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상반회전 프로펠러 축계 저널 베어링 반력해석 (Reaction Force Analysis on the Journal Bearing of Shafting System with Contra-Rotating Propeller)

  • 신상훈;이승민
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권10호
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    • pp.270-276
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    • 2019
  • 국제해사기구(IMO) 2020 규정에 의해, 2020년 1월부터 지정된 배출규제해역 밖을 운항하는 선박도 황 함유량이 0.5% 이하인 저유황유를 사용하여야한다. 고가의 저유황유 소비를 최소화하기 위해 에너지저감 장치의 도입이 시급하며, 그 중에서도 상반회전 프로펠러 시스템이 가장 효과적이라고 알려져 있다. 상반회전 프로펠러를 구동하는 축계는 내축과 외축으로 구성되고 상호 영향을 주는 시스템으로 하나의 축으로 이루어진 일반 축계 시스템보다 훨씬 복잡하며 무거운 구조이다. 국내에서는 처음으로 상반회전 프로펠러 축계 시스템을 장착하기 위해 37K 정유운반선 용 상반회전 프로펠러 축계의 초기 설계가 진행되었다. 본연구의 목적은 초기 설계의 선급승인을 위해 베어링 반력해석을 수행하여, 저널 베어링이 선급에서 요구하는 설계기준을 만족하는지를 검증하는 것이다. 프로펠러의 추력은 축 중심에 작용하는 것이 이상적이지만, 선미부 선체 형상에 의해 발생하는 불균일한 반류 등의 영향으로 추력 편심이 발생한다. 본 연구에서는 추력 편심을 반영한 하중조건을 적용하여 축계해석을 수행하였고, 그 결과를 선급 요구 설계기준과 비교하였다.

HVDC 슬립 온형 기중 종단접속함에 대한 열 영향 반영 DC 전계 특성 평가 (DC Electric Field Characteristics considering Thermal Effect for HVDC Slip-on Type Outdoor Termination)

  • 권익수;황재상;구재홍;사카모토 쿠니아키;이방욱
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • 제1권1호
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    • pp.39-46
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    • 2015
  • 기중종단 접속함은 지중케이블과 가공송전선을 연결하기 위한 접속함으로써 옥외 변전소 등의 대기 중에 설치된다. 이는 21세기 핵심기술로 여겨지고 있는 대륙 간, 국가 간, 육지-섬을 잇는 HVDC 송전선로의 DC 그리드 송전망 형성을 위해 반드시 개발되어야 하는 전력기기이다. 그러나 AC용 접속함의 개발 사례는 다수 존재하는 반면, DC용 접속함의 개발 사례 및 기술은 일본과 중국 등에 일부 존재할 뿐 국내 기술은 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 기존 AC용 슬립 온형 기중 종단접속함을 초기모델로 선정하여 HVDC 전력기기로의 적용 가능성을 평가하였다. 먼저 실제 운전 시 기중종단 접속함 내 도체에서 발생하는 열에 의한 내 외부의 온도편차를 고려한 DC 전계해석을 수행하였으며, AC 전계분포 및 열 해석이 반영되지 않은 DC 전계분포와 비교하였다. 또한 DC 전계는 정상상태 뿐만 아니라 과도 구간도 포함하기 때문에 이를 고려한 전계해석을 수행할 필요가 있기 때문에 정상상태와 더불어 극성반전 후 전계분포 역시 비교, 분석하였다. 마지막으로, 기존 AC용 슬립 온형 기중 종단접속함 초기모델을 DC에 적용하기 위해 다양한 형상 변환을 통한 요소 설계를 수행하였다. 기중종단 접속함 구조 내 전계가 가장 집중될 것으로 사료되는 부분을 선정하여 그 지점들의 최대 전계강도 $E_{n.max}$$E_{t.max}$를 측정하였다. 해석 결과, 정상상태시 개선모델의 삼중점 최대 전계강도는 기준모델 대비 2.01% 개선되었으며, 연면 최대 전계강도는 기준모델 대비 36.68% 개선되었다. AC 전계해석 결과인 연면 전계강도 1.11 kV/mm보다는 33.3% 감소하였지만 삼중점 최대 전계강도 8.23 kV/mm보다는 아직 43.6% 크다는 점에서 부분적인 형상 변환이 아닌 DC 환경에 적합한 전혀 다른 근본적인 설계 개념의 변화가 반드시 필요할 것으로 사료된다.

