• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.37-43
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• 2010

본 논문에서는 선형 구조물에 대해 성능함수법을 이용하여 신뢰성기반 위상 최적설계 기법을 개발하였다. 구조물을 라이즈너-민들린(Ressiner-Mindlin) 판 요소로 분할하였으며, 각 요소의 재료 물성치를 설계변수로 사용하였다. 설계변수와 임의변수의 효율적인 설계민감도를 구하기 위하여 연속체 역학에 기초한 해석기법 중 보조변수법(Adjont variable method)을 사용하였다. 또한 확률론적 제약조건을 평가하기 위해서 성능함수법(Performance measure approach)을 사용하였으며 변위 제약조건을 두어 위상 최적설계 문제를 구성하였다. 이 때 재료 물성치와 하중을 불확실 변수로 고려하였으며 수치적 예제를 통하여 본 논문에서 제안한 최적설계 방법론을 기존의 결정론적 방법, 안전계수법(Safety factor approach), 최악조건법(Worst case approach) 등과 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.182.2-182.2
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• 2015

최근 학계나 산업계에서 투명 전자 소자에 대하여 활발한 연구가 진행되면서, 투명 전 도성 산화물(TCO: transparent conductive oxide)에 대한 관심이 높아지고 있다. 대표적인 TCO 물질인 Indium Tin Oxide (ITO)는 가시 광 영역에서의 높은 투과 및 높은 도전성을 가져 전압을 인가하면 발열이 가능하므로 이를 투명 면상 발열체에 적용시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, ITO는 발열 테스트 결과 온도가 상승함에 따라 발열이 일부분에 집중되는 현상이 있으며, 전도성을 높이기 위하여 추가공정이 필요하다. 또한, 글라스의 곡면 부분에서 ITO를 사용하면 유연성이 부족하므로 크랙이 발생한다는 단점이 있다. 따라서, 최근 Silver nanowire (AgNW), Single-walled Carbon nanotube (SWCNT), ITO를 기반으로 한 AgNW에 ITO를 증착 하거나 SWCNT를 코팅하여 우수한 전기적, 광학적 특성을 지닌 하이브리드 전극이 투명 면상 발열체 재료로서 사용되고 있다. 하지만 대체된 재료들도 다양한 문제점을 가지고 있다. 예를 들어 고온에서 발열을 유지하지 못하고 끊어지거나 가시광영역의 투과율이 낮은 점 등이 있다. 이런 다양한 문제점들을 보완 할 수 있는 새로운 투명 면상 발열체에 적용한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 GZO/Ag/GZO 하이브리드 구조의 투명 면상 발열체를 제작하여 전기적, 광학적 특성을 비교하고 발열량, 온도 균일 성, 발열 유지 안정도를 확인하였다. 본 연구에서는 $50{\times}50mm$ 크기의 Non-alkali glass (삼성코닝 E2000) 기판 상에 DC마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 상온에서 GZO, Ag, GZO 박막을 연속적으로 증착 하여 다층구조의 하이브리드형 투명 면상 발열체를 제조하였다. 박막 증착 파워는 DC (Ag) power 50 W, RF (GZO) power 200 W로 하였으며 GZO박막두께는 45 nm로 고정 시키고 Ag박막 두께는 5~20 nm로 변화를 주었다. 증착원은 3인치 GZO 세라믹 타깃 (2.27 wt. % Ga2O3) 과 Ag 금속 타깃 (순도 99.99%)을 사용하였으며, Ar을 40 sccm 주입 후 Working pressure는 고 순도 Ar을 사용하여 1.0 Pa로 고정하며 10분간 Pre-sputtering을하고 증착을 진행하였다. 앞선 실험을 통해 증착한 박막의 전기적, 광학적 특성은 각각 Hall-effect measurements system (ECOPIA, HMS3000), UV-Vis spectrophotometer (UV-1800, Shimadzu)를 사용해 측정 되었으며, 하이브리드 표면의 구조 및 형상은 FESEM으로 관찰하였다. 또한 표면온도 측정기infrared camera (IR camera)를 이용하여 4~12 V/cm의 전압을 인가 시 시간에 따른 투명 면상 발열체의 표면 온도변화를 관찰하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.291-299
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• 2003

본 연구에서는 연속체해석을 토대로, 병렬코아를 갖는 아웃리거구조물의 수평하중에 대한 응력과 변위를 구하기 위한 방법을 제안하였고, 아웃리거의 위치에 따른 구조물의 거동에 대해 연구하였다. 아웃리거와 코아가 만나는 위치에서 코아의 회전병위가 아웃리거의 회전변위와 일치한다는 적합조건으로부터 아웃리거의 구속모멘트, 코아의 휨모멘트, 기둥의 축방향력, 그리고 구조물의 수평변위 등을 유도하였다. 구조모델들을 이용하여 MIDAS-GEN 프로그램에 의한 결과와 비교하였고, 병렬코아를 갖는 아웃리거구조물에 대해 만족할만한 결과를 얻었다. 구조물 최상단의 수평변위는 코아의 위치보다는 아웃리거의 위치에 의해 크게 영향을 받는 것으로 조사되었다. 비록, 이 논문에서 제시된 공식들이 이상적인 아웃리거구조물에 대한 것이지만 병렬코아를 갖는 실제 아웃리거구조물의 응력과 변위의 근사치를 추정하고, 구조물의 거동을 예측하기 위한 수단으로 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.39-46
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• 1993

