• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.116-116
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• 2018

부식은 재료와 사용 환경과의 상호작용에 의한 결과로서 일반적으로 두께의 감소와 균열의 발생 및 파손 등의 문제로 나타난다. 특히 사용환경 중에서 해수 분위기는 금속의 부식에 가장 유리한 조건이다. 따라서 해양환경 중 항만이나 조선 및 해양 산업 등에 많이 이용되는 강 구조물은 이에 대응하기 위하여 도장방식이나 음극방식을 사용하고 있다. 여기서 음극방식은 피방식체를 일정전위로 음극 분극하는 원리로써 외부전원을 인가하거나 비전위의 금속을 전기적으로 연결하여 방식하는 방법이다[1]. 한편, 해수 중에서 이와 같은 원리로 음극방식 할 경우에는 피방식체인 강재표면에 부분적으로 칼슘 또는 마그네슘 화합물 등의 생성물이 부착하는 현상을 볼 수 있게 된다. 이와 같이 수산화마그네슘($Mg(OH)_2$)및 탄산칼슘($CaCO_3$)을 주성분으로 하여 석출되는 석회질 피막(calcareous deposits)은 피방식체에 유입되는 음극방식 전류밀도를 감소시켜 주거나 물리적 장벽의 역할을 함으로써 외부의 산소와 물 등 부식환경으로부터 소지금속을 보호한다[2]. 그러나 석회질 피막은 소지금속과의 결합력, 막의 균일한 분포, 내식성 및 제작시간의 단축 등 해결해야 할 과제가 있다. 또한 여러 가지 환경 조건 등의 영향을 받아 그 피막의 형성 정도도 가늠하기 어렵기 때문에 음극방식 설계 시 그 정도에 따른 영향을 고려-반영하기가 곤란하다. 따라서 본 연구에서는 석출속도, 밀착성 및 내식특성을 향상시키기 위해 전착프로세스를 통해 해수 중 기체를 용해시켜 석회질 피막을 제작하고 막의 결정구조 제어 및 특성을 분석-평가하였다. 본 연구에 사용된 강 기판(Steel Substrate)은 일반구조용강(KS D 3503, SS400)을 사용하였으며, 외부전원은 정류기(Rectifier, xantrex, XDL 35-5T)를 사용하여 3 및 $5A/m^2$의 조건으로 인가하였다. 양극의 경우에는 해수에 녹아있는 이온 이외에 다른 성분들이 환원되는 것을 방지하기 위해 불용성 양극인 탄소봉(Carbon Rod)을 사용하였다. 이때 석출속도, 밀착성 및 내식특성 향상을 위해 해수에 주입한 기체의 양은 0.5 NL/min였으며, 기판 근처에 고정하여 음극 부근에서의 반응을 유도하였다. 각 조건별로 제작된 막의 표면 모폴로지, 조성원소 및 결정구조 분석을 실시하였으며, 석회질 피막의 밀착성과 내식특성을 평가하기 위해 규격에 따른 테이핑 테스트(Taping Test, ISO 2409)와 3 % NaCl 용액에서 전기화학적 양극 분극 시험을 진행하여 제작된 막의 내구성과 내식성을 분석-평가하였다. 시간에 따른 전착막의 외관관찰 결과 전류밀도의 증가와 함께 상대적으로 많은 피막이 형성되었고, 용해시킨 기체에 의해 더 치밀하고 두터운 피막이 형성됨을 확인할 수 있었다. 성분 및 결정구조 분석 결과 $Mg(OH)_2$ 성분의 Brucite 및 $CaCO_3$ 성분의 Calcite 및 Aragonite 구조를 확인하였으며, 용해시킨 기체의 영향으로 $CaCO_3$ 성분의 Aragonite 구조가 상대적으로 많이 검출되었다. 밀착성 및 내식성 평가를 실시한 결과 해수 중 용해시킨 기체에 의해 제작한 시편의 경우 견고하고 화학적 친화력이 높은 Aragonite 결정이 표면을 치밀하게 덮어 전해질로부터 산소와 물의 침입을 차단하는 역할을 하여 기체를 용해시키지 않은 3 및 $5A/m^2$ 보다 비교적 우수한 밀착성 및 내식 특성을 보이는 것으로 사료된다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2008년도 춘계학술 발표회
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• pp.179-186
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• 2008

