• 한국전자파학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.24-38
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• 2006

본 논문에서는 인공위성의 원격 측정, 명령 및 제어(TT&C)용에 적합한 원뿔 나선 안테나의 설계 및 제작에 관해 검토하였다. $2.0{\sim}2.3\;GHz$ 대역에서 동작하며 반구면상에서 양호한 이득 특성과 축비 특성을 가지도록 나선의 형상을 상용 전자장 소프트웨어를 이용하여 최적 설계하였다. 원뿐 나선의 급전을 위한 동축선 무한 벌룬은 실험적인 방법으로 구현하였다. 설계된 나선의 형상을 정밀하게 제작하는 방법을 제시하였다. 설계한 안테나를 제작하여 측정한 결과 $2.0{\sim}2.3\;GHz$ 대역에서 -18 dB 이하의 반사 계수, 4 dB 이상의 이득, 이득이 0 dB 이상인 각도가 안테나 축으로부터 ${\pm}75^{\circ}$, 축비가 5 dB 이하인 각도가 안테나 축으로부터 ${\pm}90^{\circ}$, 15 dB 이상의 전후 방비 등 양호한 특성을 얻었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권1호
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• pp.35-42
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• 2008

본 연구에서는 원뿔형 압입자를 이용한 압입시험의 기초 유한요소해석으로부터 자기유사성을 나타내는 Kick's law 계수 C의 영향을 조사하고, 선단반경의 변화가 하중-변위 곡선에 미치는 영향을 회귀분석을 통해 살펴보았다. 아울러 항복강도와 변형경화지수 등의 변수들이 재료 영률평가에 미치는 영향을 분석하였다. 기존 영률 평가에 널리 사용되는 탄성이론에 기초한 Pharr 등의 식을 일반적인 탄소성 금속재료에 적용하기 위하여 다양한 재료에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 재료 영률평가 시 압입자 선단반경과 압입깊이의 영향을 최소화하기 위해 Pharr 등의 식에 수정된 보정계수 k를 도입한 영률예측식을 제시하였다. 새로운 영률예측식은 텅스텐 카바이드와 다이아몬드 압입자일 때 모두 2%내의 평균 오차범위에서 각 재료의 영률을 평가할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.134.1-134.1
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• 2014

콜로이달 리소그래피는 나노미터 크기의 나노구를 자가조립에 의해 정렬시킴으로써, 파장이하 크기의 주기 구조를 저비용으로 쉽게 구현할 수 있는 패터닝 기법이다. 콜로이달 리소그래피나 소프트 리소그래피와 같이 대면적 패터닝이 가능한 공정을 태양전지를 위한 반사방지 및 광 포획 증대 구조에 적용함으로써, 기존 성능을 크게 향상시켰다. 본 연구에서는, 유한차분 시간영역 수치해석법을 이용하여 반사 방지 및 광 포획 증대 구조에 대한 이론적 검증 및 설계를 진행하였고, 콜로이달 리소그래피 및 반도체 공정을 통해 샘플을 제작하였으며, 제작된 샘플의 성능을 적분구를 겸비한 자외선 가시광 근적외선 영역 분광기를 통해 평가하였다. 반사방지 나노섬을 겸비한 나노 원뿔대 언덕형 굴절률 소자를 구현함으로써, 300나노미터 이하의 구조체를 사용하지 않고도 근자외선 영역을 포함하는 태양광 에너지의 손실을 최소화할 수 있는 광대역 방사방지 구조체를 제시하였다. 나노 원뿔대가 격자상수 이상의 파장에 대한 언덕형 굴절률을 제공하고, 4분의 1파장 나노섬 반사방지막이 격자 상수 이하의 근자외선 태양광을 추가적으로 흡수하여, 근자외선 영역에서의 평균 반사율을 3.8% 수준으로 달성 할 수 있었다. 또한, 낮은 양호계수를 갖는 속삭임 회랑 공진기 어레이를 이용하여, 박막 태양전지에 적합한 유전체 기반 광포획 증대 나노구조를 제시하였다. 나노반구, 나노고깔, 나노구, 함몰형 나노구 어레이 형태를 가지며, 500nm의 주기를 갖는 유전체 표면 텍스쳐드 구조를 초박형 비정질 실리콘 필름(100nm) 위에 제작하여 광대역 광 포획 증대 효과를 실험적으로 평가하였다. 구조들 중 함몰형 나노구 어레이가 결합된 비정질 실리콘 박막이 가장 높은 성능을 보였으며, 구조가 없는 경우 대비 약 67.6%의 가중 흡수율 증가를 나타내었다. 특히, 함몰형 나노구 어레이 구조 중 폴리메틸메타아크릴레이트로 제작된 평판형 함몰층은 나노구 비정질 박막 실리콘 사이의 접착력 및 기계적 강성을 향상시켰을 뿐 아니라, 함몰층 내부로 회절되고 산란된 빛들이 도파모드 효과에 의해 부가적인 광 포획 증대를 가져옴으로써, 가장 높은 광 포획 효과를 얻을 수 있었다. 유전체 기반 나노 구조들은 간단하고 저비용이며, 대면적으로 쉽게 제작할 수 있는 자가 조립 기반 콜로이달 리소그래피 및 소프트 리소그래피 기술을 이용하여 제작되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.519-524
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• 2019