양질의 근사화 방법을 이용하여 형상최적설계의 효율성을 증진시킬 수 있는 방법들을 개발하기 위한 필요성이 제기되어 왔다. 본 연구에서는 3차원 구조물의 형상적설계를 수행하기 위해 형상변수에 대한 절점력들의 Taylor급수 전개에 근거를 둔 효율적인 근사화 방법을 제안하였다. 수치예로서 캔틸레버보와 양단고정보를 취하여 제안된 방법에 의해 최적형상을 구하였다. 제안된 방법에 의해 얻어진 결과를 기 발표된 다른 방법들의 결과와 비교하여 효율성 및 수렴성에 관해 비교하였다. 그 결과 최적화를 위한 총 구조해석의 수가 크게 줄어들었고, 단면최적화만의 경우와 거의 같은 정도의 효율성을 갖게 됨을 알 수 있었다. 또한 최적형상을 얻기위해 적용된 다항식에 의한 경계표현기법은 최적형상을 얻기위한 유용한 방법임을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.623-630
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• 2007

주로 교량 슈 (shoe)나 기계 기초 등과 하부 콘크리트 구조체간의 공극을 충전시켜 상부 구조물과 하부 구조물을 일체화하는데 사용되는 그라우트재는 구조물의 특성상 주로 큰 하중을 받는 부위에 시공되기 때문에 높은 압축강도를 갖는 제품 위주로 개발 사용되어 왔다. 그러나 고강성 위주로 제품이 개발되어 한계응력 이상에서는 구조체가 갑자기 파괴되는 취성체라는 구조적 문제점을 안고 있고, 연속 및 반복하중 등의 응력에 의한 누적 피로에 의해 균열 등의 성능 저하 현상이 발생할 수 있다 또한, 초기 고강도를 유지하기 위해 발열 특성이 높은 속경성 재료를 과다하게 사용함으로써 대형 부재인 경우 수화열 등에 의한 균열발생 우려의 문제 등도 안고 있다. 본 연구는 이와 같은 문제들을 개선하기 위해, 탄성재료인 분말 폐타이어 및 분말 수지를 이용하여 기존의 고유동, 무수축, 고강도 특성 이외에 고인성과 고내구성을 부여하여 보다 안정적으로 시공될 수 있으며, 모체와의 일체성을 향상시키기 위한 그라우트재의 분체 조성물을 개발하였다 또한, 부수적으로 분말 폐타이어 및 플라이애쉬와 같은 산업폐기물을 재활용할 수 있도록 하여 환경친화적인 건설 재료를 제공하는 데에도 기여하였다. 이를 위해 총 7가지 배합 조건별 실험이 진행되었고, 이를 통해 최적 배합 조건을 선정하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.29-42
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• 1999

비파괴적, 비관입적으로 지반 및 구조물의 전단강성 구조를 파악할 수 있는 SASW 기법은 여러 토목분야에서 성공적으로 적용이 되어왔다. 그러나 SASW 기법은 그 기법상의 제약으로 인해 실험이 행해지는 측선의 하부구조가 수평으로 균질하다고 하는 가정을 하여야만 한다. 이러한 수평 다층 구조의 가정은 포장 구조체, 터널 라이닝 등의 토목 구조물의 건전도 검사의 경우에 있어서 반드시 합리적이라고 할 수는 없다. 즉, 지반조사 측선 방향으로의 변이성 평가를 높은 해상도로 수행하여야 할 경우에 기존의 SASW 실험으로 만족스러운 결과를 얻는 것은 용이하지 않다. 최근에는 지반 및 구조물의 건전도 상태를 연속적으로 평가하는 GPR과 같은 비파괴 검사의 중요성이 부각되고 있는 실정이기에, 본 연구에서는 기존의 SASW 실험을 보완하여 지반 조사 측선 방향으로의 전단강성의 연속적 평가가 가능한 토모그래픽 SASW 기법을 새로이 개발하였다. 이러한 토모그래픽 SASW 기법의 개발로 조사대상 매질의 전단강성의 변화에 관한 거리-깊이의 2차원적 컨투어(contour) 도표(토모그래피)의 표현이 가능하게 되어 SASW 기법의 적용성이 토건구조물의 건전도 평가 영역에서 확대되게 되었다. 본 연구에서는 새로이 제안된 토모그래픽 SASW 기법의 타당성을 평가하기 위하여 강사법으로 형성한 모래지반의 횡방향 및 깊이 방향으로의 균질성을 조사하였다. 토모그래픽 SASW 실험으로 모래지반의 전단강성의 변화정도를 용이하게 파악할 수 있었으며, 전단강성의 길이-깊이 방향에 대한 컨투어 도표는 강사법에 사용한 강사기의 문제점을 파악하는데 도움이 되었다. 이러한 모래 지반에서의 전단강성의 평가 실험으로 본 연구에서 제안한 토모그래픽 SASW 실험의 타당성 및 적용성을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.201-209
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• 2002

