• 비파괴검사학회지
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• 제22권2호
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• pp.177-186
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• 2002

본 논문에서는 3차원 형태의 결함을 가진 지하매설 가스관에서 누설자속(magnetic flux leakage, MFL) 탐상 법을 사용한 결함 검출에 관하여 연구하였다. 영구자석과 요크로 구성된 자기 시스템을 유한요소법을 사용하여 해석하고 동작점을 설정하였다. 가스관이 충분히 포화되지 않은 경우에는 측정이 곤란하며, 과대포화 된 경우에는 결함에 의한 누설자속의 변화량이 적어서 측정이 곤란하므로 적정한 값을 설정하여야 하므로 자기 시스템의 동작점은 결함이 있을 때 누설자속 증가율이 최대가 되도록 설정하여야 한다. 본 논문에서는 3차원 비선형 유한요소법을 사용하여, 가스관에 결함이 있는 경우 결합의 크기, 깊이에 따른 결함신호를 예측하여 그 결과 가스관 포화상태의 적절여부, 홀 센서 range 및 resolution의 적정도 등을 연구하였다. 또한 홀 센서의 민감도 형장을 위하여 back-yoke를 사용하여 측정신호를 향상시키는 방법을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.143-152
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• 2014

본 연구에서는 콘크리트내로 침투하는 염소이온을 모니터링하기 위하여, 스크린프리트 기법으로 염소이온 반응형 부식센서를 개발하고, 센서의 세선 수가 부식반응도 및 민감도에 미치는 영향을 실험을 통하여 정량적으로 분석하였다. 개발된 부식센서를 이용하여 염소이온량에 따라 부식 반응도을 확인하였으며, 센서의 파괴정도에 따른 저항변화에서는 단선형 센서보다 다선형 센서에서 큰 저항 변화를 나타내었다. 또한, 부식센서는 NaCl 수용액의 농도가 높은 만큼 센서의 저항변화가 크고, 콘크리트 내에서 센서 종류에 따른 부식저항은 단선형보다 다선형에서 민감도가 높게 나타났으며, 센서의 매설깊이가 클수록 저항변화 사이클 (cycle)은 증가하였다. 이상의 결과로, 본 연구에서 개발된 부식센서는 염분에 대한 부식반응과 민감도, 저항의 변화를 감지할 수 있었으며, 특히 7세선이 우수한 결과를 나타내어, 염분의 침투정도를 모니터링 하는데 가장 적합하다고 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제8권3호
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• pp.1-7
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• 2004

최근 가스관용으로 압력손실이 큰 동관의 사용은 점차 줄어들고 있는 추세이며, 한편으로는 폴리에틸렌관이 신소재배관재료로서 사용되어 지고 있다. 폴리에틸렌관은 화학적으로 안정성이 높아 부식에 강하고 반영구적으로 사용할 수 있으며, 유연성이 좋아 설치와 유지관리가 편한 장점이 있다. 그러나 외부에 노출되었을 때 쉽게 열화되므로, 주로 저압가스용 매설배관으로서 사용하고 있는 실정이다 그러나 매설배관으로 사용되는 폴리에틸렌관의 사용 중에 발생하는 결함에 대한 비파괴적 평가에 대한 연구는 거의 없다. 본 연구에서는 폴리에틸렌 배관의 건전성을 평가하기 위해 다양한 결함을 상정하여 볼 베어링 충격시험에 따른 음향방출에 의한 신호특성을 평가하였다. 폴리에틸렌 배관의 결함 형상에 따라 파형 및 중심주파수의 구별이 가능하였다. 특히, 노치결함이 있는 경우 노치의 각도와 깊이에 따라 AE신호의 특성이 다르게 나타났다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2007년도 춘계학술발표회
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• pp.51-56
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• 2007

