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Al-Si-Cu 알루미늄 주조 합금의 열간 균열 민감성에 미치는 Cu 함량의 영향 (Effect of Cu content on Hot Tearing Susceptibility in Al-Si-Cu Aluminum Casting Alloy)

  • 오승환;친밧 문크대거;김헌주
    • 한국주조공학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.419-433
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    • 2021
  • Al-Si-Cu 합금은 구리 첨가에 따른 석출경화로 경도와 강도가 현저하게 강한 합금을 생성하는 장점이 있습니다. 그러나 구리를 첨가하면 Al-Si-Cu 합금의 응고 범위가 확장되고 합금은 응고 중에 발생하는 가장 흔하고 심각한 파단 현상 중 하나 열간 균열이 발생하기 쉽습니다. 합금의 열간 균열 특성에 대한 기존의 평가 방법은 이 특성에 대한 정량적 데이터를 제공하지 않는 상대적이고 정성적인 분석 방법입니다. 이 연구에서 Al-Si-Cu 주조 합금의 열간 균열 특성에 대한 더 신뢰할 수있는 정량 데이터를 얻기 위해 Instone et. al 이 개발 한 장치를 부분적으로 수정되었습니다. Cu 원소의 영향을 평가하기 위해 Al-Si-Cu 계 합금에서 4 가지 수준의 Cu 함량을 (0.5, 1.0, 3.0, 5.0) wt. %로 설정하고 각 합금에 대해 열간 균열 특성을 평가했습니다. Cu 함량이 증가함에 따라 열간 균열 강도는 (2.26, 1.53, 1.18, 1.04) MPa)로 감소했습니다. 열간 균열이 발생하는 시점, Cu 함량이 증가함에 따라 고액 공존 범위가 증가하여 동일 온도에서 해당 고상율 및 응고 속도가 감소하였다. 파단면의 형태는 수상 돌기에서 잔류 액상으로 덮인 수상 돌기로 바뀌었고, 열간 균열 발생 인근에서 CuAl2 상이 관찰되었다.

디즈니 애니메이션 악당 캐릭터의 색채분석 (Color Analysis of Disney Animation Villain Characters)

  • 성례아;김혜성
    • Journal of Information Technology Applications and Management
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    • 제28권6호
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    • pp.69-85
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    • 2021
  • In the era of the 4th Industrial Revolution, not only artificial intelligence, big data, robots, and biotechnology, but also cultural industries that require human creativity will lead. Among the cultural industries, the animation industry has high industrial utilization value due to its high connection with other industries. Among them, animation characters play the most important role as the subject leading the story of animation. In particular, the villain character not only serves as a medium for the main character to lead the story, but also captivates the audience with a different presence from the main character, adding to the fun and completeness of the animation. These characters consist of visual elements such as form and color, of which color is a tool that effectively conveys the character's personality and role to the audience, and is the first visual element to be considered in delicately describing the character's emotions and the relationship between characters. Therefore, this study attempts to analyze the color of the villain character. To this end, we will select eight Disney animations to derive the characteristics of the villain character's color by analyzing the color, value, chroma, and color association of the colors used in the Disney villain character. As a result of the analysis, the colors mainly used by Disney to convey the villain's image were red (R) and Orange (YR), and there was no difference depending on the times or animation production methods. Second, the brightness of Disney villain characters appeared to be the same medium/famous regardless of the times and production methods, and the frequency of use of high brightness was very low. In terms of saturation, the frequency of use of high and low saturation was high. Third, blackish (Bk), Strong (S), dull (Dl), and deep (Dp) tones were mainly used for tones. In particular, in recent 3D animations than previously produced 2D animations, the use of low chroma and the high black mixing rate increased. Fourth, it can be seen that Disney uses color as a visual method to more clearly express the psychology of the villain character using color association. In conclusion, the color selection of animation characters should be carefully considered as a tool to convey the character's personality, role, and emotion beyond simply using color, and the color selection of characters using color associations and symbols strengthens the narrative structure. It is hoped that this study will help analyze and select the character color of animation.

