• Smart Structures and Systems
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• 제24권1호
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• pp.111-125
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• 2019

Metallic shape memory alloys present fascinating physical properties such as their super-elastic behavior in austenite phase, which can be exploited for providing a structure with both a self-centering capability and an increased ductility. More or less accurate numerical models have been introduced to model their behavior along the last 25 years. This is the reason for which the literature is rich of suggestions/proposals on how to implement this material in devices for passive and semi-active control. Nevertheless, the thermo-mechanical coupling characterizing the first-order martensite phase transformation process results in several macroscopic features affecting the alloy performance. In particular, the effects of day-night and winter-summer temperature excursions require special attention. This aspect might imply that the deployment of some devices should be restricted to indoor solutions. A further aspect is the dependence of the behavior from the geometry one adopts. Two fundamental lacks of symmetry should also be carefully considered when implementing a SMA-based application: the behavior in tension is different from that in compression, and the heating is easy and fast whereas the cooling is not. This manuscript focuses on the passive devices recently proposed in the literature for civil engineering applications. Based on the challenges above identified, their actual feasibility is investigated in detail and their long term performance is discussed with reference to their fatigue life. A few available semi-active solutions are also considered.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.13-20
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• 2012

매년 많은 소방공무원들이 화재나 고온 조건 등에 노출되어 화상으로 고통 받고 있어, 화상 예측에 대한 연구를 통해 화상을 방지할 수 있는 방법의 개발이 매우 중요하다. 그러나 피부조직의 비선형성, 혈류에 의한 열전달 분석의 불확실성 등 인체 내부의 복잡한 물리현상으로 인해 화상에 대한 연구는 매우 부족한 것이 실정이며, 특히 국내의 경우는 이에 대한 연구가 전무한 실정이다. 본 연구에서는 특히 심각한 화상을 유발할 수 있는 돌발화염(80 kW/$m^2$ 이상의 고열 유속 조건)하에서의 2도 화상 발생에 대한 예측을 수행하였다. 생체 열전달 방정식(Bio-heat transfer)을 이용하여 지배방정식을 유도하였으며, 유한차분법(Finite Difference Method)을 활용하여 화상에 대한 예측을 수행하는 수치해석 접근법을 사용하였다. 기존의 여러 연구결과로부터 인체 피부의 열물성치를 정리하였고, 그것을 바탕으로 계산을 수행하였다. 기존의 낮은 열유속에 대한 화상 실험 결과와 예측 결과를 비교하여 가장 오차가 적은 열물성치 모델을 파악하였고, 그 결과를 바탕으로 고열유속의 돌발화염에서의 2도 화상발생 노출시간을 예측하여 제시하였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제22권6호
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• pp.413-419
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• 2015

Lanthanum zirconate, $La_2Zr_2O_7$, is one of the most promising candidates for next-generation thermal barrier coating (TBC) applications in high efficient gas turbines due to its low thermal conductivity and chemical stability at high temperature. In this study, bulk specimens and thermal barrier coatings are fabricated via a variety of sintering processes as well as suspension plasma spray in lanthanum zirconates with reduced rare-earth contents. The phase formation, microstructure, and thermo-physical properties of these oxide ceramics and coatings are examined. In particular, lanthanum zirconates with reduced rare-earth contents in a $La_2Zr_2O_7-4YSZ$ composite system exhibit a single phase of fluorite or pyrochlore after fabricated by suspension plasma spray or spark plasma sintering. The potential of lanthanum zirconate ceramics for TBC applications is also discussed.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.532-544
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• 2023

연구목적: 신규로 사용되는 바이오연료를 기존 연료와 혼합하여 사용하는 경우 발생하는 위험성과 물성 변화를 열분석 방법(DSC, TGA)을 사용하여 화학 화재의 원인물질의 위험성을 확인하고, 평가할 방법과 그에 따른 물질의 위험성 관련 데이터를 확보함으로써 화재 원인 감식과 감정에 활용하기 위함이다. 연구방법: 본 실험에 사용된 연구 방법으로는 시차주사열량계(DSC : Differential Scanning Calorimeter)에 의하여 피크의 위치, 모양, 개수, 피크의 면적으로부터 열량 변화의 정량적인 정보를 통하여 열유속 차이(Difference in heat flux)를 측정하였고, 열중량분석(TGA : Analyzer)을 시행함으로써 특정한 온도에서 분해열 등에 의해 발생한 무게 변화를 연속적으로 측정하였다. 연구결과: 먼저 열 유속의 그래프에서 물질의 끓는점과 물질이 가지고 있는 고유 특성치 또는 분해에 필요한 에너지를 확인할 수 있다. 둘째 바이오디젤의 함량이 증가할수록 많은 피크를 확인 할 수 있었다. 셋째 비점이 낮은 물질들이 함유하고 있다는 것을 분석 결과로 확인할 수 있었다. 결론: 현재 새로운 에너지원으로 사용되고 있는 바이오디젤의 위험성을 다양한 물리·화학적 분석기법(DSC+TGA)을 통하여 사용함으로써 물질의 물적 위험성을 평가할 수 있음을 보여주었다. 아울러 본 연구의 시험방법별 차이의 비교와 실험에 대한 노하우를 축적하고 활용한다면 향후 위험물의 물성 연구와 물질 위험성 평가 연구에 있어 도움이 되리라 기대한다.

