• 터널과지하공간
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• 제26권2호
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• pp.59-67
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• 2016

본 논문에서는 해저 하이드레이트 퇴적층에서의 메탄가스 생산 과정에서 발생 가능한 생산정 주변 단층의 재활성화 가능성을 수치해석을 통해 평가하고 재활성화에 따른 미소지진 규모를 예측한 결과를 소개하였다. 가스 생산에 의한 하이드레이트 퇴적층의 유효응력 변화 및 역학적 변형은 TOUGH+Hydrate 코드와 FLAC3D 코드를 순차적으로 연계해석함으로써 시뮬레이션하였다. 단층면 재활성화 기준은 모어쿨롱(Mohr-Coulomb)법칙이 유효한 것으로 가정하였다. 30일간의 시험생산 해석 결과, 감압에 의한 공극압력 감소 및 유효응력의 증가가 주변 단층의 활성화를 일으킬 가능성은 크지 않은 것으로 나타났다. 초기응력 조건에 따른 활성화 가능성을 활동마찰각으로 평가한 결과로부터 수평응력에 비해 수직응력이 상대적으로 큰 정단층 응력조건(normal fault stress regime)에서 단층 재활성화 가능성이 상대적으로 큰 것으로 파악되었다. 또한, 정단층 응력조건에서 단층 재활성화에 기인한 유도지진 발생규모를 모멘트 크기(moment magnitude)로 추정할 경우, 모두 음(-)의 값을 보여 인간이 감지하지 어려운 수준의 미소지진에 해당하는 결과를 보였다. 다만, 본 해석은 하이드레이트 생산과정에서의 단층재활성화 가능성 평가를 목적으로 한 해석기법 구축 및 그 적용성을 소개할 목적으로 상당히 단순화된 지질구조 모델을 가정한 결과이므로, 향후 하이드레이트 시험 생산 및 상업 생산 지역에서의 상세 지질구조, 입력 물성 및 생산 설계조건을 반영한 해석에서는 상이한 결과를 보일 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.197-202
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• 2018

본 연구는 치과분야에서 가장 큰 변화를 가져온 자동화 시스템의 보급화로 CAD/CAM이 사용됨에 따라, 로스트왁스 테크닉 기법 시스템을 대체 하고 있다. 이에 따라 인상재를 이용하여 구강을 채득하는 방법에서 구강스캐너를 활용하여 디지털 데이터로 치과보철물을 제작하고 있다. 그러나 구강스캐너의 스캐닝 방법에 따라 디지털 데이터의 정밀도가 많을 영향을 받고 있는 실정이다. 이에 본 연구의 목적은 구강스캐너 (Intraoral scanner)의 스캔 작업 방법에 따라 나타날 수 있는 왜곡현상 및 데이터 정확도를 평가하고자 한다. 데스탑 3D 모형 스캐너로 임상에서 사용된 석고 모델을 이용하여 표준 스캔 데이터를 만들고 동일한 모델을 사용하여 구강스캐너로 세 가지 다른 방법의(AS그룹, ZS그룹, OS그룹) 스캔 방법으로 구분하여 각 5회씩 그룹별로 스캔 데이터를 만들었고, ZS그룹에서 0.121mm, AS그룹 0.172mm, OS그룹 0.423mm 정확도를 보여 ZS그룹에서 가장 높은 정확도를 보였고, 최대오차 값은 ZS그룹 0.113mm, AS그룹 0.169mm, OS그룹 0.246으로 최대 오차는 ZS그룹이 가장 낮고 OS그룹이 가장 높게 측정되었다. 세 가지의 스캔 방법은 정확도나 재현성에 있어 확실한 차이를 보였으며 임상에서도 역시 의미 있는 결과로 보였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.40-51
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• 2021

