• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.9-17
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• 2021

빌딩, 자동차, 선박, 항공기 등에서 원형 아치의 사용 증가로 인해 이러한 구조물의 동적 거동 해석에 있어 괄목할 만한 성과가 있어 왔다. 탄성 원형 아치의 안정성 거동 해석분야는 많은 연구자들의 관심분야였다. 전통적으로 미분방정식의 해법은 유한차분법 혹은 유한요소법으로 해결해왔다. 복잡한 기하학적 구조 및 하중으로 인한 과도한 컴퓨터 용량의 사용과 복합알고리즘 프로그램의 어려움을 극복하기 위하여 미분구적법(DQM)이 많은 분야에 적용되어왔다. 상미분방정식 혹은 편미분방정식의 해를 구하기 위한 효율적인 방법 중의 하나는 미분구적법이다. 또한 비선형 구조, 하중, 혹은 재료 물성 치로 인한 과도한 컴퓨터 용량의 사용과 복합알고리즘 프로그램의 어려움을 극복하기 위하여 미분구적법(DQM)이 지금도 많이 사용된다. 본 연구에서는, DQM을 이용하여 중면 신장 및 회전 관성의 영향을 고려한 원형 아치의 내 평면 진동을 분석하였다. 다양한 매개변수 비, 경계 조건, 그리고 열림 각에 따른 기본 진동수를 계산하였다. DQM 결과는 활용 가능한 다른 엄밀해 혹은 다른 수치해석과 비교하였다. 해석결과에 따르면 DQM은, 적은 격자점을 사용하고도, 엄밀해 결과와 일치함을 보여주었고, 중면 신장 및 회전 관성이 원형 아치의 기본 진동수에 미치는 영향을 분석할 수 있게 했다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.538-544
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• 2021

기술성숙도평가는 기술적 위험을 사전에 식별하여 무기체계 개발사업의 위험도를 관리하는 절차이다. 현재 규정상 기술성숙도는 해당 레벨의 충족항목 비율 및 미충족 항목이 사업에 미치는 영향의 정도, 대책수립 여부 등을 고려하여 판정한다. 그러나 미충족 항목이 사업에 미치는 영향의 정도를 판단하기 위한 객관적이고 정량적인 기준이 규정에 제시되지 않기 때문에 평가자의 주관적 판단에 기술성숙도평가 결과의 차이가 발생할 수 있다는 위험성이 존재한다. 또한 기술성숙도 체크리스트 내 각 항목의 중요성이 사업별로 상이하나 기술성숙도 평가 과정에서 고려되지 않는 제한점이 있다. 특히, 전투기 등 국외도입 복합체계와의 연동이 기술적 위험요소로 언급되는 사업의 기술성숙도평가 수행 시 체크리스트 내 구성품 개발기술수준 또는 체계 구조정의 등과 관련한 항목 대비 체계 연동 및 외부 인터페이스와의 통합 등과 관련한 항목의 만족여부가 상대적으로 중요하나 평가 결과에는 이와 같은 요소가 반영되지 않기 때문에 현재 기술성숙도평가 절차의 보완이 필요하다. 본 논문에서 제시하는 기술성숙도평가 개선방안을 통해 사업별 특성 및 기술성숙도 체크리스트 세부항목의 중요도를 정량적으로 반영할 수 있다. 이를 통해 기술성숙도평가 결과의 신뢰성과 객관성을 개선가능하다. 제안하는 개선방안의 기대효과는 복합체계인 항공기의 성능개량 사업을 예시로 분석 및 제시한다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제7권11호
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• pp.447-455
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• 2017

현대 산업에서 복합재료를 폭넓게 사용하고 있다. 특히 섬유를 기반으로 하여 레진으로 경화시킨 섬유 강화 플라스틱의 재료는 우수하면서도 비강도, 비강성이 뛰어난 경량화 소재로 주목받고 있다. 이 중에서도 탄소섬유를 이용한 탄소섬유강화 플라스틱은 다른 섬유와 달리 뛰어난 기계적 특성을 지녀 차량과 항공기 등 고강도와 경량성을 동시에 필요로 하는 곳에 쓰이고 있다. 본 논문에서는 탄소섬유강화 플라스틱으로 구성된 CT시험편으로 섬유 설계에 따른 인장특성을 해석적 연구를 통해 규명한다. 구멍을 가진 CFRP복합재료의 응력해석에 있어서, 인장환경에서의 파괴경향을 파악한다. 또한 적층각도에 따른 결과를 통하여 해석결과 값에 있어 적층각도 60°로 구성된 해석모델에서 가장 낮은 응력값이 발생함과 사전크랙의 변형에너지 가장 낮음을 알 수 있었다. 본 연구 결과를 토대로 실제 실험으로 적용된 구조물에서의 파괴형상을 예측하기 위한 기반데이터를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제29권2호
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• pp.109-134
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• 2014

