• 한국가스학회지
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• 제3권3호
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• pp.58-64
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• 1999

멤브레인 방식의 저장탱크 제작에서 가장 중요한 설계 파라메타인 멤브레인 유니트의 피치에 관한 응력거동 문제를 유한요소법을 사용하여 해석하였고, 이 결과를 기존의 피치설계치수와 비교 검토하였다. 본 연구에서 고려한 링 마디식 멤브레인의 경우 피치의 길이를 어떻게 설정하든지 초대형 탱크의 경우에서는 안전성 문제가 발생하지 않았다. 그러나 반복하중에 의한 피로강도가 문제되는 선박용 멤브레인의 경우에는 피치를 짧게 설계하는 것이 유리하다는 것을 보여주고 있다. 멤브레인 주름의 변형거동을 보면 주름의 높이 방향 변형이 폭에 비하여 $15{\~}50\%$ 정도 더 크게 발생하고, $-162^{\circ}C$의 초저온에 의한 변형은 액압에 의한 변형과 비교할 때 그리 크지는 않음을 보여준다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.463-472
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• 2007

본 연구에서는 균일한 휨모멘트가 작용하는 파형강판 복부판 I-거더의 횡-비틂 좌굴강도에 관하여 이론적 접근 및 유한요소해석을 이용하여 연구를 수행하였다. 횡-비틂 좌굴 강도는 박판 구조를 갖는 I-단면의 휨부재를 설계 하는데 중요한 인자이다. 하지만 파형강판 복부판 I-거더의 뒴비틀림 상수와 같은 비틀림 거동에 대한 이해가 현재까지는 부족한 실정이며, 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 휨 및 순수 비틀림 상수를 기존 연구자들의 결과를 이용하여 요약하였으며, 그 후 파형강판 복부판 I-거더 단면의 전단 중심의 위치와 뒴비틀림 상수를 유도하였다. 이러한 단면 상수들을 이용하여 파형강판 복부판 I-거더의 횡-비틂 좌굴 강도를 결정하였으며, 유한요소해석을 수행하여 제안된 파형강판 복부판 I-거더의 횡-비틂 좌굴 강도를 검증하였다. 마지막으로 파형강판의 기하학적 제원이 횡-비틂 좌굴강도에 미치는 영향에 관하여 연구를 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.51-56
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• 2016

파형격벽은 보강격벽에 비해 많은 장점을 갖고 있어 살물선, 정유운반선, 화학제품 운반선의 화물창 격벽으로 사용되고 있다. 살물선 파형격벽의 최적 파형을 구하기 위한 연구는 비교적 활발하게 수행되어 왔으나, 고가의 재질로 구성되어 최적설계 시 경제적 효과가 가장 클 것으로 예상되는 화학제품 운반선에 대한 연구는 거의 찾아보기 어렵다. 화학제품 운반선의 파형격벽은 크게 수직 파형격벽과 수평 파형격벽으로 구분할 수 있으며, 수평 파형격벽은 다른 선종에서는 볼 수 없는 특별한 형태의 격벽으로 30K급 실적선의 경우 전체 파형격벽의 30% 정도를 차지하고 있다. 본 연구의 목적은 화학제품 운반선의 수평 파형격벽에 대한 최소중량설계 방법을 개발하는 것으로, 최적화 기법으로는 진화전략 기법을 도입하여 전체 최소점을 신뢰성 있게 탐색하였고 최적의 결과를 주는 설계변수 값이더라도 현장의 작업성을 위반하면 도태되도록 하여 현장 적용성을 높였다. 또한, 유한요소법에 의한 구조해석을 통해 도출된 최적설계 결과에 대한 구조 안전성을 검증하였다. 최적화 결과에 따른 수평 파형격벽의 설계는 실적선과 비교하여 동등 수준의 구조강도를 확보하면서도 약 14%의 중량 절감 효과를 보였으며, 이에 따라 설계 및 제작 공수를 줄이는데도 크게 기여할 것으로 기대된다.

• 설비공학논문집
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• 제17권6호
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• pp.569-580
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• 2005

The present study investigates the convective heat/mass transfer characteristics in wavy ducts of a primary surface heat exchanger. The effects of duct aspect ratio and flow velocity on the heat/mass transfer are investigated. Local heat/mass transfer coefficients on the corrugated duct sidewall are determined using a naphthalene sublimation technique. The aspect ratios of the wavy duct are 7.3, 4.7 and 1.8 with the corrugation angle of $145\Omega$. The Reynolds numbers, based on the duct hydraulic diameter, vary from 300 to 3,000. The results show that at the low Re(Re $\leq$ 1000) the secondary vortices called Taylor-Gortler vortices perpendicular to the main flow direction are generated due to effect of duct curvature. By these secondary vortices, non-uniform heat/mass transfer coefficients distributions appear. As the aspect ratio decreases, the number of cells formed by secondary vortices are reduced and secondary vortices and comer vortices mix due to decreased aspect ratio at Re$\leq$1000. At Re >1000, the effects of corner vortices become stronger. The average Sh for the aspect ratio of 7.3 and 4.7 are almost same. But at the small aspect ratio of 1.8, the average Sh decreases due to decreased aspect ratio. More pumping power (pressure loss) is required for the larger aspect ratio due to the higher flow instability.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권6호
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• pp.144-150
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• 2018

