• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제2권2호
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• pp.161-173
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• 1991

앉은 자세에서 동적 작업을 수행하는 6명의 실험대상자에 작용하는 관절 모멘트에 대해 통계학적인 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 곧게 앉은 자세에서 1kg의 물체를 오른손에 들고 가슴 앞쪽에서 어깨 높이로 물체를 왕복으로 움직이는 작업에 대하여 미시간대학 생체역학 실험실에서 얻은 실험자료를 사용하였다. 각 실험대상자에게 동일한 작업을 3 번씩 수행하게 하여 얻은 자료를 기초로 3 차원 생체역학 모델을 사용하여 손목, 팔꿈치, 어깨관절, 세번째 요추관절, 고관절, 무릎 및 발목과 같은 주요 관절에 작용하는 모멘트를 계산하였다. 관절 모멘트의 실험대상자 사이의 차이와 수행 사이의 차이를 고찰하기 위하여 선형상관계수와 이원분산분석을 적용하였다. 세번째 요추관절에서 가장 큰 크기의 모멘트가 작용하였고 가장 큰 변화량을 나타내었으며, 모멘트와 본 연구에서 시도한 모멘트의 차원을 갖는 량 사이에 선형적인 상관관계를 찾을 수 없었으며, 각 관절에 작용하는 모멘트의 최대값과 변화량은 3번의 수행 사이에서 통계학적으로 동일하지만 6 명의 실험대상자 사이에는 통계학적으로 동일하지 않다는 결과를 얻었다.

• Composites Research
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• 제31권5호
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• pp.251-259
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• 2018

본 논문에서는 섬유강화복합재의 멀티스케일 해석을 위해 필요한 대규모/소규모 통계적 체적요소 모델을 개발하였다. 미시영역모델의 크기효과를 최소화하기 위해서 섬유를 최대한 포함한 거대모델을 구성하였다. 이를 위해 국부 영역의 요소 절단법을 이용하여 전체 유한요소 크기에 상관없이 신속한 격자 섬유/기지의 모델링이 가능한 요소생성기를 구성하였다. 이를 통해 대규모 통계 체적 모델을 도출하여 체적모델의 크기에 따른 국부하중 공유의 차이를 고찰하고, 섬유방향의 연속체손상역학모델을 BSVEs 모델 해석으로부터 도출 하였다. BSVEs 모델을 보편적인 RVE모델과 비교 검증하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.1035-1042
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• 2014

엔진 마찰 저감은 엔진 개발의 중요한 항목이 되어왔다. 엔진의 기계적 마찰 손실 중 피스톤계의 마찰이 40~55%에 해당하고, 피스톤 부분의 마찰을 제거할 수 있다면 투입되는 전체 에너지의 5% 정도 향상시킬 수 있다. 엔진의 마찰 손실을 감소시키기 위해서 각 요소에서의 마찰 수준, 이에 영향을 미치는 인자에 대한 분석 및 다른 엔진들과의 비교분석이 필요하다. 하지만 기존 연구에서 마찰이 발생하는 윤활막의 연구들이 유체역학 바탕의 모델링에서 수행해 왔으나, 피스톤계의 윤활막이 크게는 마이크로에서 작게는 나노단위의 영역에 해당하므로 분자들간의 상호관계를 고려할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 엔진 실린더 라이너를 따라 형성하는 유막의 운동을 미시적으로 접근하여 분자들간의 상호작용에 따른 마찰변화를 제시하고자 한다.

• Composites Research
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• 제15권5호
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• pp.27-34
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• 2002

본 연구의 목적은 (주)한국와이바의 CF3327 평직 복합재료의 열전도도를 실험적으로 계측하고 이를 이론적인 예측과 비교하는데 있다. 열전도도 계측을 위하여 비교계측법의 원리를 이용한 실험 장치를 제작하였으며 열전도도가 잘 알려진 그라파이트를 실험함으로써 장비의 정확성을 확인하였다. 미시역학적인 방법은 섬유 및 기지의 물성, 섬유체적비, 직조 형태 등의 변수들이 복합재료의 유효물성치에 미치는 영향을 평가하는데 유용하다. 본 연구에서는 3차원 직-병렬 열저항 개념을 주기적으로 반복되는 평직의 단위구조에 적용하여 열전도도를 예측하였다. 해석 결과를 실험 결과와 비교한 결과 잘 일치함을 확인하였고 섬유체적비가 에폭시 수지 복합재료의 열전도도에 미치는 영향을 고찰하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권3호
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• pp.71-80
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• 2020

