• Advances in nano research
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• 제9권1호
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• pp.1-13
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• 2020

In this work, the electrical potential (EP) technique with an artificial neural networks (ANNs) for monitoring of nanostructures are used for the first time. This study employs an expert system to identify size and localize hidden nano-delamination (N.Del) inside layers of nano-pipe (N.P) manufactured from Basalt Fiber Reinforced Polymer (BFRP) laminate composite by using low-cost monitoring method of electrical potential (EP) technique with an artificial neural networks (ANNs), which are combined to decrease detection effort to discern N.Del location/size inside the N.P layers, with high accuracy, simple and low-cost. The dielectric properties of the N.P material are measured before and after N.Del introduced using arrays of electrical contacts and the variation in capacitance values, capacitance change and node potential distribution are analyzed. Using these changes in electrical potential due to N.Del, a finite element (FE) simulation model for N.Del location/size detection is generated by ANSYS and MATLAB, which are combined to simulate sensor characteristic, therefore, FE analyses are employed to make sets of data for the learning of the ANNs. The method is applied for the N.Del monitoring, to minimize the number of FE analysis in order to keep the cost and save the time of the assessment to a minimum. The FE results are in excellent agreement with an ANN and the experimental results available in the literature, thus validating the accuracy and reliability of the proposed technique.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권2호
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• pp.52-58
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• 2002

구조물의 안정성을 진단하기 위해서는 동적 변형률을 측정하는 것은 중요하다. 본 논문에서는 동적 변형률을 측정할 수 있는 새로운 형태의 외부 패브리-페로 간섭계를 제안하였다. 본 센서의 두 번째 반사면은 금으로 증착 처리하여 반사율을 증가 시켰으며 센서의 이름을 금증착 EFPI 센서(G-EFPI)라고 표시하였다. 동적 변형률 측정 원리를 설명하기 위해 두 가지 광손실 모델을 제안하였고 실험도 수행하였다. 이들을 통해 두 반사면의 간극이 증가하면 광손실이 증가하여 센서 신호의 광강도가 감소하며 반대로 간극이 감소하면 광손실이 감소하여 광강도는 증가함을 보였다. 또한 변형 방향에 민감한 G-EFPI 센서를 제작하기 위한 최적의 간극을 제안하였다. 마지막으로 G-EFPI 센서를 이용하여 복합재료의 동적 변형률을 측정하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권11호
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• pp.743-748
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• 2017

체외 및 체내 삽입형 이미징 기술 등에 의해서는 판별이 어려운 질환의 조기 진단을 위해 인체 내 삽입이 가능하며 체내 국소부위의 정밀 측정이 가능한 새로운 진단기술이 필요하다. 동맥경화로 발전할 수 있는 죽상경화반의 경우 이미징 기술로는 판별이 어려우나 건강한 조직 대비 미세한 기계적 물성치의 차이를 가질 것으로 예상되어 정밀한 국소 조직의 기계적 강도 측정을 통한 조기 진단이 가능할 것으로 기대된다. 본 연구에서는 궁극적으로 체내 삽입이 가능하며 국소 조직의 강도 측정이 가능한 압전 재료 기반 캔틸레버 센서를 제작하고자 하였다. 압전 기능을 갖는 캔틸레버 제작을 위해 $BaTiO_3$ 나노입자 기반의 압전 고분자 복합재 최적화 연구 및 열 인장 공정으로 캔틸레버 끝 단에 마이크로 콘 구조의 팁을 제작하였다. 이 압전 캔틸레버 센서를 이용하여 기계적 물성치가 다른 생체 조직의 강도 측정을 통해 센서로서의 기능을 확인하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.191-193
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• 2003

