• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.472-476
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• 2019

We have proposed a novel planar lightwave circuit (PLC) optical sensor to monitor the contamination in a flow-cell where water is continuously supplied through a water quality measurement system. We designed a PLC chip with a V-shape waveguide and the simulated its function as a sensor for monitoring contamination in a flow-cell using a numerical the FDTD (finite-difference time-domain) analysis. A novel cross type of waveguide was introduced to make the PLC chip of the V-shaped waveguide. The fabricated PLC was cut into the cross waveguide. A change in the optical propagation loss of the PLC sensor was observed after immersing the PLC sensor into city water. It was determined that the propagation loss of the PLC sensor was 3 dB at a wavelength of $1.55{\mu}m$ in the city water for 15 days.

• Geomechanics and Engineering
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• 제9권6호
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• pp.757-774
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• 2015

Reinforcing soils with the geosynthetics have been shown to be an effective method for improving the uplift capacity of granular soils. The pull-out resistance of the reinforcing elements is one of the most notable factors in increasing the uplift capacity. In this paper, a new reinforcing element including the elements (anchors) attached to the ordinary geogrid for increasing the pull-out resistance of the reinforcement, is used. Thus, the reinforcement consists of the geogrid and anchors with the cylindrical plastic elements attached to it, namely grid-anchors. A three-dimensional numerical study, employing the commercial finite difference software FLAC-3D, was performed to investigate the uplift capacity of the pipelines buried in sand reinforced with this system. The models were used to investigate the effect of the pipe diameter, burial depth, soil density, number of the reinforcement layers, width of the reinforcement layer, and the stiffness of geogrid and anchors on the uplift resistance of the sandy soils. The outcomes reveal that, due to a developed longer failure surface, inclusion of grid-anchor system in a soil deposit outstandingly increases the uplift capacity. Compared to the multilayer reinforcement, the single layer reinforcement was more effective in enhancing the uplift capacity. Moreover, the efficiency of the reinforcement layer inclusion for uplift resistance in loose sand is higher than dense sand. Besides, the efficiency of reinforcement layer inclusion for uplift resistance in lower embedment ratios is higher. In addition, by increasing the pipe diameter, the efficiency of the reinforcement layer inclusion will be lower. Results demonstrate that, for the pipes with an outer diameter of 50 mm, the grid-anchor system of reinforcing can increase the uplift capacity 2.18 times greater than that for an ordinary geogrid and 3.20 times greater than that for non-reinforced sand.

• Steel and Composite Structures
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• 제30권5호
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• pp.483-492
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• 2019

In the current study, the influence of the initial lateral (sweep) shape and the cross-sectional twist imperfection on the lateral torsional buckling (LTB) response of doubly-symmetric steel I-beams was investigated. The material imperfection (residual stress) was not considered. For this objective, standard European IPN 300 beam with different unbraced span was numerically analyzed for three imperfection cases: (i) no sweep and no twist (perfect); (ii) three different shapes of global sweep (half-sine, full-sine and full-parabola between the end supports); and (iii) the combination of three different sweeps with initial sinusoidal twist along the beam. The first comparison was done between the results of numerical analyses (FEM) and both a theoretical solution and the code lateral torsional buckling formulations (EC3 and AISC-LRFD). These results with no imperfection effects were then separately compared with three different shapes of global sweep and the presence of initial twist in these sweep shapes. Besides, the effects of the shapes of initial global sweep and the inclusion of sinusoidal twist on the critical buckling load of the beams were investigated to unveil which parameter was considerably effective on LTB response. The most compatible outcomes for the perfect beams was obtained from the AISC-LRFD formulation; however, the EC-3 formulation estimated the $P_{cr}$ load conservatively. The high difference from the EC-3 formulation was predicted to directly originate from the initial imperfection reduction factor and high safety factor in its formulation. Due to no consideration of geometric imperfection in the AISC-LFRD code solution and the theoretical formulation, the need to develop a practical imperfection reduction factor for AISC-LRFD and theoretical formulation was underlined. Initial imperfections were obtained to be more influential on the buckling load, as the unbraced length of a beam approached to the elastic limit unbraced length ($L_r$). Mode-compatible initial imperfection shapes should be taken into account in the design and analysis stages of the I-beam to properly estimate the geometric imperfection influence on the $P_{cr}$ load. Sweep and sweep-twist imperfections led to 10% and 15% decrease in the $P_{cr}$ load, respectively, thus; well-estimated sweep and twist imperfections should considered in the LTB of doubly-symmetric steel I-beams.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.93-93
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• 2016