In this study, the freezing process of L-shaped pipe exposed to the outside was investigated numerically by considering the mushy zone of freezing water. From the numerical results, it was found that the flow was outwardly directed due to the influence of the L-shaped bending part in the outside exposed part of the pipe, and the ice was formed in the shape of longitudinal corrugation on the wall surface of the pipe after the bending part. It is confirmed that this phenomenon is caused by the venturi effect due to the freezing as seen in connection with the velocity distribution in the pipe. It is found that the remelting phenomenon at the end of the freezing section occur simultaneously during the process of forming the ice in the pipe section. In regard of the factors affecting freezing, it was found that the thickness of the freezing layer is increased as the exposed pipe surface temperature is decreased, and the pipe surface temperature had a significant effect on the change of the freezing layer thickness. At the same time, it was found that the freezing layer becomes relatively thin when the water inflow rate is increased. This phenomenon was caused by reducing the exposure time of freezing water due to the vigorous flow convection of the water fluid.

• Tribology and Lubricants
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• 제38권6호
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• pp.235-240
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• 2022

Atomically-thin 2D nanomaterials can be easily deformed and have surface corrugations which can influence the frictional characteristics of the 2D nanomaterials. Chemical vapor deposition (CVD) graphene can be grown in a wafer scale, which is suitable as a large-area surface coating film. The CVD growth involves cooling process to room temperature, and the thermal expansion coefficients mismatch between graphene and the metallic substrate induces a compressive strain in graphene, resulting in the surface corrugations such as wrinkles and atomic ripples. Such corrugations can induce the friction anisotropy of graphene, and therefore, accurate imaging of the surface corrugation is significant for better understanding about the friction anisotropy of CVD graphene. In this work, the combinatorial analysis using friction force microscopy (FFM) and transverse shear microscopy (TSM) was implemented to unveil the friction anisotropy of CVD bi-layer graphene. The periodic friction anisotropy of the wrinkles was measured following a sinusoidal curve depending on the angles between the wrinkles and the scanning tip, and the two domains were observed to have the different friction signals due to the different directions of the atomic ripples, which was confirmed by the high-resolution FFM and TSM imaging. In addition, we revealed that the atomic ripples can be easily suppressed by ironing the surface during AFM scans with an appropriate normal force. This work demonstrates that the friction anisotropy of CVD bilayer graphene is well-correlated with the corrugated structures and the local friction anisotropy induced by the atomic ripples can be controllably removed by simple AFM scans.

• 한국재료학회지
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• 제32권12호
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• pp.522-527
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• 2022

Among efforts to improve techniques for the chemical vapor deposition of large-area and high-quality graphene films on transition metal substrates, being able to reliably transfer these atomistic membranes onto the desired substrate is a critical step for various practical uses, such as graphene-based electronic and photonic devices. However, the most used approach, the wet etching transfer process based on the complete etching of metal substrates, remains a great challenge. This is mainly due to the inevitable damage to the graphene, unintentional contamination of the graphene layer, and increased production cost and time. Here, we report the systematic study of an H₂ bubbling-assisted transfer technique for graphene films grown on Cu foils, which is nondestructive not only to the graphene film but also to the Cu substrate. Also, we demonstrate the origin of the graphene film tearing phenomenon induced by this H₂ bubbling-assisted transfer process. This study reveals that inherent features are produced by rolling Cu foil, which cause a saw-like corrugation in the poly(methyl methacrylate) (PMMA)/graphene stack when it is transferred onto the target substrate after the Cu foil is dissolved. During the PMMA removal stage, the graphene tearing mainly appears at the apexes of the corrugated PMMA/graphene stack, due to weak adhesion to the target substrate. To address this, we have developed a modified heat-press-assisted transfer technique that has much better control of both tearing and the formation of residues in the transferred graphene films.

• 한국전자파학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.192-201
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• 2003

