• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.557-565
• /
• 2016

지구온난화 및 이상기후의 영향으로 극한홍수의 발생확률 및 규모가 증가함에 따라 수공구조물의 붕괴위험도 함께 증가하고 있다. 대표적인 수공구조물인 제방의 붕괴 시 막대한 붕괴유량이 제내지로 유입되어 많은 침수피해를 발생시킨다. 이러한 피해를 예측하기 위해 붕괴유량을 정확히 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 제방붕괴단면의 비대칭성에 따른 붕괴유량의 변화를 분석하였다. 수리실험결과를 통해 제방의 붕괴가 진행됨에 따라 붕괴단면의 비대칭성이 어떻게 변화하는지 BASD를 계산하여 분석하였다. 그 결과, 붕괴유량과 BASD의 관계를 도출할 수 있었다. 또한, 3차원 수치모의를 통해 동일한 조건하에서 붕괴단면의 비대칭성에 따른 붕괴유량의 차이를 비교하였다. 이는 기존에 침수면적을 예측하기 위해 사용한 붕괴단면의 직사각형 가정은 붕괴유량이 과다하게 산정됨을 알 수 있었고 붕괴단면의 BASD에 따라 붕괴부에서 간섭현상이 발생하여 붕괴유량이 감소하는 것으로 나타났다. 범람 수치모의 시 제방붕괴 단면의 BASD를 고려하여 보다 정확한 붕괴유량을 산정한다면 정확한 예상침수면적을 도출할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.436-444
• /
• 2013

미세 규모 효과를 고려한 비국소 연속체 이론을 이용한 고차전단변형 나노-스케일 판의 동적응답에 대하여 연구하였다. Eringen의 비국소 연속체 이론은 미소 규모 효과를 고려할 수 있고 고차전단변형이론은 나노 판의 두께방향으로의 전단변형률과 전단응력의 곡선변화 효과를 고려할 수 있다. 비국소 탄성 이론과 고차전단변형이론이 나노-스케일 판의 동적응답에 미치는 비국소 이론의 효과를 제시하였다. 국소 탄성이론과의 관계를 수치해석 결과를 통하여 고찰하였다. 또한 비국소 계수 변화, 형상비, 폭-두께비, 나노-스케일 판의 크기 그리고 하중재하 시간간격 등이 나노-스케일 판의 동적응답 미치는 효과에 대하여 관찰하고 분석하였다. 비국소 변수의 증가는 나노-스케일 판의 주기와 진폭을 증가시켰다. 본 연구의 결과를 검증하기 위해 참고문헌의 결과들과 비교 분석하였다. 본 연구에서 제시한 이론적 발전과 수치결과들은 나노-스케일 구조물의 동적해석에 적용하는 비국소 이론들을 위한 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제17권4호통권77호
• /
• pp.419-429
• /
• 2005

본 연구의 목적은 기존의 복합십자형 다이아프램을 사용한 CFT 기둥-보 인장측 접합부에 관한 연구에 이어서 접합부 각 요소의 구조적 특성을 명료하게 하는데 있다. 복합십자형 다이아프램은 기존 접합부의 하중전달 경로 및 다이아프램의 갑작스런 기하학적인 형상 변화에 대한 디테일을 개선함으로서, 보 플랜지 및 다이아프램에 응력을 고르게 분포시키고 접합부의 응력집중이 완화된 접합방식이다. 복합십자형 다이아프램을 접합부에서 중요한 요소 중 하나인 슬리브에서의 응력전달에 관하여 연구를 수행하였다. 슬리브의 두께 및 길이를 변수로 하여 해석한 결과, 슬리브의 길이 및 두께는 접합부의 내력에 큰 영향을 주지 않고 다이아프램으로부터의 하중을 콘크리트로 전달시키는 매개체의 역할을 하였다. 또한 적정 슬리브의 길이 및 두께를 각각 직경의 1배, 슬리브 직경/두께비를 20으로 제안한다. 기존의 내력식을 검토하여 메커니즘을 수정한 후 적용가능한 접합부의 극한내력식 및 항복내력식을 제안하였다.

