• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.1-7
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• 2011

본 논문에서는 아이소-지오메트릭 해석법을 이용하여 설계 의존형 하중조건을 갖는 구조물에 대한 형상 최적설계를 수행하였다. 유한요소법 기반 형상 최적설계는 CAD와 해석 모델의 차이로 인해, 설계영역 매개 변수화에 어려움이 있다. 아이소-지오메트릭 해석법은 CAD 모델과 동일한 NURBS 기저 함수와 조정점을 해석에 이용함으로써 설계의 기하학적 변화를 해석모델에 직접적으로 표현할 수 있는 장점을 가진다. 하중조건이 설계 영역에 따라 변화하는 최적설계 문제의 경우, 정확한 설계 영역 표현은 법선 벡터, 즉 변화하는 하중의 방향, 곡률 등 고차항의 정보를 정확하게 표현할 수 있고, 따라서 목적함수를 최소 또는 최대화시키는 최적의 해로 이끌어 낸다. 유한요소법 또는 밀도법을 이용한 형상 최적설계에서 설계 의존형 하중조건을 갖는 구조물의 문제를 푸는 경우, 최적설계가 진행됨에 있어 변화하는 경계의 부정확성 때문에 정확한 설계민감도를 얻기가 어려운 점이 있다. 본 논문에서는 수치 예제를 통해 아이소-지오메트릭 설계민감도를 활용한 형상 최적설계 기법이 설계 의존형 하중조건을 갖는 구조물 문제에서 유한요소 기반의 최적설계보다 더 나은 결과를 제시함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제34권5호
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• pp.335-342
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• 2015

포노닉 크리스탈이란 기저물질 내에 주기적으로 배열된 산란체로 구성된 복합물질로서 포노닉 크리스탈에 입사된 음파가 특정 주파수 대역에서 차단되는 현상인 밴드 갭이라는 중요한 특성을 갖는다. 본 연구에서는 수중에서 산란체로서 1 mm의 직경을 갖는 원기둥 형태의 스테인리스 스틸 막대가 1.5 mm의 격자상수를 가지며 정방형으로 배열된 2차원 포노닉 크리스탈의 음향 밴드 구조를 이론 및 실험적으로 고찰하였다. 2차원 포노닉 크리스탈의 밴드 구조를 예측하기 위해 유한요소법을 이용하여 첫째 브릴루앙 영역의 ${\Gamma}X$ 방향에 대해 주파수와 파동벡터에 대한 분산관계를 계산하였다. 초음파가 입사되는 방향과 수직한 스테인리스 스틸 막대 층의 개수를 1, 3, 5, 7, 9개로 변화시켜가며 투과계수 및 반사계수를 측정하였다. 계산된 분산관계로부터 2 MHz 이하의 주파수 대역에서 5개의 밴드 갭이 존재하는 것으로 예측되었으며, 첫째 밴드 갭은 0.5 MHz를 중심으로 나타났다. 투과계수 및 반사계수로부터 실험적으로 확인된 밴드 갭은 분산관계로부터 예측된 밴드 갭과 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국도로학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.123-130
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• 2016

OBJECTIVES : The objective of this research is to determine the moisture resistance of the freeze-thaw process occurring in low-noise porous pavement using either hydrated-lime or anti-freezing agent. Various additives were applied to low-noise porous asphalt, which is actively paved in South Korea, to overcome its disadvantages. Moreover, the optimum contents of hydrated-lime and anti-freezing agent and behavior properties of low-noise porous asphalt layer are determined using dynamic moduli via the freeze-thaw test. METHODS : The low-noise porous asphalt mixtures were made using gyratory compacters to investigate its properties with either hydrated-lime or anti-freezing agent. To determine the dynamic moduli of each mixture, impact resonance test was conducted. The applied standard for the freeze-thaw test of asphalt mixture is ASTM D 6857. The freeze-thaw and impact resonance tests were performed twice at each stage. The behavior properties were defined using finite element method, which was performed using the dynamic modulus data obtained from the freeze-thaw test and resonance frequencies obtained from non-destructive impact test. RESULTS : The results show that the coherence and strength of the low-noise porous asphalt mixture decreased continuously with the increase in the temperature of the mixture. The dynamic modulus of the normal low-noise porous asphalt mixture dramatically decreased after one cycle of freezing and thawing stages, which is more than that of other mixtures containing additives. The damage rate was higher when the freeze-thaw test was repeated. CONCLUSIONS : From the root mean squared error (RMSE) and mean percentage error (MPE) analyses, the addition rates of 1.5% hydrated-lime and 0.5% anti-freezing agent resulted in the strongest mixture having the highest moisture resistance compared to other specimens with each additive in 1 cycle freeze-thaw test. Moreover, the freeze-thaw resistance significantly improved when a hydrated-lime content of 0.5% was applied for the two cycles of the freeze-thaw test. Hence, the optimum contents of both hydrated-lime and anti-freezing agent are 0.5%.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권5호
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• pp.353-362
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• 2016

