• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3336-3344
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• 2014

본 연구의 목적은 소규모 응집침전모듈의 개발 및 lab-scale 테스트를 통한 실증이다. 최근 하수처리율이 높아짐에 따라 비점오염원 관리에 대한 관심이 높아지고 있어 소규모 처리장치 개발의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구의 응집침전모듈은 응집공정 이후 외부 영역에서 선회류를 통한 플럭(floc)의 추가 성장 및 미세 플럭 수의 감소, 내부 침전 영역에서 수직 수평류 복합침전방식을 통한 침전효율 증대로 효과적인 고액분리가 가능토록 하였다. 응집침전모듈은 수직 수평류 복합침전 방식을 통해 재래식침전조에 비해 같은 체적에서 침전면적 및 표면부하율을 4.4배 증가시킬 수 있었다. 본 연구에서 외부 및 내부 침전 영역에서의 선회류 형성 유지와 내부 침전영역에서의 균등한 유량분배를 본 공정의 중요한 설계인자로 선정하였고, 이의 도출을 위해 유체유동해석 모델인 FLUENT를 이용하였다. 선회류 유동경향 모사를 통해 유입속도, 외부조의 규격, 하부콘호퍼 깊이 등을 결정하였고 속도분포 및 유량분배 해석을 통해 유출공 직경과 개수, 유출홀 직경 등 내부 침전영역의 세부 규격을 도출하였다. $60{\ell}/hr$규모의 파일럿 테스트 결과 20분의 체류시간 동안(표면부하율은 $37.3m^3/m^2$일)탁도 300~800 NTU의 폐수를 고분자응집제 주입 없이 10 NTU 이하로 처리할 수 있었으며, 유체유동해석 모델을 활용한 설계인자 도출의 가능성을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제27권5호
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• pp.22-27
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• 2013

The present work dealt with the high temperature thermal shock properties of 316 stainless steels, in conjunction with a detailed analysis of their microstructures. In particular, the effects of the thermal shock temperature difference and thermal shock cycle number on the properties of 316 stainless steels were investigated. A thermal shock test for 316 stainless steel was carried out at thermal shock temperature differences from $300^{\circ}C$ to $1000^{\circ}C$. The cyclic thermal shock test for the 316 stainless steel was performed at a thermal shock temperature difference of $700^{\circ}C$ up to 100 cycles. The characterization of 316 stainless steels was evaluated using an optical microscope and a three-point bending test. Both the microstructure and flexural strength of 316 stainless steels were affected by the high-temperature thermal shock. The flexural strength of 316 stainless steels gradually increased with an increase in the thermal shock temperature difference, accompanied by a growth in the grain size of the microstructure. However, a thermal shock temperature difference of $800^{\circ}C$ produced a decrease in the flexural strength of the 316 stainless steel because of damage to the material surface. The properties of 316 stainless steels greatly depended on the thermal shock cycle number. In other words, the flexural strength of 316 stainless steels decreased with an increase in the thermal shock cycle number, accompanied by a linear growth in the grain size of the microstructure. In particular, the 316 stainless steel had a flexural strength of about 500 MPa at 100 thermal-shock cycles, which corresponded to about 80% of the strength of the as-received materials.

• 한국추진공학회지
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• 제19권3호
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• pp.83-88
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• 2015

열차폐 코팅(Thermal Barrier Coating) 기술의 하나로 연구되는 전자빔(EB, Electron Beam) 증착에 사용되는 코팅재료는 증착 공정 중에 고출력의 전자빔이 조사되기 때문에, 균일코팅을 위해서는 증착 중 코팅재료의 형상유지 및 안정한 융탕 형성이 필요하며, 이를 위해 적절한 밀도와 미세구조를 갖춘 잉곳(Ingot) 형태의 코팅소스가 요구된다. 본 연구에서는 8 wt%의 이트리아($Y_2O_3$)가 안정화제로 첨가된 지르코니아(8YSZ) 조성을 활용하여, 고출력 전자빔 조사환경에 사용가능한 잉곳제조를 위해 최적의 원료분말 조건을 확보하고자 하였다. 제조된 잉곳시료들에 대한 전자빔 조사 시, 수십 마이크론과 수십 나노 크기의 입자들로 구성된 혼합형 분말로 제조된 잉곳의 경우, 나노크기의 분말만으로 제조된 경우보다 향상된 열충격 저항성을 보였다.

