• 지구물리와물리탐사
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• 제2권1호
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• pp.17-25
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• 1999

고해상의 지하 전기전도도 영상을 요하는 환경, 공학적인 적용을 위하여, 주파수영 역 전자탐사 자료를 이용한 주시 토모그래피를 수행하였다. 이를 위하여 우선 변환된 파동장을 파선급수(ray series)의 합으로 근사하여 자기장으로부터 직접 파동장의 초동을 구해낼 수 있는 방법을 제시하고 그 정확성 및 적용성을 검토하였다. 균질한 무한공간에서의 자기장을 이용한 발췌결과, 잡음이 없는 자료의 경우 주파수 2개를 사용하여도 아주 정확한 발췌가 이루어져 그 타당성이 입증되었으며, 기존의 파동장으로 직접변환하는 방법과 비교한 결과 더 적은 주파수 자료를 이용하여도 더 정확한 발췌가 이루어졌다. 층서구조 및 경사진 파쇄대 구조에 대하여 초동발췌 및 반복적 비선형 토모그래피를 적용하여 만족할만한 영상을 얻었다. 그러나 전기전도도의 비율이 큰 경우는 설정한 가정에 부합되지 않아 토모그래피 영상에서 전기비저항이 낮은 층이 확대되어 나타나는 결과를 보였다. 초동발췌를 위한 시간은 하나의 송, 수신 배열에 대하여 IBM PC로 10초 내외로, 현장에서 탐사를 수행하는 도중 실시간으로 발췌가 가능하다. 또한 토모그래피 역산을 위한 시간도 약 3분 이내로 전체 송, 수신 배열에 대한 측정이 끝남과 동시에 지하의 단면 영상을 확인할 수 있어 전자탐사 토모그래피의 현장 적용성을 한층 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.8.1-8.1
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• 2011

Nanocrystalline titanium dioxide ($TiO_2$) materials have been widely used as an electron collector in DSSC. This is required to have an extremely high porosity and surface area such that the dye can be sufficiently adsorbed and be electronically interconnected, resulting in the generation of a high photocurrent within cells. In particular, their geometrical structures and crystalline phase have been extensively investigated as important issues in improving its photovoltaic efficiency. In this study, we present a new strategy to fabricate a photoelectrode having a periodic structured $TiO_2$ film templated from 1D or 3D polystyrene (PS) microspheres array. Monodisperse PS spheres of various radiuses were used for colloidal array on FTO glasses and two types of photoelectrode structures with different $TiO_2$ materials were investigated respectively. One is the igloo-shaped electrode prepared by $TiO_2$ deposition by RF-sputtering onto 2D microsphere-templated substrates. At the interface between the film and substrate, there are voids formed by the decomposition of PS microspheres during the calcination step. These holes might be expected to play the predominant roles as scattering spherical voids to promote a light harvesting effect, a spacious structure for electrolytes with higher viscosity and effective paths for electron transfer. Additionally the nanocrystalline $TiO_2$ phase prepared by the RF-sputtering method was previously reported to improve the electron drift mobility within $TiO_2$ electrodes. This yields solar cells with a cell efficiency of 2.45% or more at AM 1.5 illumination, which is a very remarkable result, considering its $TiO_2$ electrode thickness (<2 ${\mu}m$). This study can be expanded to obtain higher cell efficiency by higher dye loading through the increase of surface area or multi-layered stacking. The other is the inverse opal photonic crystal electrode prepared by titania particles infusion within 3D colloidal arrays. To obtain the enlargement of ordered area and high quality of crystallinity, the synthesis of titania particles coated with a organic thin layer were applied instead of sol-gel process using the $TiO_2$ precursors. They were dispersed so well in most solvents without aggregates and infused successfully within colloidal array structures. This ordered mesoporous structure provides the large surface area leading to the enough adsorption of dye molecules and have an light harvesting effect due to the photonic band gap properties (back-and-forth reflection effects within structures). A major advantage of this colloidal array template method is that the pore size and its distribution within $TiO_2$ photoelectrodes are determined by those of latex beads, which can be controlled easily. These materials may have promising potentials for future applications of membrane, sensor and so on as well as solar cells.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.593-602
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• 2014

