• 대한화학회지
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• 제57권4호
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• pp.432-438
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• 2013

기초 화학 실험에서 쉽게 만들고 운용할 수 있는 접촉각 측정기를 구성했다. LED 손전등과 시료 거치대, 디지털 카메라를 광학보드에 고정했고, 시료부는 양쪽에 구멍이 뚫린 암실 상자로 덮었다. 공개된 영상분석 프로그램(ImageJ)과 플러그인(Drop_analysis)을 이용해서 고체 표면 위에 형성된 액체 방울의 사진으로부터 접촉각을 측정했다. 구성된 측정기와 해석 프로그램을 이용해 여러 액체와 다양한 표면에서의 접촉각을 측정해 측정기의 성능을 확인했다. 측정된 $H_2O$와 $CH_2I_2$ 접촉각으로부터 결정된 고체의 표면에너지들은 알려진 값들과 대체로 일치하며 표면의 특성과 개질, 비극성 및 극성 기여도 등을 충실히 보여준다. 이 논문에 소개된 수제 접촉각 측정기와 측정법을 활용해 기초 화학을 배우는 학생들이 젖음성, 친수성, 발수성 등 표면 특성들과 분자 간 상호작용을 이해하고 관련된 힘의 평형, 광학, 수식의 전개 등을 경험할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.26-37
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• 2019

본 논문은 해석적 및 실험적 연구를 통하여 휨 저항 메커니즘에 최적화된 형상을 지닌 스트립형 감쇠장치의 구조적 특성을 조사하고자 하였다. 초기 강성과 항복 강도 예측식이 제시되었으며, 이를 상용 유한요소해석 프로그램 ABAQUS를 통한 유한요소해석 결과와 비교분석하였다. 예측식을 수립하기 위하여 두 가지의 이상화 절차가 고려되었으며, 두 예측식 모두 건물에 감쇠장치를 적용함에 있어 충분한 예측결과를 제시하는 것으로 나타났다. 실험적 연구를 통해서는 강재, 접합상세 및 건물에 감쇠장치를 적용하는 구조체 유형 등에 관한 구조적 불확실성이 감쇠장치의 구조적 거동을 예측함에 있어 저해요소인 것으로 나타났다. 또한, 전단항복형 감쇠장치이 건물에 적용된다면 전단응력집중이 반드시 고려되어야 하는 것으로 나타났다. 그럼에도 최적 형상을 가진 스트립형 감쇠장치가 저사이클피로파괴에 높은 저항능력을 지녔다는 관점에서, 예측식을 활용할 경우 안전측의 구조설계가 이루어짐과 동시에 건물의 내진 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.25-34
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• 2003

최근 들어 물리 화학적 침해로 인한 RC 구조물의 열화에 대한 관심이 높아지고 있는 실정이다. RC 구조물의 성능을 저하시키는 여러 가지 요인 중에서 특히 염소이온 침투로 인한 콘크리트내의 철근 부식이 가장 심각한 문제로 인식되고 있다. 본 연구에서는 콘크리트내의 염소이온 침투에 대한 수학적 모델을 제안하였다. 기존의 모델을 개선하기 위해 콘크리트 내부로 염소이온 침투에 대한 모델을 염수의 침투와 공극수를 통한 염소이온 확산항으로 구성하였다. 또한, 수화도, 상대습도, 온도, 염소이온 구속도에 따른 확산계수의 변동성을 염소이온 침투 모델에 고려하였다. 제안한 모델의 검증을 위하여 염소이온 침투 현상 해석 프로그램인 Life-365와의 해석 결과와 비교하였으며, 다양한 예제의 해석 결과를 비교 분석함으로써 염소이온 침투현상에 미치는 주요 인자의 영향과 제안된 모델의 적용성을 검토하였다. 향후 제안한 염소이온 침투 모델을 적용하여 RC 구조물의 사용수명 혹은 잔존수명을 예측하여 이를 RC 구조물의 내구성 설계와 유지관리에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.1-7
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• 2013

