• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.435-444
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• 2017

차량-궤도 구조물 동적 상호작용해석은 차량의 접촉점이 보요소로 모형화된 레일 위를 일정한 속도로 주행하는 미끄러지는 접촉문제로 취급하였다. 하지만 Euler 보와 같은 고차 다항식의 형상함수가 적용된 유한요소를 사용할 경우 미끄러지는 접촉문제에서 적합조건을 만족하지 못한다. 이 연구에서는 유한요소해석프로그램이 미끄러지는 접촉문제에서의 적합조건을 만족시키지 못하는 것에 대한 해결법으로 주행로를 이루는 보요소를 보다 세분화하여 동적상호작용해석에서의 정확성을 확보하고자 하였다. 이를 위해 간단한 예제들을 통해 주행로를 이루는 보요소의 세분화 정도에 따른 동적상호작용해석의 거동을 분석하였으며, 해석 프로그램의 동적상호작용해석에의 적용성을 평가하였다. 마지막으로 사각을 갖는 철도 암거 접속부의 뒷채움재 설치 형식에 따른 차량주행시의 거동을 평가하기 위하여 동적상호작용해석을 수행하고, 접속부 뒷채움재 형식의 변경에 따른 지지강성의 변화에 의한 영향과 노반침하에 따른 궤도틀림의 영향을 비교분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1027-1033
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• 2011

VCM 강판은 용융아연도금강판 위에 PET/PVC 코팅하여 가전제품의 외판 소재로 사용되고 있다. 본 연구에서는 VCM 강판의 프레스 성형 중 발생하는 PET 코팅층의 찢김을 저감하기 위해 프레스 성형공정변수를 재설계하였다. 프레스 공정변수들이 PET 코팅층의 찢김에 미치는 영향을 분석하기 위해 유한요소해석을 수행하였다. PET 코팅의 찢김 현상은 드로잉 성형시 제품의 코너부 소재두께의 증가로 인해 금형과 소재 사이의 과도한 마찰에 의해 발생한다. 이를 해결하기 위해 블랭크 형상의 변경을 통해 드로잉성형시 코너부의 소재두께 증가를 저감하였으며, 트리밍 공정시 플랜지부의 과도한 두께 증가부분을 제거하여 플랜지 성형시 소재두께가 금형간극 이하로 분포하도록 하였다. 또한 성형실험과 유한요소해석을 통해 재설계된 공정변수들을 검증하였다. 이를 통해 PET 코팅의 찢김이 없는 양호한 최종제품의 성형이 가능함을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.221-229
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• 2002

본 연구에서는 상수원수 내 조류 이취미(taste and odor)에 대응하기 위한 수단으로 도입되고 있는 격벽식 분말활성탄(PAC) 접촉조의 효과적인 설계를 위해 전산유체역학 프로그램인 FLOW-3D를 도입하였다. 일차적으로 FLOW-3D의 성능을 검증하기 위하여 용량 288 리터의 PCA 접촉조를 대상으로 수행된 추적자실헐 결과와 FLOW-3D의 모의결과를 비교하였다. 또한, 이미 설계된 P정수장 PAC 접촉조에 적용하여 흐름특성을 예측하였다. 다양한 격벽 조건에서 모의된 FLOW-3D 결과는 실제 추적자실험 결과와 아주 유사하였다. 한편, 수리학적 체류시간이 20분인 P정수장의 접촉조에 투입된 PAC 입자가 시간에 따라 어떻게 분포하는지를 FLOW-3D로 모의수행한 바에 의하면, 기존의 PAC 접촉조에서는 모든 격벽의 후면에 정체구역이 발생하였고, 이 정체구역에는 PAC 입자가 거의 존재하지 않았다. 이와 같은 격벽 후면부의 정체영역은 PAC 입자가 체류하는 시간을 감소시켜 흡착효율을 저하시킬 수 있다. 반면에, PAC 접촉조의 흐름특성을 개선하고자 격벽의 형상을 미로형(maze-type)으로 변경한 경우, PAC 입자가 접촉조 내에 상대적으로 균일하게 분포하였으며 정체영역도 크게 감소하였다. 결론적으로 FLOW-3D 모의는 정수장에서 사용되는 수리구조물의 흐름특성 해석에 유용한 수단으로 사용될 것으로 기대된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권1호
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• pp.9-17
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• 2010

