• Geotechnical Engineering
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• v.12 no.5
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• pp.17-26
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• 1996

The undrained behavior of Asan marine soil was investigated by using an automated triaxial testing device. The stress-strain behavior at the preand postfailure state of marine soil under undrained compression and eatension conditions was compared with the behavior of pure silt, pure clay and the overall behavior of Asan marine soil was predicted with the modified Camflay model and the bounding surface model. The marine soil sampled in Asan bay area was clayey silts with 70oA silt-30% clay content and the testing samples were prepared in both undisturbed and remolded conditions. All samples are normally consolidated with 400 kPa of effective mean confining pressure and each sample is unloaded to 200, 100, 67 kPa, respectively. And then the shear test was performed with different confining pressure. According to experimental results, there exists an unique failure line whose slope is lower than silt's and higher than clay's. It is identified that the undrained shear strength of normally consolidated samples increases after crossing the phase transformation line because of volume dilation tendency which is not seen in clay. Overconsolidated samples show different soil behavior compared with pure silt due to its tendency of change in volume. It is also found that the overall behavior of Asan marine soil cannot be predicted precisely with the modified Cam-clay model and the bounding surface model.

• Tunnel and Underground Space
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• v.31 no.1
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• pp.41-51
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• 2021

The hydraulic fracturing developed to improve permeability of tight reservoir is one of key stimulation technologies for developing unconventional resources such as shale gas and deep geothermal energy. The experimental study was conducted to improve disadvantage of hydraulic fracturing which has simple fracture pattern and poor fracturing efficiency. The fracturing experiments was conducted for tight rock using various fracturing fluids, water, N2, and CO2 and the created fracture pattern and fracturing efficiency was analyzed depending on fracturing fluids. The borehole pressure increased rapidly and then made fractures for hydraulic fracturing with constant injection rate, however, gas fracturing shows slowly increased pressure and less fracture pressure. The 3D tomography technic was used to generate images of induced fracture using hydraulic and gas fracturing. The stimulated reservoir volume (SRV) was estimated increment of 5.71% (water), 12.72% (N2), and 43.82% (CO2) respectively compared to initial pore volume. In addition, permeability measurement was carried out before and after fracturing experiments and the enhanced permeability by gas fracturing showed higher than hydraulic fracturing. The fracture conductivity was measured by increasing confining stress to consider newly creating fracture and closing induced fracture right after fracturing. When the confining stress was increased from 2MPa to 10MPa, the initial permeability was decreased by 89% (N2) and 50% (CO2) respectively. This study shows that the gas fracturing makes more permeability enhancement and less reduction of induced fracture conductivity than hydraulic fracturing.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.18 no.1
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• pp.1-10
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• 2024

In a previous study, a structure of a superplastic yoke consisting of a thin FR4 layer laminated with viscoelastic tape on both sides of a shape memory alloy (SMA) was proposed to reduce residual vibration generated by a deployable solar panel during high motion of a satellite. Damping properties of viscoelastic tapes will change with temperature, which can directly affect vibration reduction performance of the yoke. To check damping performance of the yoke at different temperatures, free damping tests were performed under various temperature conditions to identify the temperature range where the damping performance was maximized. Based on above temperature test results, this paper predicts temperature of the yoke through orbital thermal analysis so that the yoke can have effective damping performance even if it is exposed to an orbital thermal environment. In addition, the thermal design method was described so that the yoke could have optimal vibration reduction performance.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.15 no.6
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• pp.623-630
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• 2012

Formation used as trackbed foundation for providing vertical bearing capacity onto rail foundation are composed of crushed stones usually with certain type of grain size distribution. Permanent deformation in trackbed foundation can be generated by increasing number of load repetition due to train traffic increases, causing track irregularity. In this study, a specially prepared trackbed foundation materials (M-40) used in Korea has been tested using a large repetitive triaxial compression apparatus in order to understand resilient and permanent deformation characteristics of the material. From these test results, resilient and permanent deformation characteristic are analyzed so that a permanent deformation model is developed which can consider number of load repetition N, confining stress (${\sigma}_3$), shear stress ratio(${\tau}/{\tau}_f$) and stiffness of the material.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.46 no.7
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• pp.575-582
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• 2018

The spaceborne cooler is applied to cool down of the focal plane of the infrared detector of the observation satellite. However, this cooler induces unnecessary micro-jitter which can degrade the image quality of the high-resolution observation satellite. In this study, we proposed a multi-layered blade type vibration isolator to attenuate micro-vibration generated from a spaceborne cooler, while assuring structural safety of the cooler under severe launch loads without an additional launch-lock device. The blade of the isolator is formed with multi-layers in order to obtain durability against fatigue failure and an adhesive is applied between each layers for granting high damping capability under launch vibration environment. In this study, the basic characteristics of the isolator were measured using the free-vibration test. The effectiveness of the isolator design was demonstrated by launch vibration test at qualification level.

