• Smart Structures and Systems
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• 제20권5호
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• pp.549-562
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• 2017

The US railroad network carries 40% of the nation's total freight. Railroad bridges are the most critical part of the network infrastructure and, therefore, must be properly maintained for the operational safety. Railroad managers inspect bridges by measuring displacements under train crossing events to assess their structural condition and prioritize bridge management and safety decisions accordingly. The displacement of a railroad bridge under train crossings is one parameter of interest to railroad bridge owners, as it quantifies a bridge's ability to perform safely and addresses its serviceability. Railroad bridges with poor track conditions will have amplified displacements under heavy loads due to impacts between the wheels and rail joints. Under these circumstances, vehicle-track-bridge interactions could cause excessive bridge displacements, and hence, unsafe train crossings. If displacements during train crossings could be measured objectively, owners could repair or replace less safe bridges first. However, data on bridge displacements is difficult to collect in the field as a fixed point of reference is required for measurement. Accelerations can be used to estimate dynamic displacements, but to date, the pseudo-static displacements cannot be measured using reference-free sensors. This study proposes a method to estimate total transverse displacements of a railroad bridge under live train loads using acceleration and tilt data at the top of the exterior pile bent of a standard timber trestle, where train derailment due to excessive lateral movement is the main concern. Researchers used real bridge transverse displacement data under train traffic from varying bridge serviceability levels. This study explores the design of a new bridge deck-pier experimental model that simulates the vibrations of railroad bridges under traffic using a shake table for the input of train crossing data collected from the field into a laboratory model of a standard timber railroad pile bent. Reference-free sensors measured both the inclination angle and accelerations of the pile cap. Various readings are used to estimate the total displacements of the bridge using data filtering. The estimated displacements are then compared to the true responses of the model measured with displacement sensors. An average peak error of 10% and a root mean square error average of 5% resulted, concluding that this method can cost-effectively measure the total displacement of railroad bridges without a fixed reference.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.61-71
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• 2011

금속물체의 피로도를 측정하기 위하여 고속으로 진동시키면서 비접촉으로 정밀하게 변위를 측정하는 방법에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 비접촉 고속 진동 검출센서들은 와류 센서나 레이저 센서들을 주로 사용하고있지만 매우 고가이다. 최근 저가의 유도성 센서를 고속 진동검출에 적용하려는 연구가 이루어지고 있으나 아직은 초보단계이다. 본 연구에서는 저가의 유도성 센서를 이용하여 비접촉으로 고속 진동을 검출하는 새로운 근접 센서모듈 설계방법을 제안하였다. 기존의 유도성 센서모듈들은 검파, 적분, 및 증폭과정을 통하여 변위를 검출하기 때문에 아날로그회로 특성상 잡음에 약하고 적분과정에서 변위 검출속도 저하의 요인이 된다. 제안된 방법은 AD변환기(Analog to Digital converter)를 사용하지 않고 진동 주파수신호를 직접 디지털 신호로 변환하는 새로운 방법으로 아날로그 잡음의 영향을 적게 받으며 고속으로 신호를 처리할 수 있는 장점이 있다. 성능 평가를 위하여 셰이커로 진동 주파수를 30Hz부터 1,100Hz 까지 일정간격으로 금속편을 진동시키면서 제안된 센서 모듈을 이용하여 비접촉으로 진동 신호를 검출하였다. 실험결과 비접촉 근접 거리 5mm 이내에서 진동 주파수 검출범위는 DC에서 1,100Hz까지 측정할 수 있었으며 진동 폭의 해상도는 $20{\mu}m$로 나타났다. 따라서 제안된 유도성 센서모듈은 정밀 비접촉 고속 진동검출 센서로서 충분한 성능을 가지고 있다고 평가된다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제48권5호
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• pp.107-116
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• 2011

