• 제목/요약/키워드: 비대칭 형상

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해상처분장 연직차수공을 위한 DHLT 이음부의 개발 (Development of DHLT Joint for Vertical Cutoff Walls in Offshore Waste Landfill Site)

  • 홍영호;이종섭;이동수;채광석;유정동
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제34권3호
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    • pp.43-56
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    • 2018
  • 해상처분장의 호안구조물 및 연직차수공으로 강관시트파일이 주로 사용되며, 강관시트파일은 이음부를 연결하여 주열식으로 설치가 되는 만큼 해상 고유의 횡방향 외력에 대한 구조적인 안정성이 확보되어야 한다. 본 연구의 목적은 새로 개발된 연직차수공 이음부의 구조적인 성능을 평가하는 것이다. 먼저 기존 연직차수공 이음부의 문제점을 고찰하고 시공 및 유지보수 측면에서 기존 이음부 형식과의 차별성을 갖도록 새로운 형태의 DHLT(Double H with L-T) 연직차수공 이음부를 개발하였다. 개발된 DHLT 이음부의 실규모 모형을 제작하고 이음부에 그라우트를 채워 양생시킨 후 압축 및 인장강도실험을 수행하고 그 결과를 기존 연구결과와 비교하였다. 실험결과, DHLT 이음부의 압축강도와 인장강도는 그라우트와 강재의 영향으로 인해 기존 이음부 연구결과에 비해 다소 과소평가되었다. 특히 압축강도 실험의 경우 DHLT 이음부의 비대칭 형상으로 인해 그라우트에 균열이 발생하기 전에 강재에서 먼저 항복이 발생하는 결과를 나타내었다. 본 연구를 통해 연직차수공 개발시 이음부 강도발현에 영향을 끼칠 수 있는 요인을 파악할 수 있었으며, 이를 근거로 더 향상된 연직차수공을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

산세기 조절을 통해 모양 변형이 가능한 야누스 입자의 제조 (Synthesis of Shape Reconfigurable Janus Particles by External pH Stimuli)

  • 엄나예;김종민;강성민;이창수
    • 청정기술
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    • 제20권3호
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    • pp.226-231
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    • 2014
  • 본 연구는 미세 몰드 기술을 이용하여 산세기 자극에 따라 모양이 변화하는 야누스 입자를 제조하는 방법에 관한 것이다. 야누스 입자는 산세기(pH) 응답형 단량체인 acrylic acid (AA)를 사용하여 친수성 부분을 제조하고, trimethylolpropane triacylate (TMPTA)를 사용하여 소수성 부분을 제조하였다. 제조된 야누스 입자는 산세기 변화에 따라서 친수성 부분의 팽윤이 유도되며 결과적으로 자극 응답성을 가짐을 증명 하였다. 자극 응답성 정도는 산세기의 범위 또는 AA의 조성을 다양화 함으로써 제어가 가능하다. 더 나아가 야누스 입자의 양쪽 부분이 반대 전하를 띄는 특성을 부여하기 위해 AA와 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (DAEMA)를 사용하여 양극성 야누스 입자를 제조하였다. 양극성 야누스 입자는 동일한 산세기 조건에서 서로 다른 팽윤율을 갖게 되며 비대칭적 형상을 띄게 된다. 결론적으로, 본 연구에서는 야누스 입자의 친수성 부분에 산세기 응답형 단량체를 사용함으로써, 산세기 자극에 의해 가역적으로 모양 변형이 가능한 야누스 입자를 제조하였다. 본 연구를 통해 제조된 자극 응답형 야누스 입자는 향후 바이오 센서나 검출 기구 등에 활용 될 것으로 기대한다.

외상성 뇌손상 청소년 대상 리듬청각자극(RAS) 보행 훈련 시 선율 적용 사례 (Exploring the Use of Melody During RAS Gait Training for Adolescents with Traumatic Brain Injury: A Case Study)

