• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.111-115
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• 2001

Thermo-acoustic emission (AE) from composite laminates under the repetitive thermal cyclic loads have been quantitatively analyzed in consideration of AE source mechanisms. The repetitive thermal load brought about a large reduction, i.e. an exponential decrease in AE total ringdown counts and AE amplitudes. It was thought that generation of thermo-AE during the first thermal cycle was not caused by crack propagation but by secondary microfracturing due to abrasive contact between crack surfaces.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권3호
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• pp.391-399
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• 2003

The thermo-acoustic emission (AE) technique has been applied for nondestructive characterization of composite laminates subjected to cryogenic cooling. Thermo-AE events during heating and cooling cycles showed a Kaiser effect. An analysis of the thermo-AE behavior obtained during the 1st heating period suggested a method for determining the stress-free temperature of the composite laminates. Three different thermo-AE types classified by a short-time Fourier transform of AE signals enabled to offer a nondestructive estimation of the cryogenic damages of the composites, in that the different thermo-AE types corresponded to secondary microfracturing in the matrix contacting between crack surfaces and some abrasive contact between broken fiber ends during thermal load cycles.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권3호
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• pp.261-268
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• 2001

열-음향방출(thermo-AE) 기법을 이용하여 두께 3mm, $[+45_6/-45_6]_s$ 복합재료 적층판의 열응력 유기 손상에 대한 비파괴평가의 유효성을 연구하였다. 반복적인 열부하 사이클에 의해서 thermo-AE 사상수가 감소하는 경향이 뚜렷하게 나타나서 열부하에 따른 카이저효과가 관찰되었다. 열부하사이클중의 thermo-AE거동을 분석하여 복합재료의 응력자유온도를 결정할 수 있었다. 초음파 C스캔, 광학현미경, 주사형 전자현미경을 통해 섬유파단과 모재파손이 관찰되었으며, 이들 파손 인자는 thermo-AE 신호의 단시간 퓨리에 변환처리에 의해 생성된 3종류의 서로 다른 시간-주파수 특성과 대응하였나 이 특성을 이용하여 복합재료의 냉각열처리 및 반복 열부하사이클시의 손상발생과정 및 내부 마찰거동 내역을 추적할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제16권1호
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• pp.26-33
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• 2003

열-음향방출(thermo-acoustic emission)기법을 이용함으로써, 직교형 복합재료적층판의 저온냉각 시에 형성되는 미세손상을 검출하고 평가하여 그 유효성을 검토하였다. 액체질소에 의한 저온냉각($-191^{\circ}C$)으로 생성된 미세손상은 가열-냉각 열부하사이클 시에 발생하는 음향방출(AE)거동의 해석을 통해 평가되었다. 저온냉각에 따른 섬유파단과 모재파손은 초음파 C스캔, 광학현미경, 주사형 전자현미경을 통해 관찰되었으며, 이들 미세파손 모드는 AE신호의 퓨리에 변환(FFT)처리해석, 단시간 퓨리에 변환(STFT)처리해석으로 분류되는 3종류의 서로 다른 특징을 갖는 AE신호로 검출될 수 있었다. 이들 AE신호특성을 시간 단계별로 검출하여 저온냉각시에 형성되는 복합재료 미세파괴의 과정을 실시간으로 평가할 수 있었으며, 또한 열부하 사이클시의 AE신호해석을 통해서 저온 냉각으로 생성된 미세파손의 정도를 추정할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제14권5호
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• pp.38-45
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• 2001

복합적층판에 반복 열부하사이클을 부여하여 열-음향방출(thermo-AE)신호의 카이저효과Kaiser effects)를 정량적으로 분석하고 이 거동을 음향방출의 발생원인과 관련시켜 해명하였다. 열부하사이클을 반복함에 따라 음향 방출의 총 링다운 카운트수 및 진폭이 급격히 감소하는 카이저 효과를 나타냈다. 이 카이저 효과는 총 링다운 카운트 수의 지수함수로 표현되었다. 열부하 사이클 시에 발생하는 AE는 균열진전에 의만 것이 아니라, 굴곡진 균열면간의 접촉에 의만 마모 및 2차적 미세손상의 발생과 관련되며, 2차 이후의 열부하 사이클 시에는 균열면간의 마찰적 미끄러짐으로 보다 약한 AE가 적은 사상수로 발생했던 것으로 추정되었다 이러한 열-음향방출 거동은 시험편의 종류 및 열부하 시의 최고온도에 따라 다른 특성을 보였다

• Composites Research
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• 제17권1호
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• pp.47-54
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• 2004