본 연구에서는 옥외소화전의 디스크 형상을 고려한 압력손실에 관한 실험 및 수치해석 연구를 수행하였다. 옥외소화전의 압력손실은 국제 시험규격인 Underwriters Laboratory (UL)에서 제시하고 있는 시험방법을 적용하였으며, 옥외소화전의 입 출구 배관 직경을 고려한 압력손실 실험 장치를 제작하였다. 본 연구에서 사용한 옥외소화전은 입구 직경 150 mm 1개와 토출부 직경 63.5 mm 2개 그리고 직경 114.3 mm 1개인 구조로 직경 63.5 mm인 토출부는 유량범위 760 L/min~2,270 L/min, 직경 114.3 mm인 토출부는 3,030 L/min~6,060 L/min 범위에서 압력손실을 측정하고 유량계수를 구하였다. 동일한 실험조건에서 상용해석프로그램인 ANSYS Ver.14.0을 사용하여 압력손실 측정값과 해석결과를 비교하여 정확성을 확인하였으며, 다양한 디스크 형상을 모델링하여 압력손실에 중요한 영향을 미치는 인자를 분석하였다. 그 결과 옥외소화전은 디스크의 경사 각도가 $0^{\circ}$~$45^{\circ}$인 경우 유량계수는 494.46~680.64 ($L/min/kPa^{0.5}$)로 경사각이 작을수록 압력손실이 가장 낮게 나타나는 것을 수치적으로 분석하였다. 본 연구 결과는 옥외소화전의 성능인 압력손실을 예측하기 위한 디스크 형상의 설계 자료로 활용이 가능함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.3736-3741
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• 2015

연료탱크 충돌충격시험은 연료탱크의 내충격 성능을 검증하는 시험으로, 충돌충격시험을 통과한 연료탱크는 생존가능 충돌환경에서 화재가 발생하지 않아 승무원의 생존성이 대폭 향상될 수 있음을 의미한다. 그러나, 충돌충격시험은 높은 충격하중 때문에 실패 위험성이 큰 시험이다. 만약, 충돌충격시험을 실패할 경우에는 설계보완 및 시편 재제작 등으로 재시험 준비 기간이 상당히 소요되어 항공기 개발일정에 상당한 지장을 초래하게 된다. 따라서, 연료탱크 설계 초기에 충돌충격시험에 대한 수치해석을 수행함으로써 실물시험에서의 실패 가능성을 최소화하는 노력이 필요하다. 본 연구에서는 충돌모사 프로그램인 LS-DYNA에서 지원하는 입자법을 사용하여 Phase I 인증시험의 연료탱크 충돌충격시험 수치모사를 수행하였다. 수치해석 조건으로 미군사규격(MIL-DTL-27422)에서 요구하는 시험조건을 반영하였고, 실물 연료탱크 소재의 시편시험을 통해 확보한 물성 데이타를 수치 해석에 적용하였다. 그 결과로 연료탱크 소재와 중첩부위, 피팅 부위에 작용하는 충격하중을 분석함으로써, 연료탱크 설계시 접착강도와 중첩범위 결정을 위한 설계하중 획득 가능성을 타진하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.741-749
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• 2019

굴삭기에 부착되는 유압 브레이커는 건물의 파괴 및 분해, 도로 포장재의 파손, 채석장에서의 암석 파단 등에 사용되고 있는 부착작업기의 일종의 건설 장비이다. 따라서 유압브레이커의 성능은 주로 충격량 및 충격 효율에 의해 평가되며, 이는 제조사 및 사용자 모두에게 중요한 요소이다. 본 논문에서는 건설 현장에서 주로 사용되는 20톤급 유압브레이커를 대상으로 상용 프로그램인 SimulationX를 사용하여 유압밸브 및 피스톤의 수압 면적 또는 작동 조건에 따라 유압 브레이커의 충격량 예측을 위한 모델링 및 해석을 진행하였다. 또한, 모델링 및 해석의 신뢰성을 확인하기 위하여 기존 실험 연구의 결과를 통하여 비교 및 검증하였다. 본 연구 결과는 제작 이전의 설계 단계에서 유압 브레이커의 충격량을 예측하고 충격량 향상을 위한 파라미터 연구에 도움이 될 것으로 본다. 또한 제조사 측에서는 본 논문의 결과를 통하여 유압 브레이커의 충격량을 미리 예측함으로서, 시행 착오 방지를 통하여 개발 시간 및 비용을 절감할 수 있을 것으로 예측한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.27-35
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• 2019

기존의 중-장경간 철도교량에는 주로 강박스 거더교가 적용되어 왔다. 하지만 강박스 거더교는 교량 아래의 공간확보가 불리하고, 주거더가 얇은 박판의 박스형상으로 이루어져 진동에 의한 울림소음이 발생하여 소음에 대한 많은 민원이 제기 되고 있다. 이와 같은 이유로 강박스 거더교를 대체할 수 있는 장지간 철도교량의 개발에 대한 필요성이 대두되었다. 본 논문에서는 이러한 이유로 최근에 개발된 강합성 하로 철도교에 대한 특징을 소개하고, 이 철도교의 주요 적용 지간인 40m와 50m 교량을 대상으로 실제 운행열차인 KTX 하중의 운행속도를 반영하여 상용유한요소프로그램인 MIDAS Civil을 이용하여 시간이력해석을 수행하였다. 또한 해석결과를 분석하여 대상교량의 동적거동 특성을 확인하고 철도설계기준에서 제시하고 있는 동적성능 기준을 만족하는지에 대해 검토하였다. 그 결과, 검토 대상 교량 모두 동적안전성 기준을 만족하였으나 지간 40m의 경우 연직가속도 값이 상당히 크게 나와 이에 대한 개선 방안을 제시하고, 단면을 수정하여 연직가속도의 감소를 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권2호
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• pp.12-19
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• 2022

