• Steel and Composite Structures
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• 제32권5호
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• pp.633-642
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• 2019

In this work, lightweight sandwich plates consisting of a functionally graded porous (FGP) core and two laminated composite face sheets resting on elastic foundation have been proposed. Three different profiles are considered for the distributions of porosities along core thickness. The main aim of this paper is the investigation of the buckling behavior of the proposed porous sandwich plates (PSPs) by reporting their critical mechanical loads and their corresponding mode shapes. A finite element method (FEM) based on first order shear deformation theories (FSDT) is developed to discretize governing equations for the buckling behavior of the proposed sandwich plates. The effects of porosity dispersion and volume, the numbers and angles of laminated layers, sandwich plate geometrical dimensions, elastic foundation coefficients, loading and boundary conditions are studied. The results show that the use of FGP core can offer a PSP with half weight core and only 5% reduction in critical buckling loads. Moreover, stacking sequences with only ${\pm}45$ orientation fibers offer the highest values of buckling loads.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권8호
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• pp.2801-2808
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• 2022

The synergistic effect of ZrC nanoparticle pining and Re solution in W matrix on the thermal stability of tungsten was studied by investigating the evolution of the microstructure, hardness and tensile properties after annealing in a temperature range of 1000-1700 ℃. The results of metallography, electron backscatter diffraction pattern and Vickers micro-hardness indicate that the rolled W-1wt%Re-0.5 wt% ZrC alloy has a higher recrystallization temperature (1600 ℃-1700 ℃) than that of the rolled pure W (1200 ℃), W-0.5 wt%ZrC (1300 ℃), W-0.5 wt%HfC (1400-1500 ℃) and W-K-3wt%Re alloy fabricated by the same technology. The molecular dynamics simulation results indicated that solution Re atoms in W matrix can slow down the self-diffusion of W atoms and form dragging effect to delay the growth of W grain, moreover, the diffusion coefficient decrease with increasing Re content. In addition, the ZrC nanoparticles can pin the grain boundaries and dislocations effectively, preventing the recrystallization. Therefore, synergistic effect of solid solution Re element and dispersed ZrC nanoparticles significantly increase recrystallization temperature.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.42-57
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• 1995

자유표면의 유동문제는 저항추진성능과 내항성능이 우수한 선박과 파랑중 작업성능이 우수한 해양구조물의 설계와 관련되어 조선해양공학분야에서 지속적으로 관심의 대상이 되어온 연구분야이다. 본 논문에서는 선체주위 유동을 정확하고 효율적으로 해석하기 위한 3차원 수치해법의 개발을 목적으로 하였다. 수치해법으로 경계요소법을 사용하였으며, 그린함수는 간단한 랜킨소오스를 사용하였다. 전 경계요소면은 8점 경계요소로 표시하여 기하학적 특성을 정밀하게 반영하고자 하였다. 자유표면에서 속도포텐셜의 변화를 정규화된 8점 경계요소에서 이중 2차 스플라인함수(bi-quadratic spline function)로 표시함으로써 자유표면에서의 수치감쇠 및 분산오차를 개선하였다. 한편 물체표면에서의 물리량은 8점 경계요소의 특성을 살려 이중 2차 다항식(bi-quadratic function)으로 근사하였다. 이와같이 계산영역에 따라 해의 특성에 부합하는 수치방법을 채택함으로써 수치해의 정확성과 효율성이 향상되도록 하였다. 개발한 수치해법의 효능을 검증하기 위해 계산예로서 정상유동 및 비정상유동의 경우 Neumann-Kelvin문제를 다루었다. 본 방법에 의한 몰수 타원체 및 Series 60선에 대한 조파저항 계산결과는 적은 파넬수를 사용하고도 기존의 계산치는 물론 실험치와 좋은 일치를 보였다. 변형된 Wigley선형에 대한 동유체력 계산결과도 기존의 실험치 및 계산치와 비교적 잘 일치하였다. 비정상 유동의 경우 랜킨소오스법에서 일반적으로 적용하는 상류방사조건은 무차원주파수가 1/4보다 큰 경우에만 유효하므로, 본 논문에서는 파동방정식 연산자를 이용하여 무차원주파수가 1/4보다 작은 경우에 적용할 수 있는 상류방사조건을 유도하였다. 수면하에서 전진하며 동요하는 소오스에 대하여 적용한 결과 본 논문에서 유도한 방사조건이 유효함을 입증하였다.

