• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8274-8283
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• 2015

텔레비전의 가스 스프링은 롱 스트로크 (200 ~ 300mm, TV 상승 변위) 하에서 작동 할 때 피스톤 속도의 제어가 가능하다. 이 원리에 의해서 사용자는 높낮이 조절이 가능하다. 먼저 피스톤의 흐름 해석을 수행하였다. 정확한 관형 단면을 위한 피스톤 속도 조절기술을 조사하였다. 유동률 제어 및 높낮이 작용을 위한 피스톤 구조를 제안되었다. 본 연구는 대형 텔레비전 스탠드를 통해 50 인치 이상 TV의 가스 스프링의 개발을 위한 것이다. 최적 피스톤 로드 제어를 위한 중공축(외경 19.9mm, 내경 13.9mm)에 질소 개스(0.3m/s)를 주입하였다. 그 결과, 유동율이 증대함에 따라 피스톤 로드의 압력강하는 외력의 변화 없이 증대되었다. 결과적으로, 가스스프링을 통한 변위의 제어는 가능하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권4호
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• pp.44-52
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• 2003

형상기억합금은 스마트 구조물에서 작동기로 널리 쓰인다. 형상기억합금은 초기변위를 부고 열을 가하게 되면 단위 부피당 큰 회복력과 변위를 발생한다. 형상기억합금의 이론 특성은 인공근육, 작동기, 소음 및 진동감쇠, 형상의 변형 제어 등에 응용될 수 있다. 본 논문에서는 형상기억합금의 3차원 비선형 구성방정식을 이용하여 재료의 거동특성을 해석하고, 형상기억합금이 부착된 스마트구조로 응용될 수 있는 공기 흡입 덕트, 항공기 및 잠수함 동체 등의 구조를 압력이 존재하는 원형 및 복원을 해석하였다. 수치해석결과, 형상기억합금 엑츄에이터가 내압 하에서 작동하자 단면은 변형전의 모습(낮은 응력상태)으로 회복되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.47-58
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• 2012

본 연구에서는 터널 내 통과차량에 의하여 발생하는 풍하중으로 인한 터널라이닝의 동적거동에 대하여 분석하였다. 차량으로 인한 풍하중은 목표지점을 지나가는 차량에 대하여 압력과 팽창을 나타내는 시간함수를 이용하여 모형화 하였으며, 파형강판으로 이루어진 터널라이닝은 3차원 쉘 요소를 사용하였다. 쉘 요소로 모델링된 3차원 터널라이닝의 동적해석은 많은 양의 메모리와 시간이 요구되지만 파형강판의 동적특성을 반영하는 한편 최대한 단순화된 모형을 제시하여 해석에 이용하였다. 터널라이닝의 변위를 분석하기 위해 다양한 차량 주행 조건 및 맞바람 풍속이 고려되었다. 차량과 풍속이 증가하면 응답 또한 증가하였으며, 최대변위는 차량이 120km/h로 교차주행 시 25mm로 나타났다. 연속주행 시 응답에 미치는 영향은 단독주행 응답보다 2.5% 이내로 크지 않게 나타났다. 따라서 숏크리트가 적용되지 않는 독립구조체 터널라이닝의 경우동적거동은 반드시 고려해야하는 것으로 판단된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.59-59
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• 2011