인공신경망회로 목표 중의 하나는 최소한의 회로구성으로 구현가능함수를 가능한 많게 하는데 있다. 본 논문은 인공신경망회로의 가장 기본이 되는 하나의 입력노드와 하나의 출력노드, 그리고 입출력에 다단(multi-level)값을 갖는 단층(입출력 2 layer) 다단 코어넷(CoreNet)을 제안하고 그 처리 용량을 구하였고, 무게값 공간에서 구현 가능한 함수와 각 무게값 좌표(${\omega}$,${\theta}$)를 계산으로 구하여 한 함수의 구현 가능 여부를 알 수 있게 하였다. 또 입력 단계(level)값 설정 방법으로 cot(${\sqrt{x}}$)을 제안하였다. 제안된 p단 입력과 q단 출력을 갖는 코어넷의 처리용량(구현 가능한 함수의 수)은 $a_{p,q}={\frac{1}{2}}p(p-1)q^2-{\frac{1}{2}}(p-2)(3p-1)q+(p-1)(p-2)$임을 유도 증명하였다. 시뮬레이션으로 5단(level) 입력 값과, 6단 출력 값을 갖는 1(5)-1(6) 모델을 분석한 결과, cot(${\sqrt{x}}$) 입력 레벨링법에서 총 246가지의 함수가 구현가능 함을 보였다. 이 모델의 시뮬레이션 결과에서는 최대 219개의 함수가 수렴(구현 가능)하였고, 구현가능 함수 중에서 나머지 수렴되지 않은 27개의 함수는 무게값 공간에서 무게값 좌표를 계산하여 구현 가능함을 보였다. 이는 앞에서 제시된 코어넷 처리용량 $a_{5,6}(=246)$에 의한 계산 값과 일치하였다. 무게값 공간에서, 구현 가능한 함수가 차지하는 영역의 함수번호 매김 방법도 제시하여 구현 가능함수의 번호도 알 수 있도록 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권9호
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• pp.19-28
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• 2014

해성점토를 활용한 준설매립공사에서는 준설토의 거동분석이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 침강압밀하는 준설토의 밀도와 간극비 변화를 관찰하기 위해 물리탐사기법을 적용하였다. 서해안에서 채취한 흙에 대한 기본물성시험을 실시하였고, 침강압밀시험기에 시료를 단계적으로 투기하여 시간에 따른 계면고와 탄성파의 변화를 관찰하였다. 흙의 침강압밀이 완료된 후 하방향의 투수시험을 실시하여 조간대의 영향이 준설토의 물리적 특성에 미치는 영향을 관찰하였다. 또한 초소형 전기저항탐침을 관입하여 깊이에 따른 시료의 전기비저항을 측정하였다. 모든 실험이 완료된 후, 시료를 채취하여 간극비를 계산하였다. 실험결과, ML 시료의 특성상 급격한 침강을 보여 침강압밀특성을 육안으로 관찰하기 어려웠으나, 단계투기가 계속될수록 탄성파의 속도는 증가하는 경향을 보였다. 하방향 투수에 따른 조간대 영향은 매우 적어 관찰할 수 없었다. 한편 탄성파 속도로 추정한 시료의 간극비는 단계투기에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 전기비저항으로부터 계산된 간극비는 깊이에 따라 반복적으로 증가, 감소하는 형태를 나타내었으며 이는 단계투기에 따라 층을 이루고 있는 시료의 영향으로 파악된다. 시료채취, 탄성파 속도, 그리고 전기비저항으로부터 구한 간극비를 비교한 결과, 서로 유사한 관계를 나타내었다. 본 연구는 물리탐사기법이 준설토의 간극비 관찰에 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.536-543
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• 2016

접지 시스템은 전력설비의 안전적 운영을 위해 필수적이며, 주요 고려대상인 대지저항률은 토양 종류, 수분, 온도에 따라 변하기 때문에 접지 시스템 설계에서 가장 중요하다. 제주의 지질구조는 화산지역의 특성상 다층구조를 형성하고 있어 지질구조에 따른 접지 저항값은 동일한 접지시스템 구축 지역이라도 지층구조에 따라 접지저항값이 다르게 나타날 수 있다. 본 논문에서는 제주의 대표적인 3종류의 토양에 접지를 설치하였을 때 접지저항 특성 변화를 분석하기 위해 3층 구조의 토양목업 시스템을 구성하였다. 구성된 토양 목업 시스템에서 웨너법을 사용하여 대지저항률을 측정하였으며, 대지모델을 수치적으로 분석할 수 있는 역산방법으로 Gauss-Newton 알고리즘을 사용하여 대지모델을 생성하였다. 기존 접지분야에서 사용되는 1차원 대지분석이 아닌 2차원 역산방법을 적용한 결과 실제 토양 목업에 구성한 3종류 층상 구조와 같은 3층 대지구조로 나타낼 수 있었다. 또한 일반적으로 접지에 사용되는 동봉, 동관, 탄소봉을 사용하여 접지의 변화특성을 분석한 결과 수분공급 상태에 따른 접지저항 변화폭은 동봉은 $2.9[{\Omega}]$, 동관은 $16.5[{\Omega}]$, 탄소봉의 경우 $20.1[{\Omega}]$으로 나타났으며, 수분의 영향으로 .탄소봉의 접지저항이 $141[{\Omega}]$으로 가장 낮게 나타남을 확인 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.92-102
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• 2020

