• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.64-64
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• 2021

댐의 중요 구성요소 중 하나인 여수로 구조물은 관행적으로 단위길이당 100m³/s 정도의 유량이 흐를 수 있도록 설계를 하고, 이를 초과할 때는 여수로 구조물에 피해가 가지 않도록 공기혼입 장치를 설치하거나 콘크리트의 설계강도를 증가시키는 대책을 사용하는 것이 일반적이다(댐설계 기준·해설, 2011) 그러나 건설된 지 오래된 댐의 경우 여수로 콘크리트 구조물의 설계강도가 낮고(최저 16.7MPa) 수문방류 횟수가 많아 최근에 건설된 댐 여수로 보다 상대적으로 많은 손상이 발생되어 있어 잦은 보수보강이 요구되고, 점차 유지관리 비용이 증대되고 있어 노후된 여수로 구조물일수록 기능을 유지하면서도 유지관리 비용을 절감할 수 있는 방안의 수립이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 𐩒𐩒𐩒댐 여수로를 대상으로 2020년 홍수기 전·후의 여수로 바닥슬래브의 손상상태를 3D드론 매핑, 육안조사 및 내구성 조사결과 등을 이용한 정밀분석을 통해 수문방류시 여수로 바닥슬래브에 가장 큰 손상을 일으키는 손상메커니즘으로 유수에 의한 부상(uplift)에 의한 파손 메커니즘(Flow-driven uplift failure mechanism)을 제시하였으며, 여수로 바닥슬래브의 가장 일반적 손상원인으로 간주되고 있는 공동현상(cavitation)이 공동지수(cavitation index)가 0.3이상인 경우에도 발생할 수 있음을 확인하였다. 이와 같은 관찰 및 분석결과는 보다 많은 사례를 통하여 보완될 경우 향후 여수로 구조물의 설계 뿐만 아니라 보수보강 방법이나 유지관리, 더나아가서는 종합적 댐시설물 자산관리 계획을 수립하는데 매우 유용한 자산이 될 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.703-709
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• 2017

한국형 기동헬기(이하 수리온) 사업은 군이 운용중인 노후헬기를 국산헬기로 대체하기 위하여 연구개발한 사업으로 소요군의 전투력 향상과 운용, 유지 경제성을 고려한 사업이다. 수리온 보조동력장치는 주 발전기의 고장 시 장착 된 교류발전기로 체계에 비상 전원을 공급하는 장치이며 시동모터는 배터리의 전기적 에너지를 기계적 회전에너지로 변환 하여 보조동력장치 엔진을 회전시키는 장치이다. 수리온의 전력화 및 운용이 지속됨에 따라 시동모터의 결함이 발견되었고 이를 해소하기 위한 개선 활동을 진행하였다. 고장모드 분석에서는 결함발생에 대한 현상을 확인하고 결함원인을 5가지로 분류하였다. 5가지 인자에 대한 분석결과 결함의 주요 원인은 기계적 마모이며 이는 스프링 압력과 관련이 있다는 사실을 확인 하였다. 이론적으로 결정 된 압력조절을 통해 250회의 시험검증을 수행하였고 4개의 샘플링 마모량으로 회귀분석을 수행한 결과 모두 0.05이하의 유의수준을 보였기에 대립가설을 채택 하였다. 결론적으로 브러쉬 이상마모와 마모로 인한 파손은 압력조절을 통해 해결할 수 있었으며 시험을 통해 마모량 예측 및 결과 타당성을 확인 할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제20권6호
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• pp.50-55
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• 2011

태양전지(Photovoltaic, PV) 모듈의 층간 접착제로 사용된 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)를 초음파 조사(irradiation)를 이용하여, 선택적으로 분해함으로써 모듈 내 실리콘웨이퍼(Si-wafer)로 제조된 셀(cell)을 분리, 회수하는 연구를 진행하였다. 본 실험에 사용한 초음파 발생장치는 bath-type의 초음파 세척기 (Output: 130 W, Frequency: 40 kHz)로, PV모듈과의 거리는 2 cm로 고정하고 유기용매 종류, 농도, 온도를 조절하면서 EVA 분해 및 셀의 분리 최적 조건을 도출하였다. $55^{\circ}C$, 5M인 조건에서는 용매 종류에 상관없이 160 min 이내에 EVA층의 완전 분해는 가능하였으나, 분해과정 중 발현되는 팽창현상(swelling)에 의해 셀의 일부분이 파손된 상태로 회수되었다. 반면에 $65^{\circ}C$, 5M조건에서는 셀의 파손이 억제된 상태로 회수 가능하였으며, 이는 온도 상승에 의해 EVA 성분의 분해속도가 상승되고, 이로 인해 EVA층의 팽창현상이 발현되기 전에 분해가 일어난 결과라고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.230-236
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• 2020