• KSBB Journal
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• 제13권5호
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• pp.502-510
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• 1998

Stabilization of antibody, which is specific to Salmonella typhimurium antigens, present in dry states on membranes was accomplished, and its shelf-life, i.e., duration for maintaining minimum 90% of the initial activity, under optimal conditions was determined. To prepare two major components of an immuno-strip, the antibody was not only immobilized on nitrocellulose membrane surfaces but also placed within the pores of glass fiber membrane after conjugating it with old colloids as signal generator. Among potential stabilizers of the immuno-components, a disaccharide, trehalose, showed a significant protection effect of immunoglobulin structure from thermal energy. Optimal concentrations of trehalose for the respective component were significantly different (8-fold higher for the antibody-gold conjugate than for the immobilized antibody), which probably resulted from distinct densities and configurations of antibody present on the membranes. An additional requirement for the gold conjugate was freeze-drying of this substance such that the conjugate can be readily resolubilized upon contact with aqueous medium. By using the components prepared under optimal conditions, immuno-strips were constructed and exposed to thermal energy. Signals with less than 10% decrease in the intensity were maintained for approximately 21 days at 60$^{\circ}C$. Compared to previous reports, this result represented a 2-year shelf-life at room temperature. it was, however, two times longer if determined from thermal acceleration tests based on the theory of inactivation rate of protein. Such discrepancy between the two estimates could be mainly attributed to errors in accurately controlling temperatures and also to changes in the physical properties of membranes due to a high thermal energy.

• 한국주조공학회지
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• 제33권3호
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• pp.113-121
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• 2013

The effects of Zn and Mg amounts on the solidification characteristics, microstructure, thermal conductivity and tensile strength of Al-Zn-Mg-Fe alloys were investigated for the development of high thermal conductivity aluminium alloys for die casting. Zn and Mg amounts in Al-Zn-Mg-Fe alloys had a little effect on the liquidus / solidus temperature, the latent heat for solidification and the fluidity of Al-Zn-Mg-Fe alloys. Thermo-physical modelling of Al-Zn-Mg-Fe alloys by JMatPro program showed $MgZn_2$, AlCuMgZn and Al3Fe phases on microstructure of their alloys. Increase of Zn and Mg amounts in Al-Zn-Mg-Fe alloys resulted in gradual reduction of the thermal conductivity of their alloys. Increase of Mg amounts in Al-2%Zn-Mg-Fe alloys had little effect on the tensile strength of their alloys, but increase of Mg amounts in Al-4%Zn-Mg-Fe alloys resulted in steep increase of the tensile strength of their alloys.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.579-589
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• 1985

본 논문의 모의 실험에 사용한 자연순환식 급탕 시스템과 지금까지 발표된 것 과의 차이점은 다음과 같다. 집열기의 집열성능 계산에 Close의 모델은 시스템의 평 균 온도를 이용하였으며, Mertol의 모델은 집열기의 성능을 일정하게 하여 자연순환식 급탕 시스템의 성능을 계산하였다. 그리고, Young의 모델은 집열기 입구 및 출구 유 체의 평균 온도로 집열기의 집열 성능을 계산하였다. Shitzer, Ong의 연구에서 밝혀 진 바와 같이 집열기 집열판의 온도와 유체 온도는 서로 다르므로, 본 논문에서는 이 것들에서 오는 오차를 줄이기 위해 집열기 순환 유체의 평균 온도와 집열판의 온도를 해석적으로 구하여 집열기의 성능과 순환 유체의 성질 계산에 이용하였다.

