• 제목/요약/키워드: D. Mechanical properties

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벤토나이트 완충재에서의 기체 팽창 흐름 수치 모델링: DECOVALEX-2019 Task A (Numerical Modelling for the Dilation Flow of Gas in a Bentonite Buffer Material: DECOVALEX-2019 Task A)

  • 이재원;이창수;김건영
    • 터널과지하공간
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    • 제30권4호
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    • pp.382-393
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    • 2020
  • 고준위방사성폐기물을 처분하기 위한 심층처분시스템의 공학적 방벽은 처분 용기에서 방사성 핵종 누출이 발생하더라도 주변 암반으로의 누출 속도를 늦춰주는 역할을 수행해야하기 때문에 장기적으로 그 성능을 유지하여야 한다. 특히 벤토나이트 완충재와 같이 점토 물질을 다량 함유한 매질에서만 나타나는 기체 흐름 현상인 팽창 흐름은 벤토나이트 완충재의 장기 성능에 영향을 미칠 수 있기 때문에 이 현상을 명확히 규명하는 것이 매우 중요하다. 이에 따라 DECOVALEX-2019 Task A에서는 팽창 흐름에 대한 수리-역학적 메커니즘을 규명하고, 기체 이동 현상의 정량적 평가를 위한 새로운 수치 해석 기법 개발 및 검증을 수행하고자 진행되었다. 이를 위해 본 연구에서는 기존의 전통적인 다공성 매질에서의 2상 유동 및 유효응력 개념을 고려한 역학 모델을 기반으로, 손상도 개념을 적용함으로써 매질의 변형에 의한 기체의 팽창 흐름을 모사할 수 있는 수리-역학적 상호작용을 고려한 해석 모델을 개발하였다. 또한 개발된 모델을 이용하여 1차원 및 3차원 기체 주입 시험 결과와의 비교를 통해 모델 검증 및 적용성 검토를 수행하였다. 수치 해석 결과 기체 압력에 의한 팽창 흐름으로 인한 갑작스러운 공극 수압, 응력, 기체 주입량 및 유출량 증가 현상을 확인할 수 있었지만, 개발된 해석 모델에서 수리-역학적 상호작용의 영향이 과소평가 되는 한계를 확인할 수 있었다. 그럼에도 불구하고 본 연구는 팽창 흐름에 대한 예비 모델을 제공하고 후속 연구의 발전된 모델을 개발하기 위한 기반을 제공한다는 점에서 의의가 있다. 또한 본 연구에서 개발된 수리-역학적 상호작용을 고려한 수치 모델은 향후 실험실 및 현장 시험 결과 데이터 분석에 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 실제 고준위방사성폐기물 심층처분시스템의 장기 성능평가에도 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

역학적 시험에 의한 다짐방법의 적합성 평가를 위한 기초연구 (Fundamental Study for Compaction Methods by Mechanical Tests)

  • 서주원;최준성;김종민;노한성;김수일
    • 한국도로학회논문집
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    • 제5권4호
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    • pp.23-35
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    • 2003
  • 본 연구에서는 현재 사용하고 있는 다짐시험결과 분석에 있어서 시험자에 따라 개인 오차가 발생하는 실내다짐시험 결과의 적부판정을 위한 기준을 제시하고자 실시한 실내시험결과를 분석하여 ASTM 규정을 이용한 다짐도 산정프로그램을 개발하였다. 또한 시공단계부터 탄성계수와 같은 역학적 정수를 이용함으로써 시공관리와 도로설계 및 도로관리의 개념적인 차이를 줄이고 추후 개발 및 실용화되어야 할 체계적인 다짐관리기법 개발을 위한 기초연구로서 노상토의 기초물성시험, 다짐시험과 더불어 삼축압축시험과 공진주시험 등을 실시하였다. 선정된 전체 7개 지역에 대하여 실내시험을 수행하였으며, 다짐시험은 다짐에너지별 특성을 파악하기 위하여 다섯 종류의 다짐에너지별로 시험을 수행하여 국내 7개 지역에 대한 실내시험(기초물성시험, 다짐시험)과, 역학적 시험(삼축. 공진주시험)에 대한 D/B를 구축하였다. AASHTO 기준의 구속압에 따른 공진주 시험결과 노상토의 변형률별 G/$G_{max}$의 회귀분석식을 제안하고, 구축된 실험결과 데이터베이스(DB)로부터 기본물성과 다짐도와의 상관관계를 도출하여 역학적 시험결과를 토대로 노상토의 역학적 특성인 탄성계수를 이용한 다짐 관리기법을 제안하였다.