제진기는 배수펌프장, 하수처리장, 발전소 등 유입 수로 전단에 설치되어 부유 협잡물의 유입을 차단하는 장치이다. 제진기의 스크린 사이의 협잡물이 끼는 목메임 현상과 노끈류가 제거되지 못하여 물의 유입로의 감소 또는 제진기 파손을 유발하는 문제점이 발생하고 있다. 본 논문에서는 목메임과 노끈류 끼임으로 인한 파손이 주로 발생하는 에이프런을 제거하고 스크린을 확장하여 대체하였다. 그리고 스크린 사이 공간에 내측 레이크를 추가하여 목메임과 노끈류를 제거하도록 개선하는 확장형 레이크를 사용하는 방식으로 설계하였다. 기존의 제진기 레이크의 허용응력을 만족하는 내측 레이크를 설계하기 위하여 레이크 수직 길이와 보강단면의 두께 값을 변수로 하여 실험계획법에 따라 실험점을 결정하고, 구조해석 툴인 ANSYS static structural module과 통계분석 툴인 R software를 이용하여 반응표면분석법에 따른 형상 최적화를 진행하였다. 결정된 최적 설계점 레이크 길이 210.2mm와 보강단면 두께 2mm에서 반응표면분석법 결과와 구조해석의 결과의 상대 오차는 1.63% 이다. 파일럿 제진기를 실제 크기로 제작하여 실증 실험을 수행하였으며 97%이상 목메임과 노끈류를 제거가 가능함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3370-3377
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• 2015

전동차는 대용량 교통수단으로서 정시 운행 및 높은 안전성이 요구되기 때문에, 고장 분석을 체계적으로 수행하여 신뢰도를 향상시키기 위한 수단으로서 고장 영향의 심각도 및 치명도를 정량적으로 평가하는 FMECA (Failure Modes, Effects and Criticality Analysis) 기법이 적용되고 있다. 그러나, 아직까지 전동차에 특화된 FMECA 규격 및 절차는 정립되어 있지 않고 자동차 산업 등 다른 산업분야의 FMECA 규격을 그대로 적용하고 있기 때문에 전동차의 고유한 운영 및 유지보수 여건을 충분히 반영하지 못하고 있다. 본 논문에서는 산업계 각 분야에서 적용되고 있는 FMECA 규격에 대한 분석을 토대로, 전동차 분야에 적합한 FMECA 기법으로서 고장 영향 분석과 치명도 분석을 단계별로 나누어 수행하고 고장 영향의 심각도에 중점을 두어 치명도를 분석하는 기법을 제시하였다. 제안 기법을 전동차의 핵심 안전 장치인 고속차단기에 적용하여 도시철도 현장에서의 15년 동안의 전동차 유지보수 데이터를 이용하여 분석한 결과, 고속차단기 부품 중에서 특히 아크 슈트의 절손이 심각도 3등급, 치명도 5등급으로 위험도가 가장 높았으며, 뒤를 이어서 전자변 파손 및 접촉 불량, 실린더 파손 등이 심각도 3등급, 치명도 4등급으로 위험도가 높은 것으로 나타났다. 이상의 분석 결과는 전동차 고속차단기의 설계 및 유지보수 업무의 개선에 활용할 수 있다.

• 에너지공학
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• 제21권4호
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• pp.339-345
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• 2012

최근 안정성 및 경제성 측면에서 완전방호식 LNG 저장탱크(full-containment LNG storage tank)의 대안으로 검토되고 있는 멤브레인 LNG 저장탱크(membrane LNG storage tank)에 대해서 정량적 위험성 평가 방법(QRA; Quantitative Risk Analysis)과 유한요소해석법(FEM; Finite Element Method)을 통하여 안전성 평가를 수행하였다. 본 논문에서는 유한요소해석법(FEM)을 통한 구조안전성 평가에서 140,000 $m^3$ 저장용량을 갖는 LNG 저장탱크의 두 가지 모델은 저장탱크 시스템에 대한 강도 안전성과 누출 안전성 측면에서 해석한 결과에 의하면 모두 안전한 것으로 평가되었다. 또한, 고장수목분석(FTA; Fault Tree Analysis)을 통하여 멤브레인 LNG 저장탱크에 안전성을 강화하기 위해 설계 초기모델에 안전장치로서 멤브레인 바닥부의 충격흡수장치(impact absorber structure), 1차 멤브레인 저장 파손 시 콘크리트 외부탱크(outer tank) 코너부(corner part)의 열충격(thermal stress)을 감소시킬 수 있는 열보호장지(secondary barrier) 및 펌프 낙하 시 안전장치로서 펌프캐쳐(pump catcher)를 보완하고 평가하였다. 결론적으로 개선된 멤브레인 LNG 저장탱크는 안전성 측면에서 완전방호식 LNG 저장탱크와 대등하다는 결론을 도출할 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권4호
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• pp.319-328
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• 2003

