• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.11
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• pp.319-325
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• 2018

The use of 3D printing (Additive Manufacturing) technology has expanded from initial model production to the mass production of parts in the industrial field based on the continuous research and development of materials and process technology. As a representative polymer material for 3D printing, the polyamide-based material, which is one of the high-strength engineering plastics, is used mainly for manufacturing parts for automobiles because of its light weight and durability. In this study, the specimens were fabricated using Selective Laser Sintering, which has excellent mechanical properties, and the flexural characteristics were analyzed according to the temperature of the two types of polyamide 12 and glass bead reinforced PA12 materials. The test specimens were prepared in the directions of $0^{\circ}$, $45^{\circ}$, and $90^{\circ}$ based on the work platform, and then subjected to a flexural test in three test temperature environments of $-25^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, and $60^{\circ}C$. As a result, PA12 had the maximum flexural strength in the direction of $90^{\circ}$ at $-25^{\circ}C$ and $0^{\circ}$ at $25^{\circ}C$ and $60^{\circ}C$. The glass bead-reinforced PA12 exhibited maximum flexural strength values at all test temperatures in the $0^{\circ}$ fabrication direction. The tendency of the flexural strength changes of the two materials was different due to the influence of the plane direction of the lamination layer depending on the type of stress generated in the bending test.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.57 no.4
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• pp.559-564
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• 2019

Hierarchical $ZnCo_2O_4$ hollow nanofibers were prepared by electrospinning and subsequent heat-treatment process. The spinning solution containing polystyrene (PS) nanobeads was electrospun to nanofibers. During heat-treatment process, PS nanobeads in the composite were decomposed and therefore generated numerous pores uniformly in the structure, which facilitated the heat transfer and gas penetration into the structure. The resulting hierarchical $ZnCo_2O_4$ hollow nanofibers were applied as an anode material for lithium-ion batteries. The discharge capacity of the nanofibers was $815mA\;h\;g^{-1}$ ($646mA\;h\;cm^{-3}$) after the 300th cycle at a high current density of $1.0A\;g^{-1}$. However, $ZnCo_2O_4$ nanopowders showed the discharge capacity of $487mA\;h\;g^{-1}$ ($450mA\;h\;cm^{-3}$) after 300th cycle. The excellent lithium ion storage property of the hierarchical $ZnCo_2O_4$ hollow nanofibers was attributed to the synergetic effects of the hollow nanofiber structure and the $ZnCo_2O_4$ nanocrystals composing the shell. The hierarchical hollow nanofiber structure introduced in this study can be extended to various metal oxides for various applications, including energy storage.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.57 no.3
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• pp.21-39
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• 2015

유역 내부의 수문과정에 대한 관측치를 이용한 모형의 보정은 분산형 수문수질 모형의 적용성을 높이는 방법으로 권장되지만, 관측치가 충분하지 않은 경우가 많아 적용사례가 드문 실정이다. 본 연구는 경지에서 유역의 출구까지 여러 단계의 수문과정을 고려하여 분산형 수문수질모형을 보정하는 방법을 제시하고, 이와 같은 방법으로 보정된 모형의 적용성을 검토하고자 하였다. 이를 위해 본 연구는 SWAT 모형을 이용하여 미국 조지아의 South Atlantic Coastal Plain에 있는 한 농업유역의 수문과정을 모의하였다. 또한, 유사와 영양물질의 구체적인 하천운송과정을 모의하기 위해 SWAT모형의 QUAL2E 모듈을 이용하였다. 모형보정은 유역의 유출량 및 유사와 영양물질의 양 뿐만 아니라 경지에서 관측된 바이오매스, 토양 침식량 및 영양물질 발생량, 수변지역 (riparian buffer)에서 발생하는 유사와 영양물질 감소, 하천운송과정 등을 고려하여 수행되었다. 모형의 보정 및 검증기간은 자료기간과 토양보전농법의 시행기간을 고려하여 선정되었으며, 보정된 모형의 적용성은 복수의 통계치 (NSE, RE, RSR 등)를 이용하여 분석되었다. 보정된 모형은 유역의 출구에서 하천유량과 총질소량을 각각 NSE 0.93 및 0.59의 정확도로 모의하였다. 그러나 유사 (NSE: 0.40)와 총인량 (NSE: 0.45)모의에서는 상대적으로 낮은 정확도를 보였다. SWAT의 QUAL2E 모듈을 이용하여 하천에서의 유사 및 영양물질 운송과정을 고려하는 것은 총인과 총질소 모의결과의 정확도를 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서 다단계 수문과정을 고려하여 보정된 SWAT모형은 유역 내부에서 발생하는 수문과정을 모의하는데 적용성이 있는 것으로 나타났다. 하지만, 계측방법 및 계측된 자료의 분석방법의 변화에 따른 오차와 토지이용의 시공간적 변화를 모의에서 고려하지 못해서 발생한 오차를 감안하더라도, 보정된 모형은 유역출구에서 관측되는 유사와 영양물질 양을 정확하게 모의하는데 실패 (NSE < 0.5)하였다고 평가할 수 있으며, 이는 SWAT 모형의 보정에서 다단계 또는 유역내부의 수문과정을 고려하는 것이 유역출구에서 높은 모의 정확도를 얻는데 기여하지 못할 수도 있음을 보여주었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.43 no.2
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• pp.149-155
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• 2015

