• 대한토목학회논문집
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• 제29권4A호
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• pp.281-290
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• 2009

혼합구조체의 강-콘크리트 경계면은 하중이 증가함에 따라 합성작용 저하, 미세균열, 슬립 및 분리 등으로 비선형 거동을 나타내어 부분합성에 적합한 해석기법이 필요하다. 스터드의 상세해석을 통하여 이를 실현할 수 있으나 이는 해석 결과의 실효성에 비해 시간과 비용이 많이 투입되기 때문에 본 연구에서는 접합부의 경계비선형과 강-콘크리트의 재료비선형을 고려하여 더욱 정확한 강 콘크리트 혼합구조 해석기법을 제안하였다. 접합부의 경계면의 비선형성은 인터페이스 요소를 이용하여 모델링한다. 이를 위해 먼저 경계면의 비선형 거동 물성치를 산정하여야 한다. 경계면의 물성은 push-out test 등을 통하여 얻을 수 있는데 이는 기존에 연구되었던 실험결과를 이용하였다. 강과 콘크리트의 재료비선형을 고려하기 위해 콘크리트의 압축부는 Drucker-Prager 모델을 이용하고, 강재는 von-Mises 모델과 2개의 직선으로 이상화한 응력-변형률 관계를 적용하였다. 해석의 검증을 위해 프리스트레스트 콘크리트-강 혼합구조를 갖는 혼합거더의 정적 휨 거동에 관해 해석하여 기존의 실험결과와 비교하였다. 제안된 혼합구조 해석 기법을 이용하여 경계면의 비선형 모델을 변화시켜가면서 해석을 수행하여 강-콘크리트 혼합구조체의 거동을 분석하였다. 이후 경계면의 선형 해석방법과 완전부착을 가정하는 해석방법의 결과와 비교 분석하여 제안한 비선형 해석기법의 타당성을 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.190.2-190.2
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• 2016

메탄은 변환을 통해 아세틸렌 및 수소와 같은 에너지 생산에 보다 유용한 기체를 얻을 수 있다. 메탄의 열분해 온도는 약 1,200 K로 알려져 있으며, 그 이상의 고온 환경 및 첨가물을 제공한 경우 효과적인 변환을 기대할 수 있다. 이러한 고온 환경 및 화학반응을 제공할 수 있는 시스템으로 열플라즈마 반응로가 있다. 일반적인 열플라즈마는 아크 방전이나 고주파 유도결합 방전으로 플라즈마 발생기에서 발생시킨 이온화된 열유체로 10,000 K 이상의 초고온과 최대 수천 m/s의 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 효율적인 메탄 변환을 위한 저전력 아크 플라즈마 발생기 및 반응로 내부의 온도 및 속도장을 전산모사하여 열유동 특성을 분석하였다. 아크 플라즈마 토치 영역의 전산해석은 전자기적 현상과 고온 열유동의 유체역학적 현상이 함께 작용하므로 기존에 사용되고 있는 전산유체 역학적인 방법론에 전자기적 현상에 대한 보존 방정식이 결합된 자기유체역학(Magnetohydrodynamic, MHD)방법을 이용하였고, 반응기 내부의 복잡한 열유동은 안정적인 계산이 가능한 상용 전산 유체역학(Computational Fluids Dynamics, CFD) 코드를 MHD 코드를 이용한 전산해석 결과 및 고온 물성치와 결합하여 해석하였다. 전산해석에 사용된 운전 변수로는 방전기체인 아르곤과 수소의 전체 유량을 45 L/min 으로 고정하고 수소의 비율을 0%, 6%, 12.5%, 20%로 하였으며, 각 유량 조건에서 입력 전력을 0.7 ~ 2.5 KW로 변화시켜 전체 15종의 운전조건에 따른 전산해석을 수행하여 각각의 운전변수에 따라 입력전력 기준 오차 1 ~ 28%에 해당하는 결과를 도출하였다. 본 연구를 통해 개발된 전산해석 방법을 이용하여 다양한 조건에서 아크 플라즈마 반응로 내부의 온도 및 속도장에 대한 전산해석 결과를 제시하였고, 효율적인 메탄 변환 공정을 개발하기 위한 아크 플라즈마 반응로의 설계조건 및 운전 조건을 제시할 수 있는 기반을 확보하였다.