• 폴리머
• /
• 제29권1호
• /
• pp.74-80
• /
• 2005

담배 주류연 중 카보닐 화합물의 감소를 위한 필터 물질로 비드 형상의 양이온 및 음이온교환체를 glycidylmethacrylate(GMA)와 d9ivinylbenzene(DVB)의 현탁중합에 의해 중합체를 합성한 후 설폰화 반응 및 아민화 반응에 의해 합성하였다. 합성한 이온교환체의 구조는 FT-IR/ATR을 이용하여 확인하였으며 SEM을 이용하여 주류연 흡착에 따른 이온교환체의 표면을 관찰하였다. 또한 이온교환용량, 관능화율 및 담배 주류연 중 카보닐 화합물의 흡착 특성을 확인하였다. 관능화율과 이온교환용량은 공단량체 중 DVB의 함량이 5 wt%에서 최대를 나타내었다. 이온교환체에 의한 담배 주류연 중 카보닐 흡착량은 카보닐기 내의 전자 편재화에 의한 음이온교환반응이 더 용이하여 음이온교환체에서 더 높게 나타났으며, 수분 존재 시 더 많은 흡착량을 나타내었다. 또한 짧은 접촉 시간에서도 높은 흡착량을 가지고 있어 궐련 필터의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 폴리머
• /
• 제26권5호
• /
• pp.644-652
• /
• 2002

전자파 차폐용 개스킷으로 적용할 수 있는 금속계 입자와 상온경화형 실리콘 수지의 페이스트계에 대한 정량적인 해석을 수행하였다. 금속입자 충전 복합재료의 전기 전도성 및 유변학적 거동은 입자의 형상, 크기, 분산상태에 많은 영향을 받는다. 고충전계에서 입자들은 매우 복잡한 응집상태를 형성하며 전단속도와 같은 외부요인에 의해 응집구조가 변하고 이에 따라 전기 전도도가 달라지게 된다. 본 연구에서는 금속입자의 평균직경 및 분산성에 따른 영향을 점도측정 및 전기 전도도 측정 방법을 통해 해석하였으며 이를 통해 금속입자의 선정기준을 제시하였다. 금속입자의 종류에 따라 점도분포, 전단응력의 영향, 전기 전도성의 변화 등이 차이를 보였다. 상대적으로 직경이 큰 입자에서 전단응력에 의한 영향이 두드러지게 나타났으며 동일 함량에서 분산성의 제어를 통해 점도 및 전기 전도도의 개선이 가능함을 보였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제15권2호
• /
• pp.119-128
• /
• 2005

절리 암반의 역학적 물성 및 거동 평가가 터널 및 지하구조물의 설계에 매우 중요하다 할지라도, 그것은 항상 매우 어려운 문제로 간주되어 왔다. 암반 거동을 모사하는데 있어서 어려움중의 하나는 적절한 구성 모델을 선정하는 것이다. 이러한 한계점은 PFC와 같이 사용자로 하여금 암반의 구성 모델을 요구하지 않는 개별요소 프로그램의 개발과 함께 극복되어질 것이다. 본 연구에서는 도로터널 현장의 30\;m\;\times\;30\;m\;\times\;30\;m 절리 암반블록을 대상으로, 시추 및 지표 지질조사를 통해 얻어진 절리의 기하학적 형태자료를 근거로 개별균열망이 작성되었다. 개별균열망 모델의 절리 형상을 근거로 절리가 없는 상태에서 점차적으로 절리군을 추가해가면서 2차원 PFC모델이 만들어졌다. 또한 각각의 PFC모델에 대한 수치모사를 통하여 각 모델의 응력-변형율 곡선이 얻어졌다. 응력-변형율 곡선으로부터 절리 암반의 역학적 물성이 결정되었다. 절리의 존재는 암반의 역학적 물성에 상당한 영향을 미쳤으며, 더욱 중요한 것은 PFC모델의 역학적 거동은 기존의 수치모델에서 요구되는 구성 모델에 의하여 결정되지 않는다는 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.283-283
• /
• 2010