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전기자동차용 부탄 연료 복합열원 히팅시스템의 열적 성능에 관한 수치적 연구 (Numerical Study on Thermal Performances of Multi Heat Source Heating System Using Butane for Electric Vehicle)

  • 방유마;서재형;마헤쉬수레쉬파티르;조종표;이무연
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권10호
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    • pp.725-731
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 복합열원을 이용하는 전기자동차용 부탄 연소식 히팅 시스템의 열적 성능을 수치적으로 연구하는 것이다. 복합열원 히팅 시스템은 승차공간 난방을 목적으로 하는 공기 가열부와 배터리 열관리를 위한 냉각수 가열부로 구성되어 있으며, 각 열원별 열적 성능을 분석하기 위하여 상용 수치해석 프로그램인 ANSYS CFX를 이용하여 공기 및 냉각수 유량변화에 따른 각 열원별 토출 온도를 도출하고 난방 용량을 계산하였다. 수치해석을 통하여 도출된 각 열원별 토출 온도는 이론적으로 계산한 토출 온도와 비교하였고, 약 0.15% 이하의 오차를 나타내었다. 결론적으로 외부공기의 유량을 0.005, 0.01, 0.015 kg/s로 증가시킬 경우 승차공간으로 유입되는 공기 온도는 감소하였으며, 배터리 열관리용으로 배출되는 냉각수 온도는 증가하였다. 또한 냉각수 유량을 0.005, 0.01, 0.015 kg/s로 증가시킬 경우 토출되는 난방 공기와 냉각수 온도는 감소하였다. 더불어 배터리 열관리를 위한 최적의 냉각수 온도와 승차공간을 위한 높은 난방 용량을 만족하기 위한 공기 및 냉각수 유량 조건은 각 0.01 kg/s 와 0.015 kg/s로 나타났다.

Effects of Pre-synthesized $BaTiO_3$ Addition on the Microstructure and Dielectric/ Piezoelectric Properties of $(Bi_{0.5}Na_{0.5})_{0.94}Ba_{0.06}TiO_3$ Piezoelectric Ceramics

  • Khansur, Neamul Hayet;Yoon, Man-Soon;Kweon, Soon-Yong;Lee, Young-Geun;Ur, Soon-Chul
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.189-189
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    • 2008
  • Due to the environmental issue vast research is going on to replace the widely used lead contented piezoelectric materials. Bismuth sodium titanate (abbreviated as BNT) based bismuth sodium titanate-barium titanate (abbreviated as BNBT) ceramic was prepared by using modified method rather than conventional mixed oxide method. This modification was made to improve the properties of BNT based ceramic. In this procedure $BaTiO_3$ (abbreviated as BT) was prepared using conventional mixed oxide method. Analytical grade raw materials of $BaCO_3$ and $TiO_2$ were weighted and ball milled using ethanol medium. The mixed slurry was dried and sieved under 80 mesh. Then the powder was calcined at $1100^{\circ}C$ for 2 hours. This calcined BT powder was used in the preparation of BNBT. Stoichiometric amount of $Bi_2O_3$, $Na_2CO_3$, $TiO_2$ and BT were weighted and mixed by using ball mill. The used calcination temperature was $850^{\circ}C$ for 2 hours. Calcined powder was taken for another milling step. BNBT disks were pressed to 15 mm of diameter and then cold isostatical press (CIP) was used. Pressed samples were sintered at $1150^{\circ}C$ for 2 hours. The SEM microstructure analysis revealed that the grain shape of the sintered ceramic was polyhedral and grain boundary was well matched where as the sample prepared by conventional method showed irregular arrangement and grain boundary not well matched. And sintered density was better (5.78 g/cc) for the modified method. It was strongly observed that the properties of BNBT ceramic near MPB composition was found to be improved by the modified method compare to the conventional mixed oxide method. The piezoelectric constant dB of 177.33 pC/N, electromechanical coupling factor $k_p$ of 33.4%, dielectric constant $K_{33}^T$ of 688.237 and mechanical quality factor $Q_m$ of 109.37 was found.

