• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.60-66
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• 2006

세 개의 서로 다른 사암 샘플들 -두 개의 합성 샘플과 한 개의 현장 샘플- 에 대해 현장 저류층의 대표적인 구속압력과 공극압력하에서 초음파 시험이 수행되었다. 세가지 사암 샘플들은 (a) 캘사이트 시멘트(calcite intergranula. cement (CIPS))로 만든 합성사암, (b) 실리카 시멘트(silica intergranular cement)로 만든 합성 사암 (c) Otway Basin 의 Boggy Creek 1 시추공에서 시도되는 $CO_2$ 파일럿 프로젝트의 대상 암석층 중 Waarre 층으로부터 추출한 코아 샘플로 구성되어 있다. 공극률은 각각 32%, 33%, 26%이다. 초기시험은 실내건조(room-dried) 상태에 있는 코아들에 대해 구속응력을 5 MPa 씩 단계별로 65 MPa 까지 증가시키며 이루어졌다. 그리고 나서 모든 코아들에 처음에는 온도 $22^{\circ}C$에서 6 MPa 공극압력으로 기체상의 $CO_2$를, 그 다음에는 온도 $22^{\circ}C$ 에서 7 MPa 부터 17 MPa 까지 5 MPa 씩 증가시키면서 액체상의 $CO_2$를 주입하였다. 구속응력은 10MPa부터 65 MPa까지 달리 하였다. P와 S 초음파 파형들이 유효응력이 증가할 때마다 기록되었다. 속도-유효응력 반응들이 P 파와 S 파에 대해 실험 자료들로부터 계산되었으며, 감쇠(1/Qp)들은 스펙트럼 비 방법을 이용하여 파형들로부터 계산되었다. 각각의 사암들에 대한 이론적인 속도-유효응력 계산은 $CO_2$ 압력-밀도 와 $CO_2$ 체적계수-압력 상 다이어그램(phasediagram), Gassmann 유효 매질 이론(effective medium theory)을 이용하여 구하였다. 기체상의 $CO_2$ 주입은 속도-유효응력에서 건조상태(공기로 포화된 상태)에 비해 거의 무시할만한 변화를 가져왔다. 다양한 공극압력에서 액체상의 $CO_2$ 주입은 공기로 포화된 상태에 비해 속도-유효응력 반응을 평균 약 8% 정도 낮게 한다. 실험자료들은 높은 유효응력에서 Gassmann 계산들과 일치한다. 이러한 이론과 일치하는 "임계" 유효응력은 사암의 종류에 따라 달라진다. 이 차이는 각각의 사암 종류의 미세구조에서 미세 균열 수의 차이에 기인한 것이라 생각된다. 높은 유효응력에서의 이론과 의미있게 일치하였으며, $CO_2$ 주입 시 현장에서의 탄성파 거동을 예상하는데 있어서 어느 정도 확신을 준다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권11호
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• pp.149-156
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• 2020

약액 그라우팅은 지반의 강도 증진 및 차수 공법에 성공적으로 이용되어 왔으나, 그라우트의 유동은 지층의 투구계수 이방성에 크게 영향을 받는다. 따라서, 본 연구에서는 전산 유체 역학법을 이용하여 투수계수의 이방성이 수평 약액 그라우팅의 유효 반경에 미치는 영향을 알아보았다. 먼저 수평 방향 약액 주입 시뮬레이션을 위하여 공극 매질내 2상 점성 유체의 유동을 모델링하였고, 경화에 따른 확산과 점성 변화 또한 고려했다. 수치해석 결과, 투수계수의 이방성으로 인해 그라우트 구근의 형태가 타원체로 발달했고, 용해에 따른 확산 때문에 그라우트 구근의 모서리로 갈수록 공극내 그라우트 포화도가 점진적으로 감소했다. 이 결과를 바탕으로 10, 50, 90의 임계포화도를 설정하여 그에 따른 수평 방향 및 수직 방향 유효 반경을 산출하였다. 또한, 0.01 - 100의 수평·수직 방향 투수계수비에 따른 유효 반경을 산출하여 회귀식을 개발했다. 본 연구 결과는 투수계수 이방성을 가진 지층의 특성을 이용한 보다 효율적인 약액 그라우트 주입 전략 계획에 기여할 것으로 기대한다.