조선초(朝鮮初) 익안대군발원사경(益安大君發願寫經)에 관한 연구(硏究) (The study on the script prayed by Ik-An prince(益安大君) in early Choseon Dynasty)

  • 권희경
    • 한국기록관리학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.159-183
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    • 2001
  • 이 연구는 조선 초에 제작된 익안대군(益安大君) 방의(芳毅)발원의 "묘법연화경(妙法蓮華經)"제 5권 사경의 경우 발원문에 관한 연구 및 표지화, 변상화, 서체에 관한 고찰이다. 발원문에 관한 연구는 정확한 연대와 발원에 실제적으로 참석한 인물에 관한 연구에 집중하였다. 이 사경 발원문에는 정확한 연대에 대한 기록은 없고, 개국정난정사지원공익안대군(開國靖難定社止功原益益安大君) 방의동실정혜옹주최씨(芳毅同室貞惠翁主崔氏)라는 기록이 보여 상당한 혼란을 가져오게 한다. 표지화는 연화 - 당초문의 표면에 있어서는 고려 말로 호림미술관소장의 묘법연화경 7권분의 표지화로부터 시작된 굵은 태선으로 윤곽선을 그리는 양식적 특징이나 묘선의 경직화가 보다 심화된다. 이러한 특징은 조선적인 것으로 보아도 무방할 것 같다. 변상화는 향우(向右)의 설법화에 나타난 수미단의 계단에 산화가 그려지고 있는 점등이라든지 도식화된 지운(地雲)등에서는 고려말 조선초의 양식을 나타내고 있다. 그러나 석가의 형상이나 광배는 태종 15년(1415)에 제작된 내소사소장 "묘법연화경(妙法蓮華經)" 7권본 한질의 변상화에서 보여주는 특징과 거의 같아 이러한 점은 조선적인 특징이라 할 수 있다. 서체에 있어서는 충선왕 이후, 고려후기 사경 중에 나타나고 있는 송설체(松雪體)가 엿보인다. 이러한 고찰을 통해 조선초 왕실발원 사경의 양식적 특징을 명확히 함으로서 년대 불확실한 고려사경의 년대추정에도 어떤 기준을 미련 하고자 했다.

상반회전 프로펠러 축계 실용화를 위한 기초 연구 (A Basic Study for the Application of the Shafting System for the Contra-Rotating Propeller)

  • 신상훈;이승민;임채환
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권7호
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    • pp.391-398
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    • 2020
  • 프로펠러에 의해 생성된 회전 유동에 의한 손실된 에너지를 일부라도 회복시킨다면 추진효율을 증가시킬 수 있고 선박의 운항에 필요한 연료 소모를 줄일 수 있다. 이러한 목적을 위해 설치되는 장비를 에너지저감 장치라고 하며, 이 중 추진효율을 가장 증대시키는 장치 중 하나가 상반회전 프로펠러 시스템이다. 대형 선박에 상반회전 프로펠러를 장착하기 위해서 우선 해결해야 할 과제는 저널 베어링에 발생하는 평균 압력이 선급 요구 조건을 만족하는 것인데, 국내에서는 현재 이 단계를 극복하지 못해 실용화가 이루어지지 않고 있다. 그 다음 단계는 국부 압력도 낮추어 신뢰성을 높이는 것이다. 본 연구에서는 첫 단계인 평균 압력 문제를 해결하기 위해 상반회전 프로펠러 장착 대상 선박으로 축계의 중량을 줄일 수 있는 선미 형상이 짧은 정유운반선을 선정하였고, 이에 적합한 축계 설계안을 제시하였다. 제시안에 대해 축계 해석을 수행한 결과, 선박에 주로 사용되는 저널 베어링 라이닝 재질(화이트메탈)에 대한 선급 요구 설계기준인 평균 면압 0.8 MPa(8 bar)을 만족함을 확인하였으며, 다음 단계인 국부 압력 감소의 필요성도 확인하였다.