  • 박혜지
    • 인간행동과 음악연구
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    • 제12권2호
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    • pp.19-36
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    • 2015
  • 본 연구는 외상성 뇌손상 청소년을 대상으로 리듬청각자극(RAS) 적용 시 선율의 유무에 따른 보행 훈련 효과를 비교하고, 보행인자의 변화를 알아보고자 시행하였다. 이를 위해 3명의 외상성 뇌손상 청소년을 대상으로 사전 사후 평가를 제외한 총 8회의 보행훈련을 진행하였다. 회기별 중재 시 선율 유무에 따른 보행 속도 차이를 비교하였고, 훈련 효과에 따른 시공간적 지표 및 운동 형상학적 지표 변화 비교를 위해 VICON 370 Motion Analysis System을 사용하여 보행 지표를 측정하였다. 연구 결과 RAS 보행 훈련 시 제공한 음악 자극 형태에 따라 보행 속도에 미치는 유의미한 영향이 없으므로, 선율의 사용 유무는 보행 훈련 효과와 직접적인 관련이 없음을 알 수 있었다. 또한 사전사후 검사 결과, RAS 보행 훈련 후 분속수, 보행 속도, 활보장, 활보장 시간, 보행 대칭성이 공통적으로 개선되었으며, 대상자 모두 공통적으로 고관절 및 슬관절의 움직임에서 필요 이상의 과도한 굴곡이나 신전이 감소함에 따라 양측의 비대칭성 감소 및 움직임의 안정성이 증가한 모습을 보였다. 리듬 적용과 리듬 자극에 선율을 반영한 음악 자극 적용에 따른 보행 속도 간 차이를 비교한 본 연구 결과는 운동기능을 위한 RAS 적용 시, 일정한 간격의 리듬자극에 의한 리듬-운동 동조화가 핵심 기제로 작용함을 시사한다. 또한, 본 연구는 외상성 뇌손상 청소년을 대상으로 RAS 보행 훈련을 통한 보행 기능뿐만 아니라 보행 패턴의 개선을 살펴본 것에 의의가 있다.

주사전자현미경을 이용한 온실가루이(Trialeurodes vaporarium) 성충 부속지의 외부 미세구조 관찰 (Ultrastructure of Appendages of the Greenhouse Whitefly, Trialeurodes vaporarium, with Scanning Electron Microscope)

  • 서미자;김기덕;김남성;박수진;채순용;윤영남
    • 농업과학연구
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    • 제26권2호
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    • pp.13-18
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    • 1999
  • 온실가루이의 외부형태적 특징을 주사전자현미경 사진을 통해 관찰하였다. 우선 이들은 포탄모양의 알을 산란하는데 짧은 갈고리모양의 구조에 의해 잎 뒷면에 붙어있는 것이 확인되었다. 촉각의 길이는 0.3mm로 전체가 6마디로 구성되어 있고, 첫마디는 굵고 짧으며 둘째 마디부터 가늘고 긴 채찍모양을 하고 있다. 끝마디인 6번째 마디의 끝에는 길이가 $10{\mu}m$정도의 가늘고 비교적 긴 감각기를 가지고 있어 기주를 탐색하는 과정에서 식물체의 표면을 탐지하는데 사용하는 것으로 사료되며, 바로 밑부분에는 길이가 $7-8{\mu}m$정도의 비교적 굵은 감각기 2개가 존재하고 있는 것으로 확인되었다. 이 감각기는 반대편에는 존재하고 있지 않은 비대칭 분포를 보이고 있으며, 또한 두 개의 모양이 서로 상이함으로 볼 수 있다. 이들의 기능은 주로 기주식물을 탐색하거나 후각기능의 화학적 감각기의 역할을 하는 것으로 추정할 수 있다. 섭식생동이 이루어지는 온실가루이 구기는 전형적인 piercing-sucking type으로, 구침이 길게 잘 발달되어 있다. 구기의 끝부분은 10여개의 미세감각기가 분포하고 있어 식물체 표면을 탐색하고 맛을 보는 미각기능을 하고 있으리라 추측할 수 있다. 구침은 종종 구기에서 분리되기도 하지만, 구침을 잡아주는 지지대가 기부쪽에 자리하고 있음을 알 수 있다. 구침은 두 개의 반원형이 붙어 있는 형상을 하고 있으며, 다른 흡즙형 구침과는 달리 톱날모양의 구조를 볼 수 없었다. 한편 온실가루이의 다리 끝에 붙어 있는 발톱은 식물체에 고정시키기 위한 구조로 보이는 두 개의 갈고리 형태의 발톱과 그 사이에 중앙지지대 형태의 구조인 paranychium을 포함하여 3갈래의 구조를 하고 있다.

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폴리설폰 중공사막 구조에 대한 조용매 γ-Butyrolactone 첨가 영향 (Effect of Addition of Cosolvent γ-Butyrolactone on Morphology of Polysulfone Hollow Fiber Membranes)