본 논문에서는 무선 센서 망을 위한 트래픽 적응적 수면시간 기반 매체 접근 제어 (Traffic Adaptive Sleep based Medium Access Control; TAS-MAC) 프로토콜을 제안한다. 제안 된 프로토콜은 클러스터를 구성하는 센서노드에 적용되며 TDMA를 기본 방식으로 사용한다. 기존에 제시된 LEACH와 BMA-MAC과 같은 전형적인 스케줄링 방식을 사용하지만 입력 데이터가 없거나 주변으로부터 발생되는 이벤트 발생이 없는 긴 침묵시간을 고려한다. 이를 위하여 간단한 트래픽 측정기법을 사용하며 기존 중앙집중식 MAC에서 수행하는 불필요한 스케줄링 시간을 줄임으로서 에너지 소모를 적게 한다. 제안된 프로토콜의 프레임은 조사(I), 전송(T), 그리고 수면기간(S)로 구성되며 I-기간 동안 필요한 정보를 수집하여 긴 침묵 시간에 대응한 적당한 수면시간을 동적으로 결정한다. 또한 한 노드에서 클러스터 헤드로 전송할 데이터가 하나 이상일 때, T-기간 동안 다중의 데이터 전송이 가능하도록 TAS-MAC 프로토콜을 개선하여 데이터의 평균 전송 지연을 줄인다. 시뮬레이션을 통하여 에너지 소비와 전송 지연을 분석하고 기존 방식에 비해 에너지 효율이 향상됨을 보인다. 제안된 방식은 에너지 효율이 증가되면서 지연이 상대적으로 증가하는데 에너지 감소 요구를 만족시키는 방안도 논의한다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.45-52
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• 2002

2차원 수중 초음속 제트의 구조 및 유동 불안정성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 제트의 구조 및 시간에 따른 변화를 관찰하기 위하여 고속 디지털 카메라 촬영과 정압을 측정하였다. 공기 유량의 변화에 따른 제트의 구조를 초고속 촬영하여 이로부터 얻어진 장면에서 확산각을 구했다. 일련의 제트의 주기적인 특성에 따른 구조를 관찰하였고 불안정성의 초당 주기 발생 횟수가 5-6회 정도로 측정되었다. 세 가지 특성 길이 $L_1$, $L_2$, $L_3$를 정의하였다. $L_1$은 불안정적 주기가 발생할 경우 최대제트의 폭 스케일, $L_2$는 2차적인 유동이 유입되는 곳의 제트의 폭 스케일, $L_3$는 노즐 출구로부터 2차적으로 유도된 유동이 유임되는 곳까지의 길이다. $L_1$/$L_2$는 전압 즉, 탱크 압력이 증가함에 따라 감소하는 경향성을 가지고 있고 $L_3$는 전압이 증가함에 따라 증가하는 경향성을 띄었다. 시간에 따른 정압 변화를 측정하였으며 FFT결과를 통해서 불안정성으로 인해 발생하는 주파수와 유사한 값인 5Hz에서 고유진동이 발생하는 것을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제36권2호
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• pp.245-250
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• 2012

장쇄분지(long chain branch, LCB)를 가지는 분지화된 폴리프로필렌(polypropylene, PP)이 세 종류의 분지제(branching agent)를 이용하여 고상(solid state)에서 제조하였다. 분지화된 PP의 화학구조, 비등온결정화 거동 및 복합점도를 적외선분광기(FTIR), 시차주사열용량분석기(DSC), 광학현미경 그리고 동적유변측정기(ARES)를 이용하여 관찰하였다. 분지화된 PP의 화학구조는 3100 $cm^{-1}$에서 나타나는 분지제의 =C-H 신축진동을 이용하여 확인하였다. PP-D-0-3과 PP-F-0-3의 경우 순수 PP와 비교하여 용융온도에 큰 변화를 보이지 않은 반면 HQ를 사용한 경우에는 용융온도의 감소를 나타내었다. 이는 분지화 반응보다 분해반응이 우세하여 나타나는 현상으로 해석되고, 복합점도의 감소를 통해 확인하였다. 분지화된 PP의 비등온결정화 거동은 Avrami 방정식을 이용하여 분석하였다. PP의 Avrami 지수는 3의 값을 나타내었고, DVB와 FS로 처리된 분지화 PP의 경우는 3보다 약간 작은 값을 나타내었다. Kissinger 방법에 의해서 계산된 분지화 PP의 활성화에너지는 순수 PP의 25 kJ/mol과 큰 차이를 보이지 않았다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권7호
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• pp.5-16
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• 2020

