• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.174-174
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• 2008

초음파를 이용하여 액체 연료를 분사하면 균일한 입경과 미립화가 우수하며 에너지 절약과 공해방지등을 할 수 있다. 또한 유속과 유량에 관계없이 이용할 수 있어 반도체 분야의 웨이퍼와 평판 표시기상에 사진 석판용 화학물질의 균일도포 컴퓨터 하드 디스크의 광택제 도포등에 사용할 수 있다. 이처럼 초저의 유출 용량을 요구하는 모든 공정 및 액체연료의 분사가 요구되는 모든 산업에 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 하지만 현제까지 주로 사용되고 있는 초음파노즐의 액츄에이터는 단판액츄에이터형로 높은 교류전압을 인가해주어야 하는 단점을 가지고 있다. 이 단점을 해결하기 위해 적층액츄에이터형을 사용하여 초음파 노즐 구동하면 낮은 교류 입력전압에서도 단판액츄에이터형 초음파 노즐과 같은 특성을 가질 수 있다. 또한 초음파 노즐의 구동시 기계적인 진동을 이용하므로 많은 열을 발생시켜 노즐의 온도가 상승하여 세라믹 액츄에이터에도 그 영향을 미치게 되어 열적 열화 현상이 일어날 수 있기에 높은 큐리온도를 가지는 액츄에이터가 필요하다. 본 실험에서는 $Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.02}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.12}(Zr_{0.50}Ti_{0.50})_{0.86}O_3$ 조성을 사용하여 $900^{\circ}C$의 저온에서 액상 소결하여 적층혈액츄에이터를 제작하였으며 압전 및 유전 특성을 조사하였다. 제작된 초음파노즐을 구동하기 위해서는 약 36kHz의 30V이상의 교류입력전압 할 수 있는 구동회로가 필요로 한다. 압전액츄에이터의 구동을 위해서는 정확한 정현파 입력이 필요 없다. 압전액츄에이터의 특성상 유사 정현파 입력 만으로도 임피던스 매칭이 이루어지기 때문에 설계가 쉽고 간편한 Push-Pull 방식을 이용한 PWM인버터를 사용하였고 인버터의 출력 주파수를 34~38kHz까지 가변 할 수 있게 설계하였다. 제작된 적층액츄에이터형 초음파 노즐을 PWM인버터로 실제 액체 연료인 경유를 분사하였을 때의 액츄에이터의 온도 변화에 따른 공진주파수와 온도 의존성, 전기적 특성을 조사하고 미립화 분사되는 경유의 미립자 크기 및 최대 분사량을 조사 하였다.

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.155-161
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• 2015

본 연구는 복합재료 구조물에 전기-기계 변환 기능을 융합한 센서-구조 일체형 복합재료 구조물 제작 방법에 관한 것으로 복합재료 구조물 자체가 센서 역할을 수행할 수 있도록 하여 구조 스스로 충격이나 진동 신호를 감지하고 손상 위치 또는 손상 정도를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 다기능 복합 구조물에 관한 연구이다. 복합재 구조물에 전기-기계 변환 기능을 부여하기 위해 복합재 제작에 사용되는 에폭시 수지 대신 전기-기계 변환기능을 갖는 $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-Pb(Zr,\;Ti)O_2$ (PNN-PZT) 분말과 에폭시 수지를 1:30 wt% 혼합하여 제작된 스마트 수지를 사용하였다. Hand Lay-up 공법과, VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) 성형 방법을 이용하여 유리섬유에 스마트 수지를 함침시켜 센서-구조 일체형 복합재료 구조물을 제작하였다. 구조물을 센서로 사용하기위해 시편의 윗면과 아랫면에 전도성 도료를 사용하여 전극을 제작하였고, 고전압 앰프를 이용하여 상온에서 30분간 4kV/mm의 전계로 분극 처리를 수행하였다. 이후 충격망치를 사용하여 시편에 충격을 가했을 때 출력되는 전기 신호와 충격망치 신호를 비교하여 충격 신호 감응 및 감도를 측정하고 그 결과를 기술하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.79-88
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• 2011

