• 소음진동
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• 제9권6호
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• pp.1218-1226
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• 1999

In this paper, the extended Biot's semilinear model was developed. Combining the extended Biot model with the dynamic equation yields the nonlinear wave equation in poproelastic sound absorbing materials. Both perturbation and matching techniques are used to find solutions for nonlinear wave equations. By comparing results between linear and nonlinear wave solutions, characteristics of nonlinear waves in poroelastic sound abosrbing materials have been studied. Nonlinear waves were found to be attenuated faster than the linear ones. A maximum amplitude of the nonlinear wave occurred near its surface boundaries and decay quickly with distance from the surface. It has also been found that, if the amplitudes of linear waves are known at the surface boundaries, those of nonlinear ones can be determined. This will be the basis of finding effects of nonlinearity on the absorption coefficient and the transmission loss.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권4호
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• pp.162-167
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• 2005

건조공정 중인 다공성 물질의 물성은 재료의 비균질성 즉 전위, 입자, 입계, 균열, 기공과 같은 미시적인 결함인자들의 영향을 받는다. 따라서 다공성 물질의 건조공정을 전산 시뮬레이션하기 위해서는 원자 스케일 해석을 통한 미시적 물성을 알아야 한다. 본 연구에서는 분자동역학 시뮬레이션을 이용하여 원자 모델을 구성하고 원자 상호간 거동을 예측하여 재료의 미시적 물성을 계산하였다. 이렇게 구한 탄성계수, 열팽창계수, 체적 열용량은 실험 및 이론에 기초한 결과들과 비교하여 검증하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권6호
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• pp.474-482
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• 2016

가벼운 다공성 구조재로서 널리 사용되는 캘빈 폼(foam) 재료의 탄성특성을 초음파를 이용하여 조사하였다. 캘빈 폼의 구조는 tetrakaidecahedron의 단위 셀(unit cell)이 규칙적으로 3차원 배열된 구조를 갖고 있는데 본 연구에서는 SoildWorks 프로그램에서 캘빈 단위 셀을 설계하고 ABS 플라스틱 재료를 이용하여 3차원 프린터로 제작한 후 초음파시험을 수행하였다. 캘빈 구조체는 기공이 많은 재료이기 때문에 초음파가 투과할 수 없어서 빈 공간을 모두 파라핀 왁스로 충진하여 초음파가 투과할 수 있도록 하였다. 파라핀을 충진한 캘빈 구조체는 초음파의 비행시간(TOF)을 이용하여 초음파 속도를 계산한 후, 이 복합 구조체에 대한 탄성 구조 모델을 기반으로 캘빈 구조체만의 탄성계수를 계산하였다. 측정된 캘빈 구조체의 탄성계수 값은 모재(ABS 플라스틱) 탄성계수의 약 3.4%가 되는 것으로 나타났는데 이 평가 결과는 선행된 연구 결과들에서 나타난 실험값이나 이론 해석 결과와 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제14권3호
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• pp.115-122
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• 2004

다공성 물질이 건조될 때 입자는 겔 상태의 그물망 구조를 갖는다. 따라서 건조공정 중 발생하는 잔류응력을 정확하게 해석하기 위해서는 공극률과 공극형상에 따른 물성을 알아야 한다. 본 연구에서는 균질화법으로 원형과 십자형의 공극을 갖는 미시적인 겔구조로부터 공극률에 따른 재료의 탄성특성을 예측하고. 다공성 세라믹 애자의 건조공정을 유한요소 해석하였다. 해석 결과, 변형 형상과 온도, 습도 분포는 공극을 고려하지 않은 해석과 유사하지만 잔류응력 값은 큰 차이가 있음을 알 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제41권4호
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• pp.375-388
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• 2022

본 논문은 다층 다공성 흡음재가 채워진 원통형 소음기의 음향투과손실을 구하는 과정을 다루었다. 다층다공성 흡음재 내부에서 전파되는 파동을 다루기 위해 Biot모델과 Johnson-Champoux-Allard-Lafarge(JCAL) 모델을 이용했다. 소음기 해석에 필요한 경계조건들을 얻었고 그것들을 토대로 수치적으로 모드를 구하는 과정을 설명했다. 얻은 모드들을 이용하여 2층 소음기에 대해 수치적인 실험을 진행했으며 처음 12개의 모드만으로도 음향투과손실이 수렴함을 보였다. 마지막으로 흡음재의 종류를 바꿔가면서 음향투과손실을 계산했고 이를 유한요소법을 이용한 결과와 비교함으로써 본 연구에서 제시한 모드 매칭법의 유효성을 검증했다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 추계학술대회논문집
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• pp.728-733
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• 2008

Though multi-panel structures lined with a poroelastic material have been widely used to reduce sound transmission in various fields, most of the previous works to design them were conducted by repeated analyses or experiments based on initially given configurations or sequences. Therefore, it was difficult to obtain the optimal sequence of multi-panel structures lined with a poroelastic material yielding superior sound isolation capability. In this work, we propose a new design method to sequence a multi-panel structure lined with a poroelastic material having maximized sound transmission loss. Being formulated as a one-dimensional topology optimization problem for a given target frequency, the optimal sequencing of panel-poroelastic layers is systematically carried out in an iterative manner. In this method, a panel layer is expressed as a limiting case of a poroelastic layer to facilitate the optimization process. This means that main material properties of a poroelastic material are treated as Interpolated functions of design variables. The designed sequences of panel-poroelastic layers were shown to be significantly affected by the target frequencies; more panel layers were used at higher target frequencies. The sound transmission loss of the system was calculated by the transfer matrix derived from Biot's theory.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제18권12호
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• pp.1262-1269
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• 2008