발사체 분석을 위한 CFD 소프트웨어인 LVAFoam을 개발하기 앞서 발사체의 연소기, 터보 펌프 및 외부유동의 시뮬레이션에 사용된 해외의 인하우스 CFD 소프트웨어 및 상용 CFD 소프트웨어에 대한 조사를 수행하였다. 인하우스 소프트웨어로는 NASA, 미시시피 주립대학, DLR, Bertin Technologies & CNES, CERFACS 및 JAXA의 솔버들과, 상용 소프트웨어로는 FLUENT, CFX, Adavance/FrontFlow/red, GASP, CRUNCH CFD, CFD-ACE+, FINE^TM/Turbo, STAR-CCM+ 의 솔버들을 정리하였다. 발사체 분석을 위한 각 소프트웨어의 계산 사례가 제시되었으며, 개발된 LVAFoam이 간략하게 소개되었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권5호
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• pp.35-42
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• 2022

본 논문에서는 효율적인 파손해석을 위해 등가 이방성 복합재 평판으로 가정된 복잡한 적층 패턴을 가진 복합재 적층판의 기계적 등가 물성을 예측하였다. 등가 이방성 복합재 평판의 강성은 고전적층판 이론을 기반으로 정의하였으며, 미시역학적 파손이론이 적용된 복합재 적층판의 파손 거동을 묘사할 수 있는 등가 파손방정식을 새롭게 정의하였다. 최종적으로 유한요소해석 결과와 비교하여 제안된 이론을 검증하였으며, 제안된 이론은 높은 계산 효율성과 단순성이라는 이점 때문에 항공우주분야 복합재 적층판의 파손 특성 분석에 적합하다고 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.593-609
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• 2021

본 연구에서는 입자기반 개별요소모델(grain-based distinct element model, GBDEM)을 이용하여 결정질 암석 내 포함된 균열의 열-역학적 거동을 평가할 수 있는 수치해석기법을 제시하고 열에 의한 균열의 미끄러짐 거동을 해석하였다. 이는 DECOVALEX-2023 프로젝트 Task G의 일환으로 수행된 벤치마크 모델링 연구로, Task G는 결정질 암반 내 균열의 열-수리-역학적 복합거동을 해석하기 위한 수치해석기법을 개발하는 데에 목표가 있다. 여기에서는 Voronoi diagram을 이용하여 다면체 개별입자의 집합체로서 해석모델을 생성하고, 입자 및 입자간 접촉에서 발생하는 열-역학적 거동을 개별요소프로그램인 3DEC을 통해 해석하였다. 암석 시험편의 탄성거동을 재현하기 위하여 등가연속체 개념을 적용하여 입자와 접촉의 미시물성을 산정하였으며, 균열에 상응하는 접촉에는 Coulomb slip model을 부여하여 인장강도와 전단강도를 갖는 불연속면을 모사하였다. 경계응력과 열응력에 의한 균열의 거동을 수치적으로 모델링하였으며, 경계조건에 따라 균열의 미끄러짐이 발생하는 열-역학적 메커니즘을 정량적으로 분석하였다. 해석 결과, 본 연구에서 제시한 해석모델이 암석 내 열팽창과 열응력의 증가, 균열 응력과 변위, 경계조건의 영향 등을 합리적으로 재현하고 있음을 확인하였다. 본 연구의 해석모델은 Task G에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 실내실험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.