본 연구에서는 대풍량 곡물건조기에 사용되는 수평형 집진기의 집진효율 향상과 최적화를 위한 연구의 선행과정으로 Computational Fluid Dynamics(CFD)를 이용하여 집진기 내부의 유동 특성 분석과 원뿔형 허브의 각 변화가 집진기의 집진성능에 미치는 영향을 해석하였다. 최근 집진기 입구에 원뿔형 허브와 고정 베인을 설치하여 선회유동(Swirl Flow)을 발생시켜 이물질을 공기와 분리시키는 수평형 사이클론 집진기(Horizontal type Cyclone Dust collector)가 개발되었다. 이 집진기는 크기가 비교적 작고 설치가 용이하고 비교적 배압이 낮아 추가 동력을 필요로 하지 않으며 베인의 선회력을 이용하기 때문에 대풍량 배습용 송풍기에도 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 수평형 집진기 형상으로 인해 발생하는 집진기 내부의 배압 문제와 분진 퇴적 문제를 해결하기 위해서 3차원 유동해석을 이용하여 집진기 내부 형상 변화에 따른 유동 특성에 관한 연구를 진행하였다. 실제 곡물건조기에 적용 가능한 수평형 집진기 설계를 위한 기초 자료를 제공하였으며, 향후 연구 예정인 고정 베인 설계, 주분리관 및 중간분리관의 설계에 적용하고자 한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.113-118
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• 2017

확공형 앵커에 대한 인발시 거동 특성을 분석하기 위해 유한요소해석 프로그램을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 확공형 앵커에 대한 수치해석 결과에서 확개각도의 변화에 따른 앵커의 지지력 비율 결과값과 앵커의 강선에 작용하는 축하중 결과값의 비교 분석을 통해 확개각도의 크기가 커질수록 앵커의 지지력 증대효과가 나타나는 것을 알 수 있었다. 확개각도가 $30{\sim}60^{\circ}$인 경우 앵커인장력에 따른 변형 및 응력분포 특성은 유사하게 나타났으나 동일한 앵커인장력이 작용할 경우 확개각도에 따라 상부 변위발생량의 차이로 인하여 마찰저항력 발현정도에 차이가 나타남을 볼 수 있었다. 또한, 본 연구에서 적용된 확공형 비트가 상부를 원뿔형으로 굴착함에 따라 그라우팅부 상부 원뿔위치에서 최대압축력과 인장력이 발생하는 것이 확인되었으며, 상부 그라우팅부의 인장파괴가 발생할 가능성이 있음을 알 수 있었다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제46권3호
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• pp.331-349
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• 2007

This study aims to improve the teaching and learning method on the conic sections. To do that the researcher analyzed the impact of dynamic geometry software on students' problem solving of the conic sections. Students often say, "I have solved this kind of problem and remember hearing the problem solving process of it before." But they often are not able to resolve the question. Previous studies suggest that one of the reasons can be students' tendency to approach the conic sections only using algebra or analytic geometry without the geometric principle. So the researcher conducted instructions based on the geometric and historico-genetic principle on the conic sections using dynamic geometry software. The instructions were intended to find out if the experimental, intuitional, mathematic problem solving is necessary for the deductive process of solving geometric problems. To achieve the purpose of this study, the researcher video taped the instruction process and converted it to digital using the computer. What students' had said and discussed with the teacher during the classes was checked and their behavior was analyzed. That analysis was based on Branford's perspective, which included three different stage of proof; experimental, intuitive, and mathematical. The researcher got the following conclusions from this study. Firstly, students preferred their own manipulation or reconstruction to deductive mathematical explanation or proving of the problem. And they showed tendency to consider it as the mathematical truth when the problem is dealt with by their own manipulation. Secondly, the manipulation environment of dynamic geometry software help students correct their mathematical misconception, which result from their cognitive obstacles, and get correct ones. Thirdly, by using dynamic geometry software the teacher could help reduce the 'zone of proximal development' of Vigotsky.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.109-115
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• 2012