Though multilayered foam-panel structures have been widely used to reduce sound transmission in various fields, most of the previous works to design them were conducted by repeated analyses or experiments based on initially given configurations or sequences. Therefore, it was difficult to obtain an optimal sequence of multilayered foam-panel structure yielding superior sound isolation capability. In this work, we propose a new design method to sequence a multi-panel structure lined with a poroelastic material having maximized sound transmission loss. Being formulated as a one-dimensional topology optimization problem fur a given target frequency, the optimal sequencing of panel-poroelastic layers is systematically carried out in an iterative manner. In this method, a panel layer is expressed as a limiting case of a poroelastic layer to facilitate the optimization process. This means that main material properties of a poroelastic material are treated as interpolated functions of design variable. The designed sequences of panel-poroelastic multilayer were shown to be significantly affected by the target frequencies; more panels were obtained at higher target frequency. The sound transmission loss of the system was calculated by the transfer matrix derived from Biot's theory.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.697-700
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• 2008

본 논문은 유변학을 이용한 합리적인 크리프 예측 모델의 개발을 목표로 한다. 유변학은 응력에 의해 물질에 변형이 유발되었을 때, 변형과 응력 사이의 관계를 규명하는 학문으로 콘크리트와 같은 다공성의 점탄성 구조체의 변형 규명에 효과적이다. 본 논문에서 제안된 모델은 시간 의존성 여부와 발생 메커니즘에 따라 탄성거동, 장기크리프, 시간 의존적 단기크리프 그리고 시간 독립적 단기크리프로 나뉘며, 이와 같은 현상의 분류는 실제 실험값의 시간 경과에 따른 변형 양상을 근거로 한 것이다. 각 부분의 계수 추정 과정에서는 이론(미세프리스트레스 고체화 이론, Microprestress-solidification theory) 및 설계기준(CEB-FIP MC R99)을 최대한 활용하여 모델의 합리성의 높일 수 있도록 하였으며, 부득이하게 이론적 접근이 어려운 경우에는 제한적으로 수치적 접근을 시도하였다. 끝으로 수립된 모델을 실제 실험 데이터에 적용한 결과를 기존의 기준식 및 이론식의 적용 결과와 비교 평가 하였다.

• 한국광물학회지
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• 제23권4호
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• pp.367-375
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• 2010

지구물질로 이루어진 공극 구조와 이를 채우고 있는 유체의 상호작용에 대한 이해는 지표 및 지구내부의 다양한 지질학적 현상의 설명에 필수적이다. 본 연구에서는 지구물질과 유체의 상호작용을 보다 잘 이해하기 위해, 비표면적과 공극률이 다공성 매질의 공극 구조를 설명하는 매개변수에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 입자의 지름과 공극률을 다양하게 하여 동일한 크기의 구형의 입자로 이루어진 다공성 매질에 대한 삼차원 공극 구조를 무작위 패킹 시뮬레이션으로 얻었고, 이에 대해 구성 엔트로피와 삼차원 상자집계 프랙탈 차원 분석을 하였다 구성 엔트로피 분석 결과, 엔트로피 길이는 비표면적이 2.4에서 $8.3mm^2/mm^3$으로 증가할 때 0.8에서 0.2 mm로 감소하고, 최대 구성 엔트로피는 공극률이 0.33 에서 0.46으로 증가할수록 0.94에서 0.99로 증가하는 뚜렷한 경향을 보인다. 구성 엔트로피와 공극률의 관계로부터 구성 엔트로피가 맨틀 용융체의 탄성과 점성도를 설명하는 변수로 사용될 수 있음을 제시한다. 삼차원 상자집계 프랙탈 차원은 비표면적이 같을 때 공극률이 증가함에 따라 증가하고, 비표면적이 2.4에서 $8.3mm^2/mm^3$으로 증가할 때 2.65에서 2.98로 증가한다. 이러한 삼차원 상자집계 프랙탈 차원과 비표면적, 공극률의 관계로부터 삼차원 상자집계 프랙탈 차원이 지진파 감쇠와 맨틀용융체를 포함한 다양한 지질매체의 구조와 무질서도를 설명하는 변수로 사용될 수 있음을 제시한다.

• 대한화장품학회지
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• 제43권1호
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• pp.27-33
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• 2017

지금까지 저점도 메이크업 유중수형 에멀전을 함침재에 침적시켜 휴대 간편성과 사용 편리성을 높인 화장품이 개발되어 왔다. 종래에는 주로 경도가 높고 다공의 망상구조를 갖는 폴리우레탄 스펀지가 함침재로서 사용되어 왔으며, 이러한 스펀지는 구조적인 특성상 화장료 함침이 잘 되기 때문에 제조가 용이하다는 장점을 가지고 있지만, 초기 토출량이 높고, 사용 횟수에 따라 토출량의 감소가 큰 특징을 가지고 있었다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 발포형태의 스펀지를 개발하고 이를 활용한 다양한 특징을 갖는 메이크업 유중수형 에멀전에 관하여 연구하고자 한다. 우선 상기 목적에 맞는 다양한 소재를 조사하고, 이를 토대로 natural rubber (NR)와 styrene butadiene rubber (SBR)의 조합을 통해 성형성이 우수하며 화장료 조성물의 적절한 흡수 및 배출 능력을 가지는 새로운 물질을 개발하였다. 이러한 함침재는 고무와 같은 탄성성질의 부드러움과 높은 신율 및 균일한 토출력을 가지는 특징을 확인할 수 있었다. 화장료 조성물로 사용되는 여러 종류의 오일의 극성도(polarity)에 따른 신규 스펀지의 특성을 이해하고, 메이크업 유중수형 에멀전의 점성을 조절하여 메이크업 제품 개발이 가능함을 확인하였으며, 향후 새로운 특성을 갖는 화장료 함침재로써의 가치가 매우 높을 것으로 기대된다.