• 한국주조공학회지
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• 제33권4호
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• pp.171-180
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• 2013

The effects of alloying elements on the solidification characteristics, microstructure, thermal conductivity, and tensile strength of Al-Zn-Mg-Fe alloys were investigated for the development of high strength and high thermal conductivity aluminium alloy for die casting. The amounts of Zn and Mg in Al-Zn-Mg-Fe alloys had little effect on the liquidus/solidus temperature, the latent heat for solidification, the energy release for solidification and the fluidity of Al-Zn-Mg-Fe alloys. Thermo-physical modelling of Al-Zn-Mg-Fe alloys by the JMatPro program showed $MgZn_2$, AlCuMgZn and $Al_3Fe$ phases in the microstructure of the alloys. Increased amounts of Mg in Al-Zn-Mg-Fe alloys resulted in phase transformation, such as $MgZn_2{\Rightarrow}MgZn_2+AlCuMgZn{\Rightarrow}AlCuMgZn$ in the microstructure of the alloys. Increased amounts of Zn and Mg in Al-Zn-Mg-Fe alloys resulted in a gradual reduction of the thermal conductivity of the alloys. Increased amounts of Zn and Mg in Al-Zn-Mg-Fe alloys had little effect on the tensile strength of the alloys.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.13-22
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• 2008

다공성 시스템 내부 동결체의 생성과 성장은 온도경사와 화학적 에너지뿐만 아니라 열 물리학적 영향과 이동 물질에 의해서도 영향을 받는다. 더욱이 융해 화학물질의 확산율은 반복적인 동경융해 환경 하에서 매우 높은 값을 나타낸다. 결과적으로 콘크리트구조물의 열화는 해양환경과, 높은 고도 및 북쪽 지방에서 특히 크게 발생된다. 그러나 균열 성장과 누적된 손상에 의한 열화를 동반한 동결융해의 특성은 실험을 통해서 추정하기가 곤란하다. 이러한 손상을 예측하기 위해서 응답면기법 (RSM)을 이용한 회귀분석법을 사용하였다. 콘크리트구조물에서 반복되는 동결융해로 인한 열화의 주요 변수인 물-시멘트비, 연행공기, 동결융해의 반복 횟수 등은 응답면기법의 한계상태방정식을 구성하는데 중요한 입력 변수로 사용되었다. 누적변형률, 상대동탄성계수, 또는 등가 소성변형과 같은 주요한 열화 변수에 대한 회귀방정식은 열화된 구조물의 성능을 평가할 수 있다. 300번의 동결융해 반복 후의 상대동탄성계수와 잔류변형의 결과는 실험 결과와 매우 유사한 경향을 나타내었다. 응답면기법의 결과는 설계 시 한계값에 대한 초과 확률을 예측하는데 사용되어질 수 있다. 그러므로 개발된 예측 기법을 활용하여 반복적인 동결융해에 의해서 누적 손상을 받는 콘크리트구조물의 생애주기 관리에 사용될 수 있다.

• 공업화학
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• 제26권1호
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• pp.53-58
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• 2015

3 phr의 그래핀 옥사이드(GO)를 포함하는 폴리카보네이트(PC)/GO를 클로로포름에서 용액 혼합하여 응고물 침전한 후 240, 260, $280^{\circ}C$의 이축압출기를 이용하여 PC/GO 복합체를 제조하였다. DSC와 TGA 측정결과 PC/GO 복합체의 유리전이 온도($T_g$)의 변화는 거의 없었고, 분해거동을 통해 확인한 열안정성의 경우 $260^{\circ}C$ 압출시편이 우수하게 나타났다. 동적기계적분석(DMA)을 이용한 저장탄성률 측정결과 PC 대비 PC/GO 복합체의 값이 크게 나타났으며 압출온도별로는 큰 차이가 없는 것을 확인하였다. 이들 결과로부터 환원시간에 따른 PC/RGO 복합체의 압출온도를 $260^{\circ}C$로 고정하였다. GO의 환원시간에 따른 PC/RGO 복합체의 화학반응 정도는 $3000cm^{-1}$ 부근에서 나타나는 C-H 신축진동피크를 통해 확인하였고, 환원시간이 1 h일 때의 GO와 유사한 화학반응 정도를 나타내었다. GO의 환원시간에 따른 PC/GO 복합체의 복소점도(complex viscosity)가 감소하는 것을 확인하였으며, 이는 PC-GO 사이의 화학반응에 의한 분산성에 기인한 것으로 주사전자현미경(SEM)을 통해 확인하였다.