• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.27-36
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• 2014

계절 동토지역으로 분류되는 우리나라의 동토에 관한 연구는 동상압에 의한 아스팔트 도로 등의 기능 저하 방지에 관한 연구가 대부분이었다. 하지만 최근 제 2 남극 기지인 장보고 기지 건설과 러시아 극동지역의 천연파이프 건설 협약 등이 이루어지면서 영구동토지반에서의 구조물 건설에 대한 관심이 증대되고 있다. 영구동토지반에서 구조물 설계 시 지반의 크리프 특성이 매우 중요한 요소로 알려져 있다. 현재 우리나라에서는 동토에 관한 명확한 시험규정이 없으므로 동토에 영향을 미치는 요소를 시험 변수로 활용하여 크리프 거동 특성을 체계적으로 규명하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 $-5^{\circ}C$와 $-10^{\circ}C$에서 조밀한 주문진 표준사를 동결시켜 하중비율을 조절하여 일정하중 하에서의 크리프 특성을 살펴보았다. 시험 결과, 온도가 더 낮을수록, 하중비율이 더 클수록 2차 크리프 거동이 짧아지고 3차 크리프의 변형이 더욱 뚜렷이 나타나는 경향을 보였다.

• Composites Research
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• 제18권5호
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• pp.1-8
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• 2005

여러 복합재료 제작기법 중에서 필라멘트 와인딩 제작 기법은 압력탱크, 파이프 등과 같은 실린더 형태의 축대칭 구조물의 제작에 가장 효율적인 방법이다. 또한, 필라멘트 와인딩으로 제작된 복합재료 압력탱크는 운용 중 큰 내압을 받게 되며 복잡한 손상 메커니즘과 파손 모드를 가지고 있다. 그러므로, 필라멘트 와인딩으로 제작된 복합재료 압력탱크는 탱크의 제작 과정과 제작 후 전 과정 동안의 탱크에 대한 건전성 모니터링이 필요하며 이를 위해 탱크의 제작 시부터 탱크 내부의 여러 지점에 센서가 삽입 적용되어야 한다. 여러 센서 중에서 광섬유 센서는 복합재료 내부에 삽입이용이한 센서이며 특히, 광섬유 브래그 격자 센서(fiber Bragg grating Sensors, FBG센서)는 다중화(multiplexing)가 용이한 것을 큰 장점으로 가장 많이 채택되고 있다. 하지만, FBG 센서를 필라멘트 와인딩된 복합재료 압력탱크에 성공적으로 삽입 적용하기 위해서는 극심한 탱크의 삽입 환경에 대한 센서의 삽입 기법의 개발이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 필라멘트 와인딩된 복합재료 압력탱크의 제작 시 FBG 센서를 탱크 내부에 다중화하여 삽입적용하기 위한 기법에 대하여 연구하였다.

• 한국가스학회지
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• 제5권4호
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• pp.40-48
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• 2001

본 연구에서는 LPG 충전소에 대하여 Fussel-Vesely 중요도와 RDF 및 RIF 중요도를 수행하여 위험성 등급(Risk Rank)을 설정하였다 설정된 위험성 등급에서 위험성이 가장 큰 장치 및 설비에 대하여 정량적 위험성 분석을 수행하였다. LPG 충전소에 대한 중요도 분석결과 외부사고가 가장 위험하다고 확인되었으며, ekda 으로 구조물 결함과 파이프 배관의 부식의 위험등급이 높았다. 정량적 위험성 분석 결과로는 LPG 충전소 저장탱크의 완전히 파열하였을 경우에 대한 BLEVE의 경가 발생하였을 경우에 복사열에 의해 공정 설비에 손해를 입히기에 충분한 거리는 46.3m로 분석되었다.