MEMS-based louver and shutter type conventional variable emissivity radiators change their emissivity properties in accordance with a temperature condition to achieve efficient thermal control performance. However, there are some drawbacks such as a structural safety of the mechanical moving parts under sever launch environment and constant power consumption to maintain the intended emissivity. In this study, to overcome above drawbacks, we proposed a MEMS-based variable emissivity radiator, which can change the emissivity property according to the polarity change of electrodes by using electric charge of the bead. The effectiveness of the optimized radiator design has been demonstrated through the comparison of efficiency with the fixed emissivity radiator.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.3C
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• pp.127-136
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• 2009

The objective of this study is the development and verification of the 4-electrode resistivity probe (4ERP) for the estimation of electrical properties of the saturated soils. The 4ERPs with wedge and plane types are manufactured to obtain the electrical resistivity without polarization at the electrodes by using Wenner array. The wedge type is for the penetration into the soil samples and the plane type is for the installation into the cells used for the laboratory tests. The consolidation tests are carried out by using 6 types of glass beads and 3 types of sands in size. The test results show that the electrical resistivity increases with a decrease in the porosity, and the constant m used in Archie's law is dependent on the particle shape rather particle size. The one dimensional liquefaction tests show that the porosity obtained by the 4ERP is similar to that determined by the volume fraction. The penetration of the 4ERP into the large scale calibration chamber produces the resistivity profiles. This study demonstrates that the 4ERP may effectively estimate the porosity of the saturated soils.

• Polymer(Korea)
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• v.36 no.6
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• pp.761-767
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• 2012

The polycarbonate (PC)-based optical diffusers for direct-lit LED backlight unit were prepared by using extrusion compounding followed by compression molding process. The application of inorganic porous silica particles as a diffusing agent in addition to conventional poly(methyl methacrylate) (PMMA) beads was attempted, and the optical, thermal, and mechanical properties of the prepared diffusers were investigated. The morphological observations revealed that the diffusing agents could be uniformly dispersed in the PC matrix without agglomeration by high shear stress generated during extrusion process. The incorporation of the porous silica particles mixed with PMMA beads remarkably enhanced the luminance uniformity with respect to both location and view angle for the diffuser, while minimizing the reduction in the absolute luminance, as compared with the diffuser containing only PMMA beads. In addition, thermal and mechanical properties of the diffusers were shown to be improved upon addition of the porous silica particles.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.10 no.4 s.37
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• pp.779-788
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• 1998

This paper presents the results of the experimental and analytical investigation for the fatigue strength of welded details frequently used in steel bridges, especially for the details with relatively lower fatigue strength. Considering the measured stress fatigue cracking initiated at toe of the transverse fillet weld joining the gusset plates to the web because of the stress concentration that developed as a result of the geometric conditions and the greater probability of microscopic discontinuities at the fillet weld toe A comparison was made of the stress calculated by considering geometric aspect of bead and measured at same position. They indicate that the geometric conditions of the weld toe result in similar stress concentration on both FEM models and test results. The test results were compared with the fatigue criteria of AASHTO, JSSC specifications. Specimens of 80 and 150mm gusset plate configuration tested either respectively equaled or exceeded the fatigue resistance provided by category D and E of the AASHTO specification. It also satisfied the category F and G of JSSC. Both WG1 and WG3 specimen tend to provide S-N curves with a store near -0.3 less than AASHTO and JSSC.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.12
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• pp.1785-1791
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• 2010

