• 한국정밀공학회지
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• 제20권1호
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• pp.205-213
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• 2003

The fiber reinforced composite material is widely used in the multi-industrial field where the weight reduction of the infrastructure is demanded because of their high specific modulus and specific strength. It has two main merits which are to cut down energy by reducing weight and to prevent explosive damage preceding to the sudden bursting which is generated by the pressure leakage condition. Therefore, Pressure vessels using this composite material in comparison with conventional metal vessels can be applied in the field such as defense industry, aerospace industry and rocket motor case where lightweight and the high pressure are demanded. In this paper, for nonlinear finite element analysis of E-glass/epoxy filament winding composite pressure vessel receiving an internal pressure, the standard interpretation model is developed by using the ANSYS, general commercial software, which is verified as the accuracy and useful characteristic of the solution based on Auto LISP and ANSYS APDL. Both the preprocessor for doing exclusive analysis of filament winding composite pressure vessel and postprocessor that simplifies result of analysis have been developed to help the design engineers.

• 동력기계공학회지
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• 제11권4호
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• pp.18-25
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• 2007

제 2세대 직접분사식 가솔린 기관에서 6공 연료분사기의 연료분무특성을 관찰하였다. 실험에 사용한 직접분사식 가솔린 기관은 2개의 흡입밸브와 2개의 배기밸브를 갖는 텀블형 Spray Guided 연소실과 Quartz로 제작된 실린더 라이너와 실린더 헤드 창으로 구성되어 있다. 선회유동을 유도하기 위하여 흡입매니폴드에 선회유동 제어밸브를 부착하였다. 2차원 Mie 스캐터링 기법을 이용하여 연료분사시기, 연료분사압력과 실린더 내 유동 및 냉각수 온도가 연료분무에 미치는 영향을 관찰하였다. 실험결과로는 흡기과정동안 흡기 선회유동은 분사된 연료의 공간적 분포에 크게 작용하였고, 압축과정동안에는 텀블 및 선회유동의 영향이 흡기과정에 비해 크지 않음을 확인하였다. 또한 성층연소를 위해서 압축과정에서 연료를 분사하는 경우 고압의 연료분사압은 분무도달거리의 성장을 촉진시키나 상승하는 피스톤과 이로 인한 실린더 압력의 상승으로 분무도달거리의 성장이 억제됨을 확인할 수 있었다.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 2001년도 추계학술발표논문집
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• pp.57-58
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• 2001