실내 도면 획득을 위해 실내 형상정보를 습득할 수 있는 MLS (Mobile Laser Scanning)가 건설업에서 주목받고 있다. MLS의 특성상 스캐닝 중 LiDAR (Light Detection and Ranging)의 움직임을 발생하며, 이로 인해 습득된 포인트가 왜곡되는 skew가 발생한다. 이러한 skew를 보정하고 정확한 형상정보를 획득하기 위해 관성측정장치를 활용한 de-skewing 기법에 관한 연구가 진행되고 있다. 하지만, 해당 연구들은 관성측정장치를 활용하기 어려운 환경에서 사용하기 어려운 한계점이 있다. 이에 본 연구에서는 MLS로 습득한 실내 2차원 PCD (Point Cloud Data)를 대상으로 관성측정장치를 사용하지 않은 de-skewing 기법을 제시하였다. 해당 알고리즘은 인접한 스캔 지점의 포인트 간의 스캔 매칭을 통해 skew를 보정하였다. TLS (Terrestrial Laser Scanning)로 습득한 기준 데이터와 본 알고리즘을 통해 de-skewing을 진행한 데이터를 비교하여 검증하였으며, 모든 조건에서 면적 오차를 평균 49.82% 감소하여 본 알고리즘을 통해 관성측정장치 없이 정확한 실내 도면 도출이 가능함을 보였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제44권3호
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• pp.103-109
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• 2019

Background: Four-dimensional computed tomographic (4DCT) images are increasingly used in clinic with the growing need to account for the respiratory motion of the patient during radiation treatment. One of the reason s that makes the dose evaluation using 4DCT inaccurate is a change of the patient respiration during the treatment session, i.e., intrafractional uncertainty. Especially, when the amplitude of the patient respiration is greater than the respiration range during the 4DCT acquisition, such an organ motion from the larger respiration is difficult to be represented with the 4DCT. In this paper, the method to generate images expecting the organ motion from a respiration with extended amplitude was proposed and examined. Materials and Methods: We propose a method to generate extra-phase images from a given set of the 4DCT images using deformable image registration (DIR) and linear extrapolation. Deformation vector fields (DVF) are calculated from the given set of images, then extrapolated according to respiratory surrogate. The extra-phase images are generated by applying the extrapolated DVFs to the existing 4DCT images. The proposed method was tested with the 4DCT of a physical 4D phantom. Results and Discussion: The tumor position in the generated extra-phase image was in a good agreement with that in the gold-standard image which is separately acquired, using the same 4DCT machine, with a larger range of respiration. It was also found that we can generate the best quality extra-phase image by using the maximum inhalation phase (T0) and maximum exhalation phase (T50) images for extrapolation. Conclusion: In the present study, a method to construct extra-phase images that represent expanded respiratory motion of the patient has been proposed and tested. The movement of organs from a larger respiration amplitude can be predicted by the proposed method. We believe the method may be utilized for realistic simulation of radiation therapy.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.1-8
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• 2021

주름관은 자체의 신축성으로 변형에 의한 파손에 대응하고 설비의 편리성으로 인해 소방장비, 스프링클러 배관 등에 널리 사용된다. 그러나 벽의 주름진 형상으로 인해 복잡한 내부 난류유동이 발생하게 되며, 파이프 유동에 중요한 설계인자인 압력강하의 예측이 어렵다. 주름관 내의 압력강하에는 그루브 높이, 길이, 피치 등 파이프 벽의 형상 인자가 영향을 준다. 기존의 연구에는 관 내의 사각형 그루브의 피치(P)와 높이(K)의 비가 5 보다 작은 D형관의 경우에 대하여 길이 변화에 따른 압력 강하에 관하여 연구한 사례가 있다. 본 연구에서는 길이와 높이 변화를 고려한 P/K가 2.8, 3.5, 4.67의 경우 유동의 Re 수가 55,000, 70,000, 85,000인 경우에 대해 압력강하에 대한 수치해석 연구를 수행하였고, 주름관 내의 압력강하는 P/K 가 작을수록 감소하는 것으로 해석되어 압력 강하가 그루브 가로 세로 비율의 변화에 영향을 받고, 그루브 높이가 증가하면 재순환 면적이 증가하기 때문에 영향을 받는다는 것을 보여주었으며, 레이놀즈 수가 클수록 압력 강하가 증가하는 결과를 얻었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.295-306
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• 2010