  • 윤석복;이용택
    • 공업화학
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    • 제25권3호
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    • pp.274-280
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    • 2014
  • 비용매 유도 상전이(nonsolvent induced phase separation, NIPS) 방법을 이용하여 PSf (polysulfone) 중공사 분리막을 제조하였다. PSf/DMAc (N,N-dimethylacetamide)로 이루어진 고분자 용액에 조용매로 GBL (${\gamma}$-butyrolactone)을 첨가하였으며, 물을 응고용액으로 이용하여 중공사 분리막을 제조하였다. 제조된 분리막은 전자주사현미경을 이용하여 그 구조를 분석하였으며 그 결과 GBL의 농도가 증가함에 따라 밀집 구조의 분리활성층과 스폰지 형상의 지지층으로 구성된 이중구조 형태의 비대칭 다공성의 구조를 나타내었다. 또한, 조용매 GBL은 고분자용액의 용해도 상수를 변화시켜 열역학적 상분리 촉진 역할을 할 수 있음을 알 수 있었다. 고분자용액 내의 조용매 GBL의 존재 유무와 GBL의 농도, 첨가제의 농도 그리고 내부응고제의 종류에 따라 중공사 분리막의 구조뿐만 아니라 순수투과도 및 분리특성에도 매우 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 내부응고제로 EG보다 PEG를 사용하였을 경우 $0.05{\mu}m$ PSL (polystyrene latex) bead를 이용하여 배제 특성을 측정한 결과 5% 정도로 소폭 감소한 반면 순수투과플럭스는 최대 130배 이상 증가하는 효과를 나타내었다.

면외방향 어긋난 보를 갖는 철골모멘트골조의 접합부 성능 (Connection Performance of Steel Moment Frame with Out-of-Plane Beam Skew)

  • 홍종국
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.84-91
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    • 2022
  • 본 연구에서는 국내 내진설계기준에 의해 중간모멘트골조로 설계된 철골 모멘트접합부에서 면외방향 어긋남을 갖는 보가 접합부의 거동에 미치는 영향을 평가하였다. 기둥을 중심으로 보가 접합되는 형식에 따라 2가지 경우(단면접합 및 양면접합)와 각각의 경우에 대하여 4개 수준의 어긋남 각도(0°, 10°, 20°, 30°)를 조합하여 총 14개의 유한요소해석 모델을 구성하였다. 해석결과, 면외 어긋남을 갖는 대상 모멘트접합부는 국내 구조기준에 따른 중간모멘트골조의 성능수준을 만족하는 것으로 나타났다. 그러나, 면외 어긋남 각도가 커질수록 접합부 시스템의 하중저항능력이 감소하였다. 면외 어긋남 각도가 30°인 접합부에서 보-기둥이 직교된 접합부에 비하여 최대 하중은 약 13% 감소하였고, 층간 변위각 0.02 rad까지의 에너지 소산능력은 최대 26% 감소하였다. 또한, 어긋남 형상에 기인하여 접합부와 인접한 보 플랜지에서 응력이 비대칭으로 분포되며, 보 플랜지와 기둥 플랜지가 예각을 이루는 내측 플랜지(Inner Flange)에 응력이 집중되었다. 본 연구에서 고려한 보-기둥 접합에서는 어긋난 보에 의해 기둥의 축방향 회전에 미치는 영향은 미미하여 무시할 만 하였다.

Korsch 망원경의 열분석을 통한 광학계 성능 평가 방법 및 비열화 구조 연구 (A Study on the Method of Evaluating Optical-system Performance and an Athermal Structure through Thermal Analysis of the Korsch Telescope)

  • 김규호;박성우;박승한;이경묵;정미숙
    • 한국광학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.266-275
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    • 2021
  • 본 논문은 Korsch 망원경의 열분석을 통한 광학계 성능 평가 방법 및 비열화 구조를 연구하였다. 비대칭성의 복잡한 구조를 가진 광학계의 경우, 광학 설계 소프트웨어에 열팽창 계수를 적용하여 인공위성 구조를 구현하는데 한계가 있어 온도 변화에 대한 광학계 성능 평가가 이루어지기 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 기계 설계 소프트웨어를 이용하여 온도에 따라 광학계에 영향을 주는 모든 구조체에 길이 변화를 구현하였고, 온도 변화에 대한 광학 부품 사이의 거리 변화량을 정리하였다. 또한 광학 설계 소프트웨어를 이용하여 온도 변화에 대한 광학 부품의 형상 및 두께 변화량을 정리하였다. 두 소프트웨어에서 도출한 모든 변화량을 광학 소프트웨어에 적용하여 광학계의 성능 평가를 진행하였다. 그 결과 공간 분해능 71.4 cycles/mm에 대한 변조전달함수(MTF)가 9 ℃에서 33 ℃까지의 범위에서 25% 이상 유지되는 것을 확인하였다. 또한 광학계 성능 변화에 가장 영향을 많이 주는 구조체를 찾아, 영향을 줄이도록 비열화 구조를 도출하여 개선된 구조물을 적용한 광학계의 성능 평가를 진행하였다. 그 결과, 분해능 71.4 cycles/mm에 대한 변조전달함수가 9 ℃에서 33 ℃까지의 범위에서 67% 이상 유지되는 것을 확인하였다.