파랑의 전파와 변형에 대한 연구에는 수심방향으로 적분한 2차원방정식인 완경사방정식과 Boussinesq 방정식을 기반으로 한 수치모형을 이용한 연구가 최근까지 가장 활발하게 진행되어 오고 있다. 그러나 실제 구조물의 설계에는 2차원 수치모형에서 고려할 수 없는 수심방향 유속에 기인한 정확도의 문제로 인해 구조물의 형상과 재원을 설계하기 위한 정교한 수치모형실험이 어려워 주로 수리모형실험에 의존해 왔다. 수리모형실험은 실제 현상을 가장 잘 재현해낼 수 있어 신뢰성이 매우 높지만 다양한 실험을 수행하기가 어렵고 많은 시간과 비용이 소요되는 단점이 있다. 이에 따라 최근 수심방향으로 완전한 운동방정식인 Navier-Stokes 방정식을 푸는 3차원 수치모형에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이론적으로 매우 우수한 모형이긴 하나 정확도 높은 결과를 얻기 위해서는 매우 조밀한 격자를 필요로 하기 때문에 아직까지 막대한 계산시간이 필요하다는 단점이 있으나 컴퓨터 기술이 급격한 속도로 발전하고 있어 Navier-Stokes 방정식 모형의 적용 가능성은 계속 높아지고 있다. 파랑변형을 다루는 수치모형실험을 수행할 때 외부조파를 사용할 경우 구조물이나 지형에 의해 반사되어 나온 파랑이 조파지점에 도달할 때 실험영역으로 재 반사되는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 내부조파기법의 개발에 대한 연구가 필수적이었으며, 자유수면변위를 변수로 사용하는 모형의 경우 그 연구가 매우 활발하게 진행되어 왔다. 한편, Navier-Stokes 방정식 모형의 경우 자유수면변위를 변수로 사용하는 2차원 모형에 비해 상대적으로 연구가 미흡하였다. 본 연구에서는 기존의 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형에 사용된 연속방정식에 질량 원천항을 추가하는 내부조파기법을 도입하여 3차원 수치모형에서 고립파를 내부조파하고, 급경사에서의 고립파의 처오름 및 처내림 현상을 수리모형 실험결과와 비교 및 분석하였다. 수치모형은 Navier-Stokes 방정식을 엇갈림 격자체계에서 계산하는 동수압 모형으로서, Two-step projection 기법을 사용하는 유한차분모형을 사용하였다. 본 수치모형은 난류의 해석을 위해서 상대적으로 큰 에디(eddy)만을 고려하는 SANS(spatially averaged Navier-Stokes) 방정식을 계산하는 LES(large-eddy-simulation) 기반의 수치모형으로, 난류 모델링을 위해 Smagorinsky LES 모형을 사용한다. 또한, 압력장의 계산을 위해 Bi-CGSTAB 기법을 이용하여 Poisson 방정식의 해를 구하였으며, 자유수면 추적을 위하여 2차 정확도의 VOF(volume-of-fluid) 기법을 사용하였다. 수치모형실험이 전체적으로 수리모형실험에서 관측한 파랑의 처오름 및 처내림 현상을 잘 재현하고 있는 것으로 나타났으며, 정량적인 비교를 통해 수치모형의 성능을 검증하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.397-419
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• 2012

본 연구에서는 기존 구조물 하부 통과공법의 문제점을 해결하기 위해 새롭게 가압지보 터널공법을 개발하고 이를 현장에 적용하였다. 가압지보 터널공법은 H-beam으로 제작한 강재의 외부 플랜지면과 굴착면 사이에 자루형태의 토목섬유를 삽입한 후 시멘트 밀크를 가압 그라우팅하여 지반에 압력을 가함으로써 굴착시 발생한 지반변위을 회복시킬 수 있는 공법이다. 3D 수치해석을 통해 개발된 공법의 변위제어 효과 및 부재의 안정성을 검증하였다. 또한 ${\bigcirc}{\bigcirc}$고속도로 하부 구간에 폭 10.7 m, 높이 7.9 m, 연장 85 m의 도로터널에 적용하였다. 현장적용 결과 상부지반의 변위를 거의 발생시키지 않고 굴착을 완료하였으며 공법 대비 공사기간을 약 35% 단축하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.126-131
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• 2017

본 논문은 오래된 옹벽과 같은 건축물이나 잠재적 위험을 내재한 건설 및 토목 구조물 등에 부착 가능한 블루투스 비콘 센서 노드를 활용하여 위험감지 및 대피/대처 서비스를 제공해줄 수 있는 스마트 안전 계측 시스템을 설계한다. 제안한 시스템은 블루투스 비콘을 활용하여 비콘이 설치된 지점의 가속도, 자이로, 지자계, 압력/고도, 온도/습도 등의 다양한 센서 데이터를 전송할 수 있으며 이러한 데이터를 활용하여 위험 감지, 예측, 경고 등의 다양한 서비스에 활용할 수 있다. 제안한 시스템의 실효성을 검증하기 위해 필드 테스트를 수행하였으며 옹벽의 변위값이 허용변위 38.5 mm 내에 존재한다는 것을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권3호
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• pp.133-142
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• 2015

지구대기압력이 지각에 변위를 일으키는 현상은 오래 전부터 인식되었으며, 근래의 측지-측량, 특히 우주측지에서 이의 정확한 산정이 필요하게 되었다. 육지에서의 대기 하중에 의한 변형은 주어진 대기압 분포와 하중함수로부터 바로 계산할 수 있으며, 해양에 근접한 지역에서는 근사적인 모델이 사용되고 있다. 지구 대기대순환의 변화와 계절별 지구 양반구에서의 대기압의 분포의 변화들이 각각 지구자전속도 변화와 극운동의 가장 큰 요인으로 알려져 있으며, 바람과 대기압의 변화는 여러 주기영역에서 지구상의 지점들의 좌표의 섭동 및 지구자전상태의 큰 변화 요인이 되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 현상들을 기술하며 관련된 이론과 모델들을 요약하고, 또한 한반도를 지나가는 가상적인 태풍에 의한 효과를 예시하였다. 마지막으로 관련된 몇몇 문제점들과 향후 연구방향을 논의하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.201-201
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• 2008

