• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.35-35
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• 2023

The main reason for its instability is sediment scouring downstream of hydraulic structures. Both physical and numerical models have been used to investigate the influence of soil properties on scour hole geometry. Nevertheless, no research has been conducted on resistance parameters that affect sedimentation and erosion. In addition, auxiliary structures like wing walls, which are prevalent in many real-world applications, have rarely been studied for their impact on morphology. The hydraulic characteristics of steady flow through a boxed culvert are calibrated using a 3D Computational Fluid Dynamics model compared with experimental data in this study, which shows a good agreement between water depth, velocity, and pressure profiles. Test cases showed that 0.015 m grid cells had the lowest NRMSE and MAE values. It is also possible to quantify sediment scour numerically by testing roughness/d₅₀ ratios (c_s) and diversion walls at a meander flume outlet. According to the findings, c_s = 2.5 indicates a close agreement between numerical and analytical results of maximum scour depth after the culvert; four types of wing walls influence geometrical deformation of the meander flume outlet, resulting in erosion at the concave bank and deposition at the convex bank; two short headwalls are the most appropriate solution for accounting for small changes in morphology. A numerical model can be used to estimate sediment scour at the meander exit channel of hydraulic structures based on the roughness parameter of soil material and headwall type.

• 한국추진공학회지
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• 제25권5호
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• pp.18-26
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• 2021

본 연구에서는 실험실 규모의 산업용 가스터빈 싱글노즐 연소기에서의 공진주파수 해석을 위한 고유값 도출을 목적으로 하는 1D 네트워크 모델을 개발하였다. 현대의 산업용 가스터빈은 다양한 요구 조건을 동시에 만족시키기 위하여 일반적으로 매우 복잡한 구조와 유동의 형태를 가지고 있다. 이러한 복잡한 연소기 특징 중 하나인 동일한 축 방향 위치에서 서로 반대 방향의 유동 흐름을 갖는 시스템에서의 네트워크 모델 구현을 목적으로 하였다. 네트워크 모델을 통해 음향장을 해석한 결과를 실제 형상을 그대로 해석한 헬름홀츠 기반의 모델링 결과와 비교하였을 때, 공진주파수와 모드 분포로부터 해석의 타당성을 검증하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.233-241
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• 2014

본 연구에서는 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 이용하여 방사선 치료계획 시 3차원 흡수선량 분포 검증을 위한 정도 관리 소프트웨어를 개발하여 겔을 이용한 3차원 선량분석 방법을 제시하고자 한다. 우선 치료계획상의 3차원 흡수선량 데이터와 측정한 겔 광학밀도 데이터의 입출력 기능을 구현하였고, 변환 테이블을 이용하여 광학밀도를 흡수선량으로 변환하는 기능을 구현하였다. 겔에서 측정된 흡수선량과 치료계획상의 흡수선량 분포간의 기하학적 매칭을 위하여 3D 볼륨 데이터의 x, y, z 방향 및 회전 변환을 구현하였다. 매칭이 완료된 두 선량 분포간에 일치도를 검증하기 위하여 3차원 감마 인덱스알고리듬을 구현하였고, 감마 통과 지도(gamma passing map) 기반의 일치도 확인 기능을 구현하였다. 광학밀도와 흡수선량간의 관계를 분석하기 위하여 원기둥 형태의 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 대상으로 X-선 전산화 단층촬영기를 이용하여 CT 영상을 획득하였고, 방사선 치료계획 시스템(Eclipse, Varian, Palo Alto)을 이용하여 원반 형태의 6개의 가상 표적을 생성하여, 각각에 1 Gy에서 6 Gy까지 선량이 전달되도록 입체조형 방사선 치료계획을 수립하였다. 다음으로 광학 CT 스캐너($Vista^{TM}$, Modus Medical Devices Inc, Canada)를 이용하여 기준 투영 영상들을 획득하였고, 치료계획과 동일하게 겔에 방사선을 조사하였다. 조사2시간 후 매 2시간 간격으로 광학 CT 스캐너로 투영 영상 셋을 획득 후 3차원 광학밀도 데이터로 재구성하였다. 실린더 중심축을 따라 치료계획상의 흡수선량 프로파일과 광학밀도 프로파일을 추출하여 광학선량 대비 흡수선량 대응 테이블을 정의하였다. 이후 본 연구에서 개발한 소프트웨어를 이용하여 3차원상의 선량 분포의 일치도를 평가하였다. 광학밀도와 흡수선량간에는 supra-linear 관계가 나타났으며, 광학밀도는 그 크기에 따라 24시간당 60% 전후로 감쇄하였다. 측정된 흡수선량은 중심축 부근에서는 치료계획 선량과 잘 일치하였으나, 주변부로 갈수록 크게 낮아짐을 확인할 수 있었으며, 이로 인하여 3D 감마 통과율은 선량 차이율과 DtoA 각각 3%/3 mm의 조건하에 70.36%로 낮게 나타났다. 이러한 결과는 광학 CT 스캐너 내부의 오일과 $PRESAGE^{REU}$ 겔간의 굴절률이 정확하게 매칭되지 않아서 광학 스캔 시 빔이 굴절되어 부정확한 데이터를 만들어 내는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발한 정도 관리소프트웨어는 3차원 겔 선량을 비교 분석하기에 유효한 것으로 평가되었으나, $PRESAGE^{REU}$ 겔로부터 정확한 흡수선량데이터를 획득하기 위해 겔 선량측정 과정의 많은 개선이 요구된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.51-58
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• 2021