• 환경영향평가
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• 제30권6호
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• pp.380-392
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• 2021

어린 학생들에 대한 HQ (Hazard Quotient) 기반으로 학교교실 실내 공기질 지수 (IAQI-S)를 개발하였다. IAQI-S는 PM₁₀, PM_2.5, CO₂를 포함하며, IAQI-S의 기준농도는 지정된 HQ값을 통해 산출하였다. 본 연구에서 개발한 IAQI-S를 이용하여 2017년 11월부터 2020년 12월까지 실시간으로 측정한 전국 46개 학교 123개 학급을 평가해보았다. 종합지수 평가 결과, PM₁₀의 93.1%, PM_2.5의 94%가 '좋음'과 '보통' 등급에 포함되었다. 8시간 예측 이동 평균을 기반으로 한 IAQI-S는 CAI(Comprehensive Air-quality Index) 및 외국에서 발표되었던 IAQI와 비교하였다. IAQI-S는 CO₂를 포함하며 대기질지수 (CAI)에 비해 더 엄격한 수준으로 구성되어 있음을 알 수 있었다.

• 한국주조공학회지
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• 제41권5호
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• pp.434-444
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• 2021

본 연구에서는 미소기공과 Si석출상의 파단으로 구성되는 유효기공 면적분율에 대한 인장특성의 결함민감도 관점에서 Al-Si합금의 인장특성을 공정 Si입자의 분포양상 변화에 대하여 평가하고자 하였다. Al-xSi(x=2,5,8,11)합금의 주방상태 미세조직인 망상구조의 공정 Si입자는 T4처리를 통하여 과립형태로 변형시켰으며, CT분석과 주사전자현미경 관찰을 통하여 미소기공의 분포와 크기를 평가하였다. CT분석과 주사전자현미경의 비교분석을 통하여 인장변형과정에서의 균열성장이 최대 기공율을 포함하는 국부영역에서 발생함을 확인할 수 있었다. 그럼에도 불구하고 이들 분석방법에는 미소기공 인접영역에서의 소성변형집중과 미소기공의 분포양상에 의해 파생되는 실제적인 차이를 포함하기 때문에 정확히 일치된 결과를 얻을 수 없었다. 유효기공 면적분율의 변화에 대한 인장강도와 연신율의 변화는 과립형태보다 망상구조 정출상의 분율변화에 더욱 민감한 의존도를 가진다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.584-588
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• 2019

디젤엔진 시스템은 미세먼지 배출의 엄격해진 저감/제어 기준을 충족하기 위해서 산화촉매는 매우 중요한 기술 중에 하나이다. 본 연구에서는 효율적인 soot산화의 촉매로 Ag 나노입자가 loading된 $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_3$ 섬유상 web 촉매를 제시하였다. 제조된 촉매는 FE-SEM, EDS mapping, XRD, XPS 분석을 통해 특성을 평가하였다. Soot 산화성능측정결과 Ag의 효율적인 촉매특성과 증가된 soot입자와 표면의 접촉면적으로 인하여 50% 산화온도 평가($T_{50}=490^{\circ}C$)에서 자연적인 산화보다 $151^{\circ}C$ 가속화된 것을 확인하였다. 따라서 Ag가 loading된 촉매와 3차원적인 web 구조는 soot 산화에 효율적인 촉매후보군으로 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.598-603
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• 2019

삼차원 형상 측정 기술은 다양한 산업에서 활용하고 있는 기술이다. 그 중, 광 삼각법에 기초한 광학식 삼차원 형상 측정 기술들은 매일 공장에서 오랜 시간 동안 대량의 삼차원 형상 측정을 하고, 미세한 측정 또한 요구되는 반도체 생산품 검사 분야에서 주로 사용된다. 이러한 광 삼각법 기반의 삼차원 측정 장비들의 구성 요소인 광원과 구동 회로는 장시간 작동하게 되면 발열이 나타나게 되고 장시간 작동하며 주변의 온도가 일정하지 않은 상황에 노출되기도 하여 온도로 인한 측정 오차가 발생하게 된다. 본 논문에서는 장시간 반복해서 사용하는 PMP(Phase Measuring Profilometry) 형상 측정법에서의 열 변위 보정에 관한 방법을 제안하였다. PMP 형상 측정법 기반의 삼차원 형상 측정 장치를 구현하여 10시간에 걸쳐 물체의 높이와 주변 온도를 측정하는 실험을 진행하였고, 측정된 온도와 높이 값을 이용하여 단순 선형 회귀 분석을 하여 회귀직선을 얻었다. 이 회귀직선을 이용하여 온도에 따른 높이 측정값의 오차를 보정하게 되면 정상적인 측정값에서의 오차 값이 139.88 um(Micrometer) 에서 13.12 um로 보정되는 것을 확인하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.592-601
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• 2019

