• 천문학회보
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• 제35권1호
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• pp.39.2-39.2
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• 2010

In this paper, I present the domestic development of near infrared camera systems for the ground telescope and the space satellite. These systems are the first infrared instruments made for astronomical observation in Korea. KASINICS (KASI Near Infrared Camera System) was developed to be installed on the 1.8m telescope of the Bohyunsan Optical Astronomy Observatory (BOAO) in Korea. KASINICS is equipped with a $512{\times}512$ InSb array enable L band observations as well as J, H, and Ks bands. The field-of-view of the array is $3.3'{\times}3.3'$ with a resolution of 0.39"/pixel. It employs an Offner relay optical system providing a cold stop to eliminate thermal background emission from the telescope structures. From the test observation, limiting magnitudes are J=17.6, H=17.5, Ks=16.1 and L(narrow)=10.0 mag at a signal-to-noise ratio of 10 in an integration time of 100 s. MIRIS (Multi-purpose InfraRed Imaging System) is the main payload of the STSAT-3 in Korea. MIRIS Space Observation Camera (SOC) covers the observation wavelength from $0.9{\mu}m$ to $2.0{\mu}m$ with a wide field of view $3.67^{\circ}{\times}3.67^{\circ}$. The PICNIC HgCdTe detector in a cold box is cooled down below 100K by a micro Stirling cooler of which cooling capacity is 220mW at 77K. MIRIS SOC adopts passive cooling technique to chill the telescope below 200K by pointing to the deep space (3K). The cooling mechanism employs a radiator, a Winston cone baffle, a thermal shield, MLI of 30 layers, and GFRP pipe support in the system. Opto-mechanical analysis was made in order to estimate and compensate possible stresses from the thermal contraction of mounting parts at cryogenic temperatures. Finite Element Analysis (FEA) of mechanical structure was also conducted to ensure safety and stability in launching environments and in orbit. MIRIS SOC will mainly perform the Galactic plane survey with narrow band filters (Pa $\alpha$ and Pa $\alpha$ continuum) and CIB (Cosmic Infrared Background) observation with wide band filters (I and H) driven by a cryogenic stepping motor.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.25-29
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• 2016

The high temperature superconducting (HTS) contra-rotating propulsion (CRP) systems comprise two coaxial propellers sited on behind the other and rotate in opposite directions. They have the hydrodynamic advantage of recovering the slipstream rotational energy which would otherwise be lost to a conventional single-screw system. However, the cooling systems used for HTS CRP system need a high cooling power enough to maintain a low temperature of 2G HTS material operating at liquid neon (LNe) temperature (24.5 - 27 K). In this paper, a single thermo-syphon cooling approach using a Gifford-McMahon (G-M) cryo-cooler is presented. First, an optimal thermal design of a 1.5 MW HTS motor was conducted varying to different types of commercial 2G HTS tapes. Then, a mono-cryogenic cooling system for an integration of two 1.5 MW HTS motors will be designed and analyzed. Finally, the 3D finite element analysis (FEA) simulation of thermal characteristics was also performed.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.593-601
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• 2021

축류팬은 여러 산업분야에서 사용되며, 환기 및 제연을 목적으로 사용하는 송풍기의 핵심 요소이다. 유체 운동을 이용하는 축류팬의 연구는 공력성능에 대한 연구가 많이 진행되어 왔다. 본 연구 대상은 100마력의 송풍기에 사용되는 축류팬이며, 직경 1800 mm의 대형 송풍기이다. 송풍기의 축류팬은 블레이드, 허브, 허브 캡, 보스로 구성되어 있으며, 블레이드와 허브는 중요한 구성부품이다. 공력성능에 많은 영향을 미치는 블레이드에 대한 설계는 공력성능 예측 프로그램을 이용해 3차원 점 데이터를 추출하여 이를 3D 모델링 형상을 생성하게 된다. 중요 구성부품이 절삭가공을 이용해 가공하게 되면 제품의 수정이 용이하다. 하지만, 블레이드와 허브는 다이캐스팅이나 중력주조를 통해 제작하는 환경으로 인해 금형 제작 전에 구조안전에 대한 연구가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 축류팬 정격운전속도와 그 이상의 운전속도에서 주요 구성부품에 대한 구조안전성에 대한 특성과 취약부위에 대한 해석결과는 최대응력과 안전계수를 통해 검증하고 설계시 반영된 여유간극은 블레이드의 회전과 다른 부품과의 간섭 여부를 확인하기 위해 변위 결과를 도출하여 축류팬의 구조안전성에 대해 검증하고자 한다.