최근 도로 교통소음 대책으로 다공성포장이 새로운 대안으로 주목받고 있다. 다공성포장은 아스팔트 혼합물 속에 세립자의 비율을 줄여서 여러 개의 공극을 형성하게 하는 포장을 말한다. 이 공극으로 물이 배수되게 하여 교통사고를 줄이고 타이어 노면의 마찰 소음을 줄여주는 역할을 하게 된다. 저소음포장이 일반적으로 활발히 적용되기 위해서는 소음저감 효과에 대한 많은 검증이 필요하다. 본 연구에서는 단층 저소음포장과 복층 저소음포장의 소음저감 효과를 분석하기 위해서 수행되었다. 먼저 단틍 저소음포장과 복층 저소음포장이 시공되어 있는 세종구간을 선정하고 도로변에서 도로교통 소음을 측정하는 방식인 SPB방법으로 교통소음을 측정하였다. 교통영향요소로는 교통량, 속도 그리고 중차량 혼입률을 측정하였다. 측정결과, 복층저소음포장이 단층저소음포장보다 평균 7.95dB(A) 작게 평가되었다. 95% 신뢰도 수준에서는 7.57dB(A) 작게 평가되었다. 도로교통 소음에 미치는 영향요소로는 속도나 대형차 혼입률 보다는 교통량이 가장 크게 영향을 미쳤다. 교통량이 증가할수록 소음은 모두 증가했지만 두 포장 사이의 소음차이는 점차 감소하였다. 도로교통소음에 영향을 미치는 요소로는 교통요소보다 도로포장의 차이가 가장 크게 나타났다. 본 연구를 통해서 도로교통 소음을 줄이기 위한 대책으로 교통속도를 줄이거나 중차량의 통행을 제한하거나 교통량을 줄이는 것보다 도로포장을 바꾸는 것이 가장 효과적인 방법임을 알았다. 이를 검증하고 정량화하기 위한 광범위한 연구가 필요하다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권2호
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• pp.138-149
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• 2000

본 논문에서는 유한 고체내 초음파 전파 및 산란 현상의 해석을 위한 다양한 경계요소 모델링 기법이 제시되었다. 박판 재료내 유도초음파 전파에 대한 모드해석을 위해 비균질 적충 박판 구조물에 대한 탄성동역학 경계치 문제가 설정되었으며 이에 대한 수치해로부터 유도초음파의 전파특성을 나타내는 분산곡선이 얻어졌다. 파동 산란시 발생되는 기하학적 복잡성과 모드변환 문제를 수치적으로 모델링하기 위해 탄성 동역학 경계요소법을 적용하였고 이를 박판내 유도초음파의 이론적 직교 모드의 중첩해와 결합시킨 혼합형 경계요소법으로 확장하여 유한 고체내 다중 모드변환의 효율적 모델링법이 제안되었다. 주파수 영역의 수치해로부터 시간 의존 문제의 파동신호 예측을 위해 역 푸리에(Fourier) 변환을 통한 시간 영역 파동산란 신호가 얻어졌다. 이와 함께 실제 초음파 탐상조건에 보다 가까운 파동산란 문제의 모델링을 위해 3차원 경계요소법을 소개하고, 개발중인 3차원 경계요소 프로그램을 이용하여 유한 직경을 갖는 봉재내의 파동 전파를 수치적으로 해석하여 해석해와 비교 검증하였다. 본 논문에서 제시된 탄성파동 모델링 기법은 정량적 비파괴 평가법을 확립하는데 다양하게 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제22권2호
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• pp.173-183
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• 2012