본 연구에서는 인공위성 해색센서 SeaWiFS (Sea-Viewing Wide Field-of-View Sensor)에서 관측한 영상을 이용하여 한반도 주변 식물플랑크톤 색소농도의 시공간적 분포 특성에 대하여 살펴보았다. 동해에서 식물플랑크톤 색소농도는 봄철과 가을철에 공간적으로 높은 농도를 나타내었다. 색소농도는 봄철인 4월에 동해 극전선 남부해역에서 가장 높고, 5월에는 극전선 북쪽해역에서 높은 농도가 나타났다. 하계는 거의 저농도를 나타내고 동계가 하계보다 공간적으로 높은 농도를 나타내었다. 그리고 한국 동해안을 따른 warm streamer주변과 서해와 남해연안의 연안선을 따라서 연중 높은 농도가 존재하였다 특히, 여름철 8월부터 12월까지 중국 양쯔강 주린 높은 색소농도가 남해연안 주변까지 연결된 형태로 나타난 것이 특징적이었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권2호
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• pp.257-289
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• 2015

Shear connectors are generally used to link the slab and girders together in slab-on-girder bridge structures. Damage of shear connectors in such structures will result in shear slippage between the slab and girders, which significantly reduces the load-carrying capacity of the bridge. Because shear connectors are buried inside the structure, routine visual inspection is not able to detect conditions of shear connectors. A few methods have been proposed in the literature to detect the condition of shear connectors based on vibration measurements. This paper proposes a different dynamic condition assessment approach to identify the damage of shear connectors in slab-on-girder bridge structures based on power spectral density transmissibility (PSDT). PSDT formulates the relationship between the auto-spectral densities of two responses in the frequency domain. It can be used to identify shear connector conditions with or without reference data of the undamaged structure (or the baseline). Measured impact force and acceleration responses from hammer tests are analyzed to obtain the frequency response functions at sensor locations by experimental modal analysis. PSDT from the slab response to the girder response is derived with the obtained frequency response functions. PSDT vectors in the undamaged and damaged states can be compared to identify the damage of shear connectors. When the baseline is not available, as in most practical cases, PSDT vectors from the measured response at a reference sensor to those of the slab and girder in the damaged state can be used to detect the damage of shear connectors. Numerical and experimental studies on a concrete slab supported by two steel girders are conducted to investigate the accuracy and efficiency of the proposed approach. Identification results demonstrate that damages of shear connectors are identified accurately and efficiently with and without the baseline. The proposed method is also used to evaluate the conditions of shear connectors in a real composite bridge with in-field testing data.

• 센서학회지
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• 제29권4호
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• pp.232-236
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• 2020

Three-dimensional (3D) multilayered Pt electrodes were fabricated to develop a porous electrode using a pattern-transfer printing process. The Pt thin films were deposited using a transferred sputtering pattern having a 250 nm line width on the substrate, and the uniform line patterns were efficiently transferred using our proposed method. Temperature-programmed desorption (TPD) analyses were used to evaluate the porosity of the electrodes. It was possible to distinguish between two resolved maxima at 168 and 227 ℃, which could be described in terms of desorption reactions on the Pt (111) planes. The results of the TPD analysis of the 3D and multilayered Pt electrodes prepared through transfer printing were compared to those of an electrode fabricated through screen printing using a commercial Pt-carbon paste commonly used as porous electrodes. It was confirmed that the 3D multilayered electrodes exhibited a desorption concentration approximately 100 times higher than that of the Pt-carbon composite electrode, and the desorption concentration increased by approximately 0.02 mg/mol per layer. The 3D multilayered electrode effectively functions as a porous electrode and a catalyst.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권2호
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• pp.133-139
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• 2003

노후 된 콘크리트 사회기반시설 구조물의 활용성 증대와 수명의 연장을 위하여 여러 가지의 보수보강 방법이 시행되어지고 있으나 최근에는 시공이 용이하고 보강효과가 좋은 탄소섬유시트를 활용하는 방법이 널리 쓰여지고 있다. 탄소 섬유로 보수보강을 할 경우 강도가 증진되고 강성이 향상되어 좋은 방법으로 알려져 있으나, 철근 콘크리트에 비해 연성이 떨어져 파괴 시 취성 파괴의 형태를 보일 수 있다, 그리고 보수보강된 구조물을 보강재로 인하여 크랙의 진전을 맨눈으로 확인하기가 어려워지게 된다. 따라서 구조물의 취약함을 드러내는 시기인 보수보강시 광섬유센서를 내장케 하여 취성파괴를 감시하고 구조물의 거동을 모니터링함으로써 안전한 구조물이 되도록 할 수 있다. 이를 위하여 본 논문에서는 광섬유센서를 이용하여 모재와 보강재의 구조거동을 분석하였으며, Peel out 효과라 불리는 계면 파괴현상을 효과적으로 자기진단 할 수 있음을 입증하였다.