• 천문학회보
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• 제36권2호
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• pp.155.1-155.1
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• 2011

The Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) and the Department of Astronomy at the University of Texas at Austin (UT) are developing a near infrared wide-band high resolution spectrograph, IGRINS (Immersion Grating Infrared Spectrograph). The white-pupil design of the instrument optics uses 7 cryogenic mirrors including 3 aspherical off-axis collimators and 4 flat fold mirrors. Two of the 3 collimators are H- and K-band pupil transfer mirrors and they are designed as compensators for the system alignment in each channel. Therefore, their mount design will be one of the most sensitive parts in the IGRINS optomechanical system. The other flat fold mirrors are designed within the limited area. Each of those includes the features of 3 axial hard points and 2 radial hard points with one spring plunger in order for the proper deflection of the mirror. The design work will include the computer-aided 3D modeling and finite element analysis (FEA) to optimize the structural stability and the thermal behavior of the mount models. The mount body will also include a tip-tilt and translation adjustment mechanism to be used as the alignment compensators.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권2호
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• pp.83-88
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• 2015

농용 트랙터는 일반적인 도로 주행이 아닌 논 또는 밭과 같은 험지에서 작업용으로 사용한다. 때문에 정적 하중 뿐만 아니라 동적 하중이 고려된 구조 해석이 진행되어야 한다. 하지만 동적 입력 하중을 계산하기 위해서는 다양한 작업기와 하중조건을 모사해야 하기에 실제 측정에 많은 시간과 노력이 소요된다. 이러한 노력들을 줄이기 위해서 본 연구에서는 상용 자동차와 동일하게 농용 트랙터를 위한 4 축 도로하중 시뮬레이터(4-Post Road Simulator) 모델을 개발하였다. 입력하중을 검증하기 위해 사내 험로 시험장에서 차축의 가속도 값과 바디프레임의 변형률(strain)을 측정하였다. 가속도 값은 동역학 모델의 입력 하중으로 사용하고 모드 중첩 법을 포함한 동역학 해석을 수행하여 변형률을 검증하였다. 이를 통해 험로 프로파일과 유사한 거동을 나타내는 4 축 도로하중을 구할 수 있었으며 신뢰성을 검증하였다.

• 소성∙가공
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• 제32권6호
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• pp.344-351
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• 2023

The use of Zn-Al-Mg alloy coatings for enhancing the corrosion resistance of steel sheets is gaining prominence over traditional Zn coatings. There is a growing demand for the development of thermal spray wires made from Zn-Al-Mg alloys, as a replacement for the existing wires produced using Al and Zn. This is particularly crucial to secure corrosion resistance and durability in the damaged areas of coated steel sheets caused by deformation and welding. This study focuses on the casting and extrusion processes of Zn-2Al-1Mg alloy for the fabrication of such spray wires and analyzes the changes in microstructure during the extrusion process. The Zn-2Al-1Mg alloy, cast in molds, was subjected to a heat treatment at 250 ℃ for 3 hours prior to extrusion. The extrusion process was carried out by heating both the material and the mold up to 300 ℃. Microstructural analysis was conducted using FE-SEM and EDS to differentiate each phase. The mechanical properties of the cast specimen were evaluated through compression tests at temperatures ranging from 200 to 300 ℃, with strain rates of 0.1 to 5 sec^-1. Vickers hardness testing was utilized to assess the inhomogeneity of mechanical properties in the radial direction of the extruded material. Finite Element Analysis (FEA) was employed to understand the inhomogeneity in stress and strain distribution during extrusion, which aids in understanding the impact of heterogeneous deformation on the microstructure during the process.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권4호
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• pp.365-375
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• 2009