근래에 들어와서 3T (Twisted, Tapered, Tilted)로 대별되는 비정형 초고층 건축물이 다수 계획되고 있다. 이러한 비정형 초고층 건물을 위해서 구조적인 효율성 및 조형성 때문에 다이어그리드 구조시스템이 현재까지 가장 널리 사용되고 있는 구조시스템 중의 하나이다. 건축적인 조형미 등의 이유로 경사진 비정형 초고층 건물에 대한 계획안이 다수 발표되고 있으며 다수의 구조물들이 다이어그리드 구조시스템을 활용하고 있다. 경사진 비정형 초고층 건물은 횡하중뿐만 아니라 자중에 의해서도 횡방향 변위가 발생한다. 따라서 정형적인 초고층 건물보다 횡방향 응답을 저감시카는 젓이 더 중요한 문제로 대두된다. 본 연구에서는 경사진 다이어그리드 비정형 초고층 건물의 지진응답을 저감시키기 위하여 스마트 TMD를 적용하였고 그 제어성능을 평가하였다. 스마트 TMD를 구성하기 위하여 MR 감쇠기를 사용하였으며 스마트 TMD는 그라운드훅 제어알고리즘을 사용하여 제어하였다. 100 층의 예제구조물에 대하여 제어를 하지 않은 경우와, 일반적인 TMD를 사용한 경우, 그리고 스마트 TMD를 사용하여 제어한 경우를 비교 검토하였다. 수지해석결과 스마트 TMD가 변위 응답 제어에는 우수한 성능을 나타냈지만 가속도응답제어에는 효과적이지 못했다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권1호
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• pp.132-142
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• 2009

Tamar 열곡은 Tatmania의 Launceston 시를 관통하고 있고, Bass 해협의 지진 활동은 이 도시의 건물들에 피해를 입혔다. 두께가 0 m에서 250 m의 범위로 급격하게 변화하는 연약 퇴적물로 채워진 Tamar 열곡은 Launceston 시 내부와 열곡 위의 지표면 진동을 증폭시키면서 2차원적인 공진 양상을 유도하는 것으로 생각되고 있다. 공간적 평균 일관성 (SPAC), 주파수-파수 (FK), 수평과 수직 스펙트럼 비율을 이용하는 상시 진동 탐사법이 Tamar 열곡에 미치는 영향을 확인하기 위하여 여러 기법을 혼합하여 사용하였다. 일곱 개의 지점에서 수동 탄성파 탐사가 수행되었고, 횡파 속도의 심도 단면을 추정하기 위하여 SPAC을 분석하였으며, 대략 125 m 심도의 퇴적층 속도 단면의 정밀도를 향상시키기 위하여 HVSR을 결합하였다. 그 결과, 퇴적층의 두께가 Launceston 시에서 전체적으로 변화가 심하게 나타남을 확인하였다. 최상부층은 매우 연약한 제 4기의 충적층으로 구성되어 있으며, 횡파 속도는 50 m/s에서 125 m/s의 범위를 나타낸다. Tamar 열곡의 0 m에서 250 m 심도를 채우고 있는 제 3기의 퇴적층의 횡파 속도는 400 m/s에서 750 m/s로 변화한다. GUN과 KPK 측점해서 SPAC을 이용하여 획득한 결과는 FK 분석으로 해석된 분산 곡선과 잘 일치하였다. FK 해석은 SPAC 보다 좁은 주파수 대역에 한정되어서, 더 낮은 주파수 대역에서 횡파 속도가 높게 추정된 것으로 보인다. 층서 모델로 가정하여 측정된 HVSR은 SPAC에 의한 결과와 비교하였고, 횡파 느리기 단면에 추가적인 제한조건을 제공하였다. SPAC과 HVSR 분석을 결합한 결과에서는 GUN 측점의 지질구조가 층서 구조로 가정할 수 있음을 확인하였고, KPK 측점에서는 Tamar 열곡을 가로지르는 2차원적 공진 양상이 존재함을 확인하였다