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한국 전통장류가 한우 반힘줄모양근(M. Semitendinosus)으로 제조한 건염햄의 육질 특성에 미치는 영향 (The Effects of Korean Traditional Sauces on Quality Characteristics of Hanwoo Semitendinosus Dry-cured Ham)

  • 성필남;조수현;강근호;김동훈;박범영;강선문;박경미
    • 한국축산식품학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.757-762
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    • 2013
  • 우리나라 전통장류를 건염햄 제조에 접목한 건염햄의 제품을 개발하기 위해 염지과정에서 첨가한 고추장과 된장이 건염햄 품질에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였다. 천일염(C), 천일염+고추장(T1), 천일염+된장(T2)을 한우의 반힘줄모양근(m.emitendinosus)의 표면에 골고루 발라주고 세척한 한우 대장에 충진한 후 75일 동안 건조 및 발효시켰다. 한우 반힘줄모양근 건염햄 품질을 조사한 결과, 건염햄 수분함량은 46.45-48.04% 수준으로 유의적인 차이는 없었다. T1은 모든 처리구 중에서 pH가 가장 낮았고 T2는 WHC가 가장 낮았다(p<0.05). 기계적 육색 측정에서 C가 $a^*$$b^*$가 전통장류 처리(T1, T2)보다 높았으나(p<0.05), $L^*$은 유의적인 차이가 없었다. 조직감에서 T1은 C보다 탄력성이 유의적으로 낮았다(p<0.05). 관능평가 결과 모든 처리구에서 유의적인 차이가 없었고 C는 제품색과 향미가 높은 점수를 받은데 반해, T1은 높은 맛, 짠맛, 그리고 전체적 기호도가 다른 처리구에 비해 높았다.

미세역학적 시험법을 이용한 단-섬유 형태 형상기억합금/에폭시 복합재료의 계면특성 및 응력-경화 감지능 (Interfacial Properties and Stress-Cure Sensing of Single-Shape Memory Alloy (SMA) Fiber/Epoxy Composites using Electro-Micromechanical Techniques)

  • 장정훈;김평기;왕작가;이상일;박종만
    • 접착 및 계면
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    • 제9권3호
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    • pp.20-26
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    • 2008
  • 형상기억합금(SMA)의 구조는 부가된 온도 혹은 응력에 의해 마텐자이트로부터 오스테나이트로의 변화가 가능하다는 것은 잘 알려져 있다. 형상기억합금섬유의 자체 형상회복력으로 인해 응력과 온도가 적용되는 동안에 응력이나 경화 모니터링 센서 또는 작동기로서 사용되었다. 초탄성 현상은 연속적인 기계적 하중 하에서나 온도변화 중에 응력-변형률 곡선에서 확인되었다. 반복하중 실험을 통해 응력-변형률 곡선에서 나타난 초탄성 현상 구간이 나타나는 응력 이력현상이 발생함을 확인하였다. 이것은 형상기억합금섬유 혹은 에폭시에 함침된 형상기억합금섬유 복합재료가 반복하중으로 계면물성 저하로 인한 형상기억 회복 성능의 저하를 의미한다. 강성도가 큰 에폭시 사용과 형상기억합금섬유의 표면처리 이후 형상기억합금섬유와 에폭시 사이의 계면결합력의 증대에도 불구하고 유사한 불완전한 초탄성을 보여 주었다. 단-형상기억합금섬유/에폭시 복합재료 내부에 남은 잔류 열과 이에 따른 잔류 응력으로 인해 에폭시에 함침된 단-형상기억합금섬유에서는 경화과정에서 불완전한 회복을 나타났다.