연구목적: 임플란트 보철물의 유지형태 중 나사 및 시멘트 혼합 유지형의 경우 나사 풀림력 등에 영향을 주는 임플란트 구성 성분의 응력에 관한 연구가 부족하였다. 임플란트 상부 보철물의 유지형태, 즉, 시멘트 유지와 나사 유지, 그리고 이 두 가지 유지형태가 서로 연결된 혼합형의 임플란트 보철물의 응력분산의 특징들을 3차원 유한요소분석법을 이용하여 비교하고자 하였다. 연구재료 및 방법: 하악골에서 제1소구치 부위와 제1대구치 부위에 2개의 임플란트 (SS II, Osstem Co. Ltd., Seoul, Korea)를 식립한 가상의 3본 계속가공의치를 모델화하였다. 지대주 종류와 그 위치에 따라, 4가지 모형 군으로 나누어 실험하였다. 모형 1은제1대구치와 제1소구치 각각의 고정체에 모두 동일한 시멘트 유지형 지대주인 Comocta abutment (Osstem Co. Ltd) 를 장착하여 3본 계속가공의치를 합착시킨 경우이고, 모형 2는 제1대구치와 제1소구치 각각의 고정체에 모두 나사 유지형 지대주인 Octa abutment (Osstem Co. Ltd) 를 장착하여 3본 계속가공의치를 나사로 고정시킨 경우이며, 모형 3은 제1대구치의 고정체에는 시멘트 유지형 지대주인 Comocta abutment를 장착하고, 제1소구치에는 나사 유지형 지대주인 Octa abutment를 장착한 후 3본 계속가공의치를 각각 시멘트 합착 및 나사로 고정시킨 경우이다. 그리고 모형 4는 모형 3에서 각각 제1대구치 및 제1소구치의 지대주를 맞바꾼 후 3본 계속가공의치를 나사 및 시멘트로 고정시킨 경우로 나누었다. 평균저작압인 하중을 대구치 565 N과 소구치 288 N의 힘으로 설정하고 수직방향으로 중심와와 협측 교두정에, 그리고 $30^{\circ}$ 경사 하중을 협측 교두정 부위에 준 다음 골, 고정체, 지대주, 그리고 지대주 나사 등에 나타나는 von-Mises stress 양상을 평가하였다. 결과: 네 가지 모형 중 나사 유지형 지대주인 Octa abutment를 제1대구치와 제1소구치 부위에 사용한 모형 2가 전반적으로 가장 낮은 안정적인 응력 분포를 보였다. 네 가지 모형 모두 피질골 및 고정체에 미치는 응력 크기 및 분포는 거의 유사하며, 치조골에 작용하는 응력은 하중의 종류와 상관없이 주로 피질골에 집중되었다. 지대주, 지대주 나사, 그리고 보철물 나사 등에 미치는 응력 크기나 분포는 모형에 관계없이 나사 유지형인 경우가 시멘트 유지형인 경우에 비해 낮은 안정적인 값을 보였다. 제1대구치와 제1소구치의 상부 구조물의 차이에 의한 교호작용 (reciprocal action)은 상대적으로 약하였다. 모든 부위에서 중앙 수 직하중, 교두정 수직하중, 그리고 교두정 경사하중의 순으로 응력값이 증가하였다. 결론: 본 유한 요소실험의 한계내에서 나사 및 시멘트 혼합 유지형의 임플란트 보철물은 시멘트 유지형만 사용하는 경우와 비교하여 주위에 더 큰 응력을 나타내지는 않았다. 이상적인 passive fit의 가정하에서 나사 유지형의 임플란트 보철물이 본체와 주위에 가장 작은 응력을 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.285-292
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• 2012

일반적으로 콘크리트 구조물은 보와 기둥이 서로 강결되어 있으며, 이러한 경우 강진에 의해 연결부에서 심각한 손상이 발생할 수 있다. 이를 저감시키면서 내진성능을 향상시키기 위한 다양한 연결 형태가 연구되어지고 있다. 그 한 예로 연결부에서의 회전을 허용하는 연결형식이 있으며 보나 기둥, 그리고 전단벽에 응용되고 있다. 이러한 회전형 구조요소들은 횡방향 거동시 비선형 힘-변위 관계를 나타내는데, 그 원인은 연결부의 회전으로 인한 접촉면의 깊이(contact depth)가 줄어듦과 동시에 요소의 각 단면에서의 응력이 비선형적으로 분포되는 탄성힌지 구간이 존재하기 때문이다. 이 연구에서는 축방향 하중(공칭강도의 5%와 10%)과 경계조건(양단구속 형식, 캔틸레버 형식), 세장비(L/d = 5, 7, 10) 등의 변수를 고려한 유한요소해석을 통해 회전형 기둥의 탄성힌지 구간 또는 길이를 분석하였다. 그 결과 이 세가지 변수는 탄성힌지길이 변화에는 직접적인 영향을 주지 않았으며 다만 접촉면의 깊이에 의해 지배됨을 알 수 있었다. 이 탄성힌지길이는 opening state부터 발생하기 시작하여 rocking point까지(pre-rocking 구간) 증가하였으나 그 이후(post-rocking 구간)에서는 일정한 값을 보였다. 탄성힌지길이에 대한 유한요소해석 결과를 이론적 예측식인 반무한모델(half space model)의 결과와 비교하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.207-214
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• 2017