• Composites Research
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• 제31권3호
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• pp.99-103
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• 2018

본 연구에서는 스캐닝 자유공간 측정 시스템을 이용하여 전자기적 특성을 가지는 표준 시편에 대한 전영역 유전율 분포를 가시화한다. 먼저 테플론 두께 차이에 따라, 유전율 측정 결과, 유전율 실수와 손실정접 측정결과가 두께변화에도 타측정과 이론치와 비교하여 신뢰할 수 있는 결과를 획득하였고 이어 Glass/epoxy 시편에 적용하여 재료에 따라 다른 유전율 분포가 나타나는 것을 제시하였다. 스캔영역을 통해, 시편 전영역에 대한 유전율 분포를 가시화 할 수 있었으며, 재료 물성 평가를 넘어 레이돔 혹은 스텔스 구조 규모의 대상체에도 적용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.119-131
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• 2005

댐 안정성 평가를 위하여 불포화 이론을 이용한 침투해석 기법이 널리 사용되고 있으나 지반의 불포화 거동에 대한 인식 부족과 실험절차의 번거로움으로 인하여 입력 물성치에 대한 체계적인 실험과 평가가 일반화되지 못하고 있는 실정이다. 불포화 수리특성에 따라 침투수량 및 간극수압 분포 등 댐체 및 제방의 침투거동이 달라지나 국내 지반에 대한 실험자료 부족으로 대부분 단순 추정에 의한 값을 사용하고 있다 본 연구에서는 불포화 수리특성이 댐체의 침투 거동에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 함수특성곡선과 투수계수곡선에 대하여 고찰하고 수치해석을 수행하였다. 해석결과 변수 a와 n은 값이 클수록, m은 값이 작을수록 중력에 의한 침윤선의 하강이 빨리 발생하였다. 유한차분 형식에 의해 개략적으로 계산한 민감도는 침윤선 부근에서 가장 크게 나타났고 시간에 따른 민감도의 변화에는 함수특성곡선의 기울기와 관련된 n값이 가장 큰 영향을 주었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.155-165
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• 2005

러브파와 레일리파는 표면파로서 각 파가 가지는 분산특성을 활용하여 지반의 강성주상도를 파악할 수 있는 특징을 가지고 있다. 이 중 러브파는 한 방향에 대한 응력-변위만 고려하기 때문에 수치적 모델링이 간단하고 전파시에는 이론적으로 체적파의 영향 및 밀도의 변화가 없어 각 각의 물성치를 갖는 다층구조지반에서 적용성이 높다고 할 수 있다. 이러한 장점을 활용하여 러브파와 레일리파의 분산정보를 같이 이용하여 동시역산해석을 할 수 있는 기법이 제안되었다. 동시역산해석기법은 본 논문을 통하여 수치해석, 이론모델, 그리고 현장시험을 통하여 검증되었다. 수치해석에서는 2, 3차원 유한요소해석과 전달행렬법의 결과를 비교하였고, 이론모델해석에서는 각 각의 역산해석에서의 결과를 서로 비교하여 검토하였다. 더불어, 현장에서 SASW시험을 수행하여 제안된 동시역산해석기법의 적용성을 검토하였다. 검토 결과, 각 표면파의 정보를 동시에 고려하는 것이 과도한 발산을 방지하고 해의 정확도를 향상시키는 것으로 확인되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권6호
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• pp.292-298
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• 2002

비정질 코디어라이트에 판상형 알루미나를 첨가하여 미세구조를 제어함으로써 저 유전율과 저 열팽창계수를 갖는 세라믹 기판재료를 연구하였다. 판상형 알루미나는 4종류의 크기를 갖는 분말을 사용하였으며, 그 첨가량을 달리하며 각 조성의 기계적 성질, 유전상수, 및 열팽창계수의 거동을 고찰하였다. 슬립 케스팅 후 $1300^{\circ}C$에서 2시간 동안 소결된 시편은 순수한 코디어라이트에 비하여 80 MPa의 향상된 강도치를 보였으며, 실리콘 칩의 열팽창계수에 접근하는 $3.5 \times 10^{-6}/^{\circ}C$의 열팽창계수 값을 보였다. 판상형 알루미나의 특성에 의해 형성된 소결체 기지내의 고립기공은 알루미나의 첨가에 의해 발생되는 유전상수의 증가를 억제시켰으며, 1 MHz에서 5.0의 유전상수 값을 나타내었다.