본 논문에서는 Needle-punched C/SiC 복합재료 해석을 위한 효율적인 멀티스케일 해석기법을 소개한다. 기존 Needle-punching으로 인해 복잡한 미소구조를 갖는 NP 복합재료는 기존의 제안된 복합재료 멀티스케일 기법으로 물성을 계산하는 것은 한계가 있어 왔다. 이를 극복하기 위해 micro-CT 이미지 촬영을 통해 NP 복합재료의 미소구조를 면밀히 파악할 수 있었고, 이미지 프로세싱을 바탕으로 실제구조와 직접적으로 대응할 수 있는 3D high fidelity 모델을 구축하였다. 또한 유한요소해석에 맞춰 요소크기를 조절할 수 있는 sub-region processing 소개를 바탕으로 효율적인 유한요소해석을 수행하였다. NP 복합재료의 미소구조 거동뿐만 아니라, macro-scale 구조해석의 적용을 위해 subcell 모델링을 제안하였다. Needle-punching에 의한 Z축 NP 섬유의 규칙적인 간격을 이용하여 모델링을 수행할 수 있었다. 제안한 두 종류의 모델은 균질화 기법을 이용하여 등가거동 및 등가물성을 파악하였으며, 추가적인 실험 결과와의 비교를 통해 검증을 수행하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권9호
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• pp.2830-2844
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• 2012

This review covers recent developments in our group regarding the synthesis, characterization and applications of single-crystalline one-dimensional nanostructures based on a wide range of material systems including noble metals, metal silicides and metal germanides. For the single-crystalline one-dimensional nanostructures growth, we have employed chemical vapor transport approach without using any catalysts, capping reagents, and templates because of its simplicity and wide applicability. Au, Pd, and Pt nanowires are epitaxially grown on various substrates, in which the nanowires grow from seed crystals by the correlations of the geometry and orientation of seed crystals with those of as-grown nanowires. We also present the synthesis of numerous metal silicide and germanide 1D nanostructures. By simply varying reaction conditions, furthermore, nanowires of metastable phase, such as $Fe_5Si_3$ and $Co_3Si$, and composition tuned cobalt silicides (CoSi, $Co_2Si$, $Co_3Si$) and iron germanides ($Fe_{1.3}Ge$ and $Fe_3Ge$) nanowires are synthesized. Such developments can be utilized as advanced platforms or building blocks for a wide range of applications such as plasmonics, sensings, nanoelectronics, and spintronics.

• 암석학회지
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• 제18권1호
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• pp.19-30
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• 2009

