를 실시한다, 3) 현재 사용중인 기기 들은 원칙적으로 수명이 다한 후 고효율 기기 들로 자연 교체한다, 4) 최저 에너지 효율 제를 제외한 다른 제도 및 정책개선, 사용자의 에너지소비형태 개선에 따른 절전 잠재 량을 고려하지 않는다 등의 가정 하에 전력수요를 추정한 결과 1992년에 796 GWh(100)이었던 우리 나라 가정부문 전력수요는 2001년과 2006년에 29,237 GWh(134)와 33,118 GWh(152)로 각각 34%와 52%증가할 것으로 나타났다. 이 경우 1992년부터 2006년까지 가정용 전력수요 증가율은 연평균 3%로 추정된다. 기기의 서비스(가구수$\times$기기의 보급 율$\times$기기의 전력서비스)가 소득향상에 따라 증가하는데도 불구하고 전력수요의 증가율이 GDP(같은 기간 동안 연평균 증가율 5.7%)보다 매우 낮은 것은 기기의 대형화와 기기의 보급을 증가에 따른 전력의 추가수요가 기기의 에너지효율 개선으로 대부분 상쇄될 것이기 때문이다. 향후 10년 내에 기기에 따라 전력사용량을 25%~50%정도까지 줄일 수 있을 것으로 분석된다. 기술발전에 따른 기기의 에너지효율 개선효과는 본 고의 2006년도 가정용 전력수요의 전망치 33,118 GWh가 기존방식에 의한 한전의 전망치 61,155 GWh의 54%수준밖에 되지 않는데 서도 잘 나타나고 있다. 한편 본 고는 경제성장과 환경보존을 동시에 달성할 수 있는 지속적 개발의 실천방안으로서 에너지 수요관리를 논하고자 한다. 고효율 기기의 개발과 조기도입을 촉진시키는 에너지 수요관리 통하여 우리는 에너지효율을 대폭 개선시키며 대기오염 배출량도 대폭 줄일 수 있다. 본 고는 에너지 공급관리(공급확충)위주에서 에너지 수요관리위주로서의 에너지정책 전환은 불가피하다고 판단한다. 에너지 공급시스템보다 에너지 수요시스템위주로 전체 에너지시스템을 획기적으로 개선시키기 위해서는 최저 에너지효율제의 광범위한 실시와 함께 고효율 기기의 개발과 보급에 필요한 유인책의 도입, 고효율 기기와 에너지의 효율적 이용에 대한 정보 등이 필요시 되고 있다. 우리 나라의 경우 현재의 산업구조와 기술수준을 고려하여 에너지 효율의 기준을 미국보다 다소 낮게 설정한다면 최저 에너지효율제의 도입이 문제가 되지 않을 것으로 판단된다. 본 고는 고효율 기기의 개발과 조기도입을 지원하기 위한 가칭 대기환경보존 및 에너지 수요관리기금의 창설을 제안한다. 전력부문의 경우 기금은 1. 탄소세, 2. 전력소비에 대한 수요 관리 세의 도입 혹은 3. 한국전력공사 전력판매수입의 일정 분으로 조성될 수 있을 것으로 본다. 예를 들어 선진국들이 탄소세를 예정대로 도입한다는 전제하에 우리 나라가 2000년을 기준으로 탄소 톤당 8달러(석유 배럴 당 85센트)의 탄소세를 도입한다면 연간 7억 2,000만 달러(약5,760억 원)규모의 기금을 조성할 수 있다. 이 중 연간 2,000억 원 정도를 고효율 기기의 개발과 조기도입에 지원한다면 우리 나라 에너지 시스템 효율은 대폭 개선될 수 있을 것으로 예상된다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.17 no.2
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• pp.86-93
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• 2014

