• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.1-6
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• 2017

본 논문에서는 비교적 최근 정립된 co-rotational 이론을 기반으로 한 4절점 평면요소 정식화를 확장하여 9절점 평면 요소에 적합한 CR 정식화를 제시하고자 한다. 그리고 등방성 재료의 소성 해석을 위해, 선형 경과 규칙(bi-linear hardening rule)을 바탕으로 하는 Newton-Raphson return-mapping 알고리즘을 적용하였다. 이때, von Mises 기준을 적용하여 소성 변형 상태를 예측하였다. Lagrange 승수를 도입하여 2차원 접촉에 대한 구속조건을 부여하였다. 개발한 요소는 상용프로그램인 ABAQUS 해석결과와 비교 검증하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권6호
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• pp.566-572
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• 2004

금속성 도선 뿐 아니라 기상 또는 액상의 직류전류를 계측하기 위해서는 비접촉으로 전류를 측정할 필요가 있다. 본 논문은 직류전류를 비접촉으로 계측하기 위한 방법 중 하나로써 패러데이효과와 누설자속을 이용하는 방법을 제안하고, 이론적 고찰 및 실험적 검증결과를 보고한다. 공극을 가진 강자성체 코어를 1차 코일에 의하여 자화하면, 공극 주위에는 누설자속이 발생한다. 이러한 누설자속의 수직성분에 의하여 자기광학소자의 자구는 자화되어, 공극의 중심과 자벽은 평행하게 된다. 한편, 2차 코일에 의하여 자기광학소자에 수직한 방향으로 자장을 인가하면, 누설자속분포는 공극의 중심을 기준으로 좌우 대칭이었던 자구의 분포에 편향이 발생한다. 이때 금속, 기체 또는 액체상태의 전류가 코어를 통과하면 자기광학소자의 자벽이 이동하게 된다. 이러한 원리에 의하여 자구 또는 자벽의 이동량을 측정하면, 코어를 통과하는 직류전류의 세기를 알 수 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권6호
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• pp.581-589
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• 2004

본 연구는 선행연구의 결과를 바탕으로 cMUT를 개발하여 그 특성을 분석하기 위하여 수행되었다. 미세 반도체 제작공정을 적용하여 cMUT를 제작하여 단면특성을 측정하여 분석하였다. 제작된 cMUT의 미소 진동 막의 변위를 측정할 수 있는 마이켈슨 위상변조 간섭계를 구성하여 측정결과와 이론적인 해석결과와 비교하였다. cMUT의 초음파 특성을 분석하기 위하여 송수신 시스템을 구성하였다 비접촉 방법으로 cMUT에 의해 발생되는 초음파 신호를 수신하여 수신파형의 특성을 분석한 결과 양호한 주파수 특성을 나타내었다. 본 연구에서 개발된 cMUT는 향후 비접촉식 초음파 응용분야에 다양하게 활용될 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권7호
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• pp.827-833
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• 2011

본 논문에서는 상용 유한 요소 해석 프로그램인 SAMCEF 를 이용하여 고속 철도 차량의 집전성능을 예측할 수 있는 해석 모델을 개발하였다. 3 자유도 스프링-댐퍼-질량의 판토그래프 모델을 생성하였고, 실제 시스템과의 리셉턴스를 비교함으로써 신뢰성을 검증하였다. UIC 799 OR 기준에서 제시한 가선계의 이론적 파동전파 속도와 가선계 유한 요소 해석 모델에서 측정한 파동 전파 속도를 비교 하였다. 드로퍼의 길이를 조절하여 전차선의 중력에 의한 초기 처짐 현상을 구현하였다. 가선계와 판토그래프를 접촉 요소를 이용하여 연성하였으며, 판토그래프가 300 km/h 및 370 km/h 로 주행할 때의 접촉력 변화를 도출하였다. 접촉력의 평균, 표준편차, 최대 및 최소값 등을 분석함으로써 본 논문에서 제시한 해석모델의 유효성을 검증하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권5호
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• pp.67-74
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• 2008