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EPDM 고무의 첨가제에 따른 가류 및 물성에 미치는 영향 연구 (Effect of Processing Additives on Vulcanization and Properties of EPDM Rubber)

  • 이수;배정수
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.173-185
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    • 2018
  • 화학 관능기가 다른 지방산 에스터계, 지방산 금속염 및 아마이드계 분산 및 흐름개선 첨가제가 EPDM과 카본블랙을 충전제로 사용한 고무 배합물의 가류 특성과 가류된 고무 배합물의 기계적 물성 및 노화특성에 미치는 영향을 무니점도계, 레오미터, 경도계, 만능재료시험기 등을 이용하여 측정하였다. $125^{\circ}C$에서 측정된 무니점도는 아마이드계 > 금속염계 > 에스터계 첨가제의 순으로 감소하는 경향을 보였으며, 스코치시간은 에스터계와 금속염계 첨가제는 첨가 유무에 따라 거의 차이가 없거나 조금 늦어지며, 아마이드계 첨가제는 1분 이상 빨라졌다. $160^{\circ}C$에서의 레오미터 측정 결과 가류시간은 금속염계와 아마이드계 첨가제의 경우는 가류반응이 빨리 진행되었다. 델타토크 값은 금속염계와 아마이드계 첨가제가 있는 경우 전반적으로 증가하였으나, 에스터계 첨가제가 있는 경우는 약간 감소하였다. EPDM 배합물의 인장강도는 에스터계 첨가제가 첨가된 경우 크게 향상되었으며, 아마이드계와 금속염계 첨가제의 경우는 큰 영향이 없었다. 신율의 경우는 금속염계 첨가제의 경우 크게 향상되었으며, 나머지의 경우는 큰 영향이 없었다. 인열강도는 첨가제의 첨가에 따라 전반적으로 상승하였으며 금속염계 첨가제의 경우에서 확연히 상승하였으며 경도는 첨가제의 종류와 상관없이 유사한 값을 나타내었다. $100^{\circ}C$에서 24시간 열노화시킨 EPDM 배합물은 금속염계와 아마이드계 첨가제의 경우는 거의 변화가 없었으며 신율의 변화는 첨가제를 함유한 모든 EPDM 배합물이 10-20% 정도 감소하는 경향을 보였다.

Dose Verification of Intensity Modulated Radiation Therapy with Beam Intensity Scanner System

  • Vahc, Young-Woo;Park, Kwangyl;Ohyun Kwon;Park, Kyung-Ran;Lee, Yong-Ha;Yi, Byung-Yong;Kim, Sookil
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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    • pp.248-251
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    • 2002
  • The intensity modulated radiation therapy (IMRT) with a multileaf collimator (MLC) requires the conversion of a radiation fluence map into a leaf sequence file that controls the movement of the MLC during radiation treatment of patients. Patient dose verification is clinically one of the most important parts in the treatment delivery of the radiation therapy. The three dimensional (3D) reconstruction of dose distribution delivered to the target helps to verify patient dose and to determine the physical characteristics of beams used in IMRT. A new method is presented for the pretreatment dosimetric verification of two dimensional distributions of photon intensity by means of Beam Intensity Scanner System (BISS) as a radiation detector with a custom-made software for dose calculation of fluorescence signals from scintillator. The scintillator is used to produce fluorescence from the irradiation of 6MV photons on a Varian Clinac 21EX. The BISS reproduces 3D- relative dose distribution from the digitized fluoroscopic signals obtained by digital video camera-based scintillator(DVCS) device in the IMRT. For the intensity modulated beams (IMBs), the calculations of absorbed dose are performed in absolute beam fluence profiles which are used for calculation of the patient dose distribution. The 3D-dose profiles of the IMBs with the BISS were demonstrated by relative measurements of photon beams and shown good agreement with radiographic film. The mechanical and dosimetric properties of the collimating of dynamic and/or step MLC system alter the generated intensity. This is mostly due to leaf transmission, leaf penumbra and geometry of leaves. The variations of output according to the multileaf opening during the irradiation need to be accounted for as well. These phenomena result in a fluence distribution that can be substantially different from the initial and calculative intensity modulation and therefore, should be taken into account by the treatment planning for accurate dose calculations delivered to the target volume in IMRT.