• 한국가스학회지
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• 제10권4호
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• pp.23-28
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• 2006

본 연구에서는 LPG 용기용 가스밸브의 강도 안전성과 몸체의 경량화 해석을 9개의 밸브모델에 대하여 유한요소해석 프로그램 MARC 및 다구찌의 실험적 설계법을 사용하였다. 가스밸브의 몸체에 작용하는 Von Mises 최대응력은 밸브에 작용하는 최대가스압력 $91kg/cm^2$을 적용하여 황동밸브 구조물의 안전성을 고찰하였다. 여기서 최대압력 $91kg/cm^2$은 LPG 가스용기의 안전계수를 고려한 것으로 안전성 해석이나 최적설계를 수행하는데 충분한 작동압력이다. 밸브몸체의 자중량을 줄이기 위해 수행된 해석은 LPG가스의 유동손실을 줄이고, 최적설계에 따라 소재가격을 낮출 수 있기 때문에 설계단계에서 고려해야 할 하나의 주요변수이다. 계산결과에 따르면, 최적설계 밸브모델은 9번이고, 이때의 최적설계 변수는 가스가 통과하는 밸브의 아래쪽 A의 반경 r=10mm, 위쪽 B의 반경 r=6mm, A와 B의 연결부 파이프 길이 l=2 mm로 결정되었다.

• Composites Research
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• 제14권2호
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• pp.8-12
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• 2001

필라멘트 와인딩 공법(filament winding process)은 회전하는 맨드렐에 로빙(roving)형태의 연속섬유를 감는 비교적 간단한 공정이다. 이것은 저장탱크, 화학용 파이프, 그리고 다른 산업에 사용되는 안정적이고 다양한 공법이다. 본 연구에서는 split disk test 치구와 dress disk test 치구에 의한 필라멘트 와인딩 링 시편의 인장강도 값을 실험에서 얻어진 결과와 혼합법칙에 의해 얻어진 이론적인 값을 비교하였다. 이 논문의 목적은 필라멘트 와인딩 구조물의 인장 특성 평가에 대한 적합한 시험법을 제안하고 있는 것이다. dress disk test 치구로 시험한 링 시험편의 인장강도는 split disk test 치구의 모서리 부분에서 발생하는 응력집중 때문에 split disk test의 시험 결과보다 이론적인 인장강도 간에 잘 근절함을 보여준다. 이 실험 결과 시험 치구의 기하학적 형상과 섬유의 연속성, 섬유 장력 그리고 시험편의 응력 집중에 영향은 받음을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.31-38
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• 2015

최근 우리나라는 러시아 극동 지역의 천연파이프 건설과 제2남극기지인 장보고 기지건설이 이루어지면서 영구동토지반에서의 구조물 건설에 대한 관심이 증대되고 있다. 세립분 함유량이 동결된 사질토의 역학적 거동에 미치는 영향을 파악하기 위하여 온도 -5, -10, $-15^{\circ}C$의 조건에서 세립분 함유량 0, 5, 10, 15%의 시료에 대해 일축압축시험을 수행하였다. 동결 사질토를 성형하기 위해 입도가 균일한(SP) 주문진 표준사와 소성성이 낮은 실트(ML)인 카올리나이트를 사용하였다. 성형된 동결 사질토를 사용하여 온도를 제어할 수 있는 냉동 체임버에서 일축압축실험을 수행하였고 강도 및 강성특성을 파악하기 위해 최대 일축압축강도와 변형계수를 분석하였다. 그 결과 동결 사질토의 강도 및 강성은 세립분 함유량이 증가할수록 감소하는 경향을 보이고 온도가 낮아짐에 따라 증가하는 경향을 보였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권2호
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• pp.67-75
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• 2012

