• Journal of the KSME
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• v.53 no.5
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• pp.35-40
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• 2013

이 글에서는 최근 많은 연구가 수행되는 자연모사 기법 중 식물모사 기법을 소개하고자 한다. 식물의 유동 원리 및 중요성, 식물 유동원리를 이용한 식물모사 마이크로 디바이스의 설계, 식물의 진화혼적 최적화의 공학적 접근에 대해 논한다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 2007.08a
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• pp.296-301
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• 2007

2007년 1월 20일 20시 56분경 오대산 부근에서 발생한 지진이 제주도를 제외한 전국에서 감지되어 우리 생활에 직접적인 영향을 끼치는 등 더 이상 우리나라도 지진에 안전한 나라가 아니라는 것이 입증되고 있으며, 정부에서도 자연재해대책법에 통신설비에 대한 내진설계 의무화 규정을 포함시켜 현재 시행을 눈앞에 두고 있는 시점에서 통신시설물에 대한 내진성능 평가와 내진대책 수립이 절실히 요구되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 지진 발생시에 가장 민감하게 반웅하며 피해가 클 것으로 예상되는 통신 장치랙에 대하여 전력설비의 내진성능 검증에 사용되는 인공 지진파와 미국에서 측정한 실측 지진파를 진동대에 입력, 지진모사 실험을 실시하여 지진시 발생할 수 있는 통신장비의 기능 이상 유무를 확인하고 동적 거동 특성을 분석함으로써 장치랙이 보유한 내진성능을 도출하여 보았다. 이러한 지진모사 실험은 향후 통신 장치랙의 내진성능을 평가하는 기준을 수립하는데 중요한 기초자료로 활용될 것이라 판단된다.

• Journal of the Korean Society of Visualization
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• v.22 no.3
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• pp.110-116
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• 2024

This study presents the design of plate-based springs inspired by the sporangium structure found in ferns, aiming to implement springs with progressive rate stiffness. The proposed design incorporates layered, U-shaped plate elements, which mimic the configuration of fern sporangia. By nesting multiple U-shaped plate-based springs, we created a structure that gradually increases in stiffness as compression advances. The spring's deformation under applied loads was investigated through experimental measurements, numerical analysis, and theoretical models, revealing strong correlations between these methods. Application potential was assessed by integrating the designed spring into a vehicle suspension system, where simulations indicated an improvement in damping performance compared to traditional single-stiffness springs. This spring design approach offers a practical and cost-effective solution for enhancing suspension systems without requiring complex adjustments to existing mechanisms.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.354-359
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• 2013

일반적으로 건축물의 설계시 풍동 실험을 통한 풍환경의 평가를 수행하고 있으며, 이는 환경 영향 평가법에서 정한 건축 사업 시행 시 수반되어야 할 자연환경, 생활환경 그리고 사회경제환경의 영향 평가의 일환으로 실시되고 있다. 그러나, 풍동 실험의 경우 여러 가지 현실적 제약조건으로 설계와 실험의 피드백 (Feedback)이 원활하지 못하며, 특히 대상 건축물이 공장과 같이 대기 오염원이 되는 경우 실험은 더욱 어려운 형편이다. 이에 대한 보완책으로 전산 유체 역학을 이용한 건축물의 풍압 해석에 의한 풍하중 추정이나 인접 지형-지물의 영향을 고려한 건축물 주위의 풍환경 평가가 있다. 전산 모사에 의해 풍동 실험의 미비점을 보완하고, 보다 상세한 정보를 확보함으로써 건축물의 구조적 안전성의 증대와 환경 피해 감소를 기할 수 있다. 그러나 복잡한 지형-지물이나 건축물 주위의 풍환경에 대한 전산 모사는 주로 두 가지의 기술적 어려움을 수반하게 되다. 그 중 하나는 고정 경계면을 이루는 형상의 복잡성으로 인해 기존에 많이 이용하고 있는 Body-fitted 격자계를 이용하는 경우, 격자 생성 과정이 매우 복잡하고 어려울 뿐 만 아니라 생성된 격자가 주로 비정렬 (unstructured) 특성을 갖게 되어 수치해석 과정의 효율을 저하시키는 요인이 되며, 격자의 형상도 수치해석의 수렴성을 저하시키는 예가 많다. 다른 어려움으로 풍환경은 전형적인 난류 유동장으로서 난류의 전산 해석은 아직도 해결하지 못한 부분이 많다는 점이다. 이에 본 논문에서는 복잡한 지형-지물이나 건축물의 풍하중과 풍환경의 전산 모사 기술 확보를 위하여 수행중인 연구의 일환으로 물체 형상의 기하학적 복잡성의 극복을 위한 가상경계법 (Immersed Boundary Method)과 난류 유동장의 물리적 엄밀성을 높이기 위한 다와동 모사 (Large Eddy Simulation)을 이용한 물체 형상과 무관한 유동장 해석 기술 개발에 대하여 다루고자 한다. 먼저 최근에 유동 해석에 이용되는 방법인 가상경계법(IBM)은 물체를 포함한 전체 전산 영역을 직교 좌표계에 의해 이산화하고, 유동장내 존재하는 물체의 표면에서의 점착 조건을 만족시키기 위하여 지배 방정식에 적절한 외력을 추가로 고려하는 방법이다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용하여 경계층에 위치한 건물 형상의 각진 물체 주위 사이에 형성되는 공동 내부의 비정상 유속 및 압력에 대한 전산 해석을 수행하고, 풍상측 전면에 형성되는 경계층에 의한 영향을 분석하였다.