일반적으로 해저케이블 보호공법에는 매설공법이 많이 사용되고 있으나 한국 연안역에서는 양식어장이라고 하는 특수한 여건과 조업선박의 어구어법으로 인하여 다양한 형태의 보호공법이 사용되고 있다. 현재 한국의 해저케이블에 적용되어 있는 보호공법에는 해양의 저질 상태에 따라서 깊이를 달려하는 매설공법, 연속적인 Concrete mattress 공법, 주철관과 U-duct를 이용한 공법, Concrete bag을 쌓는 공법, 돌을 쌓는 Rock Berm공법, Mortar bag 을 쌓는 공법 및 FCM(Flexible Concrete Mattress)공법 등이 있다. 이와 같은 보호 공법은 설치 해역의 해양환경특성과 친환경적인 공법보다는 해저케이블의 위해요소에 대한 안정성만을 고려하여 해저케이블 보호공법을 선정하여 시공하고 있다. 따라서 본 논문은 해저케이블 위해요소와 수심, 해저질, 파력 등의 해양환경특성과 보다 친환경적인 측면을 고려하여 해양환경특성별 적정 보호공법을 제시한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 춘계합동학술대회 논문집
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• pp.11-20
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• 2002

본 논문에서는 3차원 형태의 결함을 가진 지하매설 가스관에서 누설자속(magnetic flux leakage, MFL) 탐상법을 사용한 결함 검출에 관하여 연구하였다. 영구자석과 요크로 구성된 자기 시스템을 유한요소법을 사용하여 해석하고 동작점을 설정하였다. 가스관이 충분히 포화되지 않은 경우에는 측정이 곤란하며, 과대포화된 경우에는 결함에 의한 누설자속의 변화량이 적어서 측정이 곤란하므로 적정한 값을 설정하여야 하므로 자기 시스템의 동작점은 결합이 있을 때 누설자속 증가율이 최대가 되도록 설정하여야 한다. 본 논문에서는 3차원 비선형 유한요소법을 사용하여, 가스관에 결함이 있는 경우 결함의 크기, 깊이에 따른 결함신호를 예측하여 그 결과 가스관 포화상태의 적절여부, 홀 센서 range 및 resolution의 적정도 등을 연구하였다. 또한 홀 센서의 민감도 향상을 위하여 back-yoke를 사용하여 측정신호를 향상시키는 방법을 제안하였다.

• 한국가스학회지
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• 제24권4호
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• pp.10-17
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• 2020

신뢰도 기반 평가법은 천연가스배관의 기하학적 형상 변화, 기계적 특성, 하중변화 및 운영조건을 평가 인자로 사용하여 천연가스배관의 건전성 평가 관리의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 구조신뢰성 평가 시 배관의 파손확률은 외부하중에 대한 배관재료의 저항성과의 관계에 의해 평가된다. COMREL 프로그램을 사용하여 내압, 열응력 및 굽힘응력과 같은 복합응력에 의한 천연가스배관의 파손확률을 평가했다. 천연가스배관의 파손확률 평가 시 매설깊이는 1.5~30m, 차량바퀴하중은 2.5~20톤, 온도차는 45℃, 운전압력은 6.86MPa 그리고 토양밀도는 1.8kN/㎥를 사용하였다. 천연가스배관의 파손확률은 Von-Mises 응력 기준에 의해 복합응력 하의 최대허용응력 기준으로 평가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.35-47
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• 2017

지반의 열적 거동은 대부분 열전도에 국한되어 연구가 진행되었으며, 자연대류 현상에 대한 연구는 매우 미비한 실정이다. 지반의 온도증가는 간극수의 밀도변화에 따른 부력을 유발하여 자연대류를 발생시키게 된다. 유체역학 관점에서 다공질 재료내의 자연대류 해석의 제약조건에 대하여 논의하고, 거시적 관점에서 완전 결합된 열-수리-역학적인 지배방정식을 이용한 대류현상에 대한 수치해석 기법을 제시하였다. 실내 열전도도 측정을 위한 탐침기 실험에 대한 수치실험은 자연대류를 무시하고 평가된 열전도도의 불확실성에 대하여 논의하고, 모델식과의 오류를 최소화하기 위한 적정한 실험조건을 제시하였다. 해저 전력선의 매설은 해저면 0.2m 깊이에서의 온도상승을 $2^{\circ}C$로 제한하고 있으나, 투수성이 큰 지반재료에 대한 수치해석결과는 기준온도를 초과하는 것으로 나타났다. 해저면의 온도와 열-수리-역학적 물성은 전력선의 매설설계에 중요한 설계인자이며 자연대류의 영향을 고려하여야 한다. 특히, 큰 투수성을 갖는 지반내에 열원이 존재하는 경우, 간극수의 밀도변화에 따른 자연대류가 중요한 열전달의 인자가 되므로 이를 고려한 해석을 수행하여야 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권11호
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• pp.697-703
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• 2023