암석과는 달리 절리암반은 변형률 의존적 변형특성(탄성계수 및 감쇠비)을 나타낸다. 탄성파를 이용한 현장실험을 통해 미소변형률 수준에서 암반의 최대탄성계수를 얻을 수 있으며 이를 내진 설계에 반영하고 있으나, 미소 변형률 이상의 중변형률($10^{-4}{\sim}0.5%$) 영역의 동적거동에 대한 실험적인 규명과 이에 대한 수치적 적용은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 변형률 의존적 전단탄성계수 및 감쇠비의 비선형 거동 특성을 반영하여 동적해석을 수행할 수 있는 FLAC3D 해석 모듈을 개발하였다. 리커 웨이브의 파동 변화를 분석하여 개발된 모듈에 대한 검증을 수행하였다. 절리 암반의 탄성파 전파특성과 동적 거동특성을 모사할 수 있는 절리암반 공진주 시험장비를 통하여 현장에서 채취한 절리암반의 변형률 의존적 전단탄성 계수의 감쇠 특성과 감쇠비의 증폭 특성을 획득하였다. 개발된 비선형 해석 모듈에 실험으로부터 획득된 거동 특성을 반영하여 수직구와 사갱의 접속부에 대한 내진 안정성 평가를 수행하였다. 내진해석 결과, 비선형 해석이 선형 해석보다 더 큰 연직변위와 수평변위 결과를 나타냈다. 라이닝의 휨압축응력은 수직구과 사갱의 접속부에서 집중되는 것으로 나타났으며 비선형해석의 경우 라이닝에 더 큰 휨압축응력이 발생되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 변형률 의존적 절리암반의 비선형 거동특성을 보다 깊이 있게 이해하고 해석 및 설계시 고려할 수 있을 것으로 사료된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권1호
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• pp.29-34
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• 2024

전류가 전도체를 통과할 때 발생하는 줄 열을 이용한 발열체는 자동차 창유리, 고속열차 창유리 및 태양전지와 같은 다양한 산업 분야에서 수분 제거 등을 위해 널리 연구되고 개발되고 있고, 최근에는 기계적 변형 조건 하에서도 안정적인 가열을 유지할 수 있는 유연 발열체를 개발하기 위하여 여러 나노 구조의 발열체를 이용한 연구가 활발하게 진행중이다. 본 연구에서는 유연성이 우수한 폴리우레탄을 기판으로 선정하고 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 낮은 전기비저항(1.6 μΩ-cm)을 가지는 은 (Ag) 박막을 형성하여 발열층으로 이용한 연구를 진행하였다. 2D 박막구조에서의 전면발열에 의하여 열응답속도가 매우 높아 목표 온도의 95%까지 20초 이내에 도달하였으며 우수한 발열재현성을 보여주었다. 또한 기계적 변형이 가해지는 환경에서도 우수한 발열특성이 유지되었으며 반복적인 굽힘 테스트 (10,000회, 곡률반경 5 mm 기준)에서도 3% 이내의 전기저항 증가만이 발생할 정도로 우수한 유연성을 보유하여, 폴리우레탄/은 구조의 면상발열체는 굴곡진 형태를 가진 다양한 기기에서부터 인체분위와 같이 다양한 응력이 가해지는 환경에서 사용할 수 있는 플렉서블/웨어러블 면상발열체로의 적용이 매우 유망하다는 것을 보여준다. 또한 증착된 은 박막 발열 층 구조는 다양한 목적을 위한 기능을 추가하여 다양한 분야에서 사용할 수 있는 플렉서블/웨어러블 발열체로서의 적용 가능성을 보여줍니다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.160-164
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• 2007

