• Composites Research
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• v.13 no.2
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• pp.51-60
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• 2000

Filament wound pressure vessels have been studied for the efficient design tool to consider the variation of fiber angles through-the thickness direction. Filament winding patterns were simulated from semi-geodesic fiber path equation to calculate fiber path on arbitrary surface. Finite element analyses were performed considering fiber angle variation in longitudinal and thickness directions by ABAQUS. For the finite element modeling of the pressure tank, the 3-dimensional layered solid element was utilized. From the stress results of pressure tanks, maximum stress criterion in transverse direction was applied to modify material properties for failed region. In the end of each load increment, resultant layer stresses were compared with a failure criterion and properties were reduced to 1/10 for a failed layer. Results of progressive failure analysis were compared with two experimental data.

• Composites Research
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• v.23 no.4
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• pp.14-20
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• 2010

In this study, a micro-genetic algorithm was utilized for the optimal design of filament wound composite cylinders subjected to hydrostatic pressure for underwater vehicle application. The objective of the optimization was to maximize the design allowable load considering the buckling and static failure loads. A commercial finite element program, MSC.NASTRAN, was used for buckling and failure analysis. An open-source micro genetic algorithm by Carroll was modified for the optimization. The design variables are the helical winding angle and hoop layer thickness. The results of examples show that the micro genetic algorithm can be successfully applied to the optimization of filament wound cylinders with various geometries and gives better efficiency than general genetic algorithms.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.43 no.2
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• pp.52.1-52.1
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• 2018

Orion Molecular Clouds Complex(OMC) 분자운에는 별 생성은 없으면서 은하면 방향으로 누워있는 큰 규모($10^{\circ}{\times}0.5^{\circ}$)의 필라멘트 구조가 있다. 본 연구는 북쪽 필라멘트(이하 NF)를 대상으로 12CO (J = 1-0) 선 관측 데이터를 이용하여 필라멘트의 운동학적 연구를 수행함으로서 은하면과의 상관관계를 알아보고자 하였다. 관측은 공간분해능은 2 arcmin인 SRAO(Seoul Radio Astronomy Observatory)의 6m 밀리미터 망원경이 사용되었고 큰 규모로 인해 은하면으로부터 먼 순서로 NF1, NF2, NF3 세 곳으로 관측 지역이 정해졌다. 연구결과 필라멘트는 매우 낮은 수준의 12CO (J = 2-1)과 티끌 분포에서 자기장을 따라 은하면 방향으로 연계되어 보였다. 밀도 분포에서는 SRAO 12CO (J = 1-0) 적분강도와 Planck 위성의 12CO (J = 2-1)과 티끌 자료를 이용했을 때, 12CO와 성간 티끌은 주로 은하면에 수직인 방향에서 밀도가 높았다. 속도 분포와 위치 속도 분석을 통해 NF는 단일 구조의 분자운 형태이고 NF2 하단에서는 회전 운동의 가능성이 확인되었다. NF3는 자기장에 의해 생성된 나선형 회전을 하고 있으며, NF2와 NF3를 따라 은하면을 향하여 12CO (J = 1-0)를 비롯한 물질이 흐르고 있음도 확인되었다. 하지만 은하면을 향하여 물질이 흐르는 원인을 제공하는 천체가 무엇인지와 NF1과 NF2 상단의 회전 운동은 확인 할 수 없었으며 이들 지역에 대한 상세한 관측이 요구된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.304-304
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• 2011