본 논문은 $20^{\circ}$ 각도의 굽힘과 50 ${\mu}m$ 인장조건에서 PGA (Pin Grid Array) 패키지의 lead pin에 발생하는 von Mises 응력과 전 변형률 에너지 밀도를 lead pin 소재의 열처리 온도 조건에 따라 유한요소법을 이용하여 해석하였다. 해석결과에 따르면 lead pin의 코너부와 리드핀의 헤드부와 솔더의 경계면이 국부적으로 응력이 집중되는 가장 취약한 위치이며 lead pin의 열처리 온도가 높을수록 발생하는 최대 응력과 변형률 에너지 밀도가 낮아져서 신뢰성이 우수한 것으로 판단된다. 또한 lead pin의 코너부에 라운드가공을 하면 헤드부와 솔더의 경계면에서 발생하는 von Mises 응력과 전변형률 에너지 밀도가 감소하였다. 이와 같은 해석결과는 전 변형률 에너지 밀도가 증가할수록 솔더의 피로수명이 감소하는 연구결과에 미루어볼 때 열처리를 통해 리드핀의 기계적특성을 변경하면 PGA 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있음을 의미한다. 따라서, 리드핀의 형상최적화와 열처리를 통한 최적화된 소재특성을 통해 PGA 패키지의 신뢰성 향상이 요구된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권2호
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• pp.227-233
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• 2014

본 논문은 상용화된 와이어 본딩용 초음파 혼 시스템에서 발생하는 와이어 본딩 불량의 원인을 진동해석을 통하여 파악하고자 한다. 먼저 링 형상의 압전 구동기와 초음파 혼 그리고 캐필러리 등 각 부품의 진동 특성과 136kH의 가진 주파수 근처에서 발생하는 전체 초음파 혼 시스템의 주요 진동 모드들을 유한요소해석을 이용하여 구하였다. 136kHz에서 공진되는 전체 트랜스듀서 시스템의 진동 모드가 종진동 모드가 아닌 굽힘 진동 모드임을 조화 가진 해석과 실험으로 확인하였다. 136kHz에서 발생하는 굽힘 진동 모드는 캐필러리 끝단의 움직임이 종방향 뿐만 아니라 좌우 횡방향으로도 큰 변위가 발생하기 때문에 정밀 작업 시 본딩 불량의 원인이 될 수 있다. 가진 주파수 대역 근처인 119kHz에서 발생하는 종진동 모드는 캐필러리의 횡방향 진동이 감소하기 때문에 본딩 성능의 향상을 위해서 이러한 종진동 모드를 이용하도록 설계 변경이 필요함을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1-9
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• 2021

A60급 갑판 관통 관은 선박과 해양플랜트의 화재 발생 시 인명의 보호와 화염전파를 방지하기 위해 갑판 구획에 설치되는 방화 장치이다. A60급 갑판 관통 관이 새로 개발되거나 기존의 설계가 변경될 경우 국제해사기구의 화재시험절차 규정에 따라 A60급 갑판 관통 관의 방화성능을 검증하도록 요구하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 신규 개발된 선박과 해양플랜트용 A60급 갑판 관통 관의 방화 설계의 적합성을 평가하기 위해 과도 열전달 해석을 수행하였고, 화재시험을 통해 해석결과의 타당성을 검증하였다. 또한 A60급 갑판 관통 관의 열전달 특성은 관의 직경, 내부형상 그리고 재질과 같은 설계 사양에 따라 비교하여 검토하였다. 과도 열전달 해석은 범용 유한요소법 소프트웨어인 ABAQUS/Implicit를 사용하여 수행하였으며, 해석결과의 검증을 위한 화재시험은 해사안전위원회에서 규정한 화재시험절차 코드에 따라 수행하였다. 본 연구에서 검토한 A60급 갑판 관통 관의 방화성능은 국제 해상안전규정을 만족하였고, 재질 사양의 설계가 중요한 것으로 나타났다. 최대 시험온도를 기준으로 SUS316L 재질의 측정온도는 S45C 재질보다 평균적으로 25% 낮게 나타났고, 이때 각 재질의 열전도계수와 비열의 차이는 각각 17%와 58%였다.

• 기술혁신학회지
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• 제22권3호
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• pp.362-381
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• 2019

본 논문에서는 기술혁신에 영향을 미치는 요인 중 산업별 혁신시스템과 R&D 지원서비스의 요인이 엔유씨전자의 사례에서 어떻게 작용하는지 살펴보았다. 엔유씨전자는 투입구 변경과 착즙률 개선의 기술혁신을 통해 높은 혁신성과를 달성하였다. 이는 산업별 혁신시스템의 각 구성요소가 엔유씨전자의 기술혁신과 부합하는 측면이 있었기 때문이다. 엔유씨전자의 성과향상은 자체적인 혁신노력과 함께 정부출연연구소의 R&D 지원서비스가 있었기 때문에 가능했다. 기술혁신 과정에서 제품설계와 가상실험 등 기업 스스로 해결할 수 없는 영역의 고차원적인 서비스를 받을 수 있었다. 중소기업에게 부족한 부분을 보완해주는 정부와 공공기관의 지원 역할이 중요했다고 할 수 있다. 산업별 혁신시스템의 각 구성요소별로 보면 새로운 기술기회가 많은 만큼 지속성이 낮다, 모방이 쉽고 전유성이 낮지만 복합적인 측면도 있다, 기술축적의 누적성은 비교적 높은 편이다, 외부지식의 활용 가능성이 높다, 주체와 네트워크 모두 중요한 역할을 하였다, 시장여건이 매우 유리하였다 등으로 요약될 수 있다. R&D 지원서비스의 측면에서는 직접적인 효과로서 스크류의 재질과 형상에 대한 가상실험을 통해 엄청난 시간과 비용의 절약이 이루어졌다는 점을 들 수 있다. 간접적인 효과로서는 외부지원에 의한 기술개발을 계기로 엔유씨전자의 자체적인 핵심역량이 크게 강화되었고 혁신의 선순환구조가 정착되었다는 점을 들 수 있다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.23-33
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• 2019