용수 다소비 산업으로 분류되는 제지공업의 특성 상, 용수사용의 억제 및 용수의 무방류화에 대한 압력이 증가되고 있는 반면, 초지환경은 날로 열악해지고 있는 실정이다. 한 예로써, 용지의 재활용율 및 재사용 비율이 증가함에 따라 원료의 저급화가 심 각한 수준에 이르고 있으며, 이러한 초지환경의 변화는 각질화되고 극도로 미세화된 다량의 미세섬유 발생 및 잡고지로부터 유입되는 점착성 이물질과 무기 충진제의 도입 등을 유발함으로서 제품의 물리적 성질 저하, 탈수부하 증가로 인한 생산성 저하, 약품사용량 증가 등을 초래하여, 결과적으로는 폐수처리장의 부하를 증대시킴과 동시에 청수사용량 및 폐수방류량을 증가시키는 악순환을 되풀이하게 된다. 국내 제지산업이 국제적 경쟁력을 갖추기 위해서는 제품의 증대가 필수적이나, 원료와 설비의존도를 감안할 때, 제품특성과 공정 분을 결정하는 습부공정을 정확히 파악하여 최적 운전조건을 확립하는 것이 가장 경제적이고 용이한 방법일 뿐만 아니라 전체 제지공정의 정정화에도 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 일정규모이상의 종이를 생산하는 제지공장은 거의 대부분 컴퓨터로 처리되는 온라인 공정조절 시스템(On-line process control system)을 구비하고 료의 도입에서부터 설비운전 및 제품의 기본적인 품질관리까지 실시간의 자동화되고 안정적인 운전과 관리시스템을 유지하고 있다. 그러나 전체 제지공정 중, 제품 물성과 운전조건의 대부분을 결정하는 습부공정만큼은 아직도 주기적인 분석이 행해지고 있지 않을 뿐만 아니라, 슬러리의 농도나 보류도 정도를 제이하면 분석항목 조차도 변변히 확립되어 있지 않을 실정이다. 이는 다량의 물 속에 존재하게 되는 용전물질(Dissolved solids, DS), 부유물질(Suspended solids, SS), 섬 유(Fibers), 무기 미 세분(Inorganic f fines), 그리고 투입되는 약품간에 발생하는 계면동전현상 및 이러한 현상과 최종 지제 품의 물성간의 상관관계에 대한 이해 정도나 경험 부족에서 기인하는 것으로 생각된다. 1 1983년 미국제지기술연합회(T APpI)의 제지용 첨가제 분과위원회(Papermaking A Additive Committee)에서는 습부공정의 적절한 조절을 위해 어떤 항목들이 필요하며 그 중요도는 어떠한가를 조사하였으며, 그 결과로 전하밀도, 제타전위, 보류도 및 여수 도, 무기 미세분 함량 등이 중요하다고 보고하였다. 그러나 지료의 전기적 특성을 실시 간으로 측정하는 기자재류가 최근에 이르러서야 도입되고 있는 실정이기 때문에 충분 한 현장적용 사례가 보고되지 못하고 있으며, 결과적으로 얻어진 정보와 최종 지제품의 물성 및 초지기 운전조건과의 상관관계를 확립하는 작업결과는 더욱 찾아보기 어렵다. 따라서, 본 연구에서는, 라이너지 제조공장의 습부공정에 투입되는 약품이 지료 의 전기적 성질, 즉 전하밀도와 제타전위에 미치는 영향을 모니터링함으로서 지료의 전기적 성질들과 습부 공정상태와의 상관관계를 살펴보고자 하였다. 본 연구는 다음과 같은 순서로 진행하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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• pp.35-36
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• 1997

복합재는 강도가 높고 가볍기 때문에 최근 로켓의 연소관으로 널리 사용되고 있다. 그런데 이 복합재 로켓 연소관은 제조 후 대기 환경에 장기적으로 노출되어 있기 때문에 금속 연소관과는 달리 온도 또는 습도 등의 환경에 대한 영향을 고려해야 한다. 더구나 연소관은 내부에 추진제가 충전되어 있으므로 추진제의 기계적 특성이 습도에 민감함을 생각할 때 강도뿐만 아니라 습기의 투과도 또한 매우 중요한 고려 요소가 된다. 그러나 온/습도 변화에 따른 복합재 자체의 재료 특성 변화에 대한 연구는 많이 보고되었으나 습기의 투과 정도에 관한 연구는 자료가 미흡한 실정이다. 한편, 포화 함수율은 복합재에 따라서 차이가 있으나 T300/5208의 경우 문헌을 참조하면 20-$50^{\circ}C$에서 복합재 무게의 약 1.5% 정도이며 포화에 걸리는 시간은 약 100일 정도로 나타나 있다.본 연구에서는 수분이 복합재를 통하여 투과되는 정도를 고찰하기 위하여 $20^{\circ}C$,95%RH의 온/습도를 유지하는 수조를 제작하였고, 이 수조내에 보관한 복합재 연소관의 실린더 벽면으로 투과되는 습기를 측정하기 위하여 연소관 내에 습도 센서를 투입하여 상대습도를 직접 측정하였다. 복합재 연소관이 로켓에 사용될 때는 연소관 외부에 페인트로 피막 처리하고 연소관 내부에도 추진제와의 사이에 라이너가 접착되어 있어서 수분 침투 및 온도 등의 외부 환경조건에 견디기에 더 양호한 조건이나 본 연구에서는 복합재 자체의 특성을 고찰하기 위하여 섬유를 에폭시에 함침시켜 winding한 상태 그대로의 복합재 연소관 시료를 사용하였다. 습기의 투과는 내부에 라이너/인슐레이션이 피복되거나 또는 추진제가 충전된 경우 많은 감소효과를 보였다. 순수 복합재 연소관의 경우 수조에 넣고 평형에 도달한 후로부터 약 8개월의 습기 투과 상태를 볼대 벽면을 통하여 들어가는 water vapor flux는 $20^{\circ}C$,95%RH 에서 평균적으로 9.3163$\times$$10^{-8}$g/$m^2$sec로 나타났다. 이때 습기가 투과되는 연소관이 국지점을 평판으로 가정하고 Fick's law를 이용하여 구한 습기에 대한 복합재의 확산계수는 D=2.5$\times$$10^{-6}$$mm^2$sec였으며, 이는 다른 graphite/epixy 복합재의 확산계수와 유사한 값을 나타내고 있다. 또한 추진제가 충전된 연소관을 절단하여 밀폐한 후 95%RH 습도 조건에 보관함으로써 연소관 내부의 추진제 기계적 특성에 미치는 침투된 습기의 영향도 함께 고찰하였다. 추진제에 따라 차이는 있겠으나 추진제가 충전된 연소관은 순수 복합재 연소관에 비해 습기의 투과 정도가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.104-111
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• 2014