표준트럭하중에 의해 옹벽에 작용하는 수평토압의 등가높이 산정 (Assessment of Equivalent Heights of Soil for the Lateral Earth Pressure Against Retaining Walls Due to Design Truck Load)

  • 김두환;진현식;서승환;박재현;김동욱;정문경
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.119-128
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    • 2018
  • 교통하중으로 인해 교통시설 하부구조인 옹벽에 전달되는 수평토압은 도로의 차선 수, 차량하중 및 옹벽으로부터 이격거리 등에 영향을 받는다. 차량하중에 의해 유발되는 토압은 등가상재하중높이로 표현하며, 표준트럭의 축하중 크기와 위치에 따라 달라진다. 한계상태설계법은 2015년부터 국내 도로교 설계에 적용되어 왔으나, 우리나라 실정을 고려한 토압하중계수(등가상재하중높이)가 제시되어 있지 않아 설계에 적용하는데 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 국내 표준트럭의 축하중 크기 및 위치를 반영한 등가상재하중높이를 산정하였다. 탄성체 지반에 대하여 Boussinesq 이론을 적용시켜 계산한 등가상재하중높이와 2차원 수치해석 산정치를 비교하였다. 그리고 수치해석 상의 한계와 옹벽의 장기안정성을 고려하여 AASHTO 기준치와 차별화된 등가상재하중높이를 제안하였다. 우리나라 교통하중으로부터 도출된 등가상재하중높이는 AASHTO에서 제안하는 등가상재하중높이보다 옹벽의 높이가 낮을 경우 다소 낮게 평가되었으며 옹벽의 높이가 높을 경우 높게 평가되었다.

단기 강우 시 소규모유역에서 생태저류지의 유출 저감효과 분석 (An Analysis of the Outflow reduction effect of Bio-retention in Small watershed during Short-term rainfall)

  • 천종현;김재문;장영수;신현석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.434-442
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    • 2019
  • 도시 내 빈번히 발생하는 홍수 피해를 해결하기 위한 대응 방안으로 자연상태의 수문순환 체계를 회복하기 위한 저영향개발(Low Impact Development, LID) 기법이 대두되고 있다. LID 요소기술 중 하나인 생태저류지는 유역에서 발생하는 유출수를 저류 및 침투하여 우수 유출수 및 비점오염물질 저감효과를 갖는 시설로 다양한 연구가 진행되고 있으나, 유출저감효과에 대한 분석은 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 수문 해석이 가능한 K-LIDM을 이용하여 소규모유역에서 생태저류지의 유출 저감효과를 분석하였다. 시나리오를 구성함에 있어 생태저류지의 저류용량을 증가시키거나 유역과 생태저류지를 분할하였고 확률강우량을 활용하여 단기강우를 모의하였다. 분석결과 저류용량 증가에 따라 20%, 분산형 시스템에서 5~15% 이상의 유출 저감효과를 나타냈으며 향후 생태저류지의 저류깊이, 지반의 침투능 및 유출부의 직경과 높이 등 다양한 시나리오에 대한 연구가 수행된다면 생태저류지의 물순환 효율성에 관하여 보다 정량적인 분석이 가능할 것으로 기대된다.

전기유도보일러의 발열효율개선을 위한 권선최적설계 (Optimal Design of a Coil for Improved Heating Efficiency of Electric Induction Boiler)

  • 김윤현;김솔
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.476-482
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    • 2019
  • 본 기후변화협약, 온실가스배출규제와 같은 규제적 규약들은 고효율 에너지 기자재 개발과 에너지의 효율적 이용을 촉진하는 촉매로 작용하고 있다. 에너지소비가 큰 분야 중 전열기기가 효율이 좋지 못한 편이다. 전기보일러는 히터에 물을 접촉시켜 순환시키는 방식을 주로 사용하고 있다. 기존 전기보일러를 활용할 경우 물의 미네랄이 고온의 히터와 접촉하여 탄화되어 흡착되는 과정에서 히터의 부식을 촉진시키고 히터의 효율을 저하시킨다. 이러한 이유로 에너지 효율이 높고, 전도나 대류가열보다 피가열물을 균일하게 가열시킬 수 있는 유도가열방식을 보일러에 적용시킨 전기유도보일러가 각광을 받고 있는데, 이 방식은 물이 담겨 있는 보일러 관로를 유도가열방식으로 가열하여 직접가열시 발생하는 문제를 해결시킬 수 있는 대안으로 인정받고 있다. 비교적 오랜 기간 유도가열에 대한 연구가 이루어졌음에도 불구하고 유도가열을 이용한 전열기술에 대한 연구결과는 그리 많지 않은 실정이다. 따라서 본 논문에서는 전기유도보일러의 발열효율을 개선하기 위하여 매개변수연구방법을 통하여 권선의 단면적, 권선의 수 및 권선의 겹수에 의한 영향을 유한요소법을 이용하여 해석하고 발열의 요소가 되고 있는 동손과 철손을 분석하여 발열을 극대화시킬 수 있는 권선설계방법으로 총손실이 최대가 되는 설계점을 찾는 방법을 제시하였다.

