• 한국방사선학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.353-359
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• 2017

대표적인 저강도 초음파 자극 기술인 음파영동은 초음파의 물리적 진동과 온열 효과를 이용하여 약물을 인체 표피 내부로 전달시키는 기법이다. 음파영동법은 치료 약물 전달의 효율을 높일 수 있으며, 인슐린이나 지질 등 분자 크기가 비교적 큰 약물의 전달에도 효과적이라는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 효율적인 음파영동 치료를 위하여 대면적 단일 진동소자와 치료 부위에 약물 이송 기능을 갖는 복합 구조 초음파 변환기 어셈블리를 제안하였다. 또한, 치료 부위의 온도를 상승 및 유지시킬 수 있는 변환기 어셈블리 구조를 제안하고 유효성을 평가하였다. 본 연구에서 제안된 변환기 어셈블리는 지속적으로 정량의 약물을 제공하고, 가온을 통하여 약물 전달을 보조함으로써 초음파를 이용한 음파영동 시술의 효율을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국항공운항학회지
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• 제9권1호
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• pp.59-69
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• 2001

복합재로 된 회전날개깃을 상자보로 모델링하고 수동/능동 감쇠를 주기 위해 ACL(Active Constrained Damping Layer)을 상하양면에 부착하고 복합변위이론에 기초한 유한요소방법을 이용하여 구조해석을 수행하였다. 이 이론은 ACL내의 복합재와 점탄성층 그리고 압전층의 전단변형효과를 정확하게 모델링하는데 효과적이다. Hankel 의 특이값을 이용해 축차모델을 유도하였으며 축차모델과 측정된 출력에 기초한 LQG 제어기를 설계하였다. 그러나 LQG 제어기는 공칭 운전속도에서는 좋은 성능을 보여주었으나 운전속도가 변하는 상황에 대해서는 강인안정성을 보여주지 못했다. 이 LQG제어기의 강인안정성을 개선하기 위하여 루프전달회복을 통한 강인한 제어기를 설계하였다. 수치 예를 통해 제시된 제어기가 회전날개깃의 공기역학적인 안정성을 개선하는데 효과적이며 동체모드와 연계된 리드-래그 모드감쇠를 증가시켜 회전날개깃의 진동을 효과적으로 억제하는 것을 보였다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제5권2호
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• pp.297-311
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• 2018

Plate and shell structure is widely applied in engineering, i.e. building roofs, aircraft wings, ship platforms, and satellite solar arrays. Its vibration problem has become increasingly prominent due to the tendency of lightening, upsizing and flexibility. As a new smart material with great actuating force and toughness, macro-fiber composite (MFC) is composed of piezoelectric fiber and epoxy resin basal body, which can be directly pasted onto the surface of plate and shell and is suitable for vibration control. This paper deduces the actuation equation of MFC coupled plate in different boundary conditions, an equivalent finite element modeling method is proposed which uses MFC actuating force as the applied excitation, and on this basis the active control simulation and experiment of MFC over plate and shell structure vibration are accomplished. The results indicate that MFC is able to implement effective control over plate and shell structure vibration in multi-band range. The comparison between experiment and simulation proves that the actuation equation deduced herein, effective and practicable, can be applied into the simulation calculation of MFC vibration control over plate and shell structure.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.53-60
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• 2017

현재 대부분의 초음파를 이용한 거리 측정 기술은 송신부로부터 수신기까지 초음파가 진행하는 시간 즉, TOF(: Time of Flight)를 측정하여 그 동안 음파가 진행한 거리를 산출하는 방법을 활용한다. 이 경우 거리 측정 정확도를 높이기 위해서는 정확한 TOF의 측정이 필요하다. 본 논문은 정확한 TOF를 산출하기 위해 초음파 송수신기의 수학적 모델을 이용하여 수신된 파형의 수학적 모델을 얻어내고 이를 바탕으로 TOF를 산출하는 방식을 제안한다. 이 방식은 트리거링 후부터 수신된 파형를 이미 얻어진 수학적 모델과 최소자승법을 이용하여 비교하여 초음파 신호가 수신기에 도달한 시점을 역으로 추정하는 방식이다. 제안된 방법을 사용할 경우 트리거링 시점의 변동에 의한 영향을 줄일 수 있음을 실험을 통하여 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권10호
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• pp.3199-3210
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• 1996

The buckling and postbuckling behaviors were sutdied analytically and experimentally for stiffened laminated composite panels under compression loading. The panels with I-, blade, -and hat-shapeed stiffeners were investigated. In the analysis, the stiffened panels were anlyzed using the nonlinear finite element method combined with an improved arc-length method. The progressive failure analysis was done by adopting the maximum stress criterion and complete unloading failure model. The effects of the fiber angles were investigated on the buckling and postbuckling behaviors. In the experiment, the web and the lower cap of each stiffener were formed by the continuous lay-up of the skin for cocuring the stiffened panels. Therefore, the separation between stiffener and skin was not found in the junction part even after postbuckling ultimate load and the stiffened panels had excellent postbuckling load carrying capacity. A shadow moire thchnique was used to monitor the out-of-plane deformations of the panels. The piezoelectric films were attached to the panels to get the failure characteristics of the panel. The analytical results on the buckling load, postbuckling ultimate load, and failure pattern showed good agreement with the experimental results.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제38권4호
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• pp.443-449
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• 2015