이 논문에서는 자동차의 제동장치에 사용되는 브레이크 모듈 조립 작업을 로봇을 사용하여 자동화한 사례를 소개한다. 브레이크 모듈은 하나의 토크 멤버에 두 개의 브레이크 패드와 두 개의 패드 라이너를 장착하여 조립을 완성한다. 이 조립 작업은 로봇의 방향을 자주 바꾸어 주어야하기 때문에 일반적인 산업용 로봇 핸드를 사용하면 조립 시간이 오래 걸린다. 이 논문에서는 두 가지 방법을 제안한다. 첫 번째 방법은 다섯 개의 그리퍼를 갖는 로봇 엔드 이펙터를 설계, 제작하여 기존의 산업용 6축 머니퓰레이터에 장착하여 조립 작업을 수행하는 방법이다. 이 방법에서는 두 개의 브레이크 패드와 두 개의 패드 라이너를 한꺼번에 파지하여 조립 작업을 수행하며 따라서 하나의 그리퍼 만을 가지고 있는 기존의 엔드 이펙터에 비해 조립 시간을 줄일 수 있었다. 두 번째 방법에서는 첫 번째 방법을 더욱 개선하여 엔드 이펙터가 하나의 부가적인 자유도를 가지도록 설계, 제작하여 기존의 산업용 6축 머니퓰레이터에 장착하였다. 이 방법에서는 전체 로봇 머니퓰레이터가 7 자유도를 갖는 여유자유도 머니퓰레이터가 되어 로봇의 동작을 최소화하면서 조립에 필요한 다양한 로봇 방향을 구현할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.665-674
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• 2015

TSL(Thin Spray-on Liner)는 폴리머로 구성된 재료로 기존 시멘트계 숏크리트에 비해 높은 조기 강도와 시공성, 방수기능이 특징이다. TSL이 숏크리트에 비해 가장 큰 차이점은 재료의 인장력과 점착력으로 하중을 지지하는 것이다. 최근 TSL의 우수한 특성으로 인해 TSL에 대한 수요가 늘어나고 있으나 아직까지 국내에 TSL의 재료적 특성이나 평가방법이 잘 알려지지 않았다. 본 연구에서는 TSL의 특성 중 접촉면의 거동을 실내시험과 수치해석 방법을 사용하여 분석하였다. 해석결과 TSL과 암석 모델 사이의 접촉면에 점착모델과 손상 기준을 함께 적용하여 TSL의 접촉 거동을 적절히 모사할 수 있었다. 또한 접촉면의 강성이 TSL 접촉면의 초기 하중-변위 관계를 설명하여 손상 에너지가 접촉면의 수렴 수준을 결정하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.29-38
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• 2004

본 연구에서는 복합 경계면요소를 이용한 비선형 응력-변형 모델을 이용하여 쓰레기 매립지의 안정성해석을 수행하였다. 쓰레기 매립층의 응력-변형 거동 특성은 국내외 쓰레기의 삼축압축 강도시험 수행결과로써 결정하였고, 경계면 요소의 모델 변수 값은 여러 가지 차수재의 전단시험 결과를 적용하였다. 해석방법에 대한 검증을 위하여 국내 페기물 관리법에 준하는 매립지 모델을 선정하여 안정성해석을 실시하였다. 쓰레기에 대한 삼축압축시험과 토목섬유재에 대한 응력-변형 특성을 분석한 결과 쓰레기는 선형거동을 그리고 토목섬유는 비선형거동을 나타내는 것으로 나타났다. 경계면요소를 이용한 복합차수층 매립지의 안정성 해석결과 매립지 바닥면과 사면의 경계부에서 응력집중과 차수계의 전단변위가 크게 나타나 토목섬유라이너가 포설된 복합차수층의 경우는 복합 경계면 요소가 적용된 해석이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4093-4099
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• 2014