금속선이 삽입된 추진제 그레인은 높은 충전율을 유지하면서 연소속도를 증가시키기 위해 사용되어왔다. 금속선이 삽입된 추진제 그레인을 사용하는 추진기관의 성능설계를 위해서는 금속선의 위치, 개수, 배치각도, 금속선에서의 추진제 연소속도 증가비에 따른 burn-back 해석이 요구된다. 본 연구에서는 금속선이 삽입된 추진제 그레인의 설계변경에 대응하여 신속하게 연소면적을 계산할 수 있는 수치적 방법이 개발되었다. 개발된 방법과 CAD 프로그램으로부터 도출된 연소면적 결과를 비교하였으며, 격자의 반경방향 크기가 줄어들수록 오차율이 줄어드는 것을 확인 했다. 금속선의 개수 및 위치변경에 따른 영향성 분석이 수행되었으며, 금속선의 개수가 증가하면 연소초기 및 말기 구간이 짧아지고 정상상태구간이 길어지는 것이 확인되었다. 금속선을 배치할 때, 서로 다른 반경에 금속선을 배치하는 경우에서 동일한 반경에 금속선을 배치하는 경우보다 연소초기 영역에서의 연소면적이 급증하고 연소말기에서 연소면적이 급감하는 것이 확인되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제11권2호
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• pp.157-178
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• 2013

사용후핵연료 최종처분을 위해 심층처분은 세계적으로 가장 선호되는 방법이다. 이를 위해 선진국들은 자국 여건에 가장 잘 부합되는 고유의 처분시스템 개발에 주력하고 있거나, 일부 확보하여 상용처분사업에 적용하고 있다. 현재까지 알려진 대부분의 심층처분시스템은 공학적 및 천연방벽으로 구성된 다중방벽시스템이다. 이들 처분시스템은 수 천 년 ~ 수 십만 년 이상의 성능기간이 대하여 성능 안전성의 입증이 확인되어야 후속 상용처분사업에 적용 가능하다. 입증 현안과제들은 처분시스템의 상능 안전성 확보를 위해 수행되는 모든 행위 즉, 조사, 분석, 해석, 평가, 설계, 건설, 운영 및 폐쇄에 이르는 전 과정에 있어서 추진 과정과 결과에 대한 실현 가능성과 실증에 필요한 내용들이 해당된다. 이를 위해 대부분의 선진국들은 자국내 분포하는 대표적인 선호암종 지역에서 지하연구시설(URL)을 건설하여 실증 시연프로그램을 수행하거나 완성단계에 있다. 이 과정과 결과들은 후속되는 최종처분장 부지선정 과정에 평가기준으로 활용될 것이며, 최종처분시설의 성능 안전성평가에 필수적으로 적용하게 된다. 지하연구시설은 또한 규제-일반대중-전문가 등 다양한 이해당사자들로 하여금 심층처분의 안전성 수준에 대한 이해제고와 토론의 마당으로서 핵심적인 역할과 기능을 할 것으로 기대된다.

• 태양에너지
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• 제15권3호
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• pp.75-90
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• 1995

본 논문은 가정용 냉방기에 널리 사용되고 있는 HCFC22를 대체할 수 있는 혼합냉매의 개발 및 이들의 성능 연구에 관한 것이다. 현재까지 HCFC22를 대체할 수 있는 순수냉매가 없으므로, 혼합냉매 개발에 본 연구의 초점이 맞추어졌고, 이를 위해 가정용 냉방기를 모사 하는 컴퓨터 프로그램이 개발되었다. 연구에서 개발된 혼합냉매를 구성하는 순수냉매들은 다음과 같다: R32, R124, R125, R134, R134a, R143a, R152a. 컴퓨터 모사 결과들은 다음의 혼합냉매들에 대해서 발표되었다: R32/R134a, R32/R152a, R32/R134, R32/R124, R143a/R134a, R143a/R152a, R143a/R124, R125/R134a, R125/R152a, R125/R124, R32/R152a/R134a, R32/R152a/R134, R32/R152a/R124. 가장 좋은 에너지 효율을 보인 것은 삼원 혼합냉매인 R32/R152a/R124로서, HCFC22에 비해 이것의 성적 계수는 13.7% 높고 냉동 능력은 23% 낮은 것으로 판명되었다. 한편 이원 혼합냉매 중 가장 성능이 좋은 것은 R32/R124로서 이것의 성적 계수는 HCFC22에 비해 13.4% 높고 냉동 체적 용량은 9.6% 낮은 것으로 판명되었다.