• 한국재료학회지
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• 제22권11호
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• pp.609-614
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• 2012

We report on the NO gas sensing properties of non-directional ZnO nanofibers synthesized using a typical electrospinning technique. These non-directional ZnO nanofibers were electrospun on an $SiO_2$/Si substrate from a solution containing poly vinyl alcohol (PVA) and zinc nitrate hexahydrate dissolved in distilled water. Calcination processing of the ZnO/PVA composite nanofibers resulted in a random network of polycrystalline ZnO nanofibers of 50 nm to 100 nm in diameter. The diameter of the nanofibers was found to depend primarily on the solution viscosity; a proper viscosity was maintained by adding PVA to fabricate uniform ZnO nanofibers. Microstructural measurements using scanning electron microscopy revealed that our synthesized ZnO nanofibers after calcination had coarser surface morphology than those before calcination, indicating that the calcination processing was sufficient to remove organic contents. From the gas sensing response measurements for various NO gas concentrations in dry air at several working temperatures, it was found that gas sensors based on electrospun ZnO nanofibers showed quite good responses, exhibiting a maximum sensitivity to NO gas in dry air at an operating temperature of $200^{\circ}C$. In particular, the non-directional electrospun ZnO nanofiber gas sensors were found to have a good NO gas detection limit of sub-ppm levels in dry air. These results illustrate that non-directional electrospun ZnO nanofibers are promising for use in low-cost, high-performance practical NO gas sensors.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.8-13
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• 2010

위성 구조계의 가장 기본적인 임무 및 역할은, 우선 위성 자체의 미션 및 기능을 위해 필요한 여러 탑재체 및 장비들을 장착하고 지지할 수 있는 공간을 제공하고, 발사 시에 발생하는 이런 극심한 발사환경 하중에서 위성체 및 탑재체들을 안전하게 보호하는 것이다. 위성체가 발사체에 실려 발사될 때에 매우 높은 가속도에 의한 정적 하중 및 공기의 저항에 의한 하중, 연소 가스 분출 시 발생하는 음향에 의한 하중, 발사체로부터 분리될 때 발생하는 충격 하중 등 여러 가지의 극심한 하중을 겪게 된다. 특히 광학 탑재체가 탑재되는 경우, 탑재체의 지지 및 보호 역할 외에도 위성 구조계는 광학 탑재체의 안정적인 성능구현을 위해 극심한 열환경에 하에서 지향안정성을 보장해야 하고, 이를 위해 일반적으로 복합재로 구성된 광학벤치를 사용하게 된다. 본 논문은 위성체로부터 전달되는 하중을 최소화하여 광학 탑재체의 구조적 안정성을 확보하고 지향안정성을 보장하기 위한 광학벤치 및 지지구조물의 설계와 검증에 대하여 기술한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.465-470
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• 2020

복합 소재는 금속보다 가벼운 특성을 가져 경량화가 필수인 항공 산업에 널리 사용되고 있다. 하지만 복합소재는 생산 공정 중 내부 보이드 형성, 접착제 혼합 불량, 미접착 부분 발생 등 결함 요소가 발생할 수 있고, 저 에너지 충격에 의한 미세균열 및 층간분리가 발생할 위험이 있다. 그러므로 구조물 손상검사가 필수적으로 요구된다. 이에 FBG를 이용한 구조 건전성 모니터링이 주목받고 있다. FBG는 기존의 전기적 센서에 비해 전기적 노이즈 영향을 받지 않고 부식에 강하며 멀티플렉싱이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 FBG를 계측하는 인터로게이터는 대형 구조물 계측을 전제로 만들었기 때문에 가격이 고가이며, 크기가 큰 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 광 스위치와 WDM필터, LTF를 이용해 무인항공기나 소형항공기에 사용할 수 있도록 저가형 인터로게이터를 설계하여, 기존의 고가 인터로게이터와 비교를 진행하였다.