국내의 72.5kV 이상, 주파수 60Hz의 송배전설비인 옥내 및 옥외용 가스절연개폐장치(GIS)는 내진 안전성에 대해 국가에서 정한 한전표준규격(ES-6110-0002)을 만족해야 한다. 이 규격에서 명시되지 않은 사항은 IEC 62271-203, 62271-207 등의 관련 기기 규격에 준한다. 한전표준규격에서 기기는 정상사용상태와 특수사용상태에서 건전성이 유지되어야 한다. 안전성 판단을 위해 ASME BPVC SEC.VIII 내압용기 설계 기준에 의해 A6061-T6 재질의 GIS에 대한 정상사용상태 기준과 국내 한전표준규격과 국외 IEC 62271-207에 의한 특수사용상태 기준(지진)에 대한 총체적 응력상태를 판단하였다. 한전표준규격 기준(0.22g) 적용시, 최종응력이 알루미늄인 Part A는 78.2MPa, Part D2의 경우 102.3MPa로, ASME 허용응력 값 181.5MPa를 만족하고 있다. IEC 62271-207 High 0.5g의 경우에도 최종응력은 Part A는 90.5MPa, Part D2는 103.8MPa이다. 본 연구 결과, 72.5kV GIS는 한전표준규격의 구조안전성과 내진성능을 충분히 만족함을 보이고 있다. 내진해석으로 내진시험을 수행할 수 없는 대형 전력기기의 내진성능 실증에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권2호
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• pp.125-135
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• 2009

연구목적: 임플란트 치료에서 흔히 발생하는 기계적인 문제점을 하나가 지대주나사의 풀림과 파절이다. 일반적으로 나사 연결의 안정성을 위해서는 지대주나사의 조임회전력에 의한 전하중을 나사의 탄성한계까지 증가시킬 필요가 있다. 그러나 저작운동에 의한 기능부하는 전하중이 가해진 지대주나사에 추가적인 인장력을 가하게 되어 나사의 풀림이나 파절의 가능성을 높인다. 이러한 풀림이나 파절을 방지하면서 동시에 최대의 결합 강도를 가지는 조임회전력을 찾는 연구가 필요하다. 본 연구는 지대주나사의 조임회전력이 임플란트-지대주 연결부 안정성에 미치는 영향을 3차원 유한요소 분석을 통하여 확인하고자했다. 연구 재료 및 방법: External butt joint를 가진 임플란트를 기반으로 3차원 유한요소 해석모형을 설계하였다. 조임회전력에 따른 지대주나사의 전하중을 이론치, 실험치 및 해석치를 비교하여 해석모형을 검증하였다. 검증한 해석모형에서 대해 조임회전력을 10 Ncm, 20 Ncm, 30 Ncm, 그리고 40 Ncm로 각각 적용하고 지대주에 30도 경사지게 250 N의 외부하중을 가하여 유산요소 해석을 실시하였다. 그 결과를 통해 지대주나사의 최대 등가응력을 계산하고 고정체와 지대주 연결부의 응력분포 및 이개거리(gap distance)를 산출하였다. 결과 및 결론: 본 연구조건 하에서 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 전하중은 조임회전력이 클수록 증가하였다. 2. 조임회전력 적용 후 최대 등가응력은 지대주나사 경부에서 발생하였으며, 나사산 체결부에서는 주로 경부쪽 네 개의 나사산에 응력이 집중되었다. 3. 외부하중을 가했을 때에도 조임회전력을 적용했을 때와 동일하게 최대 등가응력은 주로 지대주나사 경부에서 발생하였으나, 10 Ncm의 조임회전력을 적용한 경우에서는 지대주나사 두부밑면에서 발생하였다. 4. 외부하중을 가했을 때 10 Ncm와 20 Ncm의 조임회전력을 적용한 경우에서는 연결부 이개(joint opening) 현상이 관찰 되었다. 5. 조임회전력이 40 Ncm인 경우에는 경사하중에 의해 지대주나사의 경부에 발생하는 최대등가응력이 나사의 소재인 티타늄 합금의 허용응력을 초과하였다. 이상의 결과로 볼 때, 조임회전력은 고정체와 지대주 연결부의 안정성에 영향을 미치는 것이 확인되었다. 임플란트 지대주나사는 임상에서 발생하는 기능 하중을 고려하여 고정체와 지대주 연결의 안정성을 유지할 수 있는 적정 조임회전력의 크기가 제안되어야 한다.