울산시 울주군 언양읍 북부 신흥마을 입구에 북서-남동 방향으로 트렌치된 단면에서 양산단층대의 주단층과 제4기 단층이 관찰되었다. 본 논문은 신흥마을 입구의 트렌치 단면에서 조사된 양산단층대의 기반암 단층(신흥단층)과 제4기 단층(제4기 신흥단층)의 기하학적 운동학적 특성연구로부터 양산단층대 남부의 단층 운동사를 해석하였다 신흥마을 입구 트렌치 단면에서는 단층접촉으로 반복되어 산출하는 백악기 하양층군의 퇴적암류와 유천층군의 화산암류 그리고 이들 기반암류를 부정 합으로 피복하는 제4기 퇴적층 등이 산출하고, 본 연구결과 양산단층대의 형성과 관련된 적어도 2회의 주향-이동 단층운동 (D1, D2)과 이후 적어도 2회의 역-이동 단층운동(D3, D4)이 인지된다 (1) D1 단층운동: 양산단층대의 주 단층을 향하여 퇴적암류의 층리를 고각화시키는 주향-이동 단층운동. (2) D2 단층운동: 고각화된 층리를 단층면으로 하는 우수 주향-이동 단층운동 주요 특징적인 구조요소로서는 북북동 방향의 준 수평적인 우세한 단층조선과 준 수직적인 우세한 단층엽리 등이 있다. 양산단층대의 주요 단층암류는 D2 단층운동에 의해 형성되었다. (3) D3 단층운동: (동) 북동 주향에 (남)남동 내지 (북)북서 방향으로 중각 경사하는 단층면을 갖는 공역성 역-이동 단층운동 주요 특징적인 구조요소로서는 주향 방향의 단층조선을 중첩하는 경사 방향의 단층조선, D2 단층비지에 발달하는 S-C 구조 엽리, 비탈과 평탄 기하의 단층면, 단층운동에 수반된 비대칭 및 끌림 습곡과 붕괴구조 등이 있다. 양산단층대 주 단층면의 방향성은 주로 D3 단층운동에 의해 분산되었다. (4) D4 단층운동: 제4기 퇴적층내에 5-C 구조 엽리의 발달과 함께 제4기 퇴적층을 수 cm 변위시키는 제4기 역-이동 단층운동 양산단층대의 다른 제4기 단층과 같이 D4 단층면은 기반암의 D3 역-이동 단층면의 연장선상에 놓이고, 이들 단층은 동일한(북)북서-(남)남동 방향의 압축응력에 의해 형성되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권5호
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• pp.242-248
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• 2016

연료전지에서의 전체 반응 속도는 산화전극에서 일어나는 수소산화반응에 비해 그 반응 속도가 현저히 느린 환원전극에서의 산소환원반응(oxygen reduction reaction, ORR)에 의해 결정된다. ORR 효율성 평가를 용이하게 하는 지표(descriptor)로서 촉매 표면에서의 산소원자 흡착강도를 활용하는데, 산소흡착강도는 촉매 표면의 기하학적 구조 변형에 따른 전자구조를 변형함으로써 조절할 수 있다. 이에 본 연구에서는 백금 표면의 원자모델을 이용하여 표면의 기하학적 구조가 산소흡착강도에 미치는 영향과 그 원인을 밀도범함수이론(density functional theory, DFT) 계산을 통해 분석하였다. 먼저, 기하학적 구조를 인위적으로 변형시킨 Pt(111) 표면에서의 산소흡착반응을 밀도범함수이론 계산을 이용해 분석함으로써 기하학적 구조변화가 산소흡착강도에 미치는 영향(strain effect)을 확인하였다. 최적화한 Pt 격자상수($3.977{\AA}$)에 ${\pm}1%$ 간격의 변화율을 적용하고 각 변화율마다의 산소흡착강도를 계산하였는데, Pt-Pt 원자 간 거리가 멀어질수록 산소흡착강도가 강해지는 것을 확인하였다. 이는 원자 간 거리가 증가할수록 d-band center가 페르미 준위(Fermi level)쪽으로 이동하게 되며, 이로써 일부 반결합 오비탈(anti-bonding orbitals)에 전자가 채워지지 않기 때문에 전체적으로 반결합 오비탈이 형성될 가능성이 적어지기 때문이다. 결과적으로, 순수한 백금이 가진 격자상수($3.9771{\AA}$) 보다 약 2~4% 작은 백금 표면 격자크기를 가질 수 있도록 유도할 수 있다면 산소흡착강도가 적절히 약하게 조절될 수 있으며, 이는 순수한 백금보다 더 향상된 ORR 성능을 가진 촉매물질 개발 연구를 위한 기초자료로서 활용할 수 있을 것이다.