현재 경주지진 및 포항지진 발생으로 내진설계기준이 강화되어 기존 시설물에 대한 내진성능평가를 실시하고 있다. 기존 시설물의 피해를 최소화하면서 국한된 협소한 장소에서 시공이 가능한 마이크로파일공법을 개선하여 지진 시 내진성능효과를 확보하고자 한다. 개선방법은 주 기둥인 연직말뚝 주변에 우산형태로 경사말뚝을 시공하여 말뚝 상부의 사각접시형 플레이트에서 말뚝을 모두 일체화하는 것이다. 본 논문에서는 수치해석으로 사질토지반에서 다양한 지진파에 대해 우산형 마이크로파일의 수평변위 거동을 분석하였다. 수치해석 결과, 지반이 연약할수록 우산형 마이크로파일의 수평저항력의 효과가 우수하였다. 경사말뚝의 근입심도에 따른 분석결과, 동일한 지반강도에서 근입심도가 15m 이상일 경우에 수평변위 저감 효과가 뚜렷했으며, N치 30 이상의 지반에 정착하면 지진 시에 효과가 있는 것으로 확인되었다. 마이크로파일의 근입심도와 수평변위 억제효과가 비례하였으며, 대체적으로 지반이 약할수록 변위억제 효과가 컸다. 우산형 마이크로파일은 수직말뚝이 모멘트에 대한 저항을 하고, 경사말뚝이 축력에 대한 저항을 하는 복합저항효과가 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.898-905
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• 2019

유색 용존 유기물의 빛 흡수와 해빙의 가속화는 수생생태계와 열수지 역동성 간의 양적 피드백에 영향을 줄 수 있으므로 극지 해양에서 유색 용존 유기물의 장기 모니터링이 필요하게 되었다. 그러나 극지 환경에서의 관측은 용이하지 않은 접근성과 거친 기상으로 장기 모니터링이 쉽지 않다. 따라서 유색 용존 유기물의 장기 모니터링 장소로서 남극 세종 기지의 가능성을 확인하기 위해, 마리안 소만과 맥스웰 만에서 유색 용존 유기물의 분포와 외부로부터의 영향을 파악하기 위한 관측을 수행하였다. 맥스웰 만 내의 세종 부두와 세종 곶의 72시간 유색 용존 유기물의 변동성을 관측하고, 외부 영향이 없었던 세종 부두에서 2010년 2월에서 11월까지 10개월간 유색 용존 유기물의 연간 변화와 계절변동을 관측하였다. 세종 부두의 유색 용존 유기물 농도는 가을과 겨울 동안 가장 높고 봄과 여름에 감소하는 뚜렷한 계절 변동성을 보였고, 남극 인근 해역에서 측정된 유색 용존 유기물 농도 자료와 비교하였다. 따라서 우리는 남극해의 열수지에 대한 중요한 요인이자 광화학적 및 생물학적 환경변화에 관한 지시자인 유색 용존 유기물을 장기 모니터링을 위해 적합한 장소로 맥스웰 만의 세종 부두를 제안한다.

