• 한국전자파학회논문지
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• 제22권9호
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• pp.919-925
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• 2011

본 논문에서는 thin wire와 SRR(Split Ring Resonator)을 이용하여 유전율과 투자율을 동시에 제어할 수 있는 3D 등방성 단일 셀을 설계하고 분석해 살펴보았다. 등방성을 갖는 3D bulk 구조를 설계하기 위해서는 모든 면에서 바라본 bulk의 구조 특성이 매우 유사해야 한다. 이러한 구조를 구현하기 위하여 본 논문에서는 thin wire와 상하좌우가 모두 대칭인 SRR 구조를 설계하였으며, 이를 3D bulk 구조에 적용한 결과 8.72 GHz에서 모든 방향(x, y, z방향)에 대하여 유효 상대 유전율이 약 -0.6, 유효 상대 투자율이 약 -1.5, 그리고 굴절율이 -0.95인 3D 등방성 bulk가 설계되었다. 계산된 Brillouin 분산 다이어그램도 제안된 구조가 등방성에 유사하다는 것을 보여주었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권1호
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• pp.9-17
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• 2016

The elastic modulus of a 3D-printed Kelvin foam plate is investigated by measuring the acoustic wave velocity of 1 MHz ultrasound. An isotropic tetrakaidecahedron foam with 3 mm unit cell is designed and printed layer upon layer to fabricate a Kelvin foam plate of 14 mm thickness with a 3D CAD/printer using ABS plastic. The Kelvin foam plate is completely filled with paraffin wax for impedance matching, so that the acoustic wave may propagate through the porous foam plate. The acoustic wave velocity of the foam plate is measured using the time-of-flight (TOF) method and is used to calculate the elastic modulus of the Kelvin foam plate based on acousto-elasticity. Finite element method (FEM) and micromechanics is applied to the Kelvin foam plate to calculate the theoretical elastic modulus using a non-isotropic tetrakaidecahedron model. The predicted elastic modulus of the Kelvin foam plate from FEM and micromechanics model is similar, which is only 3-4% of the bulk material. The experimental value of the elastic modulus from the ultrasonic method is approximately twice as that of the numerical and theoretical methods because of the flexural deformation of the cell edges neglected in the ultrasonic method.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권6호
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• pp.474-482
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• 2016

가벼운 다공성 구조재로서 널리 사용되는 캘빈 폼(foam) 재료의 탄성특성을 초음파를 이용하여 조사하였다. 캘빈 폼의 구조는 tetrakaidecahedron의 단위 셀(unit cell)이 규칙적으로 3차원 배열된 구조를 갖고 있는데 본 연구에서는 SoildWorks 프로그램에서 캘빈 단위 셀을 설계하고 ABS 플라스틱 재료를 이용하여 3차원 프린터로 제작한 후 초음파시험을 수행하였다. 캘빈 구조체는 기공이 많은 재료이기 때문에 초음파가 투과할 수 없어서 빈 공간을 모두 파라핀 왁스로 충진하여 초음파가 투과할 수 있도록 하였다. 파라핀을 충진한 캘빈 구조체는 초음파의 비행시간(TOF)을 이용하여 초음파 속도를 계산한 후, 이 복합 구조체에 대한 탄성 구조 모델을 기반으로 캘빈 구조체만의 탄성계수를 계산하였다. 측정된 캘빈 구조체의 탄성계수 값은 모재(ABS 플라스틱) 탄성계수의 약 3.4%가 되는 것으로 나타났는데 이 평가 결과는 선행된 연구 결과들에서 나타난 실험값이나 이론 해석 결과와 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다.