조선 적용을 위한 문자마킹 자동용접장치 개발 (Development of Marking Robot by using Arc Welding for Shipbuilding)

  • 박철성;박진휘;유영수;이정수
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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    • pp.3-3
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    • 2009
  • 선박의 건조과정에서 필수적으로 선체 외판에는 선박의 안전과 운항 및 정비 등에 필요한 정보를 나타내기 위해 다양한 종류의 마크 및 문자가 마킹되어진다. 하지만, 단순한 도장 작업만으로는 해상과 같은 부식 환경에서 마크 및 문자가 쉽게 지워지거나 손상되기 때문에 마크 및 문자를 용접 비드(welding bead)로 표시하거나 미리 절단된 강판(steel plate)을 수동으로 용접한 뒤 도장을 함으로써 마크 및 문자의 손상을 방지하고 있다. 이러한 문자마킹작업을 하기 위해서는 작업자가 수작업으로 기준선과 마크 및 문자의 위치를 먹줄 등을 이용하여 마킹을 하고, 해당 마크 및 문자의 템플렛(template)을 이용하여 펀칭을 실시한 후 수동으로 용접을 실시한다. 하지만, 수작업을 통한 선체외판 문자마킹 작업은 작업자의 기량에 따라 품질이 상이하여 품질 저하의 원인이 된다. 또한 대조립 및 탑재 단계에서 문자 마킹 작업시 수직자세의 용접을 요구함으로써 작업자가 안전사고에 노출되어 있으며, 선박의 각 단계별 주요 공정보다 작업시간이 길어져 전체 선박 건조공정을 지연시키는 문제점 등을 야기시킬 수 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 조선업계에서는 선체 외판의 마크 및 문자를 자동으로 용접할 수 있는 장치를 개발하기 위해 노력해왔으며, 몇몇 개발 사례가 보고되고 있다. 하지만, 그 실효성 부분에서는 아직까지 해결하지 못한 문제점들로 인해 현장 적용에는 어려움을 보이고 있다. 본 연구에서는 선박외판 문자 자동용접장치의 기능성뿐만 아니라 현업 적용성을 가장 우선적으로 고려하여 문자마킹장치(Marking Robot for Shipbuilding) 개발을 진행하였다. 우선, 적절한 용접 재료를 선정하기 위해서 솔리드 와이어(Solid Wire)와 플럭스 코어드 와이어(Flux Cored Wire)에 대한 비드온 용접(Bead-On Welding)을 아래보기자세와 수직자세에 대해서 실시하여 적절한 용접 조건을 설정하였다. 본 연구에서 개발된 문자마킹 자동용접장치는 3축으로 구성되어 있으며 각 축들을 분리할 수 있도록 개발하여 이동성을 향상시켰으며, 작업면과 용접토치간의 거리를 일정하게 유지시킬 수 있도록 용접전류 센서(Welding Current Sensor)를 이용하여 토치 높이(Wire Extension)를 제어함으로써 균일한 품질의 용접비드를 얻을 수 있었다. 또한 문자마킹 자동용접장치는 본체 구동부와 제어부(Touch Screen)가 쉽게 분리되고 장착이 가능한 구조로 개발되었으며, 용접시 각 용접자세별로 용접전압, 전류 그리고 용접속도 설정이 가능하여 아래보기 자세뿐만 아니라 어떠한 자세에서도 같은 모양의 비드형상을 가지는 문자마킹용접이 가능하도록 개발하였으며, 이는 실험과 현장적용을 통해 검증하였다.