• 구강회복응용과학지
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• 제35권4호
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• pp.235-243
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• 2019

골유착은 기능 하중을 받는 임플란트에 치조골이 직접적으로 접촉하는 역동적인 과정이라고 보고되었다. 골유착을 평가하기 위한 다양한 방법들이 시도되었고 그 중 골-임플란트 접촉 비율을 측정하는 방법이 가장 흔히 사용되고 있다. 골-임플란트 접촉 비율은 조직학적 분석을 통해서만 측정이 가능하지만 인간에서 성공적으로 골유착을 형성한 임플란트에 조직학적 분석을 시행한 연구는 많지 않다. 임플란트가 부적절한 위치에 식립되었거나, 식립 후 통증이나 감각 장애가 있는 경우, 임플란트 구조물이 파절된 경우와 같이 임플란트 제거가 필요한 경우에서만 골-임플란트 접촉 비율을 측정할 수 있기에 이는 매우 특별한 기회라고 할 수 있다. 본 증례에서는 3년간의 기능 하중을 받은 후 매식체 파절로 제거된 임플란트에서 조직학적 분석을 시행하였다. 조직 형태학적 연구 결과 임플란트 전체를 기준으로 골-임플란트 접촉 비율을 측정한 경우 대비 치조제 하부만 포함하여 골-임플란트 접촉 비율을 측정한 경우 각각 접촉 비율은 53.1%, 70.9%로 나타났다. 본 증례를 통해 비록 임플란트는 파절되었으나 생체 내에서 높은 수치의 골-임플란트 접촉 비율이 확인되었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권2호
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• pp.229-236
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• 2009

다목적실용위성-5호는 2010년 발사를 목표로 고도 550km의 저궤도에 위치하게 될 것이다. 다목적실용위성-5호의 임무인 고정밀 SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상을 처리하기 위해서는 정확한 위성의 위치(20cm) 와 속도(0.03cm/s)가 결정되어야 한다. 이러한 요구 조건은 한국 전자통신연구원에서 개발한 ETRI GNSS Precise Orbit Determination(EGPOD) 소프트웨어로 검증하였다. 0.1Hz 수신 주기의 SAC-C 위성 반송파위상 데이터로 정밀궤도결정을 수행하였다. 이중 주파수 GPS 데이터를 사용하여 수신 선호의 전리층 오차를 대부분 제거하고 이중 차분된 데이터를 생성함으로써 GPS 위성과 수신기의 공통된 시계 오차를 없앴다. 동역학 모델 접근 방법을 이용하였고, Batch Least Square Estimator(BLSE) 필터로 각 데이터 아크(arc) 에 해당하는 위성의 위치와 속도, 대기저항 계수, 태양풍 계수를 추정하였다. 또한 정밀한 동역학 모델을 위하여 모델 되지 않은 부정확한 가속도 항을 보충하는 경험 가속도를 추가하였다. 경험 가속도는 위성의 공전 주기(revolution) 당 한번씩 시선방향(radial), 진행방향(along-track), 수직방향(cross-track)으로 추정하고, 수직방향의 상수 항에 대해서는 해당 데이터 아크에 관하여 부가적으로 추정하였다. 정밀궤도결정 결과 검증을 위하여 EGPOD 소프트웨어에서 얻어진 결과와 JPL에서 제공하는 정밀궤도력(Precise Orbit Ephemeris)을 비교하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권6호
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• pp.61-71
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• 2017

The tracer gas method has an advantage that can estimate total and local ventilation rate by tracing air flow. However, the field measurement using tracer gas has disadvantages such as danger, inefficiency, and high cost. Therefore, the aim of this study was to evaluate ventilation rate in pig house by using the thermal distribution data rather than tracer gas. Especially, LMA (Local Mean Age), which is an index based on the age of air theory, was used to evaluate the ventilation rate in pig house. Firstly, the field experiment was conducted to measure micro-climate inside pig house, such as the air temperature, $CO_2$ concentration and wind velocity. And then, LMA was calculated based on the decay of $CO_2$ concentration and air temperature, respectively. This study compared between LMA determined by $CO_2$ concentration and air temperature; the average error and root mean square error were 3.76 s and 5.34 s. From these results, it was determined that thermal distribution data could be used for estimation of LMA. Finally, CFD (Computational fluid dynamic) model was validated using LMA and wind velocity. The mesh size was designed to be 0.1 m based on the grid independence test, and the Standard $k-{\omega}$ model was eventually chosen as the proper turbulence model. The developed CFD model was highly appropriate for evaluating the ventilation rate in pig house.