• 한국음향학회지
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• 제39권6호
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• pp.568-575
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• 2020

초음파는 다양한 산업 분야에서 널리 사용이 되고 있다. 그 중에 도전적인 분야로 전자부품의 냉각이 있다. 초음파 냉각 기술은 작동 유체로, 기존의 지구온난화를 유발하는 프레온 가스 대신에 Ar(아르곤), N₂(질소) 등의 기체로 대체가 가능하다. 또한 움직이는 부품이 없어 높은 내구성을 가질 수 있다. 그러므로 이러한 환경 문제와 내구성 관점에서 초음파 냉각 장치의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 설계와 제작 공정에 대하여 설명하고 있다. 이 시스템을 설계할 때, 냉각기 시제품을 이용하여 유효성 테스트를 수행하였다. 이 결과를 바탕으로, ANSYS 프로그램을 사용한 유한요소해석을 수행하였다. 반공진 주파수는 34.8 kHz로 예측이 되었으며, 이는 실험치인 34.6 kHz과 0.6 %의 오차로 잘 일치하였다. 또한 초음파 웨이브가이드의 반공진 주파수는 39.4 kHz로 예측이 되었고, 역시 실험치인 39.8 kHz과 1.0 %의 오차로 잘 일치함을 알 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 볼 때, 개발된 초음파 웨이브가이드는 마이크로칩의 냉각에 활용 될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.184-189
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• 2018

최근에 안전기준과 환경규제 강화의 증대로 인해, 차체의 경량화에 대한 연구가 지속적으로 증가하고 있다. 고강도강의 응용은 가장 보편화 된 차체 경량화의 효과적인 방법 중에 하나이다. TWB(Tailor Welded Blank)는 다양한 두께와 용접을 사용하여 부분적인 강도와 경량화를 만족시키는 주요한 공법으로 활용되고 있다. 그러나 추가적인 용접공정으로 인해 판재간의 용접성이 중요하고 용접부에 대한 품질관리가 중요하다. 이점을 개선하기 위해, TRB(Tailor Rollded Blank)공법이 제안되었다. TRB는 롤러 압력을 조절하여 판재의 두께를 다르게 하고, 용접을 사용하는 TWB 공법보다 추가적인 용접공정이 없기 때문에 생산 비용적인 측면에서 훨씬 더 효율적이다. 본 연구에서는 Blank의 압연 영향을 조사하기 위해 스탬핑용 고강도강 TRB 판재의 성형성을 분석하였다. 성형성을 분석하기 위해, TRB 판재에서 0.8 mm, 1 mm의 두께를 갖는 부분을 채취하여 시험하였다. 시편에 새겨진 그리드마킹의 변형도를 분석하여 변형률을 조사하였고, 0.8 mm와 1.0 mm의 두께를 갖는 TRB 시편으로 Erichsen 시험을 한 후에 FE분석을 활용하여 성형성과 고유진동수를 비교하였다.

• 한국광학회지
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• 제2권3호
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• pp.139-148
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• 1991