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비파괴 시험 기법을 이용한 숏크리트 배면 접착상태 평가에 관한 실험적 연구 (Evaluation of bonding state of shotcrete lining using nondestructive testing methods - experimental analysis)

  • 송기일;조계춘;장석부;홍은수
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.71-83
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    • 2009
  • 숏크리트는 터널에서 적용되는 요요한 주지보재이다. 숏크리트의 품질평가는 터널의 안전한 시공과 효과적인 운영을 위한 핵심 요소이다. 숏크리트가 암반에 적절히 타설되었다 하더라도, 막장 및 벤치부에서의 발파, 수축, 지반의 변형 등으로 인해 숏크리트 균열발생 및 배면공동 등의 문제를 야기한다. 본 논문에서는 비파괴 시험인 충격 반항 기법(Impact-Echo) 및 지하레이다 탐사(GPR)를 이용하여 경임에 타설된 숏크리트 배면의 접착상태를 평가하고자 하였다. 기존의 수치해석 연구에 대한 검증과 더불어 현장 적용성에 대한 검토를 위해 실험적 연구를 수행하였다. 숏크리트의 접착상태는 완전 접착, 접착력 상실 및 공동 조건으로 구분할 수 있다. 실내 실대형 시험체에 이 세 가지 숏크리트 접착상태를 조사하였다. 충격반향시험으로부터 획득된 신호는 시간영역, 주파수 영역, 및 시간-주파수 영역에서 각각 분석되었다. 능동적 신호 처리 기법인 Short-Time Fourier Transform(STFT)을 이용하여 숏크리트 배면의 접착상태를 효과적으로 예측할 수 있었으며, 그 결과는 기존의 수치해석 연구로부터 획득한 신호특성과 잘 부합하였다. 숏크리트 배면의 접착상태가 불량할수록 다음과 같은 특징들을 나타낸다. 즉, 주파수 영역에서 자기스펙트럼밀도가 커지며, 기하학적 감쇠비는 감소하고, 시간-주파수 영역에서 윤곽선은 시간축에 평행한 형상을 나타내며, 숏크리트 두께가 얇을수록 그 공진시간이 길어진다. 또한 본 연구에서 제시한 상관계수를 이용하여 숏크리트의 접착상태를 정량적으로 평가할 수 있다. 본 연구 결과를 바탕으로 숏크리트의 접착상태를 평가할 수 있는 평가 기법 및 평가 기준을 제안하였다.

최적임도배치(最適林道配置) 및 집재기능(集材機能)을 고려(考慮)한 임도배치망(林道配置網) 평가(評價) (The Evaluation of Forest-road Network Considering Optimum Forest-road Arrangement and Yarding Function)