본 논문은 일반적인 평면형 마이크로스트립 패치 안테나의 크기를 줄이고자 1.575 GHz 대역에서 패치면을 입체적 구조인 단방향 선형 주름형, 사각 주름형 및 격자 요철형으로 제안, 설계하였다. 설계 결과, 단방향 선형 주름형은 평면형 구조에 비해 패치의 공진길이가 21.4 % 단축되었으며, -10 dB 반사손실 대역폭은 62 MHz로서 평면형의 39 MHz(2.5 %)에 비해 23 MHz(1.5 %) 증가하였다. 이득은 평면형의 6.7 dBd에 비해 0.9 dB 저하된 5.8 dBd를 나타내었다. 3 dB 빔폭은 공진길이 단축으로 인해 E-면에서만 18$^{\circ}$ 증가하였다. 사각 주름형의 경우, 패치의 가시적 크기는 평면형에 비해 21.6 %의 면적 축소효과를 얻었다. 격자 요철형의 경우, 먼저 선형편파에 대해 패치 면적은 평면형에 비해 43.3 %의 면적 축소효과를 얻었다. -10 dB 대역폭은 70 MHz (4.4 %)로 평면형에 비해 31 MHz(2%)증가하였다. 이득은 2.2 dBd로서 평면형에 비해 4.5 dB 저하되었고, -3 dB 빔폭은 E-면에서 22$^{\circ}$, H-면에서 13$^{\circ}$ 각각 증가하였다. 원형편파의 경우, 패치의 크기는 평면형에 비해 41 %가 축소되었고, 축비는 0.8 dB의 양호한 원편파 특성을 얻었으며, 2 dB 이내 축비 대역폭은 20 MHz(1.27 %)로 평면형의 10 MHz(0.63 %)에 비해 증가되었다. 이로써 본 논문에 제안된 안테나 구조가 소형화면에서 크게 효과가 있고, 대역폭 증가로 인해 다양한 서비스가 부가된 시스템에서의 활용 가능성이 확인되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.137-143
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• 2016

OBJECTIVES : Bituminous materials, such as tack coat, are utilized between pavement layers for improving the bond strength in pavement construction sites. The standards regarding the application of bituminous material are not clearly presented in the Korean construction guideline without RS(C)-4. Hence, the objective of this study is to determine the optimum content of bituminous materials by analyzing interlayer shear strength (ISS) from the direct shear tester, which was developed in this research. The shear strength of tack coat was defined with the sort of bituminous materials. METHODS : The mixtures for the shear test were made using marshall mix design. The specimens were vertically and horizontally separated for the direct shear test. The separated specimens were bonded using bituminous material. The objectives of the experiment are to determine the performance of bond and shear properties resulting from slippage, rutting, shovel, and corrugation of asphalt pavements. A machine based on the Louisiana interlayer shear strength tester (LISST) of NCHRP Report-712 was developed to determine the ISS. The applied types of tack coat were RS(C)-4, AP-3, QRS-4, and BD-coat with contents of $0.3{\ell}/m^2$, $0.45{\ell}/m^2$, $0.6{\ell}/m^2$, and $0.8{\ell}/m^2$, respectively. RESULTS : Table 2 gives the results of the direct shear test using the developed shear machine. The BD-coat type indicated the highest average ISS value compared to the others. Between the surface and binder course, optimum tack coat application rates for AP-3, RS(C)-4, QRS-4, and BD-Coat were $0.6{\ell}/m^2$, $0.3{\ell}/m^2$, $0.6{\ell}/m^2$, and $0.45{\ell}/m^2$, respectively. These optimum contents were determined using the ISS value. CONCLUSIONS : The ISS values of AP-3, RS(C)-4, and QRS-4 showed similar tendencies when ISS increased in the range $0.3{\sim}0.6{\ell}/m^2$, while ISS decreased when the applied rate exceeded $0.6{\ell}/m^2$. Similarly, the highest ISS value of the BD-coat was observed when the applied rate was $0.45{\ell}/m^2$. However, shear strength was similar to the maximum value of ISS when the tack-coat application rate of BD-Coat exceeded $0.45{\ell}/m^2$.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.67-78
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• 2004

주변의 뒷채움 흙과 파형강판 벽체의 상호작용을 통해 외력을 지지하는 지중강판구조물에서는 상부의 차량하중에 의해서 토피 지반에서 전단파괴, 또는 인장파괴가 발생하여 구조물의 파손이나 붕괴를 유발할 수 있다. 현재 적용 중인 설계기준들에서는 이를 방지하기 위하여 상부아치 위로 확보해야 하는 최소한의 토피 두께(토피고)를 규정하고 있으나, 이들은 표준형 파형강판으로 제작한 지간 7.7m 이하의 구조물에 대한 수치해석에 바탕을 두고 있으므로, 지간이 그 이상인 장지간 구조물에는 적용기가 어렵다. 이 연구에서는 원형 및 낮은 아치형 단면의 지중강판구조물에 대하여 강판 부재와 뒷채움 지반을 함께 모사한 수치해석을 실시하여 장지간 구조물에 대한 최소토피고의 크기를 분석하였다. 해석 결과, 현재의 시방기준은 장지간 구조물의 최소토피고를 과다산정하는 경향을 보였으며, 지간이 10m 이상일 경우의 최소토피고는 지간의 크기 및 단면형상에 관계없이 1.5m 정도로 나타났다. 최소토피고를 만족하지 못하는 경우에는 토피 지반에 활하중 분산효과가 뛰어난 콘크리트 보강 슬래브를 적용할 수 있는데, 원형 단면의 장지간 구조물에 대한 수치해석을 통해서 보강 슬래브가 토피 지반 위에 재하되는 활하중에 의한 강판 부재의 축력과 휨모멘트를 크게 감소시키는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 토피 두께가 기준에 미달하더라도 적절한 규격의 보강 슬래브를 설치하는 지중강판구조물은 기존의 절차에 따라 축력지배구조로서 설계 및 해석이 가능하다.