본 논문은 국내 선행연구가 아직 이루어지지 않은 2008년 EU 사법재판소의 Friederike Wallentin-Hermann v Alitalia 판결을 검토하고, EU의 항공여객보상에 관한 EC 261/2004 규칙 제5조 제3항의 특별한 사정의 의미와 판단기준을 분석한 논문이다. EC 261/2004 규칙상 특별한 사정의 의미와 그 범위는 항공운송인의 여객보상책임을 면제한다는 측면에서 매우 중요한 의의를 갖는다. 그러나 EC 261/2004 규칙의 문면상 특별한 사정의 법리해석이 명확하지 않기 때문에 이를 구체적으로 파악하기가 쉽지 않다는 문제가 있다. 2008년의 Friederike Wallentin-Hermann v Alitalia 판결에서는 이에 대한 일정한 판단기준을 설정하였다는 점에서 지금까지 많은 사례들에서 확립된 선례로 인용되고 있다. 다만 그 이론구성에 관하여는 다음과 같은 2가지의 문제점이 있다. 첫째, 본건 항공기의 기술적 문제는 EC 261/2004 규칙 전문 (14)에서 특별한 사정의 예시로 들고 있는 '예상치 못한 안전운항상의 문제'와 관련된 것이다. 그러나 EU 사법재판소는 예상치 못한 안전운항상의 의미나 그 유형에 관하여는 아무런 언급이 없고, 본건 기술적 문제를 항공운송인의 통상적인 고유한 업무라는 측면에서 강조하고 있다. 항공기의 기술적 문제, 본건에서 문제된 엔진터빈의 복합적 결함은 안전한 항공운항의 장애요인으로, 안전운항상의 문제가 명확하다. 또한 항공운송인은 실제로 항공정비에 관해 법적인 정기검사를 시행해 오고 있었으나, 예상치 못한 엔진터빈 문제로 결항이라는 예상치 못한 사정이 발생된 것이다. 또한 수차례의 항공정비에 의해서는 발견되지 않는 기술적 문제가 비행기 이륙 직전, 항공기 기장에 의해 기술적 문제로 발견되는 경우에는 특별한 사정으로 판단될 수 있는 것은 아닌가 하는 의문도 제기된다. 만약 이러한 점들이 EC 261/2004 규칙 제5조 제3항의 특별한 사정이 아니라면, 무엇이 특별한 사정으로 포섭될 수 있는지 명확하게 단언하기 어려울 것이 다. 즉, 이와 같은 논리전개에 따른다면, 본건 기술적 문제는 EC 261/2004 규칙 제5조 제3항의 특별한 사정으로 판단할 여지도 있다는 점이다. 이에 대한 판단 자체를 유보한 사법재판소의 판시사항은 문제가 있다고 본다. 둘째, EU 사법재판소는 기술적 문제의 발생빈도 자체만으로는 EC 261/2004 규칙 제5조 제3항의 특별한 사정의 존재 여부를 결정짓는 요소로 판단할 수 없다고 설명하고 있는데, 이에 대하여도 의문이 제기된다. 본건 기술적 문제의 발생빈도 횟수가 만약 극도의 비정상적인 패턴으로 발생하는 경우라면, 이를 단순히 통상적 고유업무의 범위에서만 파악할 수 있겠느냐 하는 점이다. 즉, 항공정비와 같은 기술적 문제를 해결하고자 할 때, 항공운송인이 모든 주의를 기울여 합리적인 조치를 취했음에도, 비정상적인 발생빈도의 형태로 기술적 문제가 발생하는 경우라면, 이는 특별한 사정에 해당될 수도 있게 된다. 예컨대, 평균이상의 발생빈도라는 것이 추후에 항공기의 제조상 결함과 같은 문제로 판명될 수도 있으며, 기계적 설비의 운용상 발생할 수 있는 숨은 결함으로 인해 다발적인 기술적 문제가 발생할 수도 있다. 본 사안에서 EU 사법재판소는 평균적인 발생빈도와 본건 기술적 문제의 발생빈도 간의 특이성 규명 나아가 발생빈도로 인해 특별한 사정을 구성하게 되는 실질적인 요소 및 과정 등에 대하여 상세하게 검토하지 않았다. 리딩케이스로 취급되는 본 판결의 해석론 치고는 다소 아쉬운 점이라 볼 수 있겠다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.265-274
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• 2018