• 터널과지하공간
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• 제11권4호
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• pp.362-367
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• 2001

지반에서 겨울에 발생할 수 있는 단단한 상부층은 방진벽의 진동차단성능을 변화시킬 수 있다. 본 논문은 상부에 단단한 층이 존재하는 층진 지반(layered soil)에서 표면파의 진동전파와 강성 방진벽의 진동차단 성능에 관한 것이다. 연구는 이차원문제로, 경계요소법을 이용한 수치해석적 방법에 의해 수행되었으며, 진동원은 수직방향으로 조화가 진을 받는 줄기초이다. 검토된 지반은 세 가지로, 균질의 반무한 지반과, 단단한 상부층의 두께를 달리하는 두 개의 지반이다. 단단한 상부층을 갖는 지반에서는 굴절의 지반과 비교하여 아주 커다란 진폭의 감소가 나타났으며, 진동전파 속도의 경우, 물성치에 의해 계산으로 구해지는 진동전파 속도만큼의 크기가 나타나지 않았다. 더욱이 동결지반에서의 진폭은 비동결지반에서 보다 거리에 따라 아주 작은 값이 구해졌다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권9호
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• pp.943-951
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• 2014

마이크로/나노 압입시험에 사용되는 각뿔 혹은 원뿔형 압입자의 선단 형상은 제작한계 및 사용 중 마모 등으로 인해 필수적으로 곡면 형태를 띄게 된다. 많은 압입시험 관련 연구에서 각뿔형 압입자의 선단 형상은 편의상 구형으로 가정한 후, 얕은 압입에 대한 구형압입 이론식을 적용하고 있다. 이러한 가정에는 근본적으로 두 가지 문제점이 있는데, 첫 번째로 이론해의 정확성은 재료 물성치 및 압입자 형상에 따라 변화한다는 점이며, 두 번째로 각뿔형 압입자의 실제 선단 형상은 이상적인 구형이 아니라는 점이다. 본 연구에서는 유한요소해석에 기반하여 압입시험에 미치는 이 두 요소의 영향을 분석한다. 먼저 탄성 구형 압입시험에 대해 푸아송비와 하중-변위 곡선의 상관관계를 살펴보고, 이를 기반으로 수정된 구형 탄성 압입 관계식을 제시한다. 이어 가정된 Berkovich 선단 형상의 3차원 유한요소해석으로부터 압입깊이에 따른 하중-변위 곡선의 특성을 분석한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.129-142
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• 2016

지표침하를 발생시키는 다양한 원인 중에 하나로 알려진 지하에서 발생되는 공동은 지반의 불연속적 특징이다. 그러므로 기존의 연속체해석으로 분석하기에는 한계가 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 지표침하를 발생시키는 구형지하공동에 대해서 개별요소법을 활용하여 분석하였다. 지표침하에 영향을 미치는 구형지하공동의 특성인자로서 지반의 물성치, 구형지하공동의 심도 및 크기를 선택하였고, 각 특성인자들의 값의 변화가 지표침하에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 또한 지하공동의 직경에 대한 상대적 깊이와 지표침하의 관계를 분석하였고, 이를 통해 지하공동의 붕괴 예측 및 보강유무를 결정하기 위한 근간을 제시하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.43-48
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• 2010

현재 노상토의 특성평가를 위한 실내실험은 주로 충격다짐방법을 적용한 Proctor다짐(A다짐 또는 D다짐)이 이용되고 있다. 그러나, 현장의 경우 로울러를 이용한 압착형태의 다짐방법이 이용된다. 이러한 실내다짐방법과 현장다짐방법의 차이는 결국 실내실험으로부터 결정된 노상토의 물성치 적용시 상당한 오차를 포함함을 의미한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 선회다짐기를 이용한 흙의 다짐평가를 시행하였다. 선회다짐기는 교통하중에 의해 발생하는 아스팔트 혼합물의 현장 밀도를 실내에서 재현하기 위해 제작된 것으로 현장에서 얻어지는 골재입자의 배열과 유사하게 다진다는 장점이 있다. 하지만, 선회다짐기는 초기 아스팔트 시편 제작을 위해 설계되었기 때문에 흙의 다짐도 평가에는 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 본 연구의 목적은 선회다짐기를 이용하여 흙의 다짐시험을 할 때 발생되는 문제점을 파악하고, 그 해결방안을 제시하는데 있다. 이를 위하여 다짐압력, 다짐횟수, 다짐속도에 따른 다짐 전 후의 함수비 및 무게 차이를 비교하고, 다짐 후 함수비변화가 일어나지 않는 최대함수비를찾고, 다짐곡선 작도에 미치는 영향을 알아보았다.