Crib wall system은 일반적으로 segmental crib type의 옹벽형식으로 stretcher라는 전 후면 가로보와 세로 방향으로 header라는 버팀보를 연속적으로 쌓아 올리는 공법이다. 이때, stretcher와 header로 구성된 골격 내부에는 흙으로 속채움을 하여 다져, 본 구조체가 일체거동이 가능한 강성체(rigid body)를 형성시킴으로써 배면의 토압에 대하여 저항하는 구조물이다. 따라서, 안정성 해석은 일반적으로 기존의 철근콘크리트 옹벽과 같이 전체 옹벽이 하나의 강성체로 작용한다고 가정하여 토압이론에 의하여 평가하고 있다. 그러나, 변형문제에 있어서 본 구조물은 단순히 하나의 구조체로 가정하여 해석하기가 곤란하다. 왜냐하면, stretcher와 header는 일반 보강토옹벽의 전면 벽체 부재와는 달리 뒷채움재 내에 어떠한 인장 보강재도 삽입되지 않기 때문에 독립된 변위거동을 나타낸다. 또한, 각각의 독립부재로 구성된 재료와 내부채움재의 힘과 변형은 3차원적으로 거동하며 수평토압에 의하여 복합적인 상호거동을 일으키기 때문이다. 따라서, 본 연구는 Crib wall system의 변위경향을 보다 엄밀하게 해석하기 위하여 Brandl(1985)의 full scale 시험 결과를 바탕으로 수치해석 모델을 제시하였다.

• 폴리머
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• 제24권4호
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• pp.538-544
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• 2000

폴리프로필렌 수지를 연속공정으로 발포시킬 때의 공정 변수에 따른 발포체의 구조와 셀 형성에 관한 특성을 연구하였다. 본 실험에서 고려된 발포 공정 변수들은 발포제 함량, 핵제 함량, 다이 온도, 그리고 다이의 치수였다. 셀이 붕괴없이 성장하는데 있어서 발포제인 이소펜탄의 함량은 약 14.5 wt% 이하이었고, 그 이상의 발포 가스가 주입되었을 때에는 압출물이 팽창하는 가스 압력을 극복하지 못하여 셀이 붕괴되는 현상이 나타나며 불안정한 셀 구조를 형성하였다. 핵제는 1 wt%의 소량만으로도 핵제 없이 발포제만으로 생산된 발포체에 비해 약 1/7로 밀도가 감소하였고 셀 밀도는 핵제의 함량에 따라 4배 이상까지 비례하여 증가하였다. 또한, 본 실험에서 상대적으로 낮은 다이 온도였던 17$0^{\circ}C$에서 안정한 셀 구조를 형성하였다. 그러나, 다이 치수를 변화시켜 유도한 압력 감소 속도의 효과는 본 실험에서 두드러지게 나타나지 않았다.

• Composites Research
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• 제35권1호
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• pp.23-30
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• 2022

폴리카보실란은 탄화규소 섬유 방사와 세라믹 제조를 위해 필요한 중요한 전구체이며, 이 전구체는 제조방법 및 공정에 따라 고내열성 및 내산화성 및 연속적인 탄화규소 섬유 생산 능력이 달라진다. 탄화규소 섬유는 폴리카보실란의 합성, 정제 및 분자구조제어기술, 그리고 이를 이용한 용융방사 및 안정화, 열처리 공정을 통해 제조된다. 본 논문에서는 폴리카보실란 전구체를 다양한 용매처리를 통하여 전구체 내에 존재하는 미반응물 및 저분자량의 정제효과를 파악하였으며, 또한 다양한 온도에서의 열처리에 따른 폴리카보실란 전구체의 중합 및 네트워크 재배열에 의한 변화에 대해 열적 분석을 실시하였다. 특히, 폴리카보실란 전구체의 유변물성 특성을 통해 용매처리 및 열처리에 따른 복합점도 및 구조적 배열의 변화를 분석하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권6호
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• pp.203-211
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• 1998

고체내부의 미소파괴시 발생하는 탄성파 방출을 이용하는 음향방출기법은 구조물 또는 재료 내부의 미시적 변형기구를 이해하는데 매우 유익한 수단으로 최근 각 분야에서 다양하게 응용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 모르타르 부재의 휨재하 시험시 부재 내부에 발생하는 미시적 손상거동 및 파괴특성을 시험시 연속적으로 모니터링한 AE 신호특성으로부터 평가하였다. 나아가 삼각법을 이용한 2차원 AE 발생원 위치추정으로부터 시험체 노치선단 주변에 대한 AE 발생원 위치를 명확히 하였으며 이들 결과로부터 미소균열의 성장 거동을 연속적으로 모니터링 하였다.