최근 증가하고 있는 기후변화에 의해 설계빈도를 상회하는 강우의 발생빈도가 증가하고 있으며, 이로 인한 도시유역의 내수범람 피해가 증가하고 있다. 도시유역에서 발생하는 침수 피해의 경우 인적 물적 자원이 집중되어 있는 도시의 특성으로 인해 침수로 인한 직접적 피해 규모가 상당할 뿐만 아니라 침수 발생 후 세균 및 박테리아에 의해 발생하는 수인성 전염병의 유행 등과 같은 2차적 피해 또한 심각한 사회적 비용을 초래할 수 있어 도시유역의 침수 피해를 저감시키기 위한 대책이 절실히 요구되어지고 있다. 도시유역의 침수를 예방하기 위한 대책은 구조적 비구조적 대책으로 구분되어 질 수 있으며 구조적 대책의 경우 침수 피해 예방에 직접적인 효과를 낼 수 있다는 장점이 있으나 대규모 사업예산 및 사업 기간으로 인해 직접적 효과를 보기까지 상대적으로 긴 시간이 필요할 뿐만 아니라 사업 진행 중 대상지역 거주민들의 민원으로 인한 갈등 조정 등으로 인해 사업실행에 어려움을 겪고 있다. 이러한 측면에서 비구조적 대책의 일환인 수치해석을 통한 침수피해 재현 및 침수원인 파악을 통한 구조개선 제안은 구조적 대책의 단점을 보완할 수있는 좋은 대안이 될 수 있다. 도시유역의 경우 비도시유역과 대조적인 차이점으로는 높은 비율의 불투수층, 복잡한 지형, 다수의 인공 구조물 및 배수관망 시스템 등을 들 수 있으며, 침수해석 모형의 정확도를 높이기 위해서는 복잡한 지형의 효율적인 처리가 무엇보다 중요하다. 일반적으로 이용되는 2차원 침수해석 모형들은 직교구조 격자 또는 비구조 격자를 이용하여 지형을 묘사하고 있으며 DEM 자료를 직접 사용하는 직교구조 격자의 경우 지형 데이터 생성이 상대적으로 쉽다는 장점이 있으나 복잡한 지형을 표현하기 위해서는 불필요한 지역까지 높은 해상도를 이용해야 하며 이로 인하여 모의시간이 지나치게 길어지는 문제점이 발생한다. 비구조 격자의 경우 상대적으로 복잡한 도시 유역을 잘 묘사할 수 있다는 장점이 있으나 격자망 생성에 필요한 데이터가 많고 격자망 생성에 지나치게 많은 시간과 노력이 소요된다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 위에서 언급한 두 가지 방법의 장점만을 취할 수 있도록 메쉬 세분화 기법을 이용한 2차원 침수해석 모형을 개발 하여 복잡한 지형은 고해상도 메쉬를 이용하여 보다 자세히 묘사하고 상대적으로 복잡하지 않은 지형은 저해상도 메쉬를 이용하여 계산시간을 단축시킬 수 있도록 하였다. 수치해석 기법으로는 엇갈림 격자를 이용하는 Leap-Frog 기법과 유한차분 (Finite difference Method)기법을 이용하였다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제10권4호
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• pp.399-414
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• 2020

A floating bridge is an innovative solution for deep-water and long-distance crossing. This paper presents a curved floating bridge's dynamic behaviors under the wind, wave, and current loads. Since the present curved bridge need not have mooring lines, its deep-water application can be more straightforward than conventional straight floating bridges with mooring lines. We solve the coupled interaction among the bridge girders, pontoons, and columns in the time-domain and to consider various load combinations to evaluate each force's contribution to overall dynamic responses. Discrete pontoons are uniformly spaced, and the pontoon's hydrodynamic coefficients and excitation forces are computed in the frequency domain by using the potential-theory-based 3D diffraction/radiation program. In the successive time-domain simulation, the Cummins equation is used for solving the pontoon's dynamics, and the bridge girders and columns are modeled by the beam theory and finite element formulation. Then, all the components are fully coupled to solve the fully-coupled equation of motion. Subsequently, the wet natural frequencies for various bending modes are identified. Then, the time histories and spectra of the girder's dynamic responses are presented and systematically analyzed. The second-order difference-frequency wave force and slowly-varying wind force may significantly affect the girder's lateral responses through resonance if the bridge's lateral bending stiffness is not sufficient. On the other hand, the first-order wave-frequency forces play a crucial role in the vertical responses.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.29-34
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• 2021

본 논문에서는 중심에 동공을 갖는 원통형태 광결정 도파로가 제안되어지고, 이 전송로의 도파 특성에 대한 분석이 수행되어진다. 여기서 동공은 일반적인 공기이거나 임의의 액체나 고체 물질들에 의한 저지수 유전체로써 형성되게 된다. 베셀 함수를 이용한 분석적 방법으로 전자장에 대한 엄밀한 해를 구하기 위하여, 행렬 기법이 고유치 방정식의 유도에 사용되고, 실효 굴절률, 분산, 전자장 분포 등의 기본 모드의 중요한 전송 성질들이 조사된다. 또한 분석 결과 정확도의 검증을 위하여 엄밀한 완전 벡터 유한 차분법을 적용해보고, 광결정 도파로의 설계와 제조 상의 문제를 해결하는데 용이하게 활용하고자 한다. 설계된 중심-동공 광도파관의 실효 모드 면적이 2.6056 ㎛2에서 5.9673 ㎛2까지 동작 파장에 따라 다양하게 변하며, 일반적으로 광도파로의 중심으로부터 바깥쪽으로 원통형의 층수가 적을수록 그리고 굴절률 n1이 약간 큰 저지수일수록 실효 면적은 작아지므로, 비선형 소자 응용의 관점에서 훨씬 더 최적화된 결과를 나타낸다.