In the steel industry, there is a need to produce large forged parts for the automobile industries, the flight and shipping industries ad military industries. In the steel-industry application, a cogging technique for cast ingots is required, because the major parts are needed as one large body in order to obtain higher quality. Therefore, cogging process is the primary step in manufacturing of practically large open-die forging. In the cogging process, internal voids have to be eliminated as defects, The present work is concerned with the elimination of the internal voids in large ingots so as obtain sound products. In this study, hot compression tests were carried out to obtain the flow stress of cast microstructure at different temperature and strain rates. The FEM analysis are performed to investigate the overlap defect of cast ingots during cogging stage. The measure flow stress data were used to simulate the cogging process of cast ingot using the practical material properties. Also the analysis of void closure are performed by using the $DEFORM^{TM}$-3D. The calculated results of void closure behavior are compared with the measured results before and after cogging, which are scanned by the X-ray scanner. From this result, the criteria for deformation amounts effect on the void closure can be investigated by the comparison of practical experiment and numerical analysis.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1991년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.133-138
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• 1991

The aim of the present paper is to develop a computer program predicting ultimate fracture strength of initially cracked structure under monotonically increasing external loads. For this purpose, two kinds of 3-D isoparametric solid elements, one 6-node wedge element and another 8-node brick element are formulated along the small deformation theory. Plasticity in the element is checked using von Mises' yield criterion. Elasto-plastic stiffness matrix of the element is calculated taking account of strain hardening effect. If the principal strain at crack tip which is one nodal point exceeds the critical strain dependin on the material property, crack tip is supposed to be opened and the crack tip node which was previously constrained in the direction perpendicular to the crack line is released. After that, the crack lay be propagated to the adjacent node. Once a crack tip node is fractured, the energy of the newly fractured node should be released which is to be absorbed by the remaining part. The accumulated reaction force which was carried by the newly fractured node so far is then applied in the opposite direction. During the action of crack tip relief force, since unloading may be occured in the plastic element, unloading check should be made. If a plastic element unloads, elastic stress-strain equation is used in the calculation of the stiffness matrix of the element, while for a loading element, elasto-plastic stress-strain equation is continuously used. Verification of the computer program is made comparing with the experimental results for center cracked panel subjected to uniform tensile load. Also some factors affecting ultimate fracture strength of initially cracked plate are investigated. It is concluded that the computer program developed here gives an accurate solution and becomes useful tool for predicting ultimate fracture load of initially cracked structural system under monotonically increasing external loads.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권5호
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• pp.1143-1179
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• 2016

Offshore wind turbines are considered as a fundamental part to develop substantial, alternative energy sources. In this highly flexible structures, monopiles are usually used as support foundations. Since the monopiles are large diameter (3.5 to 7 m) deep foundations, they result in extremely stiff short monopiles where the slenderness (length to diameter) may range between 5 and 10. Consequently, their elastic deformation patterns under lateral loading differ from those of small diameter monopiles usually employed for supporting structures in offshore oil and gas industry. For this reason, design recommendations (API and DNV) are not appropriate for designing foundations for offshore wind turbine structures as they have been established on the basis of full-scale load tests on long, slender and flexible piles. Furthermore, as these facilities are very sensitive to rotations and dynamic changes in the soil-pile system, the accurate prediction of monopile head displacement and rotation constitutes a design criterion of paramount importance. In this paper, the Fourier Series Aided Finite Element Method (FSAFEM) is employed for the determination of static impedance functions of monopiles for OWT subjected to horizontal force and/or to an overturning moment, where a non-homogeneous soil profile has been considered. On the basis of an extensive parametric study, and in order to address the problem of head stiffness of short monopiles, approximate analytical formulae are obtained for lateral stiffness $K_L$, rotational stiffness $K_R$ and cross coupling stiffness $K_{LR}$ for both rough and smooth interfaces. Theses expressions which depend only on the values of the monopile slenderness $L/D_p$ rather than the relative soil/monopile rigidity $E_p/E_s$ usually found in the offshore platforms designing codes (DNV code for example) have been incorporated in the expressions of the OWT natural frequency of four wind farm sites. Excellent agreement has been found between the computed and the measured natural frequencies.