모재/중간층/박막의 H/E ratio 구배에 따른 Cr계 경질 박막의 기계적 특성에 관한 연구

  • 김회근;송면규;이상율
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.135-135
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    • 2018
  • 천이금속 질화물 코팅은 우수한 기계적 특성들로 인해 공구 코팅으로 많이 사용 되어왔다. 그 중에서도 특히 Cr계 경질 코팅은 높은 경도와 낮은 표면조도, 우수한 마찰특성 등 뛰어난 기계적 특성을 나타내므로 공구 코팅으로의 적용 가능성이 크다. 그러나 최근 공구산업의 발전으로 인해 공구가 더욱 가혹한 환경에서 사용됨에 따라, 공구의 수명을 향상시키고 보호하기 위해 코팅의 높은 밀착력이 요구되고 있으며, 모재와 코팅 사이에 중간층을 합성함으로써 공구의 밀착력을 향상시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이전 연구에서 모재/중간층/코팅간의 경도와 탄성계수 비율(H/E ratio)의 구배가 코팅의 밀착력에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 그러므로, WC 모재와 Cr계 코팅의 중간값의 H/E ratio를 갖는 중간층의 합성을 통해 코팅의 밀착력을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는, 코팅의 밀착력을 향상시키기 위해 다양한 중간층을 증착한 CrZrN, CrAlN 코팅을 비대칭 마그네트론 스퍼터링 장비를 이용하여 합성하였다. 모재로는 디스크 형상의 WC-6wt.%Co 시편을 사용하였고 Cr, Zr, Si, Al single 타겟을 이용하여 Cr, CrN, CrZrN, CrZrSiN 등의 중간층이 증착된 코팅을 합성했다. 코팅의 합금상, 경도 및 탄성계수, 미세조직 및 조성, 표면 조도을 확인하기 위해 X-ray diffractometer (XRD), Fischer scope, field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), atomic force microscopy를 사용하였고, 코팅의 밀착 특성을 분석하기 위해 scratch tester와 optical microscopy (OM)를 이용하였다. 코팅의 내열성을 확인하기 위해 코팅을 furnace에 넣어 공기중에서 500, 600, 700, 800, 900, $1,000^{\circ}C$로 30분 동안 annealing 한 후에 nano-indentation을 사용하여 경도를 측정하였다. CrZrN 및 CrAlN 코팅을 나노 인덴테이션으로 분석한 결과, 모든 코팅의 경도(33.4-35.8 GPa)와 탄성계수(384.1-391.4 GPa)는 중간층의 종류에 상관없이 비슷한 값을 보인 것으로 확인됐다. 그러나, 코팅의 마찰계수는 중간층의 종류에 따라 다른 값을 보였다. CrZrN 코팅의 경우 CrN 합금상 중간층을 갖을 때 가장 낮은 값을 보였으며, CrAlN 코팅의 경우 CrN/CrZrSiN 중간층을 증착하였을때 마찰계수는 0.34로 CrZrN 중간층을 증착하였을 때(0.41)에 비해 낮은 값을 보였다. 또한, 코팅의 마모율 및 마모폭도 비슷한 경향을 보인 것으로 보아, CrN/CrZrSiN 중간층을 합성한 CrAlN 코팅의 내마모성이 상대적으로 우수한 것으로 판단된다. 코팅의 밀착력의 경우도 마찰계수와 비슷한 경향을 보였다. 이것은 중간층의 H/E ratio가 코팅의 내마모성에 미치는 영향에 의한 결과로 사료된다. H/E ratio는 파단시의 최대 탄성 변형율로써, 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배에 따라 코팅 내의 응력의 완화 정도가 변하게 된다. WC 모재 (H/E=0.040)와 CrAlN 코팅(H/E=0.089) 사이에서 CrN, CrZrSiN 중간층의 H/E ratio는 각각 0.076, 0.083으로 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배가 점차 증가함을 확인 할 수 있었고, 일정 응력이 지속적으로 가해지면서 진행되는 마모시험중에 CrN과 CrZrSiN 중간층이 WC와 CrAlN 코팅 사이에서 코팅 내부의 응력구배를 완화시키는 역할을 함으로써 CrAlN 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 모든 코팅을 열처리 후 경도 분석 결과, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅은 $1,000^{\circ}C$까지 약 28GPa의 높은 경도를 유지한 것으로 확인 되었고, 이는 CrZrSiN 중간층 내에 존재하는 SiNx 비정질상의 우수한 내산화성에 의한 결과로 판단된다.

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