가스터빈 블레이드는 고온 고압의 환경 아래 장시간 가동하기 위하여 초합금 모재에 세라믹 코팅으로 이루어진 열차폐코팅(thermal barrier coating, TBC)은 필수요소이다. 하지만 TBC 또한 가스터빈 가동 중 일정 열화온도 및 가동시간에서 top coat의 박리현상이 일어난다. TBC의 박리는 블레이드의 손상과 직결되므로 가스 터빈의 안정적인 가동을 위해서 TBC의 박리 평가가 선행되어야 한다. 기존 비파괴평가 기법 연구는 산화알루미늄층(thermally grown oxide, TGO)의 생성 유무 또는 완전 박리의 정성적 평가가 이루어져 왔다. 본 연구에서는 TBC 박리를 정량적으로 평가하기 위해 초음파검사의 C-scan기법을 이용한 TBC의 부분박리손상 map을 구현하였다. 시편들은 $1,100^{\circ}C$로 등온열화하여 각각 열화시간을 변화시킨 시편들을 사용하였다. 단일 탐촉자를 이용한 펄스-에코법으로 C-scan을 수행하였고 TBC 내 부분박리를 검출하기 위해 초음파를 수침법으로 시편에 수직 탐상하였다. 그리고 Rogers-Van Buren과 Kim의 이론 반사식을 이용하여 부분박리영역 지름이 1 mm부터 6 mm까지 부분박리지수를 도출했다. 이를 적용하여 각 부분박리지수에 따른 부분박리 손상 map을 영상화하였다. TBC는 열화시간이 증가할수록 부분박리지수에 관계없이 부분박리영역이 모두 증가함을 확인할 수 있었다. 또한 단일 시편 내에서 부분박리지수가 증가할수록 부분박리영역이 감소하는 것을 확인하였다. 부분박리손상 map의 부분박리영역에 따른 분포를 이용하여 TBC의 완전박리 기준과 잔여 수명을 또한 도출할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권1호
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• pp.117-124
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• 2010

현재까지 소형항공기의 조류충돌 문제는 상대적으로 낮은 비행속력과 개인용 목적의 운용 탓에 항공기 개발 및 운용 시의 중요 문제로 다루어지지 않았다. 따라서 일반적으로 FAR 23의 커뮤터급이나 FAR 25급 중, 대형 항공기와 달리 조류충돌에 대한 안전성 입증 규정이 적용되지 않았던 게 사실이다. 그러나 지점 간 운송수단인 에어택시(Air-taxi)로의 활용과 충격에 상대적으로 취약한 복합재료의 구조재료로의 적용이 확대된 VLJ(Very Light Jet)의 급격한 수요 증가에 대한 예측은 FAR 23 일반 및 실용기급 항공기의 조류충돌에 대한 안전성 향상에 대한 필요성을 증대시키는 원인으로 작용할 것이다. 본 연구는 복합재로 제작된 주익의 조류충돌 안전성 및 구조효율성을 평가하기 위해 복합재와 금속재가 적용된 소형항공기의 주익 앞전의 조류 충돌시의 안전성에 대한 외연적 유한요소 해석 결과를 비교하는 과정을 담고 있다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제16권4호
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• pp.295-300
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• 2012

