• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.87-95
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• 2011

본 논문에서는 유한요소해석법을 사용하여 역우산형 쌍곡포물선쉘구조물을 해석하고 그 결과를 기존의 막이론에 의한 설계식의 결과치와 비교하였다. 또한 지붕면의 경사도를 달리하며 경사도에 따른 처짐 및 테두리보와 내부경사리브에 작용하는 부재력, 쉘면에 작용하는 막응력의 변화를 살펴보았다. 해석결과 기존의 막응력에 의한 이론해는 테두리보 및 내부경사리브에 대한 부재력을 과대평가하는 반면 막응력에 대해서는 반대로 과소평가를 하고 있는 것으로 나타났다. 유한요소법에 의해 해석한 지붕의 처짐은 경사도가 낮아짐에 따라 급격하게 증가되는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.817-824
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• 2010

약 콘크리트 격납구조물은 구조적 안전성이 뛰어나고 경제적이므로 원자력발전소 격납건물, LNG 저장탱크 등에 널리 사용되고 있다. 격납구조물 중 지붕 돔의 형태는 구조적 안전성, 물량 및 시공 난이도에 큰 영향을 미치므로 최적의 두께와 곡률을 도출하고자 하는 노력이 필요하다. 한편 일반적으로 PSC 구조로 설계되는 링빔은 이러한 돔을 지지하여 벽체의 변형을 최소화시키는 역할을 하며, 단면 크기와 더불어 프리스트레스 수준을 적절히 결정하는 것이 설계의 핵심이 된다. 이 연구에서는 축대칭 회전쉘의 막이론을 적용하여 본설계 시의 유한요소해석에 앞서 돔과 링빔의 초기 형상이나 프리스트레스 수준을 효율적으로 결정할 수 있는 기법을 제안하였다. 이러한 기법을 국내에서 시공된 격납구조물의 돔과 링빔에 적용하여 분석하고 단면 형상이나 프리스트레싱 설계에 대한 개선 방안을 고찰하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.139-140
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• 2010

콘크리트 격납구조물의 돔과 링빔은 서로 접합된 상태로 단면력 분포에 있어 상호 영향을 미치기 때문에 연계 해석이 필요하다. 이 연구에서는 축대칭 회전쉘의 막이론을 적용하여 본설계시의 유한요소해석에 앞서 돔과 링빔의 초기 형상이나 링빔의 프리스트레스 수준을 효율적으로 결정할 수 있는 기법을 제안하였다.

• 전산구조공학
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• 제4권1호
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• pp.32-35
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• 1991

본 고에서는 막구조 해석.설계시의 주요 내용을 각 해석단계별로 간략히 소개하였다. 막구조는 막이론 자신이 가진 근사성, 요소의 탄성 특성의 근사, 막면 요소로 곡면을 나타내는 기하학적 근사 등으로 구조물의 형태, 막재료의 동특성에 따라 해석시 오차가 발생하게 되며, 또한 구조설계 단계에서 막 판넬 제작 및 시공에 대한 고려가 되지 않으면 그 오차는 더욱 크게 된다. 따라서 향후, 보다 정확한 막구조의 설계를 위해서는 섬유직포에 코팅한 막재의 역학적 특성을 보다 잘 표현할 수 있는 막재모델의 정식화, 막재단도 해석시 무장력 상태의 설계곡면을 구하는 방법, 막판넬을 접합하고, 장력을 도입하는 시공과정을 고려한 실초기 평형상태 및 시공과정 해석법에 대한 연구가 계속 되어야 한다. 또한 초기형상 해석에서 시공과정 해석까지 전 설계과정을 공통 Data Base에서 일관 작업이 가능하도록 막구조통합 설계 System의 개발이 필요하다.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.800-809
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• 1987

본 연구에서는 원통에 대하여는 Donnel 식과 Flugge식을 사용하여 원통의 유 한길이에 대한 일반적인 해를 구하였고, 평판에 대하여는 막이론과 굽힘이론을 사용하 여 일반해를 구한 후 중첩하였다. 평판과 원통에 발생하는 미정력계를 구하기 위하 여 가장 합리적이라고 생각되는 접합부에 모든 미정력계가 집중하여 작용한다고 가정 하고, 이 부분에서 평판과 원통의 각각에 대한 하중, 모우멘트, 기울기, 변위 등이 연 속하도록 접한조건식을 세웠다.그리고 이론해석의 타당성을 알아보기 위하여 S 45C 강재로 플러시타잎의 모델을 제작하여 실험을 행하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.105-113
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• 2008

쉘형 구조물은 외력에 대해 효과적으로 저항할 수 있어, 두께를 얇게하면서 대공간 구조물을 만들 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점은 구조형태에 크게 의존한다. 그러므로 많은 설계자들은 최적 형태를 설계에 반영하고자 하지만, 이는 간단치 않다. 지금까지 보다 최적의 형태를 얻기 위한 많은 기법들이 발표되어 왔고, 이들은 각각 장단점을 나타낸다. 본 논문에서는 최적의 곡면을 얻기 위해 기하학적 비선형을 고려한 유한요소법을 이용한 비교적 간단한 방법을 제안한다. 이러한 방법을 이용하여 다양한 쉘형 곡면에 적용하여 최적곡면을 얻고, 이를 비교한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.144.2-144.2
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• 2010