본 연구에서는 응력완화실험을 통한 포화상태에서의 토노(Tono) 화강암의 표면변형에 대한 연구를 수행하였다. 본 실험을 위해서 실험이 진행되는 동안 실시간으로 다초첨 레이져 스캔 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope, CLSM)으로 관찰이 가능하고 변위 및 응력에 대한 데이터 취득이 가능한 장치를 고안하였다. 광물내의 변형 및 광물경계부에서의 변형은 유한요소해석 방법을 사용하여 계산하였다. 그 결과 응력완화실험 중에는 광물 내부와 광물 경계부 모두에서 활발한 변형을 보이는 것이 관찰되었으며 이는 가해지는 응력이 높아질수록 더욱 커진다는 사실을 확인하였다. 또한 유한요소 해석의 결과는 광물내의 변화보다는 압축력에 의해서 발생되는 광물경계부에서의 변화가 더욱 크다는 것을 설명한다. 이를 도식화시켜 표현해보면 화강암 내부에서 광물 경계부의 변형이 광물 내부의 변형보다 크게 나타난다는 것을 쉽게 관찰 할 수 있다. 이는 흑운모와 석영의 물리화학적 특성에 기인된다고 사료된다. 즉 석영은 안정된 구체를 보이는 반면에 흑운모는 층상형태로 약한 결합구조를 보이고 있기 때문으로 판단된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제10권2호
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• pp.121-140
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• 1994

본 연구에서 경계가 불규칙하고 여러 토층으로 이루어진 자연과 인공 사면에 대한, 토층의 경계에서 굴절하는 대수나선곡선을 파괴면으로 가정한 신뢰도해석 모델을 개발하였다. 이 모델에서, 사면파괴토괴는 양 끝단이 수직평면으로 된 일정한 폭을 가진 Cylindroid로 가정하여 절편법을 적용하였고, 강도정수의 공간적인 변화, 불충분한 시료의 수에 의한 오차 그리고 실험실과 현장조건의 차이에서 오는 모델오차를 고려하여, FOSM 그리고 SOSM의 방법으로 신뢰도 지수를 구하여 파괴확률을 구하는 프로그램을 개발하였다. 이러한 연구를 기초로 다음의 결과를 얻었다: (1) 내부마찰각의 변동계수가 점착력의 변동계 수보다 민감하게 영향을 미침을 보여주었다. 따라서 대수나선파괴면의 사면안정해석에서 내부마 찰각의 불확실성이 사면안정에 더 큰 영향을 주므로 내부마찰각의 추정에 더 큰 주의를 기울여야할 것으로 사료된다. (2) 지진이 없을 경우에는, 사면폭이 증가함에 따라 전체 3차원파괴확률과 한계파괴폭은 증가하였으며, 지진이 있을 경우에는 전체 3차원파괴확률은 증가하였으나 한계 파괴폭은 전체 사면폭이 비교적 클 때, 진도가 커짐에 따라 급격히 감소하였다. (3) 지하수위는 높을수록, 전단강도와 수정계수는 작을수록 사면의 한계폭을 감소시키는 효과가 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권2호
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• pp.139-156
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• 1995

지반진동특성의 지진공학적인 정밀측정의 일환으로 지반진동의 탁월주기와 지반진동의 거리에 따른 감쇠특성을 현장실험을 통하여 조사하였다. 이 조사는 세가지 부분의 실험을 통하여 결과를 얻었다. 첫째, 지반의 탁월주기는 고감도 디지탈 속도지진계-3축성분 속도계를 이용하는 Seismometer와 디지탈 Seismograph를 이용하여 지반과 건물에서 일정한 주기를 가진 연속적인 미소진동으로 부터 지반 및 건물진동의 탁월주기를 계측하였다. 지반에서의 탁월주기는 0.18~0.23 sec, 건물2층의 탁월주기는 0.26~0.31 sec였다. 둘째, 지반 구조조사는 디지탈 탄성파탐사기를 이용하여 굴절법을 이용한 탄성파탐사를 실시하였다. 실험장소인 한양대학교 안산캠퍼스의 지층구조는 상부층(표토층: surface layer)은 저속도층으로서 662m1s, 하부층(지반층: base ground)은 2210m/s의 P파 속도를 갖고, 주시곡선도로부터 표토층의 두께는 약 7m로 검측되었다. 이것은 7m두깨의 표토층(top soil)과 그 하부에 사질 점토성의 지반층(base ground)이 존재함을 암시한다. 셋째, Seisgun을 이용하여 인공적인 탄성파 에너지원을 만들어 지반의 진동 감쇠특성을 조사 하였다. 거리 감쇠상수(spatial attenuation conf$\ulcorner$icient) Y는 거리에 따른 진폭 을 계산하여 Z-성분(vertical)은 0.0137, X-성분(longitudinal)은 0.0025, Y-성분(transverse)은 0.0290이고 Spatial QP의 값은 각각 5.913~7.575, 32.371 ~41.452, 2.794~3.579의 값이 산출되었었다. 이 결과 다른 두성분에 비해서 종방향(z-성분, longitudinal)성분은 감쇠경향이 낮음을 알 수 있다. 그러므로 이 경우에 구조물 설계시 종방향(x-성분, longitudinal)성분에 대 한 내진설계가 고려 되어야 할 것이다.