현재 대부분의 산업용 열기관은 효율을 높이기 위하여 연소에 사용되는 공기를 예열하는 방법을 사용한다. 하지만, 산업용 열기관에서 평균적으로 발생되는 $1000^{\circ}C$ 이상의 배기가스는 일반 금속 열교환기에는 적합하지 않다. 이에 반해 세라믹 열교환기의 경우 고온에서 견디는 장점이 있다. 본 연구에서는 기본적인 열교환기 설계 이론을 이용하여 설계프로그램을 제작하였다. 또한 세라믹 열교환기 내 열 유체 거동을 CFD 상용코드인 FlUENT 6.2를 이용한 전산해석을 수행하여 설계결과를 비교 검증하였다. 설계 결과에서 휜의 형태 변화에 따라 열전달율과 온도구배는 무시할 수 있을 정도로 작았으나, 압력강하는 크게 변동되는 결과가 도출되었다. 제한된 모듈 크기에서 휜 간거리는 휜의 두께에 비해 약 3배 이상 클 경우가 적당하며, 판(plate)의 두께는 작을수록 압력손실이 적고, 열전달율이 상승하지만 두께가 너무 얇게 된다면 제작상의 어려움이 생긴다. 향후 연구에서는 단순한 구조에서 벗어나 off-set이나 판형구조를 고려하여 설계함으로서 열전달 면적을 넓히거나 난류유동을 발생시켜 열전달율을 높이는 연구를 진행 할 필요가 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권5호
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• pp.78-83
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• 2015

복합재 연소관은 적층구조이므로 한 층이 손상되면 손상이 진전되어 전체 연소관의 파손이 발생한다. 금속재 라이너 위에 복합재를 와인딩하면 한 층이 손상되어도 전체 연소관의 파손이 발생되지는 않는다. 본 연구에서는 금속재 연소관에 후프 와인딩한 하이브리드 연소관의 파열압력을 예측하기 위해 유한요소해석과 연소관의 파열시험을 통하여 결과를 비교하였으며, 하이브리드 연소관의 파열압력 예측을 통하여 알루미늄 라이너의 두께를 결정하고 복합재료의 적층두께를 결정함으로써 하이브리드 연소관 설계에 사용할 수 있다.

• 기계저널
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• 제19권4호
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• pp.273-278
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• 1979

화학적 가공이란 화학적 절식이라고 말할 수 있는 방법으로서 주조 또는 공작기계에 의한 절삭 가공대신에 약품에 의한 용해작용을 이용해서 성형품을 만드는 방법이라 할 수 있다. 이 방법은 금속자의 눈금의 조각이나 프라스틱 제품에 눈금을 넣는 금형등에 이용되고 있다. 이는 원래 항공기공업방면에서 중용되어 개발된 기계가공에 대응하는 방법이다. 크기나 정밀도에 있어서 주조(die casting)가 부적당한 경우 혹은 모양이나 능률에 있어서 기계절삭에 의하는 것이 부적 당한 경우에는 이 방법이 이용된다. 최근에 와서는 항공기기계제작 분야에 있어서의 알루미늄의 표면가공뿐만 아니라, 자동차, 건축부분의 구조부품의 성형분야에도 진출하는 경향이 있으며 가 공대상금속도 실용금속일반에 걸쳐 확대되어 감으로써 가장 용도가 넓은 철강류에 확대되어 감 으로써 가장 용도가 넓은 철강류에 까지도 응용되어 가는 실정이다. 이와 같이 종래의 기계적인 수단이 유일한 방법이라고 생각되었던 금속가공분야에 있어서 이러한 화학적 가공법이 도입되 었다는 것은 십분주목할만 한 가치가 있다. 이 화학적 가공법의 특징을 종래의 기계가공법과 비교하면 다음과 같다. (1) 피가공판의 크기는 이를 수용하는 가공조의 용량에 따라 제한될뿐이며 어떠한 대형 물이라도 가공 가능하다. (2) 가공모양은 자유롭게 설계할 수 있고 더욱이 1매 금속 판에서 1공정으로서 복잡한 모양으로 성형할 수 있다. (3) 따라서 이작업에서는 리벳팅, 용접등의 부대작업을 필요로 하지 않는다. (4) 그 가공면은 일반으로 평활하고 마루리 연마공정을 생략할 수 있다. (5) 가공조작이 간편하여 특별한 숙련을 요하지 않고 설비도 가공조의에는 별로 고가의 기기류가 필요치 않다. (6) 이상과 같은 이유에서 본법의 가공비는 기계가공에 비해서 일반적으로 저렴하다. Symposium보고및 전문서가 많이 있으나 여기에는 중요한 몇가지만 소개한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1615-1616
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• 2006