광섬유를 사용하여 미소 교류자기장 (200Hz-2kHz) 감지를 위한 광섬유 간섭계 자기센서시스템을 구성하였다. 자왜효과(magnetostriction effect)가 큰 비정질 metallic glass(2605SC)를 광섬유에 부착하여 자기장 감지부를 제작하고 방향성 결합기 metallic glass(2605SC)를 광섬유에 부착하여 자기장 감지부를 제작하고 방향성 결합기(directional coupler)를 사용한 광섬유 일체식(all-fiber type)으로 Mach-Zehnder 간섭계를 구성하여 외부 자기장의 변화를 간섭계의 위상변화로 변환시켜 그 크기를 측정하였다. 온도변화, 진동 등 주위환경에서 오는 불규칙한 신호에 의한 간섭계의 신호소멸(signal fading) 문제는 능동 위상추적방법(active phase tracking method)으로 간섭계의 기준 광통로(reference arm)에 위치한 위상 변조기에 보상신호를 되먹임으로써, 직각조건(quadrature condition)을 이루어 안정시켰다. 측정 결과 metallic glass의 주파수 반응특성은 900Hz-2kHz 대역에서 거의 비슷한 경향을 보였으며 최대 감도를 나타내는 직류 바이어스 자기장은 3.5 Oe 였다. 미소 교류자기장에 대한 간섭계의 출력은 $\pm$0.5 Oe 범위 안에서 좋은 선형성을 보였다. 1 kHz 교류자기장에 대한 scale factor S는 8.0 rad/Oe 이었으며 최소감지자기장은 $3X10^{-6} Oe/\sqrt{Hz}$(1Hz detection bandwidth)이었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.620-627
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• 2023

선내 소음은 선원의 거주성과 건강을 위한 중요한 요소 중의 하나로, 선내 소음을 줄이기 위한 노력이 활발하게 진행되고 있다. 소음 저감 방법에는 수동소음제어(PNC) 방법과 능동소음제어(ANC) 방법이 있다. 자동차, 항공기와 달리 선박에서는 ANC를 이용한 소음 저감 대책이 미미한 실정이다. 본 연구는 능동소음제어(ANC)와 같이 방음판과 고주파진동원을 이용하여 기관실에 발생한 소음을 줄이고자 하였다. 이를 위해 아크릴 상자를 이용하여 실험 모형을 만들었고, 4가지 조건별로 소음 저감 효과를 측정하였다. 실험 결과는 다음과 같다. 첫째, 방음판은 55 dB ~ 85 dB까지 모든 범위에서 소음 저감 효과가 있었다. 고주파진동원은 낮은 소음에서 효과가 없었으나, 70.8 dB(A)과 85 dB(A)와 같은 높은 소음에서는 효과가 있었다. 둘째, 방음판과 고주파진동원을 동시에 사용하는 경우에는 최대 -2.2 dB(A) 만큼의 소음 저감 효과가 있었다. 본 실험의 결과는 아크릴판으로 제작한 실험모형에서 얻은 결과로 철판으로 된 실제 선박과 다를 수 있다. 추후 연구에서 실제 선박에서 사용하는 철판(재질과 두께, 구조를 고려)을 이용하여 실험하고자 한다. 이 연구가 선박에 승선하는 선원들의 거주성 향상과 건강 증진에 도움이 되기를 기대한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.209-222
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• 2024

토압식(Earth Pressure Balance) 쉴드 TBM (Tunnel Boring Machine)은 기계화 터널 굴착 공법 중 이수식(Slurry) 쉴드 TBM에 비하여 슬러리 처리 시설을 필요하지 않아 설비가 간단하고 진동과 소음이 적어 최근에 터널 시공에 널리 사용되고 있다. 토압식 쉴드 TBM으로 터널 굴착 시 첨가제를 활용하여 굴착토 물성을 개선하는 쏘일 컨디셔닝(soil conditioning) 기법을 적용하며, 이를 통해 토압식 쉴드 TBM을 적용할 수 있는 지반의 범위를 확장할 수 있다. 본 연구에서는 쏘일 컨디셔닝을 위한 첨가제로 주로 사용되는 폴리머를 대체할 수 있는 바이오폴리머(biopolymer)의 일종인 잔탄검(xanthan gum)의 적용성을 검토하였다. 바이오폴리머란 생물학적 기원으로 생성된 폴리머로써 모두 생분해가 가능하다. 환경에 유해한 성분을 함유하고 있는 일반 폴리머(폴리아크릴산계 폴리머)와 달리 잔탄검은 유독성이 거의 없고 환경에 미치는 영향이 적어 친환경 소재로 각광받고 있다. 슬럼프 시험을 통해 유사한 워커빌리티(workability)를 보이는 시험조건을 선정하고, 실내 가압 베인전단 시험을 통해 유동학적(rheological) 특성을 평가하였다. 유사한 슬럼프 값을 보이더라도 잔탄검의 함유량이 증가할수록 유동곡선(flow curve)상에 첨두강도가 감소하는 경향이 나타났으며, 이를 통해 잔탄검 함량과 첨두강도 사이의 상관관계를 도출하였다. 일반 폴리머를 잔탄검으로 대체한다면 환경친화적이라는 장점과 더불어 장비 부하를 감소시켜 안정적인 TBM 운용이 가능할 것이다.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제30권1호
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• pp.69-77
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• 2005