이산화탄소 포집 및 저장기술(Carbon Capture and Storage, CCS)은 발전소, 제철소 등의 대량의 배출원으로부터 포집된 이산화탄소를 압축공정, 정제공정, 수송공정을 거친 후, 지중의 안전한 지질구조 내에 수백, 수천년 이상 안정적으로 저장하는 기술이다. CCS 공정 중 이산화탄소에는 이산화탄소를 발생시키는 연소공정이나 포집 경제되는 공정에서 유입되는 불순물이 섞임으로서 혼합물을 이루게 된다. 혼합물의 성분으로는 대표적으로 $SO_2$, $H_2O$, CO, $N_2$, Ar, $O_2$, $H_2$ 등이 있으며 위 공정들에서 이산화탄소 혼합물에 포함된 불순물들은 전 공정에 영향을 미치게 된다. 본연구에서는 이산화탄소 혼합물 내 다양한 불순물이 수송공정에 미치는 영향을 실험적으로 평가할 수 있도록 혼합물이송공정 모의실험장치를 설계 제작하였으며 이산화탄소 혼합물의 이송공정에 질소불순물이 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 각 실험조건 마다 증가율의 차이는 있으나 $N_2$비율이 증가할수록 $CO_2-N_2$ 혼합물의 질량유량당 압력강하량 및 비체적이 증가하는 경향을 보였다. 120 bar 및 100 bar 실험조건에서는 혼합물의 상태가 단상 초임계상태이었으며 $N_2$ 조성비 증가에 따른 비체적 및 질량유량당 압력강하 기울기가 크게 변하지 않음을 확인하였다. 70 bar 실험조건에서는 액상, 이상, 기상으로 혼합물의 상이 바뀌었으며 각 상에 따라 질량유량당 압력강하 및 비체적의 기울기가 달라짐을 확인하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.62-62
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• 2009

석탄화력발전소의 CO2배출량 감소와 고효율, 대용량화로 인해 초초임계압(USC:Ultra Super Critical) 화력발전소의 건설이 증가하고 있다. USC 발전소는 효율향상을 위한 증기온도와 압력의 상승 때문에 보일러 고온고압부에 기존의 소재에 비해 고온강도와 내산화성의 재료물성이 향상된 신소재 적용이 불가피하다. 특히 사용된 신소재 중에서 보일러 본체를 구성하는 수냉벽관(Water wall), 과열기와, 재열기용 튜브 및 후육부인 헤더와 배관재로 기존의 2.25Cr-1Mo강을 개량한 2.25Cr-1.6W계 내열강이 적용되고 있다. 2.25Cr-1.6W강은 SMI와 MHI가 공동개발한 소재로 1995년 튜브제품이, 1999년에 단조, 파이프재, 플레이트제품이 ASME code case로 등재되었고, 2009년 ASME code case 2199-4로 개정되어 사용 중이다. 이 소재는 2.25Cr-1Mo강에 고온강도 개선을 위해 석출강화효과가 있는 V과 Nb을 첨가하였고, 탄화물의 열적안정성과 고용강화효과 증대를 위해 W을 첨가하였다. 그리고 제작성과 용접성 및 재료의 인성 향상을 위해 B첨가와 C함량을 낮추었다. 합금성분의 첨가와 조정에 의해 고온강도는 개선되었지만, 보일러 설치 및 보수를 위한 용접과정에서 용접금속과 CGHAZ(Coarse Grain HAZ)에서 용접균열이 발생하였다. 대부분의 용접균열은 용접결함이나 고온 혹은 저온균열이 아닌 2.25Cr-1.6W계강의 강도 개선을 위해 첨가한 V과 Nb이 용접후열처리 도중 입내에 MX형태의 미세석출로 입내를 강화시킴으로서 발생한 재열균열 민감성 증대에 기인된 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서 용접 및 후열처리 과정에서 용접금속과 HAZ에서 발생하는 용접금속의 응력분포를 전산해석을 통해 확인하고 실제 후육파이프 용접부에서 잔류응력을 측정해 비교하였다. 용접부 응력분포는 SYSWELD 프로그램을 사용해 해석을 수행하였고, 발전소 실배관재의 용접부 응력측정은 수평부 측정이 용이하도록 지그를 부착한 Potable 잔류응력측정기를 사용해 Hole Drilling Method(HDM)를 적용하여 잔류응력을 측정하였다. 해석 결과 CGHAZ부위의 잔류응력이 용접금속과 기타 부위에 비해 높은 응력분포를 나타냈으며, 이는 CGHAZ와 용접용융선 부근에서 균열이 발생하는 실제값과 일치하는 결과를 보였다. 실제 배관재 용접부에서 측정한 잔류응력값은 항복응력의 약 50% 이하 응력값을 나타냈다. 배관 구조에 기인한 시스템응력의 영향을 제거하기 위해 배관재 용접부를 중심으로 양끝단을 절단 후 용접부에서 측정한 응력은 항복응력 대비 25%수준의 낮은값을 보였다. 그러나 배관재가 장기간 고온환경에 노출되었고 용접금속 내부의 균열이 발생한 상태에서 측정하였기 때문에 용접잔류응력은 상당부분 해소되어 상대적으로 낮은 응력값이 얻어진 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제23권2호
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• pp.148-157
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• 2014