• Transactions of the KSME C: Technology and Education
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• v.3 no.4
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• pp.257-264
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• 2015

To maintain sustainability of nuclear energy as an important energy source, both safety problem and Spent Nuclear Fuels(SNFs) problem should be solved. In case of Gen-IV reactors such as fast reactor, SNFs can be used as fuels by using fast neutrons. It can be a suitable treatment method of high-level waste in near future. Liquid metals such as Sodium or Lead-Bismuth Eutectic (LBE) can be possibly used as a coolant to use fast neutrons. In this paper, it was described that natural circulation parameter studies, design analyses, material selections and a completion of facilities. To develop a natural circulation facility, thermal hydraulic analyses were performed. Installation technique of liquid metal natural circulation were secured.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.35 no.4
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• pp.215-226
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• 2022

Significant efforts have been devoted to developing high-performance composite materials by emulating the structure of biological creatures with superior mechanical characteristics. Nacre has been one of the most sought-after natural structures due to its exceptional fracture toughness compared with the constituent materials. However, the effect of manipulating the nacre-like geometry on the impact performance has not been fully investigated thus far. In this study, composites of randomly manipulated nacreous geometry are numerically developed and the impact performance is analyzed. We develop an algorithm by which the planar area of platelets in the nacre-like design is randomly resized. Thereafter, the numerical models of nonuniform nacre-patterned multi-layer structures are developed and the drop-weight impact simulation is performed. The impact behaviors of the model are evaluated by using the ratio of absorbed energy, the von Mises stress distribution, and the impact force-time curve. Therefore, the effect of the geometric irregularity on the nacre-patterned design is elucidated. This insight can be efficiently utilized in establishing the optimum design of the nacre-patterned structure.

• Journal of IKEEE
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• v.24 no.2
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• pp.536-542
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• 2020

This paper presents a nature-inspired wideband sprout-leaf shaped antenna with end-fire radiation pattern. A sprout-leaf shape angled-radiator was designed for wide beamwidth radiation patterns for motion detection sensors. An extended and truncated ground plane was used as a reflector for end-fire radiation patterns. To feed the balanced radiator, a broadband microstrip (MS) to coplanar stripline (CPS) balun was utilized with excellent amplitude and phase balance. The proposed antenna demonstrates wide frequency bandwidth from 8.5 to 14.5 GHz with wide beamwidth and the radiation efficiency of 90%. The measured gain is from 4 to 5 dBi and front-to-back ratio was 10 to 20 dB. It has been shown that the proposed antenna can be used for imaging sensors, phased array systems, and radars that require a wide bandwidth and a directional radiation pattern.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.39-39
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• 1998

본 연구는 500KW급 수평축 풍력발전기용으로 개발된 회전날개의 시제품 제작에 앞서 축소모델에 대한, 이론적으로 예측된 공력성능과 신축에 의한 공력성능을 비교 검토함으로서, 설계결과를 검증하고, 필요한 경우 설계를 보완하여 개발위험도를 최소화하기 위해 수행되었다. 시험모델의 크기는 실제의 5%로서 직경이 2.1m이며 날개의 시위길이는 0.2r/R에서 0.101m, 날개끝에서 0.043m 이고, 날개단면형 상온 FX-S-03-182이다. 블레이드의 재질은 Glass/Epoxy 복합재료로 제작되었으며, 실제 풍황을 모사하기 위해 자연풍 상태에서 실험하였다. 실험장치의 구성은 15m 높이의 타워에 회전날개와 전자브레이크 및 각종 센서를 장착하였고, 날개가 회전하기 시작하면 제동장치에 의해 부하를 주면서 토크, 회전수, 풍속 등을 각각의 센서로부터 자료획득장치를 통해 자료처리를 할 수 있도록 하였다. 실험하는 동안 풍속은 4m/s-13m/s 정도로서 시동 풍속인 4m/s와 정격풍속인 12m/s를 포함하여 회전날개의 전체적인 특성을 파악하기 용이하였고, 이론적인 예측성능과 측정된 성능을 비교 검토한 결과 비슷한 결과를 얻어 공력설계 및 해석 방법을 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.148-153
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• 2017

During natural ageing of HTPB propellant undergoes a series of slow physico-chemical degradation reactions. By using accelerated ageing conditions it is possible to simulate the material behaviour at different time-temperature conditions especially focused on the in-service conditions. Ageing behaviour of HTPB propellant were investigated using HFC(Micro-Heat Flow Calorimeter) is universal technique for measuring the rate of slow chemical and physical processes in long-term storage.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.22 no.5
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• pp.59-65
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• 2018

During natural aging, hydroxyl-terminated polybutadiene(HTPB) propellant undergoes a series of slow physico-chemical degradation reactions. By using accelerated ageing conditions it is possible to simulate the material behavior at different time-temperatures focusing on in-service conditions. Aging behaviors of HTPB propellant are investigated using HFC(heat flow calorimeter), a universal technique for measuring the rate of slow chemical and physical processes in long-term storage.