이갈이 치료에 가장 널리 이용되고 있는 구내교합장치는 치아와 턱관절 및 주위조직을 보호함으로써 이갈이 때문에 발생하는 여러 합병증을 예방하는 것을 주목적으로 하지만, 이갈이 억제에 있어서는 일시적인 증상감소의 효과만을 가질 뿐이므로 환자 스스로가 이갈이를 인지하여 습관을 중단할 수 있도록 하기 위한 특수한 장치의 개발이 시도되고 있다. 본 연구에서는 소형 방수 스위치를 이용하여 구내장치에 들어가는 부품을 최소화하고 전원의 사용시간을 최대화 함으로서 상품화 가능한 이갈이 진단 및 조절용 장치(이하 이갈이장치)를 개발하여 소개하고, 임상적으로 사용하기 전 장치에 대한 신뢰도를 조사하고자 하였다. 새로 개발한 장치는 이갈이 센서인 소형 방수스위치로 구성된 정보입력부, 중앙정보처리장치(CPU)인 정보처리부, 이갈이 신호를 수신하는 정보저장부, 이갈이 신호에 대한 소리나 진동으로 반응하는 반응장치부 및 컴퓨터상에서 저장된 이갈이 정보를 표시하여 이갈이 빈도와 시간, 양태 등을 확인시켜주는 정보표시부로 구성되어 있다. 이 중에서 resin sheet로 만든 상하의 wafer 사이에 정보입력부인 스위치는 좌우 견치 설면에 고정하고 정보처리부 CPU는 구개중앙에 고정하여 구내교합장치를 제작한 한편, 여기에서 송신되는 정보는 별도의 외부 장치인 반응장치 및 정보저장장치에서 인식하여 feedback을 보낼 수 있도록 하였다. 장치제작의 신뢰도조사를 위해서는 단국대학교 치과대학 학생 중 정상교합을 가진 지원자 10명의 상악 석고모형에 대하여 두 명의 술자가 각각 이갈이장치를 제작하여 그 장치가 반응하는 힘의 크기를 비교하였으며(술자간 신뢰도조사), 또한 한명의 술자가 첫 회에 조사한 정보를 기억하지 못하게 약 2일의 시간 간격을 두고 각각 제작하고 그 장치가 반응하는 힘의 크기를 비교하였다(술자내 신뢰도조사). 술자간 및 술자내 조사에서 이갈이장치가 반응하는 최소의 수직력, 측방력, 중심력에서 모두 높은 상관관계를 보였으며 측정된 값에 있어 서로 유의한 차이를 보여주지 않았다. 새로 개발한 이갈이장치는 부품을 소형화하였으며 제작이 편리하고 구강내에서 안전하게 사용할 수 있을 뿐만 아니라 전원의 사용시간을 최대로 할 수 있다는 장점을 가지고 있으며 술자간 및 술자내 신뢰도 조사를 통하여 임상에 적용가능한 높은 재현성을 확인할 수 있었다. 결론적으로 이 장치는 정보처리 및 저장장치가 있고 음향이나 진동을 이용한 바이오피드백 기능을 가지고 있어 이갈이 환자의 진단과 조절에 임상적으로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.