17~18% 대역의 고효율 결정질실리콘 태양전지를 양산하기 위하여 국내외에서 다양한 연구개발이 수행되고 있으며 국내 다결정실리콘 태양전지 양산에서도 새로운 구조와 개념에 입각한 공정기술과 관련 장비의 국산화에 집중적인 투자를 진행하고 있다. 주지하는 바와 같이, 태양전지의 광전효율은 표면에 입사되는 태양광의 반사를 제외하면 흡수된 광자에 의해 생성되는 전자-정공쌍의 상대적인 비율인 내부양자효율에 의존하게 된다. 실제 생성된 전자-정공쌍은 기판재료의 결정상태와 전기광학적 물성 등에 의해 일부가 재결합되어 2차적인 광자의 생성이나 열로서 작용하고 최종적으로 전자와 정공이 완전히 분리되고 전극에 포집되어 실질적인 유효전류로 작용한다. 16% 이상의 고효율 결정질 실리콘 태양전지 양산이 요구되고 있는 현실에서 광전효율 개선 위해 가장 우선적으로 고려되어야 할 변수는 입력 태양광스펙트럼에 대한 결정질 실리콘 표면반사율을 최소화하여 광흡수를 극대화하는 것이라 할 수 있다. 현재까지 다결정 실리콘 표면을 화학적으로 혹은 플라즈마이온으로 50-100nm 직경의 바늘형 피라미드형상으로 texturing 함으로 단파장대역에서 광반사율의 감소를 기대할 수 있기 때문에 결정질실리콘 태양전지효율 개선에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 고효율 다결정실리콘 태양전지 양산공정에 적용하기 위해 마스크를 사용하지 않는, RIE기반 건식 저반사율 결정질실리콘 표면 texturing 패턴연구를 수행하였다. 마스크없이 표면 texturing이 완료된 시료들에 대하여 A1.5G 표준태양광스펙트럼의 300-1100nm 파장대역에서 반사율과 minority carrier들의 life time 분포를 측정하고 검토하여 공정조건을 최적화 하였다. 저반사율의 건식 결정질실리콘 표면 texturing에 가장 적합한 플라즈마파워는 100W 내외로 낮았고 $SF_6/O_2$ 혼합비율은 0.8~0.9 범위엿다. 본 연구에서 확인된 최적의 texturing을 위한 플라즈마공정 조건은 이온에 의한 Si표면원자들의 스퍼터링과 화학반응에 의한 증착이 교차하는 상태로서 확인된 최저 평균반사율은 ~14% 내외였고 p-형 결정질실리콘 표면 texturing 패턴과 minority carrier의 life time 상관는 단결정이 16uS대역에서 14uS대역으로 감소하는 반면에서 다결정은 1.6uS대역에서 1.7uS대역으로 오히려 미세한 증가를 보여 다결정 웨이퍼생산과정에서 발생하는 saw-damage 제거의 긍정적 효과와 texturing공정의 표면 결함발생에 의한 부정적 효과가 상쇄되어 큰 변화를 보이지 않는 것으로 해석된다.

• 한국재료학회지
• /
• 제6권8호
• /
• pp.833-840
• /
• 1996

MPECVD법을 이용하여 다이아몬드 박막을 p형 Si(100)기판 위에 증착하였다. 증착하기에 앞서, 핵생성 밀도를 향상시키기 위하여 40-$60\mu$m 크기의 다이아몬드 분말을 사용하여 6분간 초음파 전처리를 행하였다. 이런 전처리 과정 후, 다이아몬드 박막을 $^900{\circ}C$, 40Torr, 1000W microwave power에서 ${CH}_{4}$와 ${H}_{2}$사용하여 증착하였다. 이렇게 형성된 다이아몬드 박막의 순수도는 Raman spectroscopy로 측정하였으며 박막의 표면은 SEM으로 , 그리고 미세구조와 미세결함은 TEM으로 조사하였다. 반응기체 중 CH4의 농도가 증가함에 따라 다이아몬드의 정형적인 Raman peak와 더불어 다이아몬드가 아닌 제 2상의 peak가 증가하였다. SEM에 의한 박막의 표면은 ${CH}_{4}$가 증가함에 따라 박막의 표면이 뚜렷한 결정형상에서 cauliflower 형태로 변화하였다. 다이아몬드 박막의 결함밀도는 ${CH}_{4}$농도가 증가함에 따라 증가하였으며 결함 중 대부분은 {111}twin이였다. 그리고 MTP(Mulitply Twinned Particle)는 5개의 (111)면으로 형성된 결정으로, 5개의 (111)면은 각각에 대해서 Twin되어 있으며 five-fold symmetry를 나타내었다. 계면에서는 다이아몬드내의 결함들이 핵생성 site를 함유한 작은 지역에서부터 V형재로 퍼져 나갔다.