Mesoporous tin oxide (meso-$SnO_2$) with 5 nm mesopore and well-aligned $SnO_2$ nanowire-bundles with 5~7 nm diameters were prepared by template synthesis method. In addition to meso-$SnO_2$, meso-$SnO_2$/$SiO_2$, which has almost the same structure as meso-$SnO_2$ including $SiO_2$ used as the template were prepared by the modification of template synthesis. X-ray diffraction, N2 adsorption-desorption isotherms, transmission electron microscopy observed structures of meso-$SnO_2$ and meso-$SnO_2$/$SiO_2$. Although the meso-$SnO_2$/$SiO_2$ showed some positive evidences to suppress the volume change of meso-$SnO_2$ through cyclic voltammogram, electrochemical impedance spectroscopy, and voltage profiles during cycling, its cycle life was not improved highly to address modified structural effects. Thus, further study might be done to control the nanostructure of meso-$SnO_2$/$SiO_2$ for enhanced cycle performance.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.29 no.5
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• pp.450-457
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• 2009

Periodical thermal shock can introduce defects in thermal barrier coating made by layers of CoNiCrAlY bond coating(BC) and $ZrO_2-8wt%Y_2O_3$ ceramic top coating(TC) on Inconel-738 substrate using plasma spraying. Thermal shock test is performed by severe condition that is to heat until $1000^{\circ}C$ and cool until $20^{\circ}C$. As the number of cycle is increased, the fatigue by thermal shock is also increased. After test, the micro-structures and mechanical characteristics of thermal barrier coating were investigated by SEM, XRD. The TGO layer of $Al_2O_3$ is formed between BC and TC by periodical thermal shock test, and its change in thickness is inspected by eddy current test(ECT). By ECT test, it is shown that TGO and micro-crack can be detected and it is possible to predict the life of thermal barrier coating.

• Journal of Conservation Science
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• v.33 no.6
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• pp.467-483
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• 2017

In this study, the degradation properties by temperature stress of $Araldite^{(R)}$ rapid-curing epoxy resin used for inorganic cultural heritages, was identified. The tensile and tensile shear strength of durability decreased for 12,624 hours at temperatures of $40{\sim}60^{\circ}C$. In terms of stability of external stress and temperature, the slow-curing epoxy was superior to the rapid-curing epoxy, and cultural heritage conservation plans should therefore consider the strength and stress properties of restoration materials. Color differences increased for 12,624 hours at temperatures of $40{\sim}60^{\circ}C$, and glossiness decreased. Both color and gloss stability were weak, which necessitates the improvement of optical properties. Thermal properties (weight loss, decomposition temperature, and glass transition temperature) of adhesives are linked to mechanical properties. Interfacial properties of the adherend and water vapor transmission rates of adhesives are linked to performance variation. For porous media (ceramics, brick, and stone), isothermal and isohumid environments are important. For outdoor artifacts on display in museums, changes in physical properties by exposure to varying environmental conditions need to be minimized. These results can be used as baseline data in the study of the degradation velocity and lifetime prediction of rapid-curing epoxy resin for the restoration of cultural heritages.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.11 no.1
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• pp.42-45
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• 2008

It has been reported that FRP (fiber reinforced plastic) can be recycled by separating into layers instead of crushing into powder. F-fiber obtained from roving layer separated from FRP, has bigger tensile strength than the bundle of glass fibers of which FRP was made (more than 90%). SEM image of F-fiber shows the presence of some resin. Under the proposition of usage of F-fiber in the concrete material, tensile strength is examined after soaking in a basic solution (NaOH+KOH). The reaction mechanism of strength loss may be considered as an attack of hydroxide ion ($OH^-$) on a chemical bond of Si-O-Si of glass fiber. The simulation graph of the strength loss data implies certain reaction mechanism. While in the early stage kinetically controlled reaction results in a fast drop of tensile strength, after 30 days dispersion rate of hydroxide ion plays a major role in strength loss. This result is similar to the one for the AR glass. An extrapolation of the graph would make an assumption about the lift time of F-fiber possible.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.23 no.4
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• pp.393-399
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• 2017