This paper describes a separable microfluidic device fabricated with PDMS (polydimethylsiloxane) and glass. The device is used for sample preparation involving cell lysis and the DNA purification process. The cell lysis was performed for 2 min at $80^{\circ}C$ in a serpentine-type microreactor ($20 {\mu}l$) using a Au microheater that was integrated with a thermal microsensor on a glass substrate. The DNA that was mixed with other residual products during the cell lysis process was then filtered through a new filtration system composed of microbeads (diameter: $50 {\mu}m$) and PDMS pillars. Since the entire process (sample loading, cell lysis reaction, DNA purification, and sample extraction) was performed within 5 min in a microchip, we could reduce the sample preparation time in comparison with that for the conventional methods used in biochemistry laboratories. Finally, we verified the performance of the sample preparation chip by conducting PCR (polymerase chain reaction) analysis of the chip product.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.57-57
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• 2009

산업의 고도화에 따른 구조물의 사용 환경이 열악해지고 최근 에너지저감과 환경문제 개선을 위한 경화의 요구에 따라 뛰어난 내식성 및 우수한 고비강도 특성을 갖고 있는 타이타늄 및 타이타늄합금의 활용에 대한 연구가 많은 주목을 받고 있다. 이에 따라 타이타늄 신합금의 개발뿐만 아니라 기존에 개발되어 비교적 보편적으로 적용되고 있는 타이타늄 부품의 제조 및 성형기술에 대한 수요도 급증하고 있다. 특히, 기기 및 부품 제조를 위한 용접/접합기술도 매우 중요한 요소기술로 자리메김하고 있다. 타이타늄은 산소, 수소 등의 침입형 원소와의 친화력이 강한 활성이 큰 금속으로 용접시 고온에 노출되면 급격히 산화 및 취화 등의 문제를 발생한다. 따라서 타이타늄의 용접시에는 $426^{\circ}C$이상의 온도에서는 대기로부터 용접부가 차단되도록 하는 쉴딩기술이 매우 중요하다. 타이타늄의 용접은 일반적으로 아크용접, 전자빔 용접, 레이저 용접 및 확산접합 등이 적용되고 있으나 용접입열 조정이 용이하고 아크 안정성이 높고 용접부의 기계적 특성이 우수한 GTA 용접이 작업성을 고려하여 가장 많이 적용되고 있다. 본 연구에서는 미국용접학회(AWS)의 타이타늄 용접가이드를 분석 및 소개하였고, 1t 이하의 박판 CP Ti를 대상으로 GTAW 용접부 미세조직 및 기계적 특성을 분석하였다. 이때, 용접 비드폭 제어 및 펄스 용접기술을 통하여 박판 타이타늄의 최적 GTAW 공정변수 제어기술을 분석하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.7-7
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• 2009

TIG 용접에서는 후판 용접의 경우 용입의 한계 때문에 깊고 넓은 그루브 가공을 하여 다층 용접을 한다. 이 때, 그루브를 채우는 용착금속에 의한 응고 수축과 과대한 입열로 인한 변형이 문제시 되고 있다. 변형을 줄이기 위해서는 용착금속의 양과 입열량을 줄여야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 그루브의 루트패이스를 두껍게 하고 그루브각을 줄여서 용착량을 줄인다. 이때, 좁은 그루브에서 두꺼운 루트패이스를 완전 용입할 수 있는 용접 프로세스가 필요하다. 비드가 좁고 깊은 용입 특성을 가지는 Plasma welding(PAW) 경우에는 좁은 그루브 속에 토치가 접근하기 어려워 적용하기 어렵다. 따라서 접근성이 용이한 TIG 용접에서 높은 용입형상비를 가지는 용접공정 개발이 필요하다. 선행연구로 높은 용입 형상비를 가지는 Active flux Tungsten Inert Gas(ATIG) 용접이 연구되었다. ATIG의 용입 증가 메커니즘으로는 Marangoni effect, 음이온들로 인한 아크 수축 효과, 절연 플럭스에 의한 아크 수축효과 등으로 알려져 있다. 또한 선행연구에서 ATIG에서 Ar가스에 He 또는 $H_2$ 가스를 첨가하면 용입이 더욱 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 A-TIG에 He 가스를 적용하고 아크길이 0.5mm, 1.0mm, 2.0mm와 전극 선단각 30도, 60도, 90도에 따른 용입 형상비와 변형량을 검토하기 위해 실험을 하였다. 실험 결과는 아크길이가 감소할수록 전극 선단각이 증가할수록 용입 형상비는 증가하였고, 변형량은 감소하였다.