요즘은 비선형해석과 유한요소해석이 가능하며 또 불연속면을 모델링을 통해 구현할 수 있도록 개발된 컴퓨터 프로그램이 개발되어 사용되고 있다. 그러나 석조구조물의 물성을 파악하지 않고서는 이러한 프로그램을 이용하여 실제거동을 예측하기가 매우 곤란하다. 이를 위해 석재와 석재의 접촉부의 강성의 변수를 사이부재를 가정하는 방식으로 수행하였으며, 실제 고유진동수를 측정하고, 석탑을 다자유도계 구조물로 가정하여 고유치 해석을 한 다음 이론상 고유진동수와 실제고유진동수가 일치하도록 접촉면의 강성을 조절하는 방식으로 모델링을 수행하였다. 연구를 위해 정림사지 오층석탑을 대상으로 구조모델링을 실시하였다. 본 연구결과는 석탑형 문화재에 대해 범용 프로그램을 이용한 구조모델링을 가능하도록 함으로써 주요 석탑형 문화재의 연직하중 뿐 아니라 진동이나 횡력에 대한 구조안전성 평가를 하는 과정에서도 유용할 것으로 기대된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.175-182
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• 2013

전동 소음은 철도의 주요한 소음 중 하나이며, 차륜과 레일의 음향 조도에 의해 차륜 및 레일이 진동하면서 발생한다. 이러한 전동 소음의 저감 대책을 수립하기 위해서는 관련 인자들의 영향을 파악할 수 있는 예측모델이 필요하다. 본 논문에서는 차륜과 레일의 진동 특성을 이용해 전동 소음을 예측하기 위한 모델링에 관해 다루었다. 슬라브 도상 궤도에 대하여 1단 이산 탄성 지지 구조를 가진 보로 모델링 하였으며, 차륜 진동은 유한요소법을 이용한 수치해석을 적용하였다. 수직 및 수평방향 차륜-레일 집촉력들의 연성은 선형 Hertzian 접촉이론으로 모델링 하였고, 차륜과 레일의 진동 응답을 계산한 후 방사되는 소음을 예측하였다. 예측 모델의 신뢰성을 검증하기 위하여 시험차량에 대해 전동 소음을 측정하였다. 예측치가 측정치와 잘 일치하였으며, 특히 전동 소음이 주요하게 기여하는 200~4000Hz 주파수 대역에서 유사한 경향으로 나타남을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.99-107
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• 2004

흙의 이방적 변형 특성은 파괴 이전 상태의 변형 거동을 정확히 이해하기 위한 중요한 특성 중 하나이다. 최근 활발히 이루어지고 있는 실험적 연구 결과는 사질토fl서 나타나는 이방적 탄성계수가 직교 이방 탄성이론으로 표현될 수 있으며, 또한 각 방향의 수직 탄성계수가 해당 방향의 수직 응력에 의한 지수 함수로 표현될 수 있음을 보여준다. 이러한 사질토의 탄성계수 이방성은 입자의 미시역학적 특성과 밀접한 관계가 있다. 사질토는 수많은 입자에 의해 구성된 입상체이므로 각 입자간의 접촉면에서 나타나는 힘-변위 관계가 거시적 인 입상체의 응력-변형률 관계를 지배한다. 따라서 사질토의 변형을 입자 간 상호 작용으로 해석하는 미시역학적 접근 방법은 흙의 이방적 변형 특성을 연구하는 가장 좋은 방법 중 하나이다. 본 연구에서는 미시 역학 이론을 토대로 흙의 이방적 탄성 변형 특성을 예측하는 수치해석 프로그램을 개발하였다. 실제 토립자의 불규칙한 접촉면 상태를 간략하게 모사할 수 있는 접촉 모델을 제시하였다. 삼축 시험 등의 일반적인 역학 시험으로부터 얻을 수 있는 거시적 탄성 응력-변형률 관계로부터, 미시역학 모델에 필요한 변수를 결정할 수 있는 해석해를 유도하였다 실내 시험을 통해 구할 수 있는 거시적 탄성계수와 해석해를 이용하여 모델 변수를 구하는 방법을 구체적으로 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1774-1778
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• 2008