허본 논문에서는 도상자갈 비산에 의한 GFRP 복합재 대차프레임의 구조안전성을 평가하기 위해 대차프레임의 스킨부를 구성하는 유리섬유/에폭시 적층 복합재의 충격시험과 충격 후 잔류압축시험을 수행하였다. 충격시험은 충격시험장비를 사용하여 5J, 10J, 그리고 20J의 충격에너지에 대해 수행하였고, 선로상의 도상자갈 비산을 모사하기 위해 구형, 육면체형, 그리고 원뿔형의 충격체를 설계하여 충격시험을 수행하였다. 충격손상을 갖는 적층 복합재의 잔류압축강도를 평가하기 위해 충격 후 압축시험을 수행하여 충격에 의한 재료의 물성저하 여부를 판단하였다. 본 연구를 통하여 충격에너지가 증가함에 따라 적층 복합재의 충격손상영역과 압축강도저하가 증가하는 것을 확인하였으며, 원뿔형 형상의 도상자갈이 다른 형상에 비해 재료의 손상을 가중시키는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권1호
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• pp.17-28
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• 2012

본 연구에서는 역해석 방법을 통해, 중심각이 서로 다른 두 삼각뿔 압입자를 이용하는 재료물성 평가법을 제안한다. 자기유사성을 갖는 첨단형 압입자를 사용한 압입시험 전산모사시, 동일 압입깊이에 대해 원뿔형 및 삼각뿔 압입자가 주는 하중-변위 곡선들이 다름을 확인했다. 따라서 삼각뿔형 압입자를 이용한 물성평가는 원뿔형 압입자와 별도로 독립적인 연구가 필수적이다. 먼저 다양한 재료들에 대한 삼각뿔 압입 유한요소해석들로 얻은 하중-변위 곡선들의 특징을 살폈다. 이를 토대로 압입자 반각이 다른 두 삼각뿔 압입자를 이용해 유한요소해석으로 얻은 하중-변위곡선들의 회귀분석으로 재료물성치를 얻는 이중 삼각뿔 압입물성평가 알고리듬을 제시했다. 제안된 물성평가법을 이용하면 다양한 재료에 대해 평균오차 3% 이내로 영률 및 항복강도, 변형경화지수의 예측이 가능하다.

• 한국광학회지
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• 제25권4호
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• pp.200-206
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• 2014

본 논문에서는 직경 $125{\mu}m$의 싱글모드 광섬유에 입사된 빔을 다방향으로 방사하기 위하여 이론적으로 계산된 값을 광학설계 프로그램인 LightTools를 이용하여 광섬유 끝단에 원뿔형 구조물을 모델링 하고 입사된 모든 빔이 전반사 되어 측면으로 방사되는 광섬유 팁과, 전방과 측면으로 동시에 방사가 가능한 광섬유 팁에 대해 시뮬레이션을 하였다. 이러한 결과를 가지고 광섬유 끝단에 펨토초 레이저와 $CO_2$ 레이저를 이용하여 원뿔형 구조물을 제작하고 시뮬레이션 결과와 비교 분석하는 연구를 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권1호
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• pp.81-90
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• 2012

재료시험기법 중 하나인 압입시험은 크리프 특성 분석에 이용될 수 있다. 그러나 많은 기존 연구들이 정상상태의 크리프 특성만을 이용하고 있기 때문에, 단축시험과 압입시험 사이에는 상당한 차이가 발생한다. 따라서 정확한 크리프 평가를 위해서는 천이 크리프 특성을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 Ogbonna 등(14)의 구형 압입자를 이용한 천이 크리프 해석을 확장, 자기 유사성을 갖는 원뿔형 압입자에 적용했다. 천이 크리프 특성을 유한요소해석을 통해 분석하여 정리하였으며, 구형 및 원뿔형 압입시험의 천이 특성을 비교했다. 또한 재료의 탄성변형률, 압입자 형상, 압입접촉면적, 대표 변형률 등 기존 평가법들에서 정량적으로 잘 고려되지 못하고 있는 부분들을 살펴보고 그 해결방안을 제시했다.