초음파 프로브는 초음파 진단기에서 성능 결함이 발생할 빈도가 매우 높으면서 도플러 영상에 미치는 영향이 크다. 본 연구는 초음파 프로브의 소자 결함이 파워 및 칼러 도플러 영상에 미치는 영향을 실험적으로 살펴 본 것이다. 실험 결과 초음파 프로브 소자 결함은 그 크기가 클수록 도플러 활동 소자군 중심부에 위치할수록 도플러 영상의 밝기 및 도플러 속도를 크게 감소시키는 것으로 나타났다. 컬러 및 파워 도플러 영상에서 소자 결함이 증가할수록 혈관의 주변 부위에서부터 혈관 플라그로 오인할 수 있는 허상이 생기고 있음을 보여 주었다. 따라서 소자결함이 의심될 때는 B-모드에서 확인과정이 필요하다. 이를 볼 때 초음파 검사에 있어서는 우선적으로 프로브에 관심을 가지고 지속적인 초음파프로브 QA가 중요하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권3호
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• pp.218-224
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• 2007

PZT와 같은 압전 재료는 능동 진동 억제 분야에서 널리 사용되고 있지만 단일 PZT의 경우 장착 과정에서의 손상, 전기 누전, 낮은 피로 성능과 같은 문제가 지적되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 개발된 LIPCA 작동기는 여러 층의 복합재료와 PZT 층으로 구성되어 있다. 본 연구에서는 LIPCA 작동기를 끝단 질량이 부착된 알루미늄 외팔보의 진동을 억제하는데 적용하였다. 양변위 되먹임 제어 알고리듬을 사용하였으며, 필터 주파수를 대상 모드의 첫 번째 고유진동수에 맞추었다. 실험적으로 구한 알루미늄 보의 고유 진동수는 유한요소 해석의 결과와 잘 일치하였다. LIPCA 작동기를 능동 진동제어에 적용할 때 효율성을 시간과 주파수 영역에서 확인하고자 하였는데, 실험 결과 PPF제어를 사용한 LIPCA 작동기가 자유 진동의 안정화 시간과 강제 진동의 진폭을 효과적으로 제어할 수 있었다. 사례 연구로 다른 두께를 가지는 보의 강제 진동 제어를 수행하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.67-74
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• 2009

가진력의 영향을 평가하기 위해 이용되는 압전소자와 물체의 변형량을 분석하기 위해 사용되는 광섬유 센서와 변형 게이지는 각종 시험과 실험에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 케이블 시스템에서 발생한 손상을 검토하기 위해 압전소자와 광섬유센서를 이용하였다. 케이블 시스템은 압축이나 휨이 발생하지 않고 막구조에서 단지 인장력을 분담한다. 그러나 기존의 안전진단법을 이용하여 케이블 시스템의 손상을 판단하는 것은 전체구조의 특이한 구조거동 등으로 검토하기 어렵다. 인장부재에서 케이블의 풀림과 할렬이 발생하면 진동을 유발하기 때문에 압전소자를 케이블의 손상을 검토하기 위해 이용하였으며, 이를 광섬유 센서를 이용한 실험의 결과와 비교하였다. 본 연구는 인장응력 하에 케이블 시스템의 손상을 검토하는 방법을 제안하기 위한 실험적 연구이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.215-223
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• 2005

압전 소자는 전기적 에너지를 기계적 에너지로, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 물질이다. 피에조 세라믹판을 이용하여 탄성 매질을 겹쳐서 만든 벤더 엘리멘트는 전압을 가하면 변위가 발생하는 특성을 이용하여 액츄에이터로 사용할 수 있고, 반대로 변위가 생기면 전압이 발생하는 압전 현상을 이용하여 변위를 계측하는 트랜스듀서로 활용하여 탄성파 시험의 발진자와 수진기로 실내 시험에서 사용되고 있다. 벤더 엘리멘트를 이용한 탄성파 시험으로 토목재료로 많이 쓰이는 콘크리트의 강성을 측정하였고, 자유단 공진주 시험을 통하여 그 결과를 평가 하였다. 카올리나이트를 이용하여 연약지반을 모사하여 카올리나이트 슬러리의 압밀에 따른 강성 변화를 탄성파 시험을 이용하여 측정할 수 있다. 벤더 엘리멘트는 연약지반에서 전단파 계측에 탁월한 성능을 가지고 있으며, 장래에 연약지반 현장 계측에 사용될 가능성이 큰 것으로 입증되었다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제5권2호
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• pp.337-341
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• 2010

In this paper, an extremely low voltage operated micro corner cube retroreflector (CCR) was fabricated for free-space optical communication applications by using bulk silicon micromachining technologies. The CCR was comprised of an orthogonal vertical mirror and a horizontal actuated mirror. For low voltage operation, the horizontal actuated mirror was designed with two PZT cantilever actuators, torsional bars, hinges, and a mirror plate with a size of $400{\mu}m{\times}400{\mu}m$. In particular, the torsional bars and hinges were carefully simulated and designed to secure the flatness of the mirror plate by using a finite element method (FEM) simulator. The measured tilting angle was approximately $2^{\circ}$ at the applied voltage of 5 V. An orthogonal vertical mirror with an extremely smooth surface texture was fabricated using KOH wet etching and a double-SOI (silicon-on-insulator) wafer with a (110) silicon wafer. The fabricated orthogonal vertical mirror was comprised of four pairs of two mutually orthogonal flat mirrors with $400{\mu}m4 (length) $\times400{\mu}m$ (height) $\times30{\mu}m$ (thickness). The cross angles and surface roughness of the orthogonal vertical mirror were orthogonal, almost $90^{\circ}$ and 3.523 nm rms, respectively. The proposed CCR was completed by combining the orthogonal vertical and horizontal actuated mirrors. Data transmission and modulation at a frequency of 10 Hz was successfully demonstrated using the fabricated CCR at a distance of approximately 50 cm.