• 한국분말재료학회지
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• 제29권3호
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• pp.219-225
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• 2022

An alternative fabrication method for carburizing steel using spark plasma sintering (SPS) is investigated. The sintered carburized sample, which exhibits surface modification effects such as carburizing, sintered Fe, and sintered Fe-0.8 wt.%C alloys, is fabricated using SPS. X-ray diffraction and micro Vickers tests are employed to confirm the phase and properties. Finite element analysis is performed to evaluate the change in hardness and analyze the carbon content and residual stress of the carburized sample. The change in the hardness of the carburized sample has the same tendency to predict hardness. The difference in hardness between the carburized sample and the predicted value is also discussed. The carburized sample exhibits a compressive residual stress at the surface. These results indicate that the carburized sample experiences a surface modification effect without carburization. Field emission scanning electron microscopy is employed to verify the change in phase. A novel fabrication method for altering the carburization is successfully proposed. We expect this fabrication method to solve the problems associated with carburization.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권12호
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• pp.1914-1919
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• 2021

첨단산업의 발전에 따라 영상처리 하드웨어의 연구는 필수적이고, 실제 칩 동작을 위해서는 게이트 수준의 타이밍 검증이 필요하다. 이를 위해 주로 FPGA 기반 검증이 이루어지는데 기존에는 DDR3 메모리 인터페이스를 적용했지만, 최근에는 FPGA 스펙이 향상되면서 DDR4 메모리가 사용된다. 이 때 기존에 사용하던 메모리 인터페이스를 적용하면 CPU와 메모리의 성능 차이에 의한 신호들의 타이밍 불일치가 발생하기 때문에 사용할 수 없다. 본 논문에서는 기존 인터페이스 시스템 FSM의 State 최적화를 통해 문제를 해결하고, 이 과정에서 AXI Data Width 수정을 통해 데이터 읽기 속도를 2배 증가시킨다. 실제 사례 분석을 위해 Xilinx 사의 SoC보드 중 DDR3 메모리를 사용하는 ZC706과 DDR4 메모리를 사용하는 ZCU106을 사용한다.

• 한국음향학회지
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• 제40권3호
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• pp.192-200
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• 2021

한국종은 거시적으로 축 대칭 구조이나, 복잡한 문양과 주조 오차로 인해 미세한 비대칭성을 갖는다. 작은 비대칭성은 하나의 진동모드를 미세한 주파수 차이를 갖는 모드 쌍으로 분리하고, 모드 쌍이 서로 간섭하여 맥놀이를 만든다. 적절한 주기의 선명한 맥놀이는 종소리를 웅장하게 만들고 생동감을 준다. 본 연구에서는 인공 덤쇠를 사용하여 선명한 맥놀이를 만드는 방법을 제시한다. 설계 단계에서 종의 비대칭성을 압도하는 크기의 인공 덤쇠를 만들어 선명한 맥놀이 조건을 구현하면 주조 후에 주기만 조절하면 된다. 이를 위해 현대에 제작된 대형 한국종의 맥놀이 주기 데이터를 분석하고 등가 종 모델을 이용하여 비대칭성의 크기를 정량화시킨다. 등가 종 모델의 유한요소해석을 통해 덤쇠의 위치와 크기에 따른 모드 쌍의 이동을 예측하고 선명한 맥놀이를 내는 인공 덤쇠의 설계사례를 소개한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.5-11
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• 2007

최근 사용이 증가 추세에 있음에도 불구하고 마이크로파일의 하중전이곡선에 관한 연구는 매우 미미한 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내지반 및 시공조건이 반영된 실물크기의 시험말뚝에 대한 현장시험을 실시하여 마이크로파일의 주면하중전이곡선을 산정하는 경험식을 제안하였다. 말뚝재하시험 결과로부터 깊이별 하중전이곡선을 구하고, 이를 쌍곡선 함수형태로 전환 시킨 후, 하중전이함수와 지반의 표준관입시험 저항치(N)와의 관계를 정립하였다. 이러한 일련의 과정을 거친 결과를 토대로 유한차분법과 문헌자료를 활용하여 개발된 하중전이함수로부터 풍화토에서 마이크로파일의 주면마찰력을 추정할 수 있음을 평가하였다.