작은 세장비(aspect ratio)를 갖는 형상의 자탄(sub-munition)은 자유낙하 시 비행 자세 안정성이 불량하고 항력조절이 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 일반적인 비행 날개 대신 그리드핀이라고 불리는 핀을 설계하여 자탄에 적용하였다. 우선 자탄의 기본모델을 설정하고, 해당 모델에 대한 자유낙하 하는 천음속(transonic) 조건에서의 전산해석이 수행되었으며 풍동시험을 통해 전산해석 결과를 검증하였다. 기본모델의 경우 요구되는 수준의 높은 항력은 얻었으나 자세 안정성이 확보되지 않았다. 이를 개선하기 위해 그리드핀의 설계변수 중 하나인 웹 두께(web-thickness)를 변경하여 2종의 핀을 추가로 설계하였으며 해당 설계안에 대한 전산해석을 수행하였다. 수행 결과, 웹 두께가 가장 얇은 조건에서 자세 안정성이 가장 우수하게 확보되었으며 항력계수도 큰 값을 유지하였다. 해석 결과를 기반으로 그리드핀 설계를 완료하고, 자탄에 대한 공력자료를 확보하여 이를 토대로 자탄의 탄도를 예측할 수 있는 기반이 마련되었다. 또한, 그리드핀이 다양한 형태의 비행체와 탄에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제49권1호
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• pp.120-145
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• 2016

건축문화재의 원형에 대한 이해는 보존 행위의 출발점으로서 매우 중요하다. 본고에서는 원형에 대한 이해를 몇 가지 유형으로 구분해보고, 이를 기반으로 하여 한국의 건축문화재 보존역사에서 특히 목조건축 문화재의 수리공사가 어떻게 진행되어 왔는지를 고찰해보고자 하였다. 한국은 일제강점기 일본인에 의해 수리가 시작되어 일본에서 수리공사 초기에 정립된 방법론의 영향을 직접적으로 받았다. 그 결과 '당초복원'이라고 하는 개념이 해방 이후까지 지속되었다. 한편 일본의 경우 1930년대를 전후하여 현상변경을 신중히 하는 방향으로 전환하면서, 수리공사에서의 조사연구가 강조되고 보고서의 발간이 체계화되었다. 한국의 경우에는 해방 이후 이러한 조사연구에 대한 인식부족과 수리보고서의 발간이 일반화되지 못한 채로, '당초복원'의 방식을 유지하여 형태 위주의 보존에 치중하는 결과를 낳았다. 이는 '유지보존'이라고 하는 방식의 공사에서도 재료의 교체가 일반화되는 결과를 낳았으며, 이러한 이유로 인해 한국의 건축문화재 보존에서 수리공사를 통해 형상은 보존되었으나 원상의 보존에 있어서는 의문이 남는다. 이러한 상황에서 국제적인 보존원칙과 한국적 상황을 고려한 건축문화재의 원형 보존에 대한 논의를 통해 원상의 보존에 대한 기준의 정립이 시급할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.477-484
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• 2019

차량에 거주하는 시간이 증가하면서 탑승자는 차량의 높은 주행성능과 더불어 쾌적하고 안정성 높은 승차 환경을 원하고 있다. 자동차 전면유리 제상성능은 운전자의 안전운전을 위해 필수적으로 요구되는 성능 중 하나이다. 자동차의 전면유리의 성에 제거 성능을 향상시키기 위해서는 제상 노즐의 형상과 같은 관련 요소들을 적절하게 설계하여야 한다. 본 논문에서는 소형 전기자동차의 제상성능 개선을 위하여 CFD 기반의 전산수치해석을 수행하였다. 자동차 전면유리에 뜨거운 공기를 분사하는 제상 노즐과 가이드 베인의 각도를 변경하면서 제상 성능해석을 수행하였다. 전산수치해석 결과, 제상노즐 각도 $70^{\circ}$ 및 가이드 베인 설치 각도 $60^{\circ}$인 경우가 가장 우수한 제상성능을 보이는 것으로 분석되었다. 해석결과를 바탕으로 제상노즐과 가이드 베인을 제작하여 제상실험을 수행하였으며, 해석결과와 실험결과가 매우 유사함을 확인할 수 있었다. 또한 실험결과, 자동차 전면유리의 성에가 20분 이내 80% 제거됨을 확인 할 수 있어, FVMSS 103 규정을 만족하는 제상성능을 확보한 것으로 판단된다.