빌딩, 자동차, 선박, 항공기 등에서의 곡선보 사용 증가가 이러한 구조물의 동적거동해석에 필요한 정확한 해법 발전에 괄목할 만한 기여를 해왔다. 탄성곡선 보의 안정성거동은 많은 연구자들의 한 과제분야였다. 전통적으로 미분방정식의 해법은 유한치분법이나 유한요소법으로 해결해왔다. 이러한 방법들은 복잡한 기하학적 구조 및 하중에 따른 격자점의 증가로 많은 컴퓨팅시간을 요구한다. 편미분방정식의 해를 구하기 위한 효율적인 방법 중의 하나는 미분구적법이다. 복잡한 기하학적 구조 및 하중 은 컴퓨터 용량을 과도하게 사용할 뿐만 아니라, 복합알고리즘 프로그램의 어려움을 극복하기위하여 미분구적법(DQM)이 많은 분야에 적용되어왔다. DQM을 이용하여 곡선 보의 아크 축 신장을 고려한 내 평면 좌굴을 등분포 하중 하에서 해석하였다. 다양한 매개변수 비, 경계조건, 그리고 열림 각에 따른 임계하중을 계산하였다. DQM 결과는 활용 가능한 다른 엄밀해와 비교하였다. DQM은 적은 격자점을 사용하고도 엄밀해 결과와 일치함을 보여주었다 (0.3% 미만). 다양한 변경에 따른 새로운 결과가 또한 제시 되였고, 그 결과는 곡선 보의 좌굴거동에 중요한 역할을 보여주었고, 다른 수치해석결과 혹은 실험결과비교에 사용될 수 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제23권1호
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• pp.44-50
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• 2013

E-glass 섬유는 항공기, 자동차, 레져기구의 복합재료 보강용으로 가장 널리 사용되는 유리섬유이다. 그러나 최근 E-glass 섬유의 원재료비 상승, 환경문제 및 화학적 저항성과 기계적 특성을 향상시키기 위해 산화붕소 함량을 8 %에서 0(제로)까지 감소시키는(소위 'Boron free E-glass'라고 불리는) 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 'BF(Boron free E-glass)' 조성의 벌크유리와 섬유유리를 제조하고, 열적특성 및 광학적특성을 평가하였다. 5~10 %의 서로 다른 알루미나 함량을 갖는 배치를 $1550^{\circ}C$에서 2시간 용융하여 'BF(Boron free E-glass)'가 얻어졌고, 81~86 %의 높은 가시광투과율, $4.2{\sim}4.9{\times}10^{-6}/^{\circ}C$의 낮은 열팽창계수, $907{\sim}928^{\circ}C$의 연화점을 갖는 투명하고 맑은 유리가 얻어졌다. 'BF' 섬유 시편에 대한 화학적내구성 시험에 있어서는 알루미나 함량이 높아질수록 더 좋은 침식저항성을 나타냄을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.688-695
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• 2017

CFRP는 금속에 비해 가벼우면서 강도 및 강성과 내열성 등 기계적 특성이 매우 뛰어나 다양한 분야에서 사용되어지고 있으며 최근 우주항공 분야에 까지 사용되어지고 있지만 외부 충격하중으로 인하여 내부에 발생되는 손상에 대해서는 매우 취약한 단점을 보이고 있다. 본 연구는 외부 충격을 받은 CFRP 적층판의 내부 충격손상에 대해 반복적인 사용에 따른 파괴에 이르기까지의 강도를 고찰함으로써 우주항공 분야에 사용되는 항공기 외판의 설계를 위한 설계 데이터를 확보하기 위한 실험적 연구이다. 실험 빙법으로는 적층구성을 달라하여 제작된 의사등방형 CFRP 시험편과 직교이방성 CFRP 시험편에 대해 직경 5mm의 강구를 충돌시킴으로써 발생하는 충격손상을 관찰한 후 3점 굽힘피로실힘을 통하여 내부 층간분리 및 충격손상의 진전을 관찰하였다. 시험편 내부의 파괴가 발생하기 까지 굽힘피로실험에 따른 굽힘피로강도를 고찰한 결과 강구에 의해 충격을 받은 면이 인장을 받는 경우와 충격을 받는 경우 모두 의사등방성 적층구성의 강도가 높게 나타남을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권8호
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• pp.699-705
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• 2015