관상동맥 시술을 위해 혈관 조영 X-선 영상은 시술 진단 및 보조에 유용하게 활용된다. 삼차원의 복잡한 구조를 가진 관상동맥을 이차원 X-선 영상에서 기존의 단일기법만을 사용하여 정확히 분할하는 것에 어려움이 있으며, 특히 혈관이 중간에 끊어지거나 말단부위혈관이 유실되는 현상으로부터 오차가 크게 발생하는 경향이 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 기존 단일기법으로 초기분할 단계를 거친 후, 초기분할결과를 기반으로 정교한 보정영역을 설정하는 단계, 보정영역을 대상으로 패치기반 지역보정을 수행하는 단계가 수행된다. 본 연구를 통해 끊긴 혈관을 보완한 분할 결과를 구할 수 있을 뿐만 아니라 미세혈관까지 포함하지 못한 참 값의 한계점을 해결할 수 있다. 또한, 존재하는 기존 관상동맥 분할방법들에 융합하여 추가적인 성능개선을 얻어낼 수 있다. 본 논문에서는 Fully convolutional network 기반 깊은 신경망 네트워크인 U-net을 활용하였으며, 제안된 보정방법을 융합하여 기존 U-net 단일 모델 대비 성능이 상당히 개선된다는 것을 실제 여러 환자들의 데이터 셋을 통하여 증명하였다.

• 한국주조공학회지
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• 제39권2호
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• pp.26-31
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• 2019

In this study, the mechanical characteristics and microstructure of hypereutectic Al-17Si-5Fe extruded alloys prepared by a rapid solidification process (RSP) were investigated. The hypereutectic Al alloy was fabricated by means of RSP and permanent casting. For RSP, the Al alloy melted at $920^{\circ}C$, cooling the specimens at a rate of $10^6^{\circ}C/s$ when the RSP was used, thus allowing the refining of primary Si particles more than when using permanent casting, at a rate of about 91%. We tested an extrusion RSP billet and a permanent-cast billet. Before the hot-extrusion process, heating to $450^{\circ}C$ took place for one hour. The samples were then hotextruded with a condition of extrusion ratio of 27 and a ram speed of 0.5 mm/s. Microstructural analyses of the extruded RSP method and the permanent casting method were carried out with OM and SEM-EDS mapping. The mechanical properties in both cases were evaluated by Vickers micro-hardness, wear resistance and tensile tests. It was found that when hypereutectic Al-17Si-5Fe alloys were fabricated by a rapid solidification method, it becomes possible to refine Si and intermetallic compounds. During the preparation of the hypereutectic Al-17Si-5Fe alloy by the rapid solidification method, the pressure of the melting crucible was low, and at faster drum speeds, smaller grain alloy flakes could be produced. Hot extrusion of the hypereutectic Al-17Si-5Fe alloy during the rapid solidification method required higher pressure levels than hot extrusion of the permanent mold-casted alloy. However, it was possible to produce an extruded material with a better surface than that of the hot extruded material processed by permanent mold casting.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.117-124
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• 2019

대규모 유한요소 모델을 빠르게 해석하기는 위해서 병렬 희소 솔버를 필수적으로 적용해야 한다. 이 논문에서는 미세하게 변화하는 시스템 행렬을 대상으로 연속적으로 해를 구해야 하는 문제에서 효율적으로 적용가능한 반복-직접 희소 솔버 조합 기법을 소개한다. 반복-직접 희소 솔버 조합 기법은 병렬 희소 솔버 패키지인 PARDISO에 제안 및 구현된 기법으로 새롭게 행렬값이 갱신된 선형 시스템의 해를 구할 때 이전 선형 시스템에 적용된 직접 희소 솔버의 행렬 분해(factorization) 결과를 Krylov 반복 희소 솔버의 preconditioner로 활용하는 방법을 의미한다. PARDISO에서는 미리 설정된 반복 회수까지 해가 수렴하지 않으면 직접 희소 솔버로 해를 구하며, 이후 이어지는 갱신된 선형 시스템의 해를 구할 때는 최종적으로 사용된 직법 희소 솔버의 행렬 분해 결과를 preconditioner로 사용한다. 이 연구에서는 첫 번째 Krylov 반복 단계에서 소요되는 시간을 동적으로 계산하여 최대 반복 회수를 설정하는 기법을 제안하였으며, 주파수 영역 해석에 적용하여 그 효과를 검증하였다.