• Journal of the KSME
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• v.44 no.2
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• pp.23-25
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• 2004

이 글에서는 CFD의 효율적인 적용 및 사용을 통하여 제품의 설계와 생산 공정의 최적화가 어떻게 구현될 수 있으며 CFD를 이용한 최적화 과정 에서 걸림돌이 되는 것들로는 어떤 요소들이 있는 지 관하여 다루고자 한다. CFD와 같은 CAE tool 을 이용한 설계 과정의 최적화는 최신의 기술을 장착하고 있는 상업용 CFD 소프트웨어들에 의하여 가능하며 이들 코드들에 관한 특성들도 이 글 에셔 취급하고자 한다. 잘 알려진 바와 같이 제품 의 초기 개념 설계 단계에서부터 계획 및 상세설계에 이르기까지 각 단계에서 최적의 조건을 구하 기 위해서는 주어진 구속조건에서 변수들에 관한 반복적인 시뮬레이션이 수행되어야 한다. 이러한 과정에서 각각의 조건에 관한 시뮬레이션 과정이 시간이 비교적 많이 소요되는 수동적인 방법으로 이루어질 경우 최적화는 불가능하다. 즉 각 설계 변수의 최적화 조건을 구하기 위하여 CAE과정에 서 자동화(automation)은 필수적일 것이다. 전산 유체 역학(computational fluid dynamics)은 지난 30여 년 동안 다양한 유체유통 및 열전달 분야에서 사용되어져 오고 있는 시뮬레이션 기술이 다. 산업분야에서 CFD에 대한 요구가 증대됨에 따라 20여 년 전부터 상업용 CFD 코드가 등장하기 시작하였으며 근래 들어서는 약 80여 종류의 상업용 CFD 코드가 자동차, 전자, 화공, 건설, 조 선, 제강과 같은 여러가지 종류의 산업분야에서 이용되어 오고 있다 하지만 상업용 CFD 코드가 고가인 이유 때문에 비교적 풍부한 예산이 확보된 대기업 및 국책 연구소 중심으로 이에 관한 사용 자 층은 매우 제한적이었다. 아울러 사용상의 난 점 때문에 CFD를 전공한 전문가 집단 위주로 사 용되어 오고 있다. 이런 측면에서 볼 때 설계 분야 에 종사하는 엔지니어들이 CFD를 이용하여 설계를 하는 데는 상당한 괴리감이 존재하게 된다. 전 통적으로 CFD와 같은 해석은 설계에 대한 타당서 검증의 목적으로 설계 사이클에서 맨 마지막에 수행되어져 왔기 때문에 CFD가 설계에 직접적인 도움을 주지 못하고 보조의 역할밖에 하지 못하는 수몽척인 도구로 여겨져 왔다. 이려한 설계 경향 은 CFD가 설계 과정에서 요구하는 시간 내에 시뮬레이션이 불가능하기 때문에 나타난 현상이다 상기에서 언급된 문제점인 시abf레이션의 시간 단 축은 설계 부서 에서 사용되는 CAD 도구와 CFD와 같은 CAE tool을 적절하게 접목함으로써 (integration) 가능할 것이다. 이후에서는 CFD의 시뮬레이션 과정을 자동화하기 위하여 고려되어 야 할 요소들에는 어떤 것들이 있는지에 관하여 알아보고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.572-572
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• 2013

본 연구에서는 Plasma damage-free 선형 대향 타겟 스퍼터(Linear Facing Target sputtering: LFTS) 시스템을 이용하여 성막시킨 GaN-LED의 투명전극용 Ga-doped ZnO (GZO) 박막의 특성을 연구하였다. LFTS 시스템을 이용한 GZO 성막 공정 중 LED소자의 플라즈마 노출에 의한 데미지를 최소화 하기 위해 일정한 타겟간 거리(Target-to-Target distance: 65 mm)에서 타겟과 기판간 거리(Target-to-Substrate distance)를 50 mm에서 120 mm로 변화시키며 GZO 투명 전극을 성막해 박막의 특성과 소자의 특성을 동시에 분석하였다. LFTS에서 플라즈마는 GZO 타겟 사이에 형성된 일방향의 자장에 의해 효과적으로 구속되기 때문에 기판과 타겟 거리를 최적화 할 경우 플라즈마 데미지를 최소화하며 GaN-LED의 제작이 가능하다. 기판과 타겟 사이의 거리가 120 mm에서 최적화된 200 nm 두께의 GZO 투명 전극은 DC 파워 250 W, 공정 압력 0.3 mTorr, Ar 20 sccm 실험 조건하에서 LED 소자 위해 성막되었으며, 이후 $600^{\circ}C$ 수소 분위기에서 1분간 급속 열처리하였고 면저항(37 Ohm/sq.)과 450 nm 파장에서의 투과도(83%)를 나타냄을 확인할 수 있었다. LED 소자와 타겟 사이의 거리가 50 mm에서 120 mm로 증가할수록 성막공정 중 LED 소자에 미치는 플라즈마 데미지의 감소로 인해 GaN-LED 소자의 turn on voltage가 8.2 V에서 3.4 V로 감소한 것을 확인하였으며, 또한 radiant intensity는 20 mA의 전류를 인가하였을 시 0.02 mW/sr에서 8 mW/sr로 400배 향상되었다. 이러한 소자 특성은 대향 타겟 스퍼터 시스템으로 성장시킨 GZO 투명전극이 LED 소자의 투명 전극 층(Transparent Conductive Layer: TCL)에 적용될 수 있음을 말해준다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.340-341
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• 2013