• 한국지형학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.31-49
• /
• 2012

강원도 양구군 수입천의 지류인 사태천은 북한에서 발원하여 남쪽으로 흘러 내려 오는 하천이다. 사태천의 유역분지는 한국전쟁 당시의 격전지로 현재도 민간인의 출입이 자유롭지 않은 민간인 통제선 이북에 위치하고 있다. 출입의 제한으로 인하여 이 지역의 자연 환경은 군사적인 이용으로 인한 것 이외의 훼손이 이뤄지지 않았다. 또한 출입의 제한으로 인하여 이 지역의 지형에 대한 학술적인 연구가 진행되지 못하였다. 사태천은 남북 방향의 임당 단층을 따라 흐르다가 서류하여 두타연에 도달한다. 과거의 사태천은 두타연 부근에서 북쪽 방향으로 곡류하고 있었다. 이 곡류는 침식에 강한 암석 또는 지질 구조의 영향에 의한 것으로 추정된다. 이후 이 곡류는 시기를 한정할 수 없는 과거에 절단 되었다. 단축된 하도는 과거 곡류의 공격 사면이었던 곡류경 부분으로 하류 방향으로부터 침식이 강화되면서 곡류의 절단이 일어난 것으로 보인다. 이 곡류의 절단으로 과거의 하식애는 유로의 일부가 되어 폭포가 형성되었으며 곡류경의 일부는 하천에 의한 침식을 통하여 마식지형 만들어졌다. 이후 하천의 유로가 안정화 되면서 유수는 좁은 구간에 집중되었으며 하도 인근의 포트홀과 러넬과 같은 지형들은 유기 되면서 하도 구간의 하부에는 대형 포트홀이 만들어 졌다. 이 포트홀들은 폭호로부터 기원하였을 가능성이 크며 주로 퇴적물의 마식에 의하여 현제의 모습이 만들어 졌다. 현재 두타연의 상부 기반암은 폭 1~10m의 하폭의 변동을 보이는 내부 하도를 형성하면서 개석되고 있다. 폭이 넓은 부분은 상대적으로 침식에 약한 부분에 성장한 포트홀이며 폭이 좁은 부분은 포트홀간의 연결 부분으로 이부분에서 하상의 고도도 된다한다. 따라서 형상적인 측면으로 본다면 이 내부 하도는 동상 파상 곡벽 내부 하도 중에 하나인 슬롯형 협곡으로 볼 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권10호
• /
• pp.270-276
• /
• 2019

국제해사기구(IMO) 2020 규정에 의해, 2020년 1월부터 지정된 배출규제해역 밖을 운항하는 선박도 황 함유량이 0.5% 이하인 저유황유를 사용하여야한다. 고가의 저유황유 소비를 최소화하기 위해 에너지저감 장치의 도입이 시급하며, 그 중에서도 상반회전 프로펠러 시스템이 가장 효과적이라고 알려져 있다. 상반회전 프로펠러를 구동하는 축계는 내축과 외축으로 구성되고 상호 영향을 주는 시스템으로 하나의 축으로 이루어진 일반 축계 시스템보다 훨씬 복잡하며 무거운 구조이다. 국내에서는 처음으로 상반회전 프로펠러 축계 시스템을 장착하기 위해 37K 정유운반선 용 상반회전 프로펠러 축계의 초기 설계가 진행되었다. 본연구의 목적은 초기 설계의 선급승인을 위해 베어링 반력해석을 수행하여, 저널 베어링이 선급에서 요구하는 설계기준을 만족하는지를 검증하는 것이다. 프로펠러의 추력은 축 중심에 작용하는 것이 이상적이지만, 선미부 선체 형상에 의해 발생하는 불균일한 반류 등의 영향으로 추력 편심이 발생한다. 본 연구에서는 추력 편심을 반영한 하중조건을 적용하여 축계해석을 수행하였고, 그 결과를 선급 요구 설계기준과 비교하였다.