열필라멘트 화학 기상 증착 공정(HWCVD, hot wire chemical deposition)은 낮은 기판 온도에서 다결정 실리콘 박막을 빠른 속도로 증착할 수 있는 방법이다. 이는 후처리가 없어도 전기적 특성이 우수한 박막을 저온에서 얻을 수 있기 때문에 녹는점이 낮은 기판에 증착을 할 수 있으며 공정비용 절감 효과가 있다. 이러한 박막 증착 공정 중 기상 핵생성에 의해 나노 입자가 생성되며, 새로운 관점에서는 그 농도와 크기가 박막 성장에 중요한 변수로 작용한다. 따라서 공정조건의 변화에 따라 생성되는 나노 입자의 크기 분포를 실시간으로 분석하여 박막 형성의 최적 조건을 찾는 연구가 필요하다. 하지만 이러한 입자 발생 특성에 관한 연구는 기존에 밝혀진 반응 메커니즘으로 인해 수치해석적 연구는 체계적으로 진행되었으나 실험적 연구의 경우 적합한 측정장비의 부재로 인해 제한이 있었다. 따라서 본 연구에서는 저압에서 실시간으로 나노입자 분포를 측정할 수 있는 PBMS (particle beam mass spectrometer)를 이용하여 열필라멘트 화학 기상 증착 공정 중 발생하는 입자의 존재를 확인하고 특성을 분석하였다. 실리콘 나노 입자의 측정은 PBMS 장비의 전단 부분을 HWCVD 배기 라인에 연결하여 진행하였으며 반응기 내 샘플링 위치, 필라멘트 온도, 챔버 압력, 작동기체의 비율을 변수로 하여 진행하였다. 그 결과 실리콘 나노 입자는 양 또는 음의 극성을 가진 하전된 상태임을 확인 하였고, 측정 조건에 따라 일부 단일 극성으로 존재하였다. 한편, 필라멘트 온도가 증가할수록 하전된 나노입자의 최빈값은 감소하였다. 또한 반응 가스인 SiH4 농도가 증가할수록 최빈값은 농도에 비례하여 증가하였다. 이런 결과는 기존 HWCVD 실험에서 투과 전자 현미경(TEM)을 이용하여 분석한 실리콘 나노 입자의 크기 분포 결과와 경향이 일치함을 확인하였다. 본 연구를 통하여 확인된 하전된 나노 입자의 존재를 실험적으로 확인하였으며 추후 지속적 연구에 의해 이러한 하전된 나노 입자가 박막 형성에 기여 하는 것을 규명하고 박막 형성 조건을 최적화하는데 중요한 역할을 할 것을 기대할 수 있다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.30 no.3
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• pp.130-138
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• 2002

수압실험 동안 광섬유 브래그 격자(FBG) 센서를 이용하여 필라멘트 와인딩된 복합재료 탱크의 변형률을 모니터링하였다. 20개의 FBG 센서와 20개의 스트레인 게이지를 복합재료 탱크의 돔과 실린더 부분에 부착하였다. 광섬유 센서를 위한 고출력 광원으로는 파장 이동 광섬유 레이저(WSFL)을 이용하였다. 실험결과로부터, 많은 수의 센서를 필요로 하는 대형 구조물의 건전성 모니터링에 FBG 센서 시스템이 유용함을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.379-379
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• 2011

차세대 저항메모리(resistive switching random access memory; ReRAM)의 개발을 위해 다양한 산화 물질들의 저항 변화 특성이 연구되고 있다. 본 연구에서는 저항 변화 물질로 잘 알려진 ZnO 박막을 이용하여 저항 변화 특성을 평가하였다. ZnO 박막은 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 스퍼터링 시스템을 이용하여 약 50 nm 두께로 증착되었다. 증착된 박막 위에 전극을 evaporator를 이용하여 패턴닝함으로써 전극-반도체-전극 구조의 소자를 만들고 이의 전기적 특성을 평가하였다. Compliance current를 설정하여 저항 변화 특성을 측정한 결과 가해진 전압의 극성에 관계 없이 저항이 변화하는, dielectric breakdown에 의해 박막내 전도성 필라멘트라 불리는 전도성 길이 생성되었다가 joule-heating에 의해 필라멘트가 파열되는, 전형적인 unipolar 저항 변화특성이 나타났다. 다기능성 소자 개발을 위해 위 소자 구조를 투명한 고분자 기판위에 형성하고 표면에 초발수성 ZnO 나노막대 구조를 합성하였다. 그 결과 투명하면서 유연하고, 수분에도 안정적인 다기능성 저항 변화 소자 특성을 평가할 수 있었다. 본 결과를 바탕으로 필라멘트 이론에 기초한 저항 변화 메커니즘을 설명하는 모델이 제시되었다.