• 한국음향학회지
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• 제34권5호
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• pp.371-376
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• 2015

본 연구는 지그재그 형상의 음향메타물질 구조체를 1:1, 1:2와 1:4의 축척으로 구성하여 순차배치시킴으로써 나타나는 광대역 음파차단 현상을 유한요소법을 이용하여 분석하였다. 그 결과 단위격자를 축소시킨 구조체의 투과 음압레벨(Sound Pressure Level, SPL)은 각 구조체의 독립적인 투과 특성을 중첩한 것과 같은 효과를 얻었으며 이로인해 음파차단 대역폭과 크기가 현저히 증가하는 것을 볼 수 있다. 또한 유효물질 이론을 이용하여 음향메타물질이 매질의 임피던스와 굴절률을 높이는 것을 확인 하였다. 본 연구를 통해 다양한 메타물질을 이용하고 이를 단위격자를 축소시킴으로써 효과적인 광대역 소리차단을 실현 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.385-390
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• 1998

방사성 페이온교환수지 아스팔트고화체를 처분장 등지에서 장기간 저장시 안전성 확보를 위하여 물리적 강도가 높고 고화체내에서 방사성핵종의 침출저항성 및 처리시 감용의 효과가 우수한 고화체 연구가 필요하게 되었다. 실험에 사용된 이온교환수지는 입상형 양이온 교환수지를 대상으로 하였으며 고화매질로서는 도로포장용으로 생산되는 직류아스팔트 60/70을 사용하였다. 고화보조제는 방사성 고체패기물 포장시 사용되어 폐기물로 발생되는 페폴리에틸렌(폐PE) 필름을 사용하였다. 실험결과 고화체의 형태안정성은 PE 함유량이 10 wt% 이상일 때 고화체 형태를 그대로 유지할 수 있으며 압축강도는 414 kPa(60 psi) 이상을 나타내었다. 최적의 운전조건은 이온교환수지, PE 함유량이 건조기준으로 각각 30~50 wt%, 10~25 wt% 이며, 고화온도는 170~20$0^{\circ}C$이다. 고화체의 침출특성은 확산 (diffusion) 으로 해석이 가능하며, 유효확산계수(De)는 Cs, Co의 경우 각각 1.621$\times$$10^{-7}$, 1.186$\times$$10^{-9}$ $\textrm{cm}^2$/day로 나타나고, Leachablity index는 각각 11.7, 13.8로 미국 원자력위원회 (NRC)가 요구하는 기준값 6보다 훨씬 높게 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.316-316
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• 2013

실리콘(Si)은 이미지 센서, 포토검출기, 태양전지등 반도체 광전소자 분야에서 널리 사용되고 있는 대표적인 물질이다. 이러한 소자들은 광추출 또는 광흡수 효율을 향상시키는 것이 매우 중요하다. 그러나 Si의 높은 굴절율은 표면에서 30% 이상의 반사율을 발생시켜 소자의 성능을 저하시킨다. 따라서, 표면에서의 광학적 손실을 줄이기 위한 효과적인 무반사 코팅이 필요하다. 최근, 우수한 내구성과 광대역 파장 및 다방향성에서 무반사 특성을 보이는 서브파장 주기를 갖는 나노격자(subwavelength grating, SWG) 구조의 형성 및 제작에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 구조는 경사 굴절율 분포를 가지는 유효 매질을 형성시킴으로써 Fresnel 반사율을 감소시킬 수 있어 반도체 소자 표면에서의 광손실을 줄일 수 있다. 그러나, SWG나노구조는 식각에 의한 표면 결함(defects)들이 발생하게 된다. 이러한 결함은 표면에서의 재결합 손실을 발생시켜 소자의 성능을 크게 저하시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 표면 보호막 및 무반사 코팅 층을 목적으로 하는 산화막을 표면에 형성시키기도 한다. 따라서 본 실험에서는 레이저간섭리소그라피 및 건식 식각을 이용하여 Si 기판에 SWG 나노구조를 형성하였고, 제작된 샘플 표면 위에 실리콘 산화막(SiOx)을 furnace를 이용하여 형성시켰다. 제작된 샘플들의 표면 및 식각 profile은 scanning electron microscope를 사용하여 관찰하였으며, UV-vis-NIR spectrophotometer 를 사용하여 빛의 입사각에 따른 반사율을 측정하였고, 표면 접촉각 측정 장비를 이용하여 표면 wettability를 조사하였다.