유량 환산에 이용되는 수위-유량 관계곡선식은 하천의 흐름을 정상 등류상태로 가정하고 유속계를 하천에 투입하여 년간 정해진 횟수의 유량측정을 실시하여 이로부터 갱신하여 작성하고 있다. 평수기에는 이렇게 기기를 이용하여 유량측정이 가능하지만 홍수기나 갈수기에는 접촉식 유속계를 이용한 하천유량 측정이 불가능한 실정이다. 홍수기에는 기기 손상과 관측자의 안전이 위협받는 실정이고, 갈수기에는 유속이 너무 느려서 (0.1 m/s 이하) 프로펠러 유속계의 경우 유속의 정확한 관측이 힘들다. 또한 전지구적 빈번한 이상기후의 현실정에서 가장 중요한 기초 수문자료인 홍수량의 정확한 측정 자료는 많지 않다. 홍수유량을 측정하기 위해서 현재에도 기존의 봉부자를 이용하거나 유비쿼터스 센서를 장착한 봉부자를 이용하는 유량측정 기법이 향해지고 계속적으로 소개되고 있는 실정이지만 봉부자의 특성상 정확한 유량을 계산하기에는 어려움이 많다. 현재 선진국에서는 흐름과 비접촉식 방법을 이용한 하천유량측정 방법이 지난 10 여년간 꾸준이 연구되어 왔다. 그중 대표전인 것이 전자파를 이용한 방법과 영상해석에 의한 방법이다. 전자의 경우 국내에서는 수자원공사에서 10년 이상 연구 개발하여 상품화 시킨바 현업에서 이를 이용하여 홍수유량측정을 실시하고 있다. 후자의 방법은 유체역학 분야에서 흐름해석에 주로 이용되어지던 PIV(particle image velocimetry) 기법을 하천과 같이 대규모의 흐름영역에 적용가능하도록 개발된 기술로 LSPIV (large-casle particle image velocimetry)라 불리우는 기술이다. 본 연구에서는 미국 Iowa 대학에서 개발한 LSPIV를 이용하여 홍수파의 진행시 수위와 유량의 두 변수 사이에 나타나는 Loop rating curve의 이론적인 관계를 하천현장에서 일정시간 간격으로 실측을 통하여 파악하고자 하였다. 현장실험을 위한 대상지점으로 미국 Iowa주 Coralville 시내 Clear Creek의 USGS (US Geologival Survey) 수위관측소 지점을 선택하여 본 연구에서 실시한 유량측정 결과의 비교가 가능토록 하였다. LSPIV는 그 특성상 야간에는 적용하는데 어려움이 있어 아침시간부터 해가 지기 직전까지의 자연채광 조건의 영상취득이 가능한 시간대에서 표면유속을 측정하였고 이에 수심평균유속환산계수를 적용하여 유량을 계산하였다. 강우의 발생으로 인한 홍수파의 진행시 총 43회의 유량을 측정하였는바 이를 이용하여 이 지점의 수위-유량 관계식과 비교한 결과 거의 일치하는 결과를 나타냈다. 특히 홍수파의 진행시 고수위 영역에서의 측정한 결과는 수위의 상승기에는 최고로 7.5% 까지 측정유량이 수위-유량관계식에서 계산한 유량보다 컸으며, 수위의 하강기에는 반대로 최고 5.4% 정도까지 측정유량이 수위-유량관계식에서 계산한 유량보다 작게 나타났다. 또한 최대유량의 발생시기는 최고수위 발생직전의 수위라는 것이 파악되었다. 이러한 경향은 수위-유량 관계곡선의 이론과 잘 일치하는 것이다.

