• 콘크리트학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.902-912
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• 2003

전 세계적으로 콘크리트 구조물의 열화를 발생하는 가장 중요한 원인은 중성화와 염소이온이다. 대체적으로 많은 콘크리트 구조물에서 염소이온과 중성화로 인하여 철근이 부식되며 이에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 그러나 실구조물의 상황은 염소이온과 중성화가 복합적으로 발생함에도 불구하고 많은 연구들이 각각의 단일열화에 대한 연구가 이루어지고 있으며 복합열화에 대한 연구는 매우 드문 상황이다. 본 연구는 2중 복합 매체에 대한 확산모델을 이용하여 중성화된 콘크리트의 염소이온 프로파일을 예측하고자 하였다. 실험결과에 의하여 중성화 깊이로부터 3∼5 mm영역에 염소이온의 농축현상이 발생하였으며 2중 복합 구조체에 적용할 수 있는 확산 방정식에 중성화된 콘크리트와 비중성화된 콘크리트의 시간의존적인 염소이온 확산 계수를 고려하여 내구수명예측에 반영하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권6호
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• pp.625-629
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• 2015

본 연구에서는 수냉식 발전기 고정자 권선의 건전성 예지 방법에 대해 연구하였다. 권선의 데이터를 흡습 데이터와 정상 데이터로 분류 하였으며 각각의 데이터 군을 다른 방법으로 예측 하였다. 흡습 데이터를 예측하기 위해 픽의 제 2 법칙(Fick's second law)를 이용하여 건전성 감소 모델링을 하였고 픽의 제 2법칙의 해를 이용하여 흡습 모델식을 만들었다. 정상 데이터는 데이터의 분포가 정규분포를 따른다는 가설을 세운 후 카이제곱 검정을 통해 이를 입증하였다. 예측된 흡습 데이터와 정상 데이터를 이용하여 건전성 인자인 방향성 마할라노비스 거리(Directional mahalanobis distance; DMD)의 예측값을 산출하였고 흡습 권선의 고장 예상시점을 계산했다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.574-584
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• 2003

도심지 환경에서 콘크리트 구조물의 열화를 일으키는 주요한 요인 중 하나는 중성화이다. 최근, 대기 중 $CO_2$농도와 온도가 크게 증가하는 지구 온난화 현상으로 인하여 중성화 열화환경도 더욱 심각해지고 있다. 본 연구에서는 IPCC에서 제안한 지구규모 대기환경 변화 시나리오인 IS92a를 토대로 향후 100년까지 대기 중 $CO_2$ 농도와 온도 상승율을 예측하였다. 질량보존의 법칙과 Fick의 1법칙을 기초방정식으로 하여 시간경과에 따른 콘크리트의 수화도, 콘크리트 열화에 미치는 각종 주요변수 등의 재료물성을 반영하였다. 또한, 서울시의 미세기후조건을 반영하기 위하여 추계학적 및 통계학적 기법을 도입하여 중성화로 인한 내구수명예측 기법에 반영하였다. 연구결과에 의하면 물-시멘트비가 큰 콘크리트에서 COS 농도증가로 인한 중성화 진행속도가 뚜렷히 빨라지는 것으로 나타났다. 그러나 물-시멘트비 55% 이하에서 충분히 양생된 보통 포틀랜드 콘크리트의 조건에서 중성화에 대한 우려가 높지 않을 것으로 생각된다.