  • 박상준;배상태
    • Current Research on Agriculture and Life Sciences
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    • 제19권
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    • pp.45-54
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    • 2001
  • 향후 임도사업(林道事業)과 임도배치망(林道配置網) 계획(計劃)에 기초자료(基礎資料)를 제공코자 현재 개설(開設)되어 있는 임도(林道)를 중심으로 임도개설비(林道開設費)에 대한 투자효과(投資效果)를 최대로 하는 최적임도배치(最適林道配置) 및 집재기능(集材機能)을 고려한 임도배치망(林道配置網)을 평가(評價)하였다. 1. 적정(適定) 임도밀도(林道密度) 및 임도연장거리(林道延長距離)를 계산(計算) 비교(比較)한 결과(結果), 각(各) 조사지(調査地)의 유성별(流城別) 기설(旣設) 임도밀도(林道密度)가 이론적으로 계산(計算)한 임도밀도(林道密度)보다 작았으며 앞으로 좀더 많은 임도개설(林道開設)이 필요하였다. 2. 투자효과(投資效果)를 최대(最大)로 하는 임도로선배치법(林道路線配置法)에 의해 계산(計算)한 임도배치망(林道配置網)과 기설(旣設)의 임도배치망(林道配置網)을 비교분석(比較分析)한 결과(結果), 각(各) 조사지(調査地)에서 기설(旣設)의 임도망(林道網)은 공도적(公道的) 기능(機能)을 높이기 위한 임도망(林道網)으로서 우회률(迂回率)이 큰 임도로선망(林道路線網)인 반면, 투자효과(投資效果)를 최대(最大)로 하는 임도배치망(林道配置網)은 공도적(公道的) 기능(機能)이 고려(考慮)되면서 임업적(林業的) 기능(機能)이 고려된 집재기능(集材機能)이 높은 수기형상(樹技形狀)의 임도망(林道網)으로 배치(配置)되어 계획구역(計劃區域)에 골고루 배치(配置)되어 있는 것을 알 수 있었다. 따라서 기설(旣設)의 임도배치망(林道配置網)이 다소 집재기능적(集材機能的)인 면(面)과 임업적(林業的) 기능(機能)이 결여(缺如)된 임도배치망(林道配置網)이라고 하겠으며 앞으로 좀더 투자효과(投資效果)와 집재기능(集材機能)을 고려(考慮)한 임도배치망계획(林道配置網計劃) 필요(必要)하겠다. 3. 각(各) 조사지(調査地)에 대한 평균(平均) 최대집재거리(最大集材距離)와 평균(平均) 집재가능면적(集材可能面積)이 기설(旣設) 임도망(林道網)과 계산(計算)에 의한 임도배치망(林道配置網)에 대한 수평거리(水平距離)와 사거리별(斜距離別) 평균(平均) 최대집재거리(最大集材距離)와 평균(平均) 집재가능면적(集材可能面積)이 다르다는 것을 알 수 있었다. 또한 최대집재수평거리(最大集材水平距離)를 동일하게 적용(適用)했을 경우, 기설(旣設) 임도망(林道網)과 계산결과(計算結果) 임도망(林道網)의 평균(平均) 최대집재거리(最大集材距離)와 평균(平均) 집재가능면적(集材可能面積)이 다르다는 것을 알 수 있었으며, 기설(旣設) 임도망(林道網)을 기준으로 최대집재거리(最大集材距離)를 동일하게 적용(遭用)했을 경우도 최대집재거리(最大集材距離)를 수평거리(水平距離)와 사거리(斜距離)로 구별했을 때에 평균(平均) 최대집재거리(最大集材距離)와 평균(平均) 집재가능면적(集材可能面積)이 다르다는 것을 알 수 있었다. 따라서 임도배치(林道配置)를 가능하면 산능선(山陵線)이나 산복(山腹)을 중심으로 배치(配置)하는 것이 효과적(效果的)이라는 것을 알 수 있었다. 그리고 기설(旣設)의 임도(林道)와 계산(計算)하여 배치(配置)한 임도(林道)의 집재거리별(集材距離別) 평균(平均) 집재가능면적(集材可能面積), 집재면적률(集材面積率)의 수평거리(水平距離)와 사거리(斜距離)의 총 평균값도 차이가 있는 것을 알 수 있다. 이를 볼 때, 기설(旣設)의 임도(林道)보다는 투자효과(投資效果)를 최대(最大)로 하는 임도배치망(林道配置網)이 임업적(林業的) 기능(機能)과 집재기능적(集材機能的)인 면(面)에서 더욱 효과적(效果的)이고 최대집재거리(最大集材距離)를 수평거리(水平距離)보다 사거리(斜距離)로 계산(計算)했을 경우가 집재가능면적(集材可能面積)이 작으므로 임도배치망(林道配置網)을 가능하면 산복(山腹)과 산능선(山陵線)을 중심으로 배치(配置)하는 것이 집재기능(集材機能)을 더욱 높일 수 있다는 것을 알 수 있었다. 따라서 앞으로 임도로선배치계획시(林道路線配置計劃時)에 가능하면 집재기능(集材機能)을 고려(考慮)하여 집재가능면적(集材可能面積)을 크게 할 수 있도록 임도배치망(林道配置網)을 구축(構築)할 필요가 있겠다. 4. 현재(現在) 개설(開設)되어 있는 임도로선(林道路線)이 산능선부(山稜線部), 산복부(山腹部), 계곡부중(溪谷部中) 어느 구역을 중심으로 개설(開設)되어 있는지를 평가(評價)하기 위해 임도로선(林道路線)의 위치(位置)를 조사(調査)한 결과(結果), 기설(旣設)의 임도로선(林道路線)이 대부분 산복부(山腹部)와 계곡부(溪谷部) 중심으로 배치(配置)되어 있었으며, 기설(旣設)의 임도망(林道網)이 집재기능(集材機能)이 다소 결여된 임도배치망(林道配置網)이므로 향후 좀더 집재작업(集材作業)시스템을 고려(考慮)한 임도로선배치(林道路線配置)가 요망(要望)된다.