위상 최적화 기법을 이용한 충격하중에 대한 차량 탑재형 전력변환장치의 마운트 경량화 설계 (Using Topology Optimization, Light Weight Design of Vehicle Mounted Voltage Converter for Impact Loading)

  • 고동신;이현경;허덕재
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.353-358
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    • 2018
  • 본 연구는 전기자동차 충전시스템에서 전력변환장치의 경량화를 위한 최적화 분석프로세스에 대한 내용을 서술하였다. 최적화 설계는 재료 물성치에 대한 설계민감도와 수학적 최적화를 결합하여 주어진 재료량 제한조건 하에 최적의 재료분포를 찾는 설계기법으로 위상의 고정화, 자유도가 묶이는 문제 등을 해결할 수 있는 위상 최적화방법을 사용하였으며, 위상 최적화 방법 중 비교적 수식화가 간단하고 수렴성이 좋은 SIMP법(solid isotropic material with penalization)에 의해 경량화 설계를 수행하였다. 경량화 설계는 3단계의 절차로 구성하였으며, 첫 번째 단계로 전력변환장치의 기본 설계에 대한 유한요소모델을 구성하고, 하중에 대한 정적해석을 수행하였다. 두 번째 단계로 정적해석 결과에 대해 등방성 재료의 강성계수를 적용한 밀도법을 이용하여 위상 최적화를 수행하여 경량화를 위한 최적 형상을 도출하였다. 세 번째 단계로 최적 형상에 대해 차량 탑재 부품의 충격시험기준에 만족하는 반정현파 펄스형태 충격하중을 인가하여 충격해석을 수행하였다. 위상 최적화단계에서 사용 환경조건으로 설계영역 정의는 마운팅 브래킷 영역으로 제한하였으며, 마운팅 브래킷의 설계 최적화를 통해 최종적으로 기본설계대비 20%이상의 경량화가 가능한 설계기술을 확보하였다.

토목섬유가 보강된 고함수비 흙의 구속효과에 관한 연구 (A Study on the Confined Effects of Highly Moistured Soils Reinforced with Geosynthetics)

  • 유재원;임종철;강상균;이형준;최문봉
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.25-37
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    • 2019
  • 본 연구에서는 고함수비 상태의 흙의 토목섬유 보강에 의한 다짐효과를 확인하고자 실내다짐실험, 현장다짐실험, 수치해석을 실시하였다. 토목섬유의 구속효과를 검증하기 위해 D다짐실험의 몰드(래머/몰드의 면적비=0.33) 보다 큰 몰드(래머/몰드의 면적비=0.19)를 이용하여 다짐을 실시한 결과, D다짐실험에서는 고함수비 구간의 건조밀도가 0.5~0.6% 증가하였지만, 큰 몰드를 이용한 다짐실험에서는 2.4~3.7%가 증가하는 것으로 분석되어 하중 작용면에 비해 측면지반의 면적이 충분히 넓을 경우, 함수비가 높은 구간에서도 토목섬유 보강에 의한 구속효과가 발생하였다. 현장다짐실험에서 '전압면으로부터의 심도(z/B)'에 따른 고함수비 구간 흙의 다짐효과를 분석한 결과, 무보강 시에는 과도전압으로 인해 다짐상태가 나빠져 다짐이 잘 되지 않았지만, 토목섬유를 보강할 경우 구속효과의 발생으로 다짐층에 다짐에너지가 효과적으로 전달되고 건조밀도가 증가함을 확인하였다. 또한, 토목섬유와 토사층의 거동에 대한 개념적 모델을 통하여 토목섬유의 보강으로 인한 지반내 매커니즘을 설명하였고, 이를 유한요소해석을 통해 검증하였다.

부분집합 시뮬레이션 방법을 이용한 꼬인 삼각대 지지구조를 갖는 해상풍력발전기의 지진 신뢰성 해석 (Seismic Reliability Analysis of Offshore Wind Turbine with Twisted Tripod Support using Subset Simulation Method)