본 논문에서는 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance) 센서의 여러 파라미터를 동시에 만족시키는 설계기법을 제시하였다. 설계 파라미터는 반사광 dip의 3dB bandwidth와 dip의 깊이이고 목적함수는 해석치와 목표치의 차이 벡터의 norm으로 정의하였다. 설계 변수는 박막된 각 금속 충의 두께로 하였고 SPR 센서의 스펙트럼을 해석하기 위해 광학 어드미턴스 기법을 이용하였다. 최적화 기법은 (1+1) 진화 알고리즘을 사용하였다. 설계방법을 3층 구조의 SPR 센서에 적용하여 최적 설계한 파라미터는 초기값에 비해 3dB bandwidth는 4.8nm, dip의 깊이는 1.1dB 향상되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제14권4호
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• pp.343-356
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• 2016

한국원자력환경공단에서는 국내 경수로 원전에서 발생한 사용후핵연료를 건식으로 저장하기 위하여 안전성을 최우선으로 국내/외 기술기준을 준수하여 금속겸용용기를 개발하였다. 이러한 금속용기는 50년 동안 주요 안전성요소(구조, 열제거, 격납, 임계방지, 방사선차폐 등)에 대한 건전성을 유지하고, 운영기간 중 유지보수 과정에 폐기물의 발생을 최소화 하고 이를 안전하게 관리할 수 있도록 설계하였다. 본 논문은 설계수명이 종료된 금속용기 본체 및 내/외부 구조물에 대한 방사화 평가를 통해 정량적인 방사능 재고량에 대한 정보를 제공한다. 본 논문에서는 금속용기 본체 및 구성품의 방사화 방사능 재고량은 MCNP5 ORIGEN-2 평가체계를 이용하여 계산하였으며, 각 구성품의 화학조성, 중성자속 분포, 반응률 및 저장기간 동안 중성자조사 기간을 반영하여 평가하였다. 평가결과, 설계수명 이후 10년 경과시 모든 금속재질에서 $^{60}Co$의 방사능이 기타 핵종들에 비하여 가장 큰 방사능을 띄는 것으로 나타났으며, 중성자차폐체인 수지에서는 수명직후 $^{28}Al$ 및 $^{24}Na$등의 고에너지 감마선을 방출하는 핵종은 반감기가 짧아 0.5년 이후에는 무시할 수 있는 수준으로 나타났다. 또한, 사용후핵연료 제거후 캐니스터 및 금속용기 본체에 대한 표면 선량률 평가결과, 상당히 낮은 값을 나타내어, 해체 시 작업자가 받는 피폭선량은 무시할 수 있는 수준으로 평가되었다. 본 평가방법은 사용후핵연료 금속겸용용기 해체 시 계획의 수립 및 해체작업 종사자의 피폭선량 예측, 방사성폐기물의 관리/재활용 등의 기본자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Composites Research
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• 제26권1호
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• pp.29-35
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• 2013