Bipolar plate는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)에서 핵심 부품 중의 하나이고, 전해질 막이나 촉매 등에 비해서는 상대적으로 쉽게 접근할 수 있기 때문에 많은 연구가 수행되고 있다. Bipolar plate를 제조하는 기술은 크게 금속을 프레스 가공하는 방법, graphite 판을 직접 밀링하는 방법 및 고분자/카본계의 press molding 법 등 3가지로 분류되며, 본 연구에서는 3번째 방법에 의해서 bipolar plate를 대량 생산하는 방법에 대해 연구하였다. 고분자 매트릭스는 에폭시계 수지를 사용하였고, 카본계 재료는 graphite 분말과 carbon nanotube를 사용하였다. 이들 재료들을 일정한 비율로 혼합한 후 differential scanning calorimetry(DSC)를 사용하여 열분석 하였고, 그 결과를 Kissinger equation에 대입하여 경화반응 속도론을 연구하였다. 또한, 경화된 에폭시/탄소 복합재료의 전기전도도, 유리전이온도, 표면에너지 특성 등을 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.11-20
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• 1993

쌍곡 포물선 '안장' 쉘의 극한(極限) 거동(擧動)을 슈퍼 컴퓨터에 개발한 유한요소(有限要素) 컴퓨터 프로그램으로 연구(研究)하였다. 잘게 자른 3 모델을($16{\times}16$, $32{\times}32$과 $64{\times}64$) 이용하여 탄성(彈性)과 비탄성(非彈性) 해석으로 유한요소 망(mesh)의 수렴관계를 연구하였으며, 해석 결과 $32{\times}32$ 모델의 해(解)가 $64{\times}64$ 모델의 결과에 매우 가깝게 나타나서, 이 모델이 수렴하고 있음을 보여 주었다. 비탄성(非彈性) 해석 결과(結果) '안장' 쉘이 상당한 응력(應力)재분포 능력(能力)을 갖고 있었으며, 극한 상태에서 콘크리트의 균열과 철근의 항복이 전체 젤에 걸쳐서 나타났다. 이 현상에 따라 응력 분포가 고전적인 막이론(膜理論)(Membrane theory)의 결과에 접근하고 있음을 관찰할 수 있었다. 개발된 컴퓨터 프로그램은 설계시에 콘크리트 쉘구조물의 비선형 극한거동을 산정하는데 매우 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.87-98
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• 2012

본 연구에서는 쉘의 테두리를 보가 둘러싸고 있는 전통적인 형태와 모서리보를 제거한 형태의 모임지붕형 쌍곡포물선쉘구조의 유한요소해석결과비교를 통해 모서리보의 역할을 확인하고, 또한 지붕의 경사도의 영향을 분석하였다. 유한요소해석에 의하면 쉘면에 작용하는 하중은 쉘 대각선 방향의 아치작용을 통해 모퉁이의 지점에 직접 전달되므로 막이론에 비해 테두리보에는 부재력이 작게 작용하고 모퉁이의 지점 부분의 쉘에는 응력이 증가되는 것으로 나타났다. 모서리보를 제거하면 지점 부근의 쉘에 더욱 응력이 집중되고 경사진 모서리 부분의 처짐이 증가하는데 이와 같은 현상은 지붕의 경사도가 낮아짐에 따라 현저해지는 것으로 나타났다. 따라서, 모임지붕형 쌍곡포물선쉘 구조에서는 지점 부분의 쉘두께를 보다 증가할 필요가 있으며 경사도가 낮은 쌍곡포물선쉘 구조의 모서리보 제거는 주의가 필요한 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.196-196
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• 2011

팔라듐-구리 합금 분리막은 세륨산화물로 전처리된 다공성 니켈 지지체 위에 마그네트론 스퍼터 공정과 구리리플로우 공정에 의해 제조되었다. 스퍼터 공정은 얇고 치밀한 팔라듐 합금 분리막 증착을 위해 아주 효과적이다. 본 연구에서는 고온 스퍼터 공정에 의해 증착된 팔라듐 상부에 유동성과 열적확산이 우수한 구리를 코팅한 후, 반도체 분야에서 기가 패턴 매립시 사용하는 구리리플로우 공정을 도입하였다. 구리리플로우 공정은 치밀하고 미세기공이 존재하지 않는 표면을 구현하고 무한대의 수소 투과도를 가능하게 한다. 이로써 마그네트론 스퍼터에 의해 $200^{\circ}C$에서 팔라듐과 구리를 순차적으로 코팅한 후, $700^{\circ}C$에서 2시간 구리리플로우 공정을 실시하여 $7.5{\mu}m$ 두께의 팔라듐-구리 합금 분리막이 제조되었다. 세륨산화물(CeO2)은 고온에서 장시간 운전하는 동안 다공성 니켈 지지체의 금속성분이 팔라듐 합금층으로 확산하는 금속의 확산 문제를 개선하고자 지지체와 코팅층 사이에 확산방지막으로 도입되었으며, 균일한 스퍼터 증착을 위해 평탄한 표면의 지지체를 구현하였다. 투과도 테스트는 100-400kPa 의 압력차, 673-773K 의 온도 조건에서 순수한 수소가스로 실시하였다. 표면 미세기공이 없는 치밀한 팔라듐-구리 합금 분리막은 혼합가스에서 질소의 투과 없이 수소만을 투과하는 무한대의 우수한 분리도를 나타내었으며, 상용온도 $500^{\circ}C$에서 12.6ml/$cm^2{\cdot}min{\cdot}atm$의 수소 투과 능력을 보였다. 본 연구에 의해 제조된 팔라듐-구리 합금 분리막은 표면 미세기공이 없는 치밀한 분리막 제조를 가능하게 하였으며 열팽창계수가 팔라듐과 매우 비슷한 세륨산화물($CeO_2$)로 인해 지지체층과 코팅층과의 접합력이 향상되고 수소취성에 강하고 높은 열적 안정성을 갖는다.