본 논문에서는 200 kW급 마이크로 가스 터빈 시스템의 연소기집합체의 열-구조 연성 해석을 수행하였다. 일반적인 연소기집합체는 라이너, 내외 케이스, 버너와 노즐링 등으로 구성되어 있으며, 본 연구에서 개발된 유한요소모델은 연소기집합체 내 다양한 부품들의 다른 열팽창을 보상하기 위해 부품간의 이격과 마찰 요소들이 존재하므로 비선형 간극 및 마찰 요소 등을 포함하고 있다. 본 연구를 통해 연소기집합체의 외부 경계지지조건이 높은 온도구배로 인한 응력 에 가장 큰 영향을 주는 인자라는 것을 밝혀냈으며, 과도한 응력이나 변형을 방지하기 위한 적절한 외부 경계지지조건을 찾기 위하여 외부 경계지역에 탄성 지지조건을 가상하여 적절한 경계조건을 도출하여 설계에 사용될 수 있도록 하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.218-222
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• 2013

우리나라와 중국을 비롯한 아시아권과 브라질 칠레 등 남미 간 무역거래량이 지속적으로 증가하고 있으며, 그 주요 품목은 농수산물, 공산품, 광물 등 원자재를 비롯하여 매우 다변화 되고 있는 추세에 있다. 이에 따른 국제물류수단은 주로 항공 및 컨테이너 라이너에 의존하고 있으나 대부분 여러 기항지를 경유하고 있으므로 소요시간이 많이 길고 환적 등 다소 복잡한 수송루트를 거쳐야 하는 애로사항이 있어 화주들이 물류비절감에 애로를 겪고 있다. 이에 본 연구에서는 태평양을 마주하며 대권항법에 따라 지리적으로 인접하고 특히 동북아시아와 남미의 허브로 기능할 수 있는 한국과 에콰도르의 주요 항만을 이용한 두 지역 간의 직항물류망을 개설함으로써 물류에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있는 방안을 모색해 보고자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.215-226
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• 2018

본 논문에서는 수중폭발(UE: underwater explosion)에 의한 해중터널(SFT: submerged floating tunnel)의 동적거동을 양해법(explicit)를 이용하는 LS-DYNA에 의한 유한요소해석을 통하여 분석하였다. SFT의 유한요소모델은 원형단면의 강재 라이너에 콘크리트가 채워진 복합재 원형단면으로 고려되었다. 해중터널 시스템의 중앙부 100m 구간은 탄소성재료를 고려한 솔리드(solid)요소로 상세하게 모델링하였으며, 양측 방향으로 각각 1km 구간에 대해서는 탄성재료를 고려하여 빔(beam) 요소로 이상화하여 모델링하였다. 사선계류시스템은 케이블(cable)요소를 적용하였으며, 수중폭발에 의한 동적거동시 수리동적질량의 영향을 고려하기 위하여 원형단면에 대한 추가질량을 고려하였다. 또한 부력과 같은 상시하중을 초기조건으로 고려하기 위하여 동적완화해석(dynamic relaxation analysis)를 수행하였다. UE는 부력비(B/W)와 폭발지점으로부터 거리의 변화에 대해서 고려하였으며, 폭발의 규모는 천안함 합동조사보고서(2010)를 참조하여 TNT 360kg로 결정하였다. 수중폭발 해석결과, 폭발지점으로부터 SFT까지 거리는 관입량, 충격압력의 크기와 반비례 관계에 있고, 부력비(B/W)가 커질수록 계류장력도 커짐을 확인하였다. 그러나 사선계류라인의 계류각 변화는 SFT의 수평거동, 관입량, 계류력, 충격압력과의 연관성을 찾을 수가 없었다.