복합재료 샌드위치 구조는 굽힘 강성을 향상시키고 복합재 적층판에 비해 30% 이상의 무게를 절감할 수 있다. 그러나 일반 금속에 비해 제작과정에서 발생되는 재료물성의 불확실성이 많이 내재되어 있으므로 신뢰성 기반 확률론적 설계방법이 요구된다. 본 논문에서는 안전계수를 이용한 고전적인 설계 방법이 구조물의 안전을 보장하지 않는다는 확률론적 증거를 제시하기 위하여 단순화된 복합재 샌드위치 동체에 대해 PMS(Probabilistic Margin of Safety)를 계산하였다. 이 과정에서 CMCS(Crude Monte-Carlo Simulation)에 의해 계산된 확률밀도함수를 이용하였다. 더 나아가 신뢰성 기반 최적설계를 수행하고 효율적인 계산을 위해 RBDO-MPDF(RBDO by Moving PDF) 방법을 제시하였다. 본 논문의 결과는 구조물의 신뢰성을 보장하기 위한 개선된 설계 방법과 효율적인 신뢰성 기반 최적설계 방법 연구에 유용할 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제2권3호
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• pp.1-9
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• 1998

풍력에너지는 자연의 에너지를 이용하므로써 환경문제와 경제적 측면에서 다른 대체 에너지보다 훨씬 유리하여 세계 여러 나라에서 각광을 받고 있다. 경제적인 이유로 풍력발전을 위한 회전날개가 대형화 되고 있으며, 경량화를 위해 복합재 구조등의 첨단 항공기술이 적용되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 500㎾급 중형 풍력 발전시스템을 개발함에 있어, 적합한 공력 성능을 갖는 경량화 복합재 회전날개의 개선 설계를 수행하였다. 회전날개의 경량화를 위해 기 설계된 쉘-스파 구조물을 쉘-스파-샌드위치 구조물로 설계를 수정하였고, 배선형 해석을 통해서 경량화에 따른 대변형 문제를 검토하였으며, 파괴응력보다 낮은 상태에서 발생되는 국부좌굴에 의한 구조물의 안전성을 검토하였다. 또한, 허브의 금속재 삽입부분의 전단핀에 의한 핀 홀 주위의 응력해석을 수행하여 충분히 안전함을 확인하였고, 수정 설계된 구조물이 운용구간내에서 공진이 발생하지 않음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.455-466
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• 1990

영문자 및 기호를 인식할 수 있는 프로그램을 개발하였으며, 이 소프트웨어로 전처리 수행한 결과 속도의 한계성이 있었다. 이 속도의 한계를 극복하고자 신경회로망 알고리즘을 이용해 전처리 과정용 집적회로 칩을 설계하였다. 설계된 칩은 잡음제거, 선형화, 세선화 및 특징점 추출을 위한 것이다. 이 칩들은 단층 구조 퍼셉트론 신경회로 모델에 따라 CMOS 이중 금속 2um 설계 규칙에 의하 설계되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.173-176
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• 2012

본 논문에서는 평판형 방사소자를 이용한 새로운 원형편파용 혼 안테나를 제안한다. 본 안테나는 평판형 마이크로스트립 안테나와 구형 혼으로 구성되며, 혼 내부에 삽입되는 마이크로스트립 안테나는 혼에 전력신호를 여기하는 급전부이자 편파기로서 동작한다. 또한, 마이크로스트립 안테나는 고이득, 높은 고립도 특성과 함께 광대역을 구현하기 위하여 금속 스페이서를 삽입한 적층형 구조로 설계되었다. 제안된 구조를 통하여, 혼 안테나는 급전부와 편파기와 같은 부가적인 구조를 별도로 설계하지 않음으로써 안테나의 소형화를 도모할 수 있다. 제안된 안테나는 8.6dBi의 이득과 4.8%의 3-dB 축비 대역폭을 가지며, 특히, 높은 대역에서 원형편파로 동작되는 이동통신 및 위성통신 분야의 다양한 안테나 시스템에 적용될 수 있다.