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인물화(人物畵)의 사의성(寫意性)에 관한 연구(硏究) (A study on expressing an artist's inner world as well as the external shape of a figure in a figure painting)

  • 이소영
    • 조형예술학연구
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    • 제11권
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    • pp.153-199
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    • 2007
  • 동양회화에서 '형사(形似)'와 '신사(神似)'는 대상을 표현하는데 중요한 화두로 인식되었으며 특히 인물화에서는 인물의 정신을 전달하는데 있어 '형사'와 '신사'는 더욱 중요하게 다루어져 왔다. 고개지(顧愷之, 약$345{\sim}406$)는 형사와 신사를 표현하는데 있어 '전신(傳神)'의 개념을 명확하게 제시함으로써 회화비평의 중요한 기준으로 삼았다. 그는 먼저 형(形)을 통해 정신을 드러낼 수 있음(이형사신(以形寫神))을 제시함으로써 창작자는 작품에 '의(意)'를 그려내고 감상자는 표현된 '의'를 체험하는 것을 중요한 예술행위로 인식하였다. 따라서 인물화는 형상의 재현이라기보다는 그려진 대상의 인격과 성품을 드러내는 것이며, 창작자 스스로 인격을 도야하여 성인의 도(道)를 표출하는 것을 예술이라 여김으로써 예술적 심미주체인 작가의 의를 중시하였는데 이른바 이것이 전신의 개념으로 발전되었다. 본고에서는 고개지의 '전신사조론(傳神寫照論)'이 소식(蘇軾)의 '사의론(寫意論)'으로 계승되고 이러한 사상이 한국에서는 이형사신(以形寫神)의 원리에 충실한 윤두서(尹斗緖)의 '화도론(畵道論)'으로 이어지는 사의론의 전개과정을 알아보고자 한다. 또한 인물화에 내재된 사의성에 대하며 논하고자 하는데 작품에서 형사와 신사의 구분이 모호하듯 '사의성(寫意性)'의 판단의 기준 또한 명확하게 정의하기는 쉽지 않으나, 역대 작품분석을 통하여 보면 작품제작 시 입의단계(立意段階)에서 작가와 대상과의 관계가 중요하며 본고에서는 그 요소를 네 가지로 제시하였다. 현대미술은 기법의 홍수라 여길 정도로 많은 기법들이 혼재하고 있으며 마치 상품 특허를 내듯 기법이 작가를 대신하는 현상이 벌어지고 있는 현실이다. 본 논문은 인물화에 내재된 '사의성을 파악함으로써 기법 보다는 작가의 구사인 의(意)가 중요함을 입증하여 무분별하게 유행에 편승하는 기법의 남용보다는 창작자의 철학적 기반과 정신적 수양이 중요함을 주장하고 사의론과 실제 인물화를 대입시켜 살펴봄으로서 동양회화의 특성인 사의성을 규명하여 살펴보는데 그 목적이 있다.

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합성된 탄산염 및 황산염 그린 러스트의 형성 메커니즘과 이화학적 특성 규명 (Characterization of Synthesized Carbonate and Sulfate Green Rusts: Formation Mechanisms and Physicochemical Properties)