• 터널과지하공간
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• 제31권4호
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• pp.270-288
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• 2021

본 연구에서는 입자기반 개별요소모델(grain-based distinct element model, GBDEM)을 이용하여 암석 균열의 역학적, 수리적 거동을 평가할 수 있는 수치해석기법을 제시하고 해석해와의 비교를 통해 검증하였다. 이는 DECOVALEX-2023 프로젝트 Task G의 일환으로 수행된 벤치마크 모델링 연구로, Task G는 결정질 암반 내 균열의 열-수리-역학적 복합거동을 해석하기 위한 수치해석기법을 개발하는 데에 목표가 있다. 본 연구에서는 사면체 개별 입자들을 이용하여 해석모델을 생성하고 3DEC을 이용하여 입자와 접촉에서의 거동을 해석하였다. 이 과정에서 등가연속체 개념을 적용해 입자기반모델의 미시물성을 산정할 수 있는 새로운 기법을 제시하였다. 한편, 균열 경사각과 거칠기, 경계응력조건 및 압력 조건에 따른 해석을 실시하여 각 해석조건이 균열의 수직, 전단방향 거동에 미치는 영향을 살펴보았다. 해석 결과, 제안된 수치모델은 경계응력에 따른 균열의 미끄러짐(fracture slip)과 유체 압력에 따른 균열의 개방(fracture opening), 균열 경사에 따른 응력 분포, 거칠기로 인한 전단변위의 구속 등을 합리적으로 재현하고 있음을 확인하였다. 수치해석을 통해 계산된 균열의 수직방향, 전단방향 변위는 모두 해석해를 통해 계산된 값과 거의 일치하는 결과를 보였다. 본 연구의 해석모델은 Task G에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 다양한 조건의 실내시험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권4호
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• pp.308-313
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• 2014

최근 주거건축물의 장수명화를 위해 건축물을 내부공간구성을 벽식구조에서 라멘구조로 변화하면서 경량복합패널의 사용이 증가하는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 염화마그네슘 첨가율에 따른 산화마그네슘 경화체의 공학적 특성을 연구하여 경량복합패널의 표면재로 사용하기 위한 기초적 자료로 사용하고자 한다. 실험결과, 염화마그네슘 첨가량이 증가함에 따라 유동성은 증가되었으며, 공기량은 감소하였고, 초결과 종결은 느려졌다. 휨강도와 압축강도에서는 염화마그네슘 첨가율 40%의 시험체가 가장 높은 강도를 발현하였으며, 흡수율의 경우 염화마그네슘 첨가율 20%의 시험체가 가장 낮은 흡수율을 나타내었다. 길이변화에서는 염화마그네슘 첨가율이 증가함에 따라 팽창양이 증가하는 경향을 나타내었으며, 미시구조를 관찰한 결과 바늘형상의 수화생성물을 볼 수 있었다. 이 수화생성물이 광물성 섬유조직 형태를 가지고 있어 높은 휨강도를 발현한 것으로 판단되며, 또한 팽창의 원인으로 판단된다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권7호
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• pp.857-870
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• 2007

명시적 액체-얼음상 미시물리 과정을 포함하는 구름 분해 모형(ARPS: Advanced Regional Prediction System)을 이용하여 2차원 그리고 주변 바람이 없는 경우에 뇌우 유출의 구조와 진화를 조사하였다. 고해상도 격자 간격(50m)을 이용하여 유출의 난류 구조를 명시적으로 분해하였다. 모사된 단세포 스톰과 스톰과 연관된 Kelvin-Helmholtz(KH) 빌로우(billow)는 발달, 성숙, 소멸의 생애 단계를 가졌다. 구름 역학과 미시물리 사이의 상호작용으로 야기된 이차 맥동과 대류 세포의 분활이 관측되었다. 상대적으로 건조한 하층 대기를 낙하하는 빗방울과 우박의 증발에 기인한 찬 하강류는 뇌우 찬 공기 유출을 야기시켰다. 유출 머리는 거의 일정한 속도로 이동하였다. KH 불안정에 의해 생성된 KH 빌로우는 유출 상부에서 난류 혼합을 야기하였으며 유출의 구조를 지배하였다. KH 빌로우는 유출 머리에서 생성되었고 돌풍 전선에 상대적으로 뒤쪽으로 이동함에 따라 성장하고 소멸하였다. 가장 빨리 성장하는 섭동의 수평 파장과 임계 시어층 깊이의 비 그리고 KH 빌로우의 수평 파장과 최대 진폭의 비에 대한 수치 모사 결과는 다른 연구 결과와 잘 일치하였다.