본 연구는 농가들의 온실 유지관리 실태를 알아보기 위해서 국내에 보급되어 있는 온실에 대해 전국을 대상으로 온실규격, 자연재해 예방 및 피해상황, 온실 구조재, 온실 피복재 등에 관한 실태를 조사하여 자료를 분석하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 온실의 규격의 경우, 길이는 단동 및 연동 온실 모두 90m이상이 가장 많았다. 폭은 단동온실 및 연동 온실이 각각 8m이상 및 7.0~7.9m, 측고 1.5~1.9m 및 2.0~2.9m, 동고 3.0~3.9m 및 6m가 가장 높은 비율을 차지하는 것으로 나타났다. 내재해형 온실을 조사한 결과 농가에서 내재해형 온실 설치를 기피하는 것으로 조사되었다. 온실의 자연재해 피해는 대설 보다 태풍에 대한 피해를 많이 받는 것으로 조사되었다. 자연재해 예보 시 점검사항의 경우, 태풍 예보가 있을 때에는 천창, 측창, 출입문 및 피복재 고정밴드를 주로 점검하며, 대설 예보가 있을 때에는 난방기를 주로 점검하는 것으로 나타났다. 온실파이프에 부식이 발생 시 보수방법은 도색 보다는 부분적인 교체를 많이 하고, 자연재해 예방을 위한 구조물의 보강재를 대부분 사용하지 않는 것으로 나타났다. 온실 피복재의 유지관리는 대부분의 농가에서 피복재 밀폐성을 점검하는 것으로 나타났지만, 광 투과를 위한 피복재의 청소는 대부분 하지 않는 것으로 나타났다. 태풍시 온실 피복재를 제거하면 구조재 파괴를 막을 수 있는데 그렇게 못하는 이유는 피복재의 교체비용, 재배작물 때문인 것으로 파악되었다. 그리고 온실농가에서 화재예방을 위한 소방설비 구비 여부에 대해 조사한 결과, 온실의 화재예방 인식이 많이 부족한 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제19권2호
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• pp.63-69
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• 2010

2007년 4월 이전까지 10~15년 동안 규격시설로 운영되어 오던 농가지도형 단동하우스에서의 보강지주 설치효과를 분석하였다. 이전의 연구로 적설하중에 대한 수식 계산을 통해 보강지주 설치 단동하우스의 추가적설심이 제시된 바 있으나 모델이 농가지도형 단동하우스 규격과 상이해 연구 결과를 농가지도형 단동하우스에 그대로 적용하기에 무리가 따랐다. 본 연구에서는 농가지도형 단동하우스를 3차원 강뼈대 구조물로 모델링 하여 보강지주 설치 효과를 분석하였으며 재하시험을 통해 해석결과를 검증하였다. 구조해석 결과, 단동하우스에 보강지주 설치 시 안전적설심은 오히려 줄어드는 것으로 나타났는데 파이프 체결 부에서의 집중 하중으로 지붕도리에 큰 응력이 걸리기 때문으로 보강지주 설치 시에는 지붕도리의 규격도 함께 강화되어야 할 것으로 판단되었다. 지붕도리를 강화하고 보강지주를 3~4m 간격으로 설치할 경우, 안전적설심은 기본모델에서 보다 2배 이상 높아지는 것으로 나타났다. 보강지주 규격별 농가지도형 단동하우스 5종의 안전적설심을 제시하였다.