Manganese ($Mn^{2+}$) is a trace element that is essential for normal physiology, and is predominantly obtained from food. Several lines of evidence, however, demonstrated that overexposure to $MnCl_2$ exerts serious neurotoxicity, immunotoxicity and developmental toxicity, particularly in male. The present study aimed to evaluate the effect of 0, 1.0, 3.3, and 10 mg/kg/day doses of $MnCl_2$ on the reproductive organs in the immature female rats. Rats (PND 22; S.D. strain) were exposed to $MnCl_2$ ($MnCl_2{\cdot}4H_2O$) dissolved in drinking water for 2 weeks. The animals were sacrificed on PND 35, then the tissues were immediately removed and weighed. Histological studies were performed using the uteri tissue samples. Serum LH and FSH levels were measured with the specific ELISA kits. Body weights of the experimental group animals were not significantly different from those of control group animals. However, ovarian tissue weights in 1 mg and 3.3 mg $MnCl_2$ dose groups were significantly lower than those of control animals (p<0.05 and p<0.01, respectively). Uterine tissue weights of 3.3 mg dose $MnCl_2$ groups were significantly lower than those of control animals (p<0.01), while the 1 mg $MnCl_2$ dose and 10 mg $MnCl_2$ dose failed to induce any change in uterine weight. Similarly, only 3.3 mg $MnCl_2$ dose could induce the significant decrease in the oviduct weight compared to the control group (p<0.05). Non-reproductive tissues such as adrenal and kidney failed to respond to all doses of $MnCl_2$ exposure. The uterine histology revealed that the $MnCl_2$ exposure could affect the myometrial cell proliferation particularly in 3.3 mg dose and 10mg dose group. Serum FSH levels were significantly decreased in 1mg $MnCl_2$ dose and 10 $MnCl_2$ mg groups (p<0.05 and p<0.01, respectively). In contrast, treatment with 1 mg $MnCl_2$ dose induced a significant increment of serum LH level (p<0.05). The present study demonstrated that $MnCl_2$ exposure is capable of inducing abnormal development of reproductive tissues, at least to some extent, and altered gonadotropin secretions in immature female rats. Combined with the well-defined actions of this metal on GnRH and prolactin secretion, one can suggest the $Mn^{2+}$ might be a potential environmental mediator which is involved in the female pubertal process.

• 자원환경지질
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• 제44권1호
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• pp.1-10
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• 2011

탐사 지역인 빠찌딴지역은 인도네시아 자바섬 동부의 남서익부에 위치하며, 주로 중신세 중기의 퇴적암류 및 이들을 관입한 석영반암과 암맥류들로 구성되어 있다. 빠찌딴 지역 내 금속광화작용과 관련된 이상대 및 이를 기초로 광상을 찾기 위하여 하상퇴적물, 중사 및 토양 등을 이용한 지화학 탐사가 지질학적 탐사와 함께 수행되었다. 상기 지화학탐사 결과들을 중합하여 해석한 결과 금뿔 (동), 쩜뽕 (금), 까시한 (동-연-아연) 등의 세 지역이 정밀 조사가 필요한 유망 금속 광화 이상대로 확인되었다 이중 까시한지역은 동-연-아연의 이상치가 가장 강하게 중첩된 지역으로서 정밀 토양 지화학 탐사와 함께 잠두광체 확인을 위한 지질학적 탐사가 수행되었다. 까시한지역에 대한 정밀 토양 지화학탐사 결과에 대한 통계학적 해석 결과 10 곳의 이상대가 확인 되었으며 이 중 5개 이상대는 까시한지역 중앙부 석영반암 관입 분포 지역에 밀집 위치하고 있음이 확인되었다. 이들 이상대는 석영 반암의 관입과 관련된 함 동-연-아연 망상형 맥상 광체 및 스카른형 광체와 관련되어 있음이 확인되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권2호
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• pp.67-72
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• 2018

건축물 내부에서 화재가 발생했을 때 화재 또는 연기의 이동을 막기 위해 방화셔터가 설치되며, 재실자의 통과를 위해 출입구가 설치되어 있다. 하지만 현행 방화셔터의 출입구 표시규정은 주위와 다른 색으로 표시하도록만 규정하고 있어 피실험자가 방화셔터의 출입구를 인지하지 못할 위험이 매우 크며, 위험성은 연기상황에서 더욱 증가한다. 이에 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 연기가 퍼진 상황에서도 인식이 가능한 방화셔터 출입구의 표시방법을 도출하였다. 이를 위해 사전 설문조사를 통해 방화셔터 출입구 표시방법의 3가지 요소를 도출했다(사인, 문 배경, 테두리) 다음으로 도출한 3가지 요소에 대해 5가지 색상을 조합하여 실험유형을 설정하고 실험을 실시하였다. 실험은 남녀 총 122명의 대상으로 실시했다. 실험결과 연기가 없는 평상 시의 시야상황에서는 노랑 바탕, 빨강 사인, 빨강 테두리가 가장 높은 인지도를 나타냈다. 연기가 있는 화재시의 시야상황에서도 역시 동일했지만, 연기가 짙어져 손으로 더듬어 피난해야할 상황에서는 빨강 바탕, 노랑 사인, 노랑 테두리가 가장 인지도가 높게 나타났다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.197-197
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• 2016