  • 박광연;박원석
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권2호
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    • pp.125-132
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    • 2019
  • 이 논문에서는 지진 하중을 받는 꼬인 삼각대 지지구조를 갖는 해상풍력발전기의 지진 신뢰성 해석 방법을 제시한다. 수평하중에 대해서 면외 변위가 발생하는 꼬인 삼각대지지 구조의 기하학적 특성과 지반의 비선형성을 포함한 지반-말뚝 상호작용을 고려하기 위한 구조물의 3차원 동적 유한요소 모델을 제시하였다. 지진신뢰성 평가를 위해 재현주기별 인공지진파를 사용한 시간이력 해석을 통해 말뚝 두부의 수평변위로 정의된 한계 상태식에 대하여 파괴확률을 산정하였다. 비선형 시간이력해석에 의한 한계상태식 평가를 고려하여 효율적으로 신뢰성 해석을 하기 위해 Markov Chain Monte Carlo 샘플링 방법을 적용한 부분집합 시뮬레이션 방법의 적용을 제시하였다. 제시한 방법은 2차원 모델 및 정적해석만으로는 정확한 결과를 도출할 수 없는 꼬인 삼각대 지지구조를 갖는 해상풍력발전기의 신뢰성 평가 및 설계기준 개발에 활용될 수 있음을 보였다.

해양강국 달성을 위한 중국 해군전략의 성격 분석: 전략의 "목표·방법·수단"을 이용한 분석을 중심으로 (An Analysis of the Characteristics of China's Naval Strategy to Become a Maritime Power: Focusing on analyzing the "goals, methods, and means" of strategy)

  • 김남수
    • 해양안보
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    • 제2권1호
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    • pp.1-42
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    • 2021
  • 해양강국 달성을 위한 중국 해군전략의 성격에 대한 공세성 논란이 이어지고 있다. 본 연구는 이러한 논란 속에서 전략의 3요소를 이용, 해양강국 달성을 위한 중국 해군전략의 실체적 성격을 파악하고 이를 통해 차후 중국의 군사적 행동을 전망하는 것을 목적으로 한다. 연구목적을 달성하기 위하여 본 연구는 전략의 3요소와 함께 해군전략의 특수성을 고려하여 연구를 진행하였으며 연구결과 중국의 해군전략은 전체적으로 공세성을 띄고 있으나 각 전략요소 간의 공세성을 추구하는 정도에서는 불균형을 이루고 있었다. 방법적 측면에서는 공세성이 두드러지게 나타났으나, 목표·수단적 측면에서는 해양강국 달성을 위한 주변국과의 협력 필요성과 군사기술·작전지속 능력 부족이라는 제한사항이 존재하였다. 이러한 전략요소 간의 불균형을 통해 도출한 중국의 차후 군사적 행동의 전망은 다음과 같다. ① 당분간 미국과의 전면적 군사충돌의 위험은 낮다. ② 1도련선 내에서는 주변국에게 해군력을 강압의 수단으로 활용하거나 또는 제한적인 군사충돌을 일으킬 수 있다. ③ 영유권 분쟁을 둘러싼 해군력 대치시 미국 및 주변국과 우발적인 군사충돌이 발생할 수 있다.

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Fe 이온 치환 beta-tricalcium phosphate의 하소 온도에 따른 미세구조 및 분해 특성 (Fe-doped beta-tricalcium phosphate; crystal structure and biodegradable behavior with various heating temperature)

  • 유경현;김현진;선우경;윤석영
    • 한국결정성장학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.244-250
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    • 2020
  • β-삼인산칼슘(β-tricalcium phosphate, β-TCP, Ca3(PO4)2)은 뼈와 유사한 성분을 가지는 인산 칼슘계 세라믹 중 하나로, 생분해성과 골 전도성을 가지고 있어 골 대체재 등으로 다양하게 사용된다. 이러한 β-TCP의 생체 활성과 골유도성을 향상시키기 위해 다양한 이온 치환 연구가 진행되어왔으며 그 중 철 이온은 필수 미량 원소로 체내에서 다양한 기능을 한다. 본 연구에서는 β-TCP에 철 이온이 치환되었을 때 열처리 온도에 따른 구조의 변화를 분석하고, 이에 따른 생분해 특성을 평가하였다. 또한 분해 후의 구조를 분석하여 분해 거동을 확인하였다. 철 이온을 치환한 β-TCP는 공침법으로 합성을 하였고, 925℃와 1100℃에서 하소 처리를 실시하였다. X-선 회절 분석과 Rietveld refinement를 이용하여 구조 분석을 실시하였다. 철 이온은 온도에 따라 Fe2+ 또는 Fe3+ 상태로 바뀌기 때문에 β-TCP에 치환되었을 때 열처리 온도에 따라 치환 위치(Ca(4), Ca(5))가 바뀌고, 1100℃에서 열처리를 실시한 철 이온 치환 β-TCP의 분해 속도가 가장 빨랐다. 또한 세포 증식 특성이 향상된 것을 통해 β-TCP에 철 이온을 치환하는 것이 생체적합성과 생체 활성 특성을 향상시키고 골 결손부 회복 등 더욱 다양한 분야에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.