• 한국안광학회지
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• 제13권3호
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• pp.35-43
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• 2008

목적: 콘택트렌즈의 피팅에 따른 눈물 층의 두께, 렌즈의 Dk 값 및 두께 변화가 각막에 유입되는 산소확산에 미치는 영향을 고찰하였다. 방법: 확산에 관한 Fick 법칙 및 연속법칙을 사용하여 액체(눈물)-CL-눈물 층을 통하여 각막으로 유입되는 산소 flux 및 각막 표면의 산소 분압을 계산할 수 있는 일련의 방정식을 세우고 이들 식에 의거하여 피팅에 따른 눈물 층의 두께, 렌즈의 Dk 및 두께 변화가 각막에 유입되는 산소 flux에 어떠한 영향을 미치는가를 예측하였다. 결과: 본 모델을 사용하여 적절한 피팅 조건에 부합하고 또한 각막 표면의 산소 분압이 보장되는 렌즈의 Dk 및 두께를 결정할 수 있었다. 결론: 대단히 높은 Dk 값을 지닌 렌즈라도 너무 flat 또는 tight하게 피팅된 경우 렌즈의 주변부와 각막 사이 눈물 층의 간격이 커짐으로 인하여 각막에 도달하는 산소 flux 및 각막표면의 산소 분압이 급격히 감소될 수 있다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.332-339
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• 2017

노후화된 구조물의 경우 준공 후 시간이 지나 구조물의 정보가 유실되는 경우가 많으며, 시공관련 자료에 대한 정보 부족으로 인해 구조물의 잔존수명을 예측하는데 큰 어려움이 있다. 본 연구에서는 현장에서 채취한 코어 시험체를 기반으로 각종 현장 및 실내시험법을 통한 내구성을 평가하고 이를 토대로 FEM 해석기법을 활용하여 콘크리트 구조물의 내구수명을 예측하였다. 그 결과, 중성화 속도계수는 $5.38E-6(cm^2/day)$로 매우 진행 속도가 낮은 것으로 나타났으며, 탄산화 및 염해에 의한 복합열화의 발생 가능성은 매우 낮은 것으로 확인되었다

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.581-584
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• 2008

염해환경에 건설되는 콘크리트 구조물은 염소이온과 같은 유해이온이 외부로부터 콘크리트 중으로 침투, 확산하여 철근을 부식시킴으로써 구조물의 내구성을 크게 저하시키기 때문에 구조물의 내구성 평가 또는 설계시 중요한 고려사항이 된다. 콘크리트 중의 염소이온 확산계수를 추정하는 방법은 Fick의 제1법칙으로부터 유도되는 정상상태(steady state)에서의 확산계수 평가방법과 Fick의 제2법칙으로부터 유도되는 비정상상태(non-steady state)에서의 확산계수 평가방법이 있다. 그러나, 실제 노출환경에서와 같은 비정상상태의 확산계수를 평가하는 것은 매우 어려우므로 실내에서 촉진방법에 의해 콘크리트의 확산특성을 간접적으로 평가하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 국내 또는 외국의 시험규격에 근거한 촉진 시험방법 중 4가지를 선정하여 동일 재령의 콘크리트 배합에 적용하여 그 결과를 비교 하였다. 실험결과에 따르면, ASTM C 1202 시험법은 콘크리트 배합간의 상대적인 구분만이 가능하며, 정상상태의 확산계수는 비정상 상태의 확산계수에 비해 1/10 정도 수준으로 작게 평가됨을 알 수 있다. 또한 침지시험에 의한 확산계수는 NT Build 492에 의한 결과와 유사한 값을 나타내었다.

• 전기화학회지
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• 제4권2호
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• pp.70-76
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• 2001

본 연구는 Pd박막 전극에서 수소 확산시 발생되는 응력해석에 대한 레이저 빔 디플렉션 방법의 응용에 대해 기술하였다. 우선, 탄성에 의한 확산 (고스키 효과) 및 확산에 의한 탄성 현상에 대해 간략히 설명하였고, 주어진 초기 및 경계 조건하에서 Fick 방정식의 해와 Vegard 및 Hooke의 법칙으로부터 확산에 의한 탄성 현상의 모델을 이론적으로 유도하였다. 다음으로 레이저 빔 디플렉션 방법이 수소 확산으로 인해 발생되는 응력해석에 어떻게 사용될 수 있는지 실험 장치 및 시편에 대해 소개하였다 마지막으로, 수학적으로 계산된 디플렉션 시간 추이 곡선과 실험적으로 얻어진 곡선의 비교로부터, 시간에 따른 인장 디플렉션의 변화를 시간에 따른 전극 내부의 수소 농도 구배의 변화 및 수소 확산계수의 차이로 설명하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.89-96
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• 2010