In a reciprocating compressor, the piston and connecting rod are important parts. Excess mechanical stress on these parts may cause damage, and broken parts are expensive and difficult to replace. Therefore, it is necessary to analyze the mechanical stress affecting durability and longevity. The main purpose of this study was to identify locations of maximum stress on pistons and connecting rods. Based on dynamic calculation of the working process of a specific air compressor, an analysis of piston and connecting rod performance has been completed. A three-dimensional model for the air compressor's pistons and connecting rods was built separately, and FEM analysis of these components was carried out using a numerical method. The pistons were loaded by pressure which was changed according to crankshaft angle without thermal boundary conditions. The simulation results were used to predict and estimate stress concentration as well as the value of this stress on pistons and connecting rods. The maximum equivalent stress calculated are over 190 MPa on pistons and 123 MPa on connecting rods at crank angle $135^{\circ}$ and $225^{\circ}$ but these are under tensile yield strength. Besides, the calculated safety factors of connecting rods and pistons is higher than 1. Moreover, the results obtained can be used to provide manufacturers with references to optimize the design of pistons and connecting rods for reciprocating compressors.

• Progress in Medical Physics
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• v.20 no.3
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• pp.119-124
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• 2009

Stents are frequently used throughout the human body. They keep pathways open in vascular or nonvascular duct for a long time. Therefore its stability is very important factor. In recent years, aconsiderable amount of research has been carried out in order to estimate mechanical properties of the stent such as expansion pressure behavior, radial recoil and longitudinal recoil using FEM (Finite element analyses). However, published works on simulation of stent fatigue behavior using FEM are relatively rare. In this paper, a nonlinear finite-element methodwas employed to analyses the compression of a stent using external pressure and fatigue behavior. Finite element analyses for the stent system were performed using NASTRAN FX. In conclusion this paper shows how the stent is behaved in the body, and its fatigue behavior.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.47 no.3
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• pp.344-348
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• 2009

One-dimensional modeling was carried-out to predict the capacity loss of a lithium-ion polymer battery during cycling. The model not only accounted for electrochemical kinetics and ionic mass transfer in a battery cell, but also considered the parasitic reaction inducing the capacity loss. In order to validate the modeling, modeling results were compared with the measurement data of the cycling behaviors of the lithium-ion polymer batteries having nominal capacity of 5Ah from LG Chem. The cycling was performed under the protocol of the constant current discharge and the constant current and constant voltage charge. The discharge rate of 1C was used. The range of state of charge was between 1 and 0.2. The voltage was kept constant at 4.2 V until the charge current tapered to 50 mA. The retention capacity of the battery was measured with 1C and 5C discharge rates before the beginning of cycling and after every 100 cycles of cycling. The modeling results were in good agreement with the measurement data.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.37 no.8B
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• pp.637-646
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• 2012

Recently, Wireless Sensor Networks (WSNs) are used in many applications. When sensor nodes are deployed on special areas, where humans have any difficulties to get in, the nodes form network topology themselves. By using the sensor nodes, users are able to obtain environmental information. Due to the lack of the battery capability, sensor nodes should be efficiently managed with energy consumption in WSNs. In specific applications (e.g. in intrusion detections), intruders tend to occur unexpectedly. For the energy efficiency in the applications, an appropriate algorithm is strongly required. In this paper, we propose tree-based routing algorithm for the specific applications, which based on the intrusion detection. In addition, In order to decrease traffic density, the proposed algorithm provides enhanced method considering link cost and load balance, and it establishes efficient links amongst the sensor nodes. Simultaneously, by using the proposed scheme, parent and child nodes are (re-)defined. Furthermore, efficient routing table management facilitates to improve energy efficiency especially in the limited power source. In order to apply a realistic military environment, in this paper, we design three scenarios according to an intruder's moving direction; (1) the intruder is passing along a path where sensor nodes have been already deployed. (2) the intruders are crossing the path. (3) the intruders, who are moving as (1)'s scenario, are certainly deviating from the middle of the path. In conclusion, through the simulation results, we obtain the performance results in terms of latency and energy consumption, and analyze them. Finally, we validate our algorithm is highly able to adapt on such the application environments.