• 소음진동
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• 제7권1호
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• pp.6-12
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• 1997

물리계에서 일어나는 동적 현상들은 선형해석 만으로 설명하기에는 불충분한 점이 많이 있다. 이는 기계구조물과 같은 실제 계의 진동이 기하학적 비선형성, 강성 의 비선형성 또는 경계조건의 비선형성 등의 영향으로 비선형적인 거동을 하기 때문 이다. 비선형 진동을 하는 기계 계는 우리 주변에서 쉽게 찾아 볼 수 있는데, 그 예로써 진자운동을 포함하여 동흡진기, 회전체계, 공작기계의 절삭운동, 건마찰 (dry friction) 관련 기계장치, 치차 및 기차의 바퀴와 레일 간의 접촉에서 볼수 있는 구분적 선형(piecewise linear) 진동계, 충격 진동계 등을 들 수 있다. 비선형 진동 연구는 limit cycle, 준주기운동(quasiperiodic motion), 점프현상(jump phenomena) 등의 인식에서 시작되어, 과거에는 설명이 안되어 회피되 왔던 랜덤(random) 형태의 비주기운동에 대한 연구로 까지 발전하고 있다. 비선형 진동을 다루는데 있어서 정규모드(normal mode)를 이용하는 방법이 있다. 일반적으로 선형계는 선형 정규모드 (linear normal mode)가 존재하는 것과 같이 비선형계에도 이와 유사한 정규모드가 존재한다는 사실이 연구 보고된 바 있다. 비선형계에 존재하는 정규모드는 계의 매개 변수(system parameters)에 따라 그 안정성이 바뀔 수 있으며, 만일 안정한 정규모드 가 어떤 매개변수에서 그 안정성이 바뀐다면 선형이론으로는 설명될 수 없는 새로운 운동이 일어나고 이러한 운동을 분기모드(bifurcation mode)라고 한다. 안정한 정규 모드 및 분기모드를 포함하여 비선형계를 다류는 것을 "정규모드 동역학(normal mode dynamics)"이라고 한다. 정규모드 동역학은 앞에서 언급된 비선형 현상들의 원인규명, 예측, 안정성해석 및 강제진동 해석을 가능하게 한다. 또한 최근에 활발히 연구되고 있는 혼돈운동(chaotic motion)의 해석도 가능하다. 이 글에서는 비선형 진동해석을 위한 정규모드 동역학에 대한 연구동향 및 기본 이론을 살펴 보았고, 그 적용 예를 통하여 실험결과와 비교 고찰 함으로써 정규모드 동역학의 적용성을 서술하여 보았다. 선형이론으로 이해하기 어려운 현상들에 대하여는 비선형의 관점에서 새롭게 접근하 려는 노력이 필요하며 비선형 이론에 대한 연구가 지속적으로 진행되어야 한다. 진행되어야 한다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.384-390
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• 2012

본 연구는 Akers의 사회구조 및 사회학습이론에 근거하여 미국의 아동과 청소년이 거주하는 지역의 사회환경적 특성들이 이들의 알콜, 담배 그리고 마리화나 사용에 어떠한 과정을 거쳐 영향을 미치는 가를 이해하고자 하였다. 미국의 PHDCN 데이터(총 1,791의 아동과 청소년)와 미국의 센서스데이터를 다층적 회귀분석방법을 이용하여 분석한 결과 사회구조 및 사회학습이론의 주장이 부분적으로 지지하는 것으로 나타났다. 그리고 비행친구와의 차별적접촉이 중재역할 뿐만 아니라 조정의 역할도 하고 있는 것으로 나타났다. 그 외 연구의 결과, 형사정책적 함의, 그리고 한계점 등이 논의되었다.