  • 이선용;최수연;장봉수;이영재
    • 광물과 암석
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    • 제35권2호
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    • pp.111-123
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    • 2022
  • 본 연구는 자연계에서 가장 흔하게 관찰되는 두 그린 러스트(green rust) 광물인 carbonate green rust (CGR)과 sulfate green rust (SGR)을 공침법(co-precipitation)을 통해 각각 합성하고, 이들의 형성 메커니즘 및 이화학적 특성들을 체계적으로 규명하였다. X-선 회절(XRD) 분석 및 리트벨트 정련 수행 결과, 본 합성 조건에서 이차광물상 없이 이중층수산화물로서 CGR과 SGR이 합성됨을 확인하였다. 또한, 각각의 구조 파라미터는 CGR의 경우 a(=b)축 = 3.17 Å, c축 = 22.52 Å이고, SGR의 경우 a(=b)축 = 5.50 Å, c축 = 10.97 Å이며, 이들의 미결정 크기는 각각 (003)면 기준 57.8 nm와 (001)면 기준 40.1 nm로 밝혀졌다. 주사전자현미경/에너지 분산형 분광분석(SEM/EDS) 결과, CGR과 SGR은 모두 육각 판상의 전형적인 이중층수산화물 결정 형상을 보이지만 탄소(C)와 황(S)의 함량은 서로 다르게 나타났다. 퓨리에 변환 적외선(FT-IR) 분광 분석결과, 탄산염(CO32-)와 황산염(SO42-) 이온들이 각각 CGR과 SGR의 층간 음이온으로 밝혀졌고, 이는 XRD를 활용한 광물상 동정 결과와 잘 일치한다. 철 용액으로의 수산화이온(OH-) 주입 시간에 따른 혼합 용액의 pH와 Eh, 그리고 잔류 철 농도의 비율(Fe(II):Fe(III)) 측정 결과, 시간에 따른 차이는 있지만 두 green rusts 모두 1단계 전구체 형성, 2단계 중간 생성물로의 상변환, 그리고 3단계 green rust로의 상변환과 에이징에 의한 결정성장으로 이어지는 결정 형성 메커니즘을 보이는 것으로 판단된다. 본 연구는 공침법을 통해 CGR과 SGR을 안정적으로 합성하고 이들의 형성 메커니즘과 이화학적 특성을 규명함으로써, green rust를 활용한 응용 연구 및 산업 활용에 원천 기초자료를 제공할 것으로 기대된다.

염 첨가 반응(MgCl2·6H2O)을 이용하여 백운석으로부터 Ca 화합물과 Mg 화합물 합성에 관한 연구 (A Study on Synthesis of Ca and Mg Compounds from Dolomite with Salt Additional React (MgCl2·6H2O))

  • 황대주;유영환;조계홍;이종대
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권3호
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    • pp.399-409
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    • 2021
  • 백운석을 칼슘/마그네슘 화합물 소재로 활용하기 위해 마이크로웨이브 소성로(950 ℃, 60 min)을 이용하여 소성하여 고반응성 경소백운석(CaO·MgO)을 제조하였다. Hydration test(ASTM C 110) 기준에 따라 실험을 실시하였으며 수화 반응성 결과, 중 반응성(max 74.1 ℃, 5 min)으로 분석 되었다. 경소백운석의 수화 반응에 기초하여 경소백운석과 염(MgCl2·6H2O) (a) 1:1, (b) 1:1.5, (c) 1:2 wt%로 실험을 진행하였다. 염 첨가 비율이 증가 할수록 경소백운석의 MgO가 Mg(OH)2로 증가되는 것을 X-선 회절 분석 결과 확인하였다. 분리 반응 후 칼슘은 CaCl2 용액 상태로 80 ℃, 24 시간 동안 교반시켜 흰색 결정체인 CaCl2가 제조 되었다. XRD 분석 결과, CaCl2·(H2O)x(calcium chloride hydrate)로 경소백운석과 염 첨가 반응에 의한 CaO는 CaCl2로 분리 되는 것을 확인하였다. 그리고 CaCl2 용액에 NaOH 첨가 반응으로 순도 99 wt%의 Ca(OH)2 합성하였으며, 합성된 Ca(OH)2를 열처리 과정을 통하여 CaO를 제조하였다. 탄산칼슘을 제조하기 위해 CaCl2 용액에 Na2CO3 첨가 반응으로 CaCO3를 합성하였으며, 형상은 큐빅(cubic) 형태로 순도 99 wt%로 분석 되었다.