• 제목/요약/키워드: 고유진동수

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SPH 및 구조해석에 기반한 월파수류형 파력발전기 하부구조물 최적 설계 (Optimal Design of Overtopping Wave Energy Converter Substructure based on Smoothed Particle Hydrodynamics and Structural Analysis)

  • 안성환;이종현;김근곤;강동훈
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권7호
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    • pp.992-1001
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    • 2023
  • OWEC(Overtopping Wave Energy Converter)는 월파된 파도를 이용한 파력발전시스템이라한다. OWEC의 성능 및 안전성은 파고, 주기 등 파도의 특성에 의해 영향을 받는다. 따라서 해역 특성에 따른 OWEC의 최적 형상과 구조안전성에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 울릉읍 연안 해양 환경 데이터를 이용하였으며, SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 입자법 해석을 통해 기존 케이슨 하부 구조에 변화를 준 모델 4개를 비교하여 월파 효율을 분석하였다. 그 결과, 하부 구조의 변경 및 경량화가 가능함을 확인하였다. 최적화 해석을 통해 설계 하중에 내하력을 가지는 하부 구조인 새로운 트러스형 구조를 제안하였다. 이후 부재 직경 및 두께를 설계변수로 하는 사례 연구를 통해 허용응력조건 하에서 구조 안전성의 확보를 확인하였다. 주기적인 파랑 하중을 받기 때문에 제안하는 구조의 고유 진동수와 해당 해역의 파주기를 비교하였으며, 1년 재현 주기의 파랑을 하중으로 한 조화응답해석을 수행하였다. 제안하는 하부 구조는 동일 가진력에서 기존 설계 대비 응답의 크기가 감소하였으며, 기존 대비 32% 이상의 중량 절감을 수행하였다.

메성 및 찰성보리 ${\beta}-Glucan$의 리올로지 특성 (Rheological Properties of ${\beta}-Glucan$ Isolated from Non-waxy and Waxy Barley)

  • 최희돈;박용곤;장은희;석호문;이철호
    • 한국식품과학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.590-597
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    • 2000
  • ${\beta}-Glucan$의 점증제 및 겔화제로서의 이용성을 규명하기 위하여 메성 및 찰성보리 ${\beta}-glucan$ 용액의 리을로지 특성을 비교하였다. 메성 및 찰성보리 ${\beta}-glucan$ 용액 모두 의가소생 유체 특성을 나타내었으며, Power law mdel에 잘 적용되었다. Arrhenius 식에 의해 구한 층밀림 속도 $700s^{-1}$에서의 겉보기 점도의 활성화에 너지는 농도가 1%에서 4%로 .증가함에 따라 메성 ${\beta}-glucan$의 경우 20.01에서 16.78kj/mol로, 찰성 ${\beta}-glucan$의 경우 지수의 경우 27.18에서 17.82kj/mol로 감소하였으며, 지수함수식에 의해 구한 농도의존성 상수인 A는 온도가 $20^{circ}C$에서 $65^{circ}C$로 증가함에 따라 메성 ${\beta}-glucan$의 경우 $0.37%^{-1}$에서 $0.42%^{-1}$로, 찰성 ${\beta}-glucan$의 경우 $0.49%^{-1}$에서 $0.57%^{-1}$로 증가하였다. 찰성보리 ${\beta}-glucan$의 고유점도는 2.38dL/g으로 메성보리 ${\beta}-glucan$의 1.60dL/g보다 높게 나타났으며, 비점도와 환원농도의 관계에서 구한 critical coil overlap parameter($C^*[{\eta}]$)를 경계로 기울기가 달라져 $C[{\eta}] 영역에서는 메성 및 찰성보리 ${\beta}-glucan$ 간에 차이가 나지 않았지만 $C[{\eta}]>C^*[{\eta}]$ 영역에서는 각각 2.907과 3.757을 나타내었다. 동적점탄성 측청 결과 진동수 변환중 cross-over가 일어나고 이후의 진동수 영역에서는 저장탄성율이 손실탄성율보다 높은 값을 나타내었으며, 24시간 경과 후 겔을 형성하여 겔화제로서의 이용 가능성을 보여주었다.