고온진공가압 기술 및 포일-섬유-포일 방식을 이용하여 티타늄 금속기 복합재료를 개발하였으며, 완성된 복합재료의 미시-기계적 특성평가를 위해 다양한 실험을 수행하였다. 또한 열-음향방출 실험을 통해 강화공정 진행정도와 더불어 공정 중 발생한 복합재료의 결함을 검출하고, 변형기구를 바탕으로 한 파손과정을 분석하였다. 결과에서 보듯이 강화공정 중 발생하는 섬유 손상뿐만 아니라 냉각 과정에서의 섬유와 모재간의 열팽창 차이에 따른 미시손상이 복합재료의 기계적 성능에 영향을 미침을 확인하였다. 금속기 복합재료의 개발과 이를 이용한 산업으로의 적용은 완성된 복합재료의 미시-기계적 특성에 대만 정량-정성적인 분석과 함께 적합한 평가를 요구하며 따라서 공정 개발에 반드시 수반되어야 한다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제14권3호
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• pp.298-305
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• 2000

The functionally graded material (FGM) is the new concept for a heat resisting material. FGM consists of ceramics on one side and metal on the other. A composition and microstructure of an intermediate layer change continuously from ceramics to metal at the micron level. This study is carried out to analyze the thermal shock characteristics of functionally graded PSZ/ metal composites. Heat-resistant property was evaluated by gas burner heating test using $C_2H_2/O_2$ combustion flame. The ceramic surface was heated with burner flame and the bottom surface cooled with water flow. Also, the composition profile and the thickness of the graded layer were varied to study the thermo mechanical response. Furthermore, this study carried out the thermal stress analysis to investigate the thermal characteristics by the finite element method. Acoustic emission (AE) monitoring was performed to detect the microfracture process in a thermal shock test.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권8호
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• pp.677-683
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• 2015

하이브리드 로켓은 특정한 연소조건에서 10~30Hz 저주파수 연소불안정이 나타난다. 후연소실의 와류 흘림 현상이 저주파수 불안정 발생과 직접적인 관련이 있는 것으로 판단되며, 이를 확인하기 위하여 발광하는 연소가스의 후연소실 내부유동을 직접 촬영하여 광도 분석과 유동 가시화를 시도하였다. 저주파수 연소불안정이 발생하면 일정한 주기(~18Hz)를 갖는 광도 변화가 나타났으며, 압력교란(p')의 위상(phase)이 거의 일치하고 있어 비-음향 불안정임에도 불구하고 압력과 연소교란이 상호 간섭하고 있음을 확인하였다. POD에 의한 유동 모드 분석결과 안정한 연소가 발생하면 후연소실 유동은 공간적으로 상하 대칭 모드 형태를 이루지만 불안정 연소에서는 수직방향 경사각을 이루는 대칭축을 중심으로 변화하는 유동모드가 나타난다. 특히 3번 모드는 불안정 연소가 발생하는 경우에만 나타나는 유동 모드이다. 불안정 연소가 발생하는 경우에 수직선을 대칭으로 변하는 모드가 나타나는 것은 저주파수 연소불안정이 발생할 때 와류 흘림인 것으로 판단할 수 있다.

• 한국연소학회지
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• 제15권4호
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• pp.37-42
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• 2010

The measurement of heat release rate is of great importance in the study of thermo-acoustic instability occurring in lean premixed combustion and the chemiluminescence emission has been used as an indicator of heat release in combustion instability studies primarily for its relative simplicity. This paper presents results of experimental study of flame chemiluminescence from an atmospheric, swirl-stabilized, turbulent lean premixed flame with a main emphasis on the effect of $CO_2^*$ background level in the $CH^*$ and $OH^*$ band. The test results show that the effect of $CO_2^*$ level in the $CH^*$ band is greater than that in the $OH^*$ band. Also, the background to peak ratio for both $CH^*$ and $OH^*$ bands can be expressed as a function of equivalence ratio, almost regardless of a change in the inlet velocity.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권6호
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• pp.1366-1377
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• 2005

Experimental study was carried out in an atmospheric pressure, laboratory-scale dump combustor showing features of combustion instabilities. Flame structure and heat release rates were obtained from OH emission spectroscopy. Qualitative comparisons were made between line-integrated OH chemiluminescence image and Abel-transformed one. Local Rayleigh index distributions were also examined. Mean temperature, normalized standard deviation and temperature fluctuations were measured by coherent anti-Stokes Raman spectroscopy (CARS). To see the periodic behavior of oscillating flames, phase-resolved measurements were performed with respect to the pressure wave in the combustor. Results on system damping and driving characteristics were provided as a function of equivalence ratio. It also could be observed that phase resolved temperatures have been changed in a well-defined manner, while its difference between maximum and minimum reached up to 280K. These results would be expected to play an important role in better understanding of driving mechanisms and thermo-acoustic interactions.