양자점(Quantum dots; QDs)은 단전자 트랜지스터, 레이저, 발광다이오드, 적외선 검출기와 같은 고효율 광전소자 응용을 위해 활발한 연구가 진행되고 있다. II-VI 족 화합물 반도체는 III-V 족 화합물 반도체와 비교했을 때 더 큰 엑시톤 결합에너지(exciton binding energy)를 가지는 우수한 특성을 보이고 있으며 이러한 성질을 가지는 II-VI 족 화합물 반도체 중에서도 넓은 에너지 갭을 가지는 CdTe 양자점은 녹색 영역대의 광전자 소자로서 활용되고 있다. 기존의 CdTe/ZnTe 양자점을 성장하기 위해 ZnTe와 격자부정합이 적은 GaAs 기판을 이용한 연구가 주를 이룬 반면 Si기판을 이용한 연구는 미흡하다. 하지만 Si 기판은 GaAs 기판에 비해 값이 싸고, 여러 분야에 응용이 가능하며 대량생산이 가능하다는 이점을 가지고 있어 초고속, 초고효율 반도체 광전소자의 제작을 가능케 할 것으로 기대된다. 또한 양자점의 고효율 광전소자에 응용을 위해서는 Si 기판 위에 양자점의 크기를 효율적으로 조절하는 연구 뿐 아니라 양자점의 크기에 따른 운반자 동역학에 대한 연구도 중요하다. 본 연구에선 분자선 에피 성장법(Molecular Beam Epitaxy; MBE)과 원자층 교대 성장법(Atomic Layer Epitaxy; ALE)을 이용하여 Si 기판 위에 성장한 CdTe/ZnTe 양자점의 크기에 따른 광학적 특성을 연구하였다. 저온 광 루미네센스(PhotoLuminescence; PL) 측정 결과 양자점의 크기가 증가함에 따라 더 낮은 에너지영역으로 피크가 이동하는 것을 확인하였다. 그리고 온도 의존 광루미네센스 측정 결과 양자점의 크기가 증가함에 따라 열적 활성화 에너지가 증가하는 것을 관찰하였는데, 이는 양자점의 운반자 구속효과가 증가하였기 때문이다. 또한 시분해 광루미네센스 측정 결과 CdTe/ZnTe 양자점의 크기가 증가함에 따라 소멸 시간이 긴 값을 갖는 것을 관찰하였는데, 이는 양자점의 크기가 증가함에 따라 엑시톤 진동 세기가 감소하였기 때문이다. 이와 같은 결과 Si 기판 위에 성장한 CdTe/ZnTe 양자점의 크기에 따른 열적 활성화 에너지와 운반자 동역학에 대해 이해 할 수 있었다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.26 no.4
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• pp.213-221
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• 2013

This paper introduces a mesh continuation scheme for a one-dimensional inverse medium problem to reconstruct the spatial distribution of elastic wave velocities in heterogeneous semi-infinite solid domains. To formulate the inverse problem, perfectly-matched-layers(PMLs) are introduced as wave-absorbing boundaries that surround the finite computational domain truncated from the originally semi-infinite extent. To tackle the inverse problem in the PML-truncated domain, a partial-differential-equations(PDE)-constrained optimization approach is utilized, where a least-squares misfit between calculated and measured surface responses is minimized under the constraint of PML-endowed wave equations. The optimization problem iteratively solves for the unknown wave velocities with their updates calculated by Fletcher-Reeves conjugate gradient algorithms. The optimization is performed using a mesh continuation scheme through which the wave velocity profile is reconstructed in successively denser mesh conditions. Numerical results showed the robust performance of the mesh continuation scheme in reconstructing target wave velocity profile in a layered heterogeneous solid domain.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2008.11a
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• pp.45-48
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• 2008

Under earthquake loads, the columns on the lower stories carry large axial forces and horizontal forces as the earthquake loads are acting horizontally and vertically on the building. To distribute the energy entered into the building under earthquakes according to the plastic deformation of the members, it is safer and more economic to persuade plastic hinge to occur in the beams rather than on the columns. However, it is unavoidable to have plastic hinge occurring on the columns when it is applied on both of the main axes of the building, which results in high shear force on the column end, and reinforced concrete column may result in sudden brittle failure due to bending moment and shear force. To increase restriction of the reinforced concrete column on the horizontal forces, this study uses repetitive loading experiments with different amount of shear reinforcement, and analyzes and compares the structural safety and behaviour of the reinforced test materials.