• Spatial Information Research
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• 제17권3호
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• pp.277-285
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• 2009

효율적으로 데이터를 관리, 분석, 유지하기 위해서는 각 시스템의 목적에 맞는 데이터 모델이 필요하다. 데이터 모델에 따라 해당하는 활용 시스템의 활용 범위가 결정되며, 각각의 활용 시스템에 맞는 데이터 모델이 개발되고 있는 상황이다. GIS 분야에서도 각 GIS 응용시스템에 맞는 다양한 공간정보 데이터 모델들이 개발 되었으며, 제공하고자 하는 서비스에 따라 공간정보 데이터 모델이 만들어지고 있다. 어플리케이션의 효율적인 활용을 위해서는 공간정보 데이터의 정확성과 최신성등이 중요하지만 특히 공간정보 데이터 구조를 만드는 데이터 모델링이 중요하다. 그러므로 본 연구는 1)국내외 공간정보 데이터 모델의 공간정보를 표현하는데 있어 기하학적 모델, 위상학적 모델과 3차원 공간정보 가시화 방법 등의 항목별로 비교하고 2)각각의 데이터 구조를 분석하여 데이터 모델의 특징을 비교한다. 마지막으로 3)공간정보 데이터 모델을 선정하여 정량적인 분석을 통해 데이터 구조에 따른 특징을 분석한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권1호
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• pp.40-50
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• 2010

연결성이 좋지 않은 노두, 주향 경사 등의 지질 구조선을 연결하여 지질도를 작성하는 과정은 지질학자의 주관적인 견해를 배제하기 어렵다. 따라서 이러한 지질도는 좁은 지역들에서 나타나는 노두의 복잡한 공간적 분포를 이용하여 해석하게 된다. 또한, 물리탐사 자료를 이용하여 부족한 지질구조 정보를 보완하는 연구들이 수행되고 있으나, 물리탐사 자체가 가지는 역산해의 비유일성 및 각 지질 구조간의 물성 차이에 대한 불확실성으로 인하여 많은 제한점을 갖고 있다. 이번 연구에서 제안하는 방법은 예비 지질 모델 구현에 이용될 수 있는 물리탐사 자료 해석을 통해 획득된 구조 경계 정보와 지형학 자료의 삼점 해석 결과를 이용하여 주향 경사와 같은 지질 구조 정보를 제공할 수 있다. 이를 통하여 추정된 지질 정보들이 지질 조사를 통해 획득된 정보와 결합되기 위해서는 공간 규모 측면에서의 호환 가능성이 검증되어야 하며, 검증된 자료들은 평면상의 자료로 구성되어 지질학자들이 지질도를 작성하는 과정의 초기 자료로 이용되어진다. 따라서 해석된 지질도는 추정된 지질 정보와 공간적 구조적으로 부합되어져야 한다. 이 연구에서 개발된 알고리즘은 캐나다 뉴브런즈윅주 배서스트 광산 부근 두 지역의 습곡구조에 적용하여 해석하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권3호
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• pp.115-121
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• 2012

사파이어 단결정은 GaN계 화합물 증착이 용이하여 고휘도의 청색을 구현하기 위한 LED(Light Emitting Diode)용 기판으로 크게 각광받고 있다. 공업용 사파이어의 제조 방법으로는 Kyropoulos법, Czochralski법 HEM(Heat Exchager Method)등 다양한 방법이 시도되고 있으며, 그 중 Kyropoulos법은 고품질의 대구경 사파이어 단결정 성장이 가능한 대표적인 방법으로 알려져 있다. 그러나 Kyropoulos 공정의 특성상 결정성장로 내에서 용융 사파이어의 유동장이 단결정의 최종 품질을 결정하는데, 유동장의 변화와 이에 따르는 결정성장 거동을 관찰하기가 어렵다는 단점이 있다. 대구경화와 동시에 고품질의 사파이어 단결정을 생산하기 위해서는 성장로내의 유동장 해석을 통해 결정 성장조건을 최적화 하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 유한요소법을 기반으로 한 전산유동해석을 통해 Kyropoulos 성장로 내의 도가니 형상의 종횡비(h/d)에 따른 용융 사파이어의 대류거동을 관찰하여 도가니의 형상이 단결정 성장에 미치는 영향을 분석하였으며, 성장로의 설계시 도가니의 종횡비를 작게 고려하면 용융 사파이어의 대류속도를 늦추고 계면의 convexity를 줄여 사파이어 단결정의 품질향상에 도움이 된다는 결과를 얻었다.