박형초음파모터의 구조는 그림 1(a) 와 같이 크로스형태의 앓은 스테이터에 윗면과 아랫면에 각각 8 개의 압전세라믹이 부착된 형태이다. 압전세라믹의 분극방향은 로터와 접촉하는 스테이터의 A, B, C, D 네 개의 타점에서 순차적인 타원변위가 생성되도록 결정된다. 유한요소해석프로그램인 ATILA 5.2.4를 사용하여 최적설계를 한 결과 폭 3[mm], 길이 18[mm], 두께 1.8[mm], Brass 재질, Mid surface clamp 조건에서 입력전압 18[Vrms] 일 때 0.3[${\mu}m$]의 변위를 보였다. 최적설계된 모델을 제작하였고, 정확한 실험결과를 얻기 위해서 푸쉬풀게이지, x-y스테이지, rpm 메타, 토크게이지를 이용하여 실험테이블을 구성하였다. 그림 1(b) 는 마이크로컨트롤러를 이용한 구동 드라이버를 보여준다. 한 주기에서 1/4분주의 순차적인 네 개의 구형파를 생성하고, 이를 push-pull회로를 동하여 90도의 위상차가 나는 정현파를 생성하여 초음파 모터의 구동전원으로 사용한다. 엔코더와 AD 컨버터를 이용하여 정속도 운전을 위한 피드백 제어가 된다. 제안된 구동드라이버를 이용하여 측정한 결과, 구동 주파수 88.6[kHz], 입력전압 [40Vrms], preload 0.2 [N]에서 130 [rmp] 의 속도와 25 [gfcm] 의 토크특성을 보였다. 압력전압을 증가시킬수록 속도는 선형적인 증가를 보였고, 토크는 이와 반대로 감소하는 특성을 보였다. 피드백 제어회로가 없는 경우에는 preload 변화에 따른 극심한 속도 변화를 보였고, 피드백 제어를 하였을 경우에는 0.2~0.4[N]의 범위에서 정속도 운전이 가능함을 확인하였다. 기존의 주파수발생기와 파워 엠프를 이용한 구동장비와의 특성비교에서도 큰 차이를 보이지 않았으며, 장시간의 운전에도 안정적인 구동이 가능함을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제14권4호
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• pp.429-442
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• 2004

1999년 부산광역시에서 발생한 황령산 산사태는 평면파괴 형태였다 그 후, 황령산 절개사면은 재시공 되었으며 최종 구배는 1:2.0이었다. 수평변위, 간극수압 및 축력을 측정하기위하여 공사중인 2000년 8월부터 2002년 2월까지 파괴사면에 대한 계측이 실시되었다. 계측결과를 종합 고려하면, 강우량에 비례해서 간극수압이 증가되지만 강우 후 지반의 압력수두가 신속히 감소하여, 지표에서 유입된 강우가 사면을 따라 신속히 배출되는 것으로 사료된다. 또한, 경사계 및 하중계 계측자료의 분석결과, 지반의 거동은 거의 없으므로, 사면도 안정된 것으로 사료된다. 특히 본 연구지역과 같이 강우와 관련된 산사태 지역의 경우 자동화 계측을 통해서 간극수압의 신속한 증감을 알 수 있었으며, 추후 이러한 주요 시설 사면에서 자동화 방식에 의한 계측관리가 사면의 안정성을 판단하는데 더욱 효과적일 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권7호
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• pp.25-32
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• 2004

본 논문은 소구경말뚝의 현장시험결과를 조사하고 축방향 변위와 흙의 성질과의 상관관계에 따른 말뚝의 주변마찰력을 산정하기 위하여 종합적으로 검토하였다. 점착력과 비점착력의 성질을 가진 흙에 대하여 조사를 하였다. 현장적용 목적에 부합한 소구경말뚝의 하중-변위관계와 지반공학적 흙의 특성 그리고 흙의 종류에 대한 연구가 정규화평균값과 경험관계식을 통하여 이루어졌다. 대구경말뚝과 압력-그라우팅 설치 효과로 인한 소구경말뚝의 하중전이로 인한 지지력은 현저한 차이가 있었다. 특히 말뚝 근입깊이(D)와 말뚝 직경(B)의 비가 100보다 작은 얕은 깊이에서는 소구경말뚝이 대구경말뚝에 비해 현저하게 뛰어난 지지력을 가지고 있음을 알 수 있었으며 점착력이 있는 흙에서는 약 1.5에서 최고 2.5배정도 비점착력인 흙에서는 약 1.5에서 2.5배 그리고 최고 6배의 지지력을 갖고 있음을 알 수 있다.