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고분자 사슬연장제를 이용한 폴리유산 / 폴리부틸렌 아디페이트테레프탈레이트 복합필름의 제조 및 특성 분석 (Study on Characteristics of PLA/PBAT Composite Film with Various Chain Extenders)

  • 김선종;조현승;이재환;유명제;엄유준;박수일
    • 한국포장학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.61-66
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    • 2017
  • 고분자 사슬연장제(Chain extender)를 적정 함량별로 넣어 PLA와 PBAT 생분해성 복합 필름을 제조하였으며 제조된 필름의 기계적 특성 및 열적 특성을 분석하였다. 고분자 사슬연장제인 $Joncryl^{(R)}$과 헥사메틸렌 디이시소시아네이트(HDI, Hexamethylene Diisocyanate)를 각각 단일로 넣었을 경우, 고분자 사슬연장제의 함량 증가에 따라 인장강도(Tensile strength)가 함량에 비례하여 소폭 증가하는 영향을 주는 것으로 나타났으나, 연신율에 있어서는 비례적인 차이를 나타내지 않았다. 하지만 두 종류의 사슬연장제를 적정비율로 같이 넣어 압출한 결과 인장강도가 40 MPa에 이르는 것으로 나타나 대조구의 인장강도 25 MPa보다 약 15 MPa 정도 증가하여 강도개선의 효과가 있는것으로 나타났으며 연신율의 경우 대조구보다 개선된 것으로 나타났다.

떡볶이 떡의 미생물 안전성 및 식감 향상을 위한 유기산과 증숙 처리 (Acidic and steaming treatments of tteokbokki rice cake to improve its microbial and textural properties)

  • 천희순;조원일;이수진;정명수;최준봉
    • 한국식품과학회지
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    • 제49권5호
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    • pp.502-506
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    • 2017
  • 본 연구의 스팀을 쌀가루 반죽시 공급하여, 떡을 성형한 후 젖산 용액 침지 및 가열살균한 떡볶이 떡은 냉장 유통조건에서 30일 내외 보존이 가능한 기존 떡에 반해 미생물에 의한 변질과 관능품질의 급격한 저하 없이 상온 10개월의 장기간 보관이 가능하였다. 또한 무처리 대조구 대비 쌀 전분의 용출이 적어 식감이 쫄깃하여 관능평가에서 선호도가 통계적으로 유의 있게 높게 나타났다(p<0.05). 처리구 떡볶이 떡 성형체 경우 기공의 크기가 $10-20{\mu}m$ 내외로 기존 기공의 평균 크기 $40-60{\mu}m$ 대비 유의차 있게 (p<0.05) 작아져 쫄깃한 식감이 향상되고, 또 내부 전분의 용출도 적어져 식감 향상의 효과가 더해지는 것으로 나타났다. 이러한 품질 및 저장성 향상 효과가 있는 떡 반죽물 제조 및 살균공법을 멥쌀, 찹쌀, 밀, 콩, 메밀 및 보리 등의 다양한 곡물을 이용한 떡볶이 떡 제품의 제조에 적용시 쌀 전분의 용출이 적어져 소비자가 선호하는 떡 고유의 맛과 쫄깃한 식감을 가지며, 미생물 살균 효과가 개선되어 상온에서 장기간 보존할 수 있어 상업적 활용성이 매우 높다고 할 수 있다.