이산화탄소에 의해 열화된 콘크리트 구조물의 보수 후 잔존수명을 평가할 때 보수재의 효과를 고려하기 위해 본 연구에서는 탄산화에 의해 열화를 받은 콘크리트 부재의 보수 후 재열화과정을 Fick's 확산(diffusion) 제1법칙을 이용하여 모델링함으로써 단면복구재에 의해 보수된 콘크리트 부재의 독특한 상황을 고려한 합리적인 예측식을 제시하였다. 연구결과는 보수재의 이산화탄소 확산 프로파일과 기존 구체콘크리트의 탄산화된 부분의 이산화탄소 확산 프로파일을 효과적으로 모델링할 수 있음을 보여줬다. 제시된 평가모델식에 대한 검증예제를 통해 보수재의 이산화탄소 확산지연효과를 확인할 수 있었으며 보수된 콘크리트 구조물의 보수 후 잔존수명을 객관적이고 수치계산적인 방법으로 평가할 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권4호
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• pp.295-300
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• 2002

국부적 저산소증(localized hypoxia)은 산소공급의 저하로 인하여 조직세포를 파괴하고 관강압력에 대한 동맥류 벽의 저항을 현저하게 감소시킨다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 동맥류 파열의 원인이 되는 저산소증의 기전을 이해하기 위하여 혈전의 두께에 따라 세 가지의 축대칭 동맥류 모델을 구성하여 동맥류 내 혈전을 통한 정상 층류유동 (steady laminar flow)에서의 산소전달현상(O$_2$transport phenomenon)을 유체-고체 열전달 현상과의 유사성을 이용하고 Fick의 법칙을 적용하여 해석하였다. 전산해석을 통해서 혈전이 형성된 혈관에서 산소농도는 혈관 벽에서 가장 낮게 나타났으며 혈전의 크기가 증가할수록 저산소농도(low $O_2$concentration) 영역이 혈관 벽 가까이 넓게 분포되어 저산소증의 가능성이 증가됨을 알 수 있었다 본 연구를 통해서 동맥류 내의 혈전은 구조와 크기에 따라 산소의 흐름에 주요한 영향을 미침을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4A호
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• pp.343-352
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• 2010

최근에 탄산화 콘크리트 구조물의 정량적인 사용수명과 장기적인 성능을 확보하고 예측하기 위해서 확률론적인 내구성 해석 및 설계를 수행하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이와 관련하여 콘크리트 구조물에 확률론적 내구성 설계 개념을 도입되고 있다. 본 논문에서는 탄산화 콘크리트 구조물의 통계적인 자료를 이용하여 Fick의 첫 번째 법칙에 근거한 탄산화 예측 모델에 적용하였으며, 이를 이용하여 확률론적 내구성 해석을 수행하였다. 이 예측모델에 관련된 설계변수인 $CO_2$ 확산계수, 대기중의 $CO_2$ 농도, $CO_2$ 흡착량, 시멘트 수화도 등의 영향을 검토하였다. 확률론에 기초한 탄산화 예측모델은 여러 환경에 위치한 콘크리트 구조물에 모니터링 자료를 이용하여 탄산화 깊이와 잔존수명을 예측하였다. 그 결과로 본 연구에서 합리적인 탄산화 예측모델을 이용한 적용 방법은 탄산화 콘크리트 구조물의 내구성 확보 및 구조물의 손상 개시시기를 예측하고 구조물을 유지 관리하기 위한 유연한 의사결정을 할 수 있을 것으로 판단된다.