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레일리파 분산을 역산하여 구한 횡파속도를 이용한 춘천시의 부지특성 (Site Characterization using Shear-Wave Velocities Inverted from Rayleigh-Wave Dispersion in Chuncheon, Korea)

  • 정진훈;김기영
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제17권1호
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    • pp.1-10
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    • 2014
  • 춘천시 인구 밀집지역의 지반특성 파악 및 분류를 목적으로 2011년 1월부터 2013년 5월까지 고유진동수 1 Hz인 수직성분 속도센서 4대와 4.5 Hz 수직 지오폰 24개를 이용하여 춘천시계 내의 50 지점(산림지 4 곳 포함)에서 레일리파를 기록하였다. 확장된 공간자기상관함수법으로 얻은 레일리파 분산곡선을 두께 1 m인 40개 수평층의 횡파속도($v_s$) 모델로 역산하였다. 또한 이를 바탕으로 풍화암질 기반암의 깊이($D_b$) 및 횡파속도($v_s^b$), 토양층의 평균 횡파속도($\bar{v}_s^s$), 깊이 30m까지의 횡파속도($v_s30$)를 각각 산출하였다. 46개 저고도 측점에서 구한 $D_b$, $v_s^b$, $\bar{v}_s^s$, $v_s30$는 각각 5 ~ 29 m, 404 ~ 561 m/s, 208 ~ 375 m/s, 226 ~ 583 m/s의 범위를 갖는다. 이는 국내 내진설계기준에 따르면 단단한 토사지반 $S_D$와 매우 조밀한 토사지반 및 연암지반인 $S_C$에 해당한다. $v_s30$의 대표적 지시자를 파악하기 위해 토지피복 종류, 기반암 암상, 지표면 경사도 및 지표 고도와의 상관도를 분석하였다. 그 결과, 가장 좋은 지시자인 고도와의 상관성(r = 0.41)도 미약하게 나타나서, 상대적으로 작은 면적의 춘천시만을 대상으로 적용하기에는 신뢰성에 한계가 있다고 판단된다.

$Nd:YVO_4$ 레이저 조사에 따른 티타늄의 표면특성 평가: 예비 연구 (Evaluation of titanium surface properties by $Nd:YVO_4$ laser irradiation: pilot study)

  • 김애라;박지윤;김연;전세원;서윤정;박상원
    • 대한치과보철학회지
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    • 제51권3호
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    • pp.167-174
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    • 2013
  • 연구 목적: 본 연구는 서로 다른 세가지 블라스팅 처리를 한 티타늄 디스크에$Nd:YVO_4$ 레이저 조사 조건을 달리한 후 조사하여 티타늄의 표면 거칠기 및 표면 변화를 관찰하기 위함이다. 연구 재료 및 방법: 디스크 형태의 상용 순수 티타늄 시편을 30개 준비하여 시료 표면을 각각 10개씩 $ZrO_2$ (zirconium dioxide), $Al_2O_3$ (aluminium oxide), RBM (resorbable blasted media)으로 블라스팅(blasting)하고 초음파 세척하였다. $Nd:YVO_4$ 레이저(Laser Pro D-20, Laserval $Korea^{(R)}$, Seoul, South Korea)에서 주사속도(100, 300, 500 mm/s)와 시간당 진동량(반복률) (5, 15, 35 kHz)을 다르게 하여 9가지 조건을 설정하였다. 레이저 조사 후 주사전자현미경, X-선 회절 분석 및 에너지 분산X선 분광분석, 표면 거칠기 분석을 통해 각 시편을 평가하고 분석하였다. 결과: 주사전자현미경의 결과 레이저 조사를 시행하지 않은 티타늄 표면은 방향성이 없는 불규칙한 형상을 보였고 레이저 조사를 처리한 시편은 특징적인 형태가 관찰되었다. X-선회절분석결과$ZrO_2$, RBM 의 고유피크는 관찰되지 않았으나 $Al_2O_3$분사한 군에서는 알루미나의 고유 피크가 관찰되었다. 에너지 분산X선 분광분석을 통해 관찰한 티타늄의 산화도 경향성과 표면 거칠기는 유사하였다. 표면 거칠기는 주사속도와 반복률에 따른 차이를 보였다(P<.05). 결론: 레이저 조사 조건에 따라 티타늄 디스크의 미세구조와 표면 거칠기가 변화되었다. 레이저 조사는 골유착을 증진시키기 위한 임플란트 표면을 변화시키는 방법중의 하나로 여길 수 있을 것이다.