본 논문은 광역학적 암치료를 위한 광원장치의 개발로서 반도체 다이오드 레이저를 이용한 의료용 레이저 시스템의 개발이 목적이다. 광역학적 암 치료에서 이상적인 광원장치는 초점크기를 조절할 수 있으면서 발산하지 않는 균일한 빛과 특정 파장대의 안정성을 갖는 것이다. 본 연구에서는 이러한 점을 고려하여 635nm 파장대의 다이오드 공진기를 이용하였으며, 개발된 레이저 시스템은 제어장치를 사용하여 정교하고 안정적인 출력을 가지도록 하였으며, 시스템은 사용자의 편리성을 고려하여 소형화하였다. 다이오드 레이저시스템의 펄스 형태의 발진모드에서는 초기의 돌입전류에 의해 공진기를 파손시킬 수 있으므로 본 연구에서는 이러한 현상을 회로적으로 보완하여 msec 단위로 on/off 할 경우에도 공진기에 전혀 손상을 입히지 않도록 설계를 하였다. 임상의가 편리하게 방사시간을 설정하고, 연속출력. 펄스. 버스트 펄스, 슈퍼펄스를 방사할 수 있도록 고안하여. 다양한 암조직의 상태에 따라 치료할 수 있도록 구현하였다. 실험결과 레이저의 출력은 입력전류와 시간에 따라 10mW에서 300mW 까지 선형적으로 증가함을 보였다. 개발된 광역학적 레이저 시스템은 고속제어가 가능하고 정 전류 제어와 효과적인 냉각 제어를 통해 안정적으로 정확하게 출력할 수 있었다.

• 한국융합학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.13-18
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• 2014

본 연구에서는 굴착기에서의 리퍼의 형상에 따른 구조 및 진동, 피로해석을 하였다. 2가지의 모델들 모두, 작업장치의 바디와 이어지는 축에서 최대 응력이 발생하였고 최대 변형량은 직접작업부에서 발생하였다. Model 1이 Model 2 보다 내구성면에서 구조적으로 더 안정적이라고 사료된다. 불규칙 피로 하중들 중에서는 하중의 변화가 극심한 'SAE bracket history'의 경우가 대체적으로 가장 불안정한 경향을 보이고 있고, 비교적 하중의 변화가 완만한 'Sample history'의 경우가 가장 안정함을 보이고 있다. 본 연구의 결과를 종합하여 굴착기에서의 리퍼의 설계에 응용한다면, 그 파손 방지 및 내구성을 검토하여 그 설계에 유용하게 활용될 것으로 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.699-705
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• 2011

고기동 유도탄은 짧은 시간에 큰 추력을 필요로 하는 발사체이다. 유도탄의 비행에 필요한 추력을 얻기 위하여 고체 연료를 폭발적으로 연소시키면 고온, 고압의 연소 가스가 발생되고, 이 연소 가스를 초음속 노즐을 통하여 팽창시킴으로서 큰 추력을 얻게 된다. 로켓 모터의 작동 시간은 수초 미만에 지나지 않으나 큰 추력을 내기 위해 고온 고압의 연소 가스가 이용됨으로 평창 과정 중 시스템 부품의 파손 혹은 노즐목 부근에서 삭마현상이 발생되기도 한다. 즉, 탄의 정확한 제어를 위해서는 연소 가스와 벽면과의 열전달에 따른 열응력과 유동장 내의 압력의 변화에 따른 구조체 응력이 동시에 고려된 정확한 응력해석이 선행되어야만 한다. 본 논문에서는 예비 설계된 추력 발생장치에 고온 고압의 연소 가스가 유동할 때 모터의 작동시간에 따른 구조체의 안전성을 응력과 재료의 용융온도의 측면으로부터 구명하였다.

• 구강회복응용과학지
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• 제31권4호
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• pp.378-386
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• 2015

피개 의치는 의치의 안정과 유지력 증가라는 장점을 갖지만 지대치가 우식 또는 치주질환에 이환되기 쉬우며 의치의 두께가 얇아짐으로써 의치가 파절되기 쉽다는 단점도 갖고 있다. 자성 어태치먼트 피개 의치는 수직적 유지력은 크지만 수평적 유지력은 작으므로 지대치나 임플란트에 덜 위해한 힘을 가하며, 다른 기계적 유지장치에 비해 마모나 파손 등이 적다는 장점이 있다. 피개 의치에서 나타나는 의치의 파절은 의치상의 두께가 얇아져서 발생하기도 하지만, 연조직과 경조직, 임플란트와 자연치의 압하량 차이로 인해 발생하기도 한다. 이를 보상하기 위해 silicone ball이 자석 안에 삽입되어있는 자성 어태치먼트가 개발되었으며, 이를 이용해 피개 의치를 제작한 증례에서 우수한 결과가 나타나 보고하고자 한다.