항공기가 적은 동력으로 장시간 체공을 하기 위해서는 높은 양항비(Lift Drag Ratio)와 구조경량화가 요구된다. 일반적으로 고고도 장기체공 비행기에는 가로세로비가 큰 날개가 적용된다. 또한 기체의 주요 구조물에 고강도, 고강성 탄소섬유복합재료를 사용하고, 날개의 표피(Skin)에 박막(Membrane) 소재인 얇은 마일러(Mylar)를 사용된다. 그 결과 날개 구조물이 다른 구조물에 비하여 유연해진다. 그리고 박막 소재인 얇은 마일러의 강성이 동적 안정성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 비선형 갭(Gap) 요소를 사용하여 마일러의 박막 특성을 모사하였다. 그리고 비선형해석 결과를 이용하여 등가강성을 갖는 선형 쉘(Shell) 요소로 등가모델링 하는 방법을 제시하였다. 선형 등가 쉘 모델은 멤브레인 요소법를 이용한 비선형해석 결과와 비교하여 결과의 타당성을 검증하였다. 제안된 선형등가 쉘 모델은 모드 해석에 적용하여 마일러의 기계적 물성이 고유진동수에 미치는 영향을 평가하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권2호
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• pp.321-325
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• 2020

본 연구는 첨단과학 기술이 전투개념에 미치는 영향과 AICBM 기술을 접목한 미래 육군의 전투를 새롭게 개념화 하는데 목적이 있다. '전투개념'은 시대 상황에 따라 변화하고, 다음 두 가지 사례를 통해 볼 수 있다. 첫째, 적을 분석 하여 상대적 우위를 달성하는 개념이다. 이러한 대표적인 사례가 미군이 '공지합동전투'를 '다영역작전(Multi-Domain Operations)'으로 발전시킨 경우를 들 수 있다. 둘째, 전투개념의 변화를 이끄는 '과학기술'이다. 세계 1차 대전시 육상과 해상에서의 화력전이 항공기의 출현으로 인해 세계 2차 대전에서 '공중전'으로 발전된 것이 대표적 사례이다. 이와 관련하여 미군은 '미래사령부' 창설 등을 통해 첨단과학기술을 기반으로 미래 작전환경에 부합한 싸우는 개념과 미래 군 건설에 집중하고 있다. 따라서 우리 군도 4차 산업혁명의 주요기술을 기회로 활용하여 미래 전투개념을 발전시킬 필요가 있으며, 미래의 전쟁은 첨단과학기술이 전쟁을 수행하는 개념 발전에 영향을 크게 미칠 것이며, 이는 4차 산업혁명을 근간으로 한 AICBM 기술이 초연결·초지능·초융합의 형태로 국방운영에서의 혁신을 촉진할 것이기 때문이다. 따라서 본 연구는 첨단과학 기술이 전투개념에 미치는 영향과 AICBM 기술을 접목한 미래 육군의 전투개념을 제시할 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권11호
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• pp.1145-1151
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• 2015

항공기 및 엔진의 성능 극대화와 운용 유지비 최소화로 인하여 고압터빈 구성품은 점점 더 가혹한 환경에서 장시간 운용을 요구 받고 있다. 이를 해결하기 위해 냉각 극대화, 재료의 고급화, 코팅 기술 적용 등과 함께 재료 모델링, 유한요소해석, 통계적 기법 등의 수치적 해석 방법이 광범위하게 활용되고 있다. 본 연구에서는 일방향 응고 재료의 1 단 고압터빈 노즐의 운용 환경인 터빈 노즐 입구온도분포와 장착조건의 변화에 따른 노즐의 구조 건전성을 저주기 피로 수명을 통해 평가하고 가장 유리한 조건을 모색하고자 한다. 이를 위해 냉각 설계에 의한 노즐의 금속 온도 분포는 복합 열전달 해석을 통해 얻으며, 이를 근거로 탄소성 해석을 수행하고 그 결과를 기초로 저주기 피로 수명을 평가하였다.