• Proceedings of the Korean Reliability Society Conference
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• 2006.05a
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• pp.381-383
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• 2006

최근, 선진국에서는 $Rukaflex^{(R)}$라는 새로운 구조의 웨빙을 개발하여, normal usage marks를 감소시키고, 웨빙의 품질을 향상시키려는 경향을 보인다. 기존의 웨빙은 멀티 필라멘트가 경/위사 방향으로 교차되는 구조를 갖는 소폭직물인데, 새로운 구조의 $Rukaflex^{(R)}$는 위사방향에 멀티 필라멘트와 모노 필라멘트를 동시에 사용하여 탄성률(resilience)을 높여서 구조 안정성을 항상시킨 형태의 웨빙이다. 본 연구에서는 $Rukaflex^{(R)}$ 웨빙의 수명을 구조개선 및 마모특성 향상을 통하여 50% 이상 향상시켰는데, 기존 웨빙과 초기 인장강도에서는 차이가 나지 않았으나 활성화 에너지, 형상모수, $B_{10}$ 수명이 증가한 것을 확인할 수 있었다. 이는, 척도모수에서는 기존 웨빙과 근소한 차이를 보이나 구조개선에 의한 마모특성 향상에 의하여, 균일한 마모 및 degradation 특성을 나타내므로, $B_{10}$ 수명이 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2008.05a
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• pp.43-45
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• 2008

박막 제작공정은 반도체 제작 공정, 고정밀도의 하드디스크 및 레이저 디스크 기술, LCD/P에 DML평판 디스크 플레이어 제작 공정에 있어 중요한 기술이다. 더욱이, 이 공정은 이동 전화 커버의 증착 및 전자 차폐의 일반기술, 램프의 반사판, 화장품 용기, 몇몇 상품에 있어 카메라 렌즈의 광학 표면 코팅과 코팅 필름 제작에 사용된다. 본 연구의 주요목적은 반도체 제작 공정과 많은 산업 분야에서 기본 재료로 사용되는 전영저항의 개발에 있다. 개발 공정은 다음과 같다. 전자빔이 최상의 진공 분위기에서 텅스텐 필라멘트의 열에 의해 방출된다. 그때 전자는 높은 전압에서 가속화된다. 전자들은 반대 재료에 충돌되고, 반대편 재료는 발생 열에 의해 코팅된다. 1차년도 연구목적은 고성능 전열 저항체 개발을 위한 지름 당 필라멘트 선의 기계적 특성을 조사하고 CAE 해석을 수행하며, 2차 년도에는 대량 생산 라인 구축을 위한 자동검사 라인 개발에 초점이 맞추어져 있다. 만일, 본 연구를 통해 전열 저항체가 개발된다면, 그 제품은 고효율, 외국제품 대비 가격 경쟁력을 가지므로 제품 경쟁력을 가질 수 있을 것으로 생각된다.

• Korean Journal of Construction Engineering and Management
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• v.22 no.1
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• pp.81-89
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• 2021

In recent years, the design of buildings is changing from formal to creative and freeform. Accordingly, the scale of construction technology is changing to architectural design and construction of irregular buildings. Using the FDM method, which is one of the 3D printing technologies, it is possible to manufacture various forms of irregular formwork inexpensively and quickly coMPared to the existing formwork, and it seems to be able to solve the manpower problem. Using a 3D printer, the PLA filament formwork is produced in the form of a cylinder and a rectangular cuboid, and the usability of the PLA filament formwork is confirmed by examining the compression strength test and the degree of deformation and reusability over 28 days of age. Different sizes of additional specimens are also conducted according to the size. As a result of the experiment, it was confirmed that the filament formwork itself has about 3~4MPa strength. As a result of reviewing data through existing linear studies and experiments, it is appropriate to use more than 60% infill, and it is advantageous in terms of strength. As a result of cutting and dismantling the filament formwork, the surface is very clean and there is no damage, so it can be reused.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2003.04a
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• pp.169-170
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• 2003

최근에 전기방사를 이용한 서브마이크로(submicro) 직경을 가진 섬유로 구성된 부직포 제조에 대한 관심이 집중 되어져 왔다[1,2]. 그러나 지금까지 전기방사기술에 대한 활발한 연구에도 불구하고, 전기방사를 이용하여 필라멘트를 제조한 결과는 보고되지 않았다. 본 실험에서는 전기방사 공정을 기초로 한 복합적인 방사체계를 이용하여 다공성 필라멘트를 제조하고자 한다. (중략)