지진동모델 파라미터 동시역산을 이용한 지진관측소 분류 (Classification of Seismic Stations Based on the Simultaneous Inversion Result of the Ground-motion Model Parameters)

  • 연관희;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권3호
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    • pp.183-190
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    • 2007
  • 지진기록의 수평성분 S파 푸리에스펙트럼을 이용한 추계학적 지진동모델(stochastic point-source ground-motion model; Boore, 2003) 파라미터 역산결과를 기반으로 지진공학적으로 활용될 수 있는 지진관측소 분류를 시도하였다. 추계학적 지진동모델에서 부지효과는 고주파감쇠상수인 $K_0$ (Anderson and Hough, 1984)와 지층의 탄성임피던스의 차이에 의해 발생하는 부지증폭함수(A(f))의 조합으로 표현된다. 본 연구에서는 A(f)를 지진파 스펙트럼의 수평/수직성분비(H/V)와, 이를 초기값으로 하여 얻어진 역산결과에 의한 관측소별 로그오차평균을 합산하여 계산하였다. 지진관측소는 $1{\sim}10$ Hz 범위의 부지증폭함수의 상용로그 최대값($logA_{1-10}^{max}$(f))에 의해 다섯 등급(A: $logA_{1-10}^{max}$(f) < 0.2, B: 0.2 $\leq$ $logA_{1-10}^{max}$(f) < 0.4, C: 0.4 $\leq$ $logA_{1-10}^{max}$(f) < 0.6, D: 0.6 $\leq$ log < 0.8, E: 0.8 $\leq$ $logA_{1-10}^{max}$(f))으로 분류하였다. 분류된 진관측소의 평균적인 부지증폭함수는 A에서 E 등급으로 변함에 따라 지반의 고유진동수가 저주파로 이동하는 의미 있는 결과를 나타내었으며, 최근에 설치장소를 이전한 기상청 일부 관측소에 대해 이설 전후의 등급변화 및 최근 발생한 중규모 지진관측자료와 지진동 거리감쇠식과의 비교분석을 통해 관측소 분류결과의 타당성을 입증할 수 있었다.

국내에서 개량된 3가지 토종 다래 품종의 영양성분 분석 (Nutritional Compositions of Three Traditional Actinidia (Actinidia arguta) Cultivars Improved in Korea)

  • 진동은;박선경;박창현;승태완;허호진
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권12호
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    • pp.1942-1947
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    • 2014
  • 국내에서 개량된 토종다래 품종인 오텀센스(Otumsense), 치악(Chiak), 스키니그린(Skinny green) 3가지 품종에서의 무기질은 K, P, Ca이 상대적으로 많이 검출되었고, 그중에서도 치악 품종의 총 무기성분 함량이 가장 높았다. 아미노산은 glutamic acid, aspartic acid, alanine 순으로 많이 함유되어 있으며, 무기성분과 마찬가지로 치악 품종에서 total essential amino acids와 total amino acids 함유량이 가장 높게 나타났다. 지방산 분석에서는 다양한 생리활성 효과가 보고되는 불포화지방산으로서 ${\alpha}$-linolenic acid의 함유량이 가장 많았고 DHA도 일부 함유되는 것으로 나타났으며, 불포화지방산의 비율이 포화지방산 대비 70~85%에 달하였다. 유리당은 fructose와 glucose의 함량이 가장 높았고 3가지 품종 중 오텀센스 품종에서 가장 많은 유리당 함량을 보였다. 비타민 $B_1$, 비타민 $B_2$, niacin, 비타민 $B_6$, 비타민 C 및 ${\beta}$-carotene 분석 중 비타민 $B_1$, 비타민 $B_2$는 모든 품종에서 검출되지 않았고, niacin과 비타민 $B_6$는 스키니그린 품종에서 각각 1.55 mg/100 g, 1.92 mg/100 g으로 분석되었으며, 비타민 C 및 ${\beta}$-carotene은 오텀센스 품종에서 각각 47.18 mg/100 g, $3.82{\mu}g/100g$으로 분석되었다. 이상과 같이 국내산 토종다래 과육부의 영양화학 특성 분석결과를 고려하여 참다래(키위)와 비교했을 때, 특히 비타민 함유량이 다소 높은 것으로 나타났다. 하지만 연구에 활용된 품종에 따라 일정 수준에서 그 함유량에 차이가 있는 것으로 확인되었고, 재배 지역에 따른 차이를 비교해보기 위해서는 서로 다른 지역에서 재배된 동일 품종을 향후 분석할 필요가 있을 것이다. 결과적으로 물리적 취식 편의성과 영양화학 특성에서 참다래(키위)에 비해 동일하거나 우수한 국내산 토종 다래 품종의 고부가가치 식품과 소재로의 활용 가능성을 확인할 수 있었고, 이는 국내 개량 고유 자원의 산업 경쟁력 확보에 도움이 될 것으로 판단된다.