Commercially pure titanium (CP Ti) and Ti-6Al-4V alloys have been widely used for biomedical applications. However, the use of the Ti-6Al-4V alloy in biomaterial is then a subject of controversy because aluminum ions and vanadium oxide have potential detrimental influence on the human body due to vanadium and aluminum. Hence, recent works showed that the synthesis of new Ti-based alloys for implant application involves more biocompatible metallic alloying element, such as, Nb, Hf, Zr and Mo. In particular, Nb and Hf are one of the most effective Ti ${\beta}-stabilizer$ and reducing the elastic modulus. Plasma electrolyte oxidation (PEO) is known as excellent method in the biocompatibility of biomaterial due to quickly coating time and controlled coating condition. The anodized oxide layer and diameter modulation of Ti alloys can be obtained function of improvement of cell adhesion. Manganese(Mn) plays very important roles in essential for normal growth and metabolism of skeletal tissue in vertebrates and can be detected as minor constituents in teeth and bone. Radio frequency(RF) magnetron sputtering in the various PVD methods has high deposition rates, high-purity films, extremely high adhesion of films, and excellent uniform layers for depositing a wide range of materials, including metals, alloys and ceramics like a hydroxyapatite. The aim of this study is to research the Mn coatings on the micro-pore formed Ti-29Nb-xHf alloys by RF-magnetron sputtering for dental applications. Ti-29Nb-xHf (x= 0, 3, 7 and 15wt%, mass fraction) alloys were prepared Ti-29Nb-xHf alloys of containing Hf up from 0 wt% to 15 wt% were melted by using a vacuum furnace. Ti-29Nb-xHf alloys were homogenized for 2 hr at $1050^{\circ}C$. Each alloy was anodized in solution containing typically 0.15 M calcium acetate monohydrate + 0.02 M calcium glycerophosphate at room temperature. A direct current power source was used for the process of anodization. Anodized alloys was prepared using 270V~300V anodization voltage at room. Mn coatings was produced by RF-magnetron sputtering system. RF power of 100W was applied to the target for 1h at room temperature. The microstructure, phase and composition of Mn coated oxide surface of Ti-29Nb-xHf alloys were examined by FE-SEM, EDS, and XRD.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.199-199
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• 2016

Commercially pure titanium (cp-Ti) and Ti alloys (typically Ti-6Al-4V) display excellent corrosion resistance and biocompatibility. Although the chemical composition and topography are considered important, the mechanical properties of the material and the loading conditions in the host have, conventionally. Ti and its alloys are not bioactive. Therefore, they do not chemically bond to the bone, whereas they physically bond with bone tissue. The electrochemical deposition process provides an effective surface for biocompatibility because large surface area can be served to cell proliferation. Electrochemical deposition method is an attractive technique for the deposition of hydroxyapatite (HAp). However, the adhesions of these coatings to the Ti surface needs to be improved for clinical used. Plasma electrolyte oxidation (PEO) enables control in the chemical com position, porous structure, and thickness of the $TiO_2$ layer on Ti surface. In addition, previous studies h ave concluded that the presence of $Ca^{+2}$ and ${PO_4}^{3-}$ ion coating on porous $TiO_2$ surface induced adhesion strength between HAp and Ti surface during electrochemical deposition. Silicon (Si) in particular has been found to be essential for normal bone and cartilage growth and development. Zinc (Zn) plays very important roles in bone formation and immune system regulation, and is also the most abundant trace element in bone. The objective of this work was to study electrochemical characteristcs of Zn and Si coating on Ti-6Al-4V by PEO treatment. The coating process involves two steps: 1) formation of porous $TiO_2$ on Ti-6Al-4V at high potential. A pulsed DC power supply was employed. 2) Electrochemical tests were carried out using potentiodynamic and AC impedance methoeds. The morphology, the chemical composition, and the micro-structure an alysis of the sample were examined using FE-SEM, EDS, and XRD. The enhancements of the HAp forming ability arise from $Si/Zn-TiO_2$ surface, which has formed the reduction of the Si/Zn ions. The promising results successfully demonstrate the immense potential of $Si/Zn-TiO_2$ coatings in dental and biomaterials applications.