본 연구에서는 부식에 의한 관두께 감소를 예측하여 수정 간접평가법을 개발하였다. 수정 평가법과 직접평가법과 비교를 통해 노후상수관을 선정함에 있어 정확도를 확인하였다. 가중치 조정은 기존 평가항목의 중요도에 따라 수질부식성, 토양부식성, 매설깊이, 도로형태의 가중치를 낮추고 관두께의 가중치를 추가하는 방법으로 가중치를 산정하였고 그 결과 관두께의 가중치는 0.1530으로 결정하였다. 직접평가법과 비교한 결과 기존 간접평가법에 비해 수정 간접평가법의 정확도가 31.03% 상승한 것으로 분석되었다. 수정 간접평가법을 통해 노후 상수관의 개량 우선순위 선정 시 기존 간접평가법보다 정확하고 효율적으로 노후관을 선정할 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.555-565
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• 2018

최근 임시 지보, 보강 및 지하수 차수와 같은 다양한 지질공학분야에서 차수 및 지반보강 공법으로 인공동결공법(artificial ground freezing method)이 적용되고 있다. 인공동결공법은 지중에 매설된 동결관 내로 냉매를 순환시켜 대상 지반에 차수벽 및 지지체의 역할을 할 수 있는 동결벽체(frozen wall)를 형성한다. 본 연구에서는 해성 점토지반(marine clay)에 대한 인공동결공법 현장실증시험을 수행함으로서 인공동결공법에 따른 해성 점토지반에서의 동결속도(freezing rate)를 평가하였다. 현장실증시험은 지중에 3.2m 깊이로 매설된 동결관 내로 초저온 냉매인 액화질소를 순환시키는 방법으로 단일공 시험과 동결벽체 형성 시험을 수행하였다. 자동밸브를 통해 유출되는 액화질소의 온도를 일정하게 유지시켰으며, 동결과정에서 동결관 외벽 및 지중의 온도변화를 측정하였다. 시험결과, 단일공 시험은 부피가 약 $2.12m^3$인 원기둥 모양의 동결체를 형성하는데 총 3.5일 동안 약 11.9ton의 액화질소가 소요되었고, 동결벽체 형성 시험은 부피 약 $7.04m^3$의 동결벽체를 형성하는데 총 4.1일 동안 약 18ton의 액화질소가 소요된 것으로 산정되었다. 임의의 깊이에서 동결면적이 동결반경의 제곱에 비례하기 때문에 동결반경이 증가할수록 방사방향 1차원 동결속도가 감소하였고, 이를 바탕으로 방사방향 1차원 동결속도 예측식을 제시하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.1120-1131
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• 2006

본 연구는 combined integration/matrix method에 의해 다양한 접지 시스템의 특성을 모의할 수 있는 수치 해석 기법에 관한 연구이다. Combined integration/matrix method는 접지 시스템을 일정한 길이의 요소로 분할하여 미리 적분을 한 후 적분된 길이 요소 기법에 대해 matrix method를 사용하는 방법으로 연산 시간 및 해석시 에러 발생을 줄일 수 있다. 이를 위해 본 연구에서는 수치 해석시 분할 요소 길이에 대한 오차 분석을 통해 최적의 요소길이 산정 방법을 제시하였으며 이를 통해 실규모 접지 시스템의 다양한 형태의 접지 시스템의 성능 분석이 가능하도록 하였다. 오차 분석을 토대로 접지 전극의 길이와 매설 깊이에 따라 적절하게 요소의 길이를 도출한 결과 분할하고자 하는 요소의 길이는 매설 깊이와 접지 도체의 길이에 주요한 상관 관계가 있음을 알 수 있었으며 본 연구에서 제시한 수치 해석 모델링 방법에 따라 3 % 이내의 해석 정확도를 얻을 수 있었다. 또한, 이를 다중 접지계 해석에 적용하여 현재 산업 플랜트 접지 방식에서 가장 논란이 되고 있는 전원 접지계와 신호/통신 접지계의 공통 접지 및 분리 접지의 영향 평가 등에 활용될 수 있음을 보여주었다.