• 한국광학회지
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• 제9권3호
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• pp.175-180
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• 1998

고체 레이저매질로 가장 널리 쓰이는 Nd:YAG 단결정을 Czochralski 방법으로 육성하였다. 자체 제작한 Czochralski 결정 육성로 및 자동 결정 적경제어 장치를 써서 유효 직경 50mm, 길이 100mm의 Nd3+ 이온농도가 0.9at%이고 <111>방향의 단결정을 육성하였다. 단결정 육성시 융액의 수직방향에 대한 온도구배가 중용한 변수인 것이 확인되었으며, 결정 직경은 자동 제어가 가능하도록 컴퓨터 프로그램을 제작하였다. 육성된 단결정을 절단, 가공, 연마, 코팅 과정을 거쳐서 레이저 발진용 Nd:YAG막대를 제작하고 흡수 스펙트럼, 형과 스펙트럼 분석을 통하여 정확한 Nd:YAG의 레이저 발진특성을 확인하였다. 자체 가공된 레이저 막대로부터 발진된 CW 레이저의 최대 출력은 70W이었고, 발진문턱값과 효율은 각각 1.3kW, 1.64%이었다.

• 한국음향학회지
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• 제11권4호
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• pp.22-30
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• 1992

섬유강화 복합재료의 동탄성계수와 감쇠특성을 규명하기 위하여 랜덤하게 분포된 무한 실린더 형상의 산란계를 가진 메질내에서, 축방향으로 분극되어 조화운동을 하는 탄성파의 전파에 관하여 연구하였다. 단일 실린더에 대한 산란계수로부터 Lax의 준결정근사법을 이용하여 다중산란에 관한 이론을 유도하였고, 매질내에서의 파동전파특성을 내포하는 분산관계식을 얻었다. 다중 산란에 의한 실린더간의 상호작용을 수식화하기 위하여 필요한 실린더의 쌍분포함수는 몬테카를로 모의실험을 이용하여 구하였다. 수치적으로 구한 감쇠계수 및 유효전단강성을 주파수와 면적밀도의 함수로 제시하였다.

• 지질공학
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• 제16권3호
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• pp.301-306
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• 2006

석조구조물의 주변 지반침하는 구조물 붕괴의 위험을 내포하고 있어 지반의 모니터링이 반드시 수행되어야 한다. 대표적인 지반침하 원인으로는 지하수위 변동에 의한 지반의 포화와 불포화 현상으로 지반의 공극률 내지 유효공극률 감소에 의해 발생된다. 이러한 지반 물성치의 평가는 유전율상수 반응으로부터 파악이 가능하다. 유전율상수 변화는 매질의 공극, 토입자, 공기 및 물 등의 물리적 특성 변화로부터 측정되기 때문에 지반의 포화 및 불포화 변동에 의한 유전율 반응으로부터 지반침하 모니터링이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국광학회지
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• 제18권3호
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• pp.208-215
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• 2007

광섬유 연결 반도체레이저 여기 세라믹 Nd:YAG 레이저의 열렌즈를 보상하기 위한 공진기를 구성하였다. 초점거리 30 mm, 유효직경 22 mm인 보상렌즈를 레이저 매질의 단면으로부터 25 mm 떨어진 곳에 위치시켜 열렌즈 효과를 보상하였다. 보상렌즈가 없는 경우 레이저 출력은 열렌즈 효과에 의해 여기파워 6 W 이상에서 급격히 감소하기 시작하였으며, 12 W에 이르러서는 레이저가 거의 발진되지 않았다. 열렌즈 효과가 보상되었을 경우 레이저 출력은 선형적으로 증가하였으며, 여기파워 12 W에서 $M^{2}$값은 2.4로 좋은 빔질을 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3A호
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• pp.439-445
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• 2006

터널과 같이 구조물의 크기가 매질의 영역에 비하여 상대적으로 작은 경우와 같은 무한영역의 문제는 유한요소법을 적용하여 해석할 수 있으나 해석의 정밀도를 높이기 위해서는 해석영역을 크게 선정하게 되어 계산량이 증가하고, 인위적인 경계조건에 의한 오차의 영향을 피할 수 없다. 이를 개선하기 위해 관심영역은 유한요소로 모델링하고 무한영역은 무한요소로 모델링하는 혼합법을 적용하면 보다 효과적이다. 본 연구에서는 다양한 감쇠함수를 적용한 등매개변수형 무한요소를 제안하였고 매개변수해석을 통하여 터널해석에 적합한 감쇠함수의 특성치를 제시하였다. 또한 이를 적용한 3차원 혼합모델이 터널 해석에 유효함을 입증하였다.