• 자원환경지질
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• 제31권2호
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• pp.111-125
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• 1998

Dispersion, migration and enrichment of environmental toxic elements from the Samkwang Au-Ag mine area were investigated based upon major, minor and rare earth element geochemistry. The Samkwang mine area composed mainly of Precambrian granitic gneiss. The mine had been mined for gold and silver, but closed in 1996. According to the X-ray powder diffraction, mineral composition of stream sediments and soils were partly variable mineralogy, which are composed of quartz, orthoclase, plagioclase, amphibole, muscovite, biotite and chlorite, respectively. Major element variations of the host granitic gneiss, stream sediments and soils of mining and non-mining drainage, indicate that those compositions are decrese $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$, MgO, $TiO_2$, $P_2O_5$ and LOI with increasing $SiO_2$ respectively. Average compositional ranges (ppm) of minor and/or environmental toxic elements within those samples are revealed as As=<2-4500, Cd=<1-24, Cu=6-117, Sb=1-29, Pb=17-1377 and Zn=32-938, which are extremely high concentrations of sediments from the mining drainage (As=2006, Cd=l1, Cu=71, Pb=587 and Zn=481 ppm, respectively) than concentrations of the other samples and host granitic gneiss. Major elements (average enrichment index=6.53) in all samples are mostly enriched, excepting $SiO_2$, $Na_2O$ and $K_2O$, normalized by composition of host granitic gneiss. Rare earth element (average enrichment index=2.34) are enriched with the sediments from the mining drainage. Minor and/or environmental toxic elements within all samples on the basis of host rock were strongly enriched of all elements (especially As, Br, Cu, Pb and Zn), excepting Ba, Cr, Rb and Sr. Average enrichment index of trace elements in all samples is 15.55 (sediments of mining drainage=37.33). Potentially toxic elements (As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn) of the samples revealed that average enrichment index is 46.10 (sediments of mining drainage=80.20, sediments of nonmining drainage=5.35, sediments of confluent drainage=20.22, subsurface soils of mining drainage=7.97 and subsurface soils of non-mining drainage=4.15). Sediments and soils of highly concentrated toxic elements are contained some pyrite, arsenopyrite, sphalerite, galena and goethite.

• 토지주택연구
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• 제13권1호
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• pp.141-150
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• 2022

국내 대규모 지진 이후 구조물의 내진에 대한 연구 필요성이 커짐에 따라 행정안전부에서는 기존의 내진설계기준 공통적용사항을 개정하여 국가내진성능 목표치를 상향하였으며 새로 개정된 내진설계기준의 성능목표치에 대한 연구가 필요하게 되었다. 이에 본 논문에서는 실제 노후화된 Test-Bed의 댐 제체와 내부에 매립되어 있는 수압철관과 유체를 여러 변수를 도입하여 3차원 유한요소법으로 모델링 하였으며 수압철관 내부 유체의 동수압으로 인한 거동을 분석하고 개정된 현행 내진설계 기준법에 부합하는 지진파에 대한 댐 제체와 수압철관의 안전성을 확인하였다. 3차원 유한요소해석결과 수압철관의 수충격에 의한 응력변화가 매우 작았으며 이를 통해 지진상황에서 수충격 보다 동수압의 영향이 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 동수압이 SPH 형태인 경우 지진동으로 인한 유체의 거동과 응력 발생 위치를 유효하게 나타낼 수 있으며 취약부 분석에 더욱 용이할 것으로 분석되었다. 부식을 고려한 해석결과 수압철관이 제체의 매립되어 있기 때문에 응력 분산의 정도가 작아져 강재 항복응력의 1% 이하로 매우 작은 응력결과를 보였다. 또한 콘크리트 댐 제체의 상류 유입부의 미소 인장균열 발생 가능성이 있으나 수압철관의 응력증가에 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났으며 개정된 유효지반가속도의 지진상황에서 안전한 것으로 판단된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.441-441
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• 2009

Dye-sensitized solar cells (DSSCs) have been widely investigated as a next-generation solar cell because of their simple fabrication process and low coats. The cells use a porous nanocrystalline TiO2 matrix coated with a sensitizer dye that acts as the light-harvesting element. The photo-exited dye injects electrons into the $TiO_2$ particles, and the oxide dye reacts with I- in the electrolyte in regenerative cycle that is completed by the reduction of $I_3^-$ at a platinum-coated counter electrode. Since $TiO_2$ porous film plays a key role in the enhancement of photoelectric conversion efficiency of DSSC, many scientists focus their researches on it. Especially, a high light-to-electricity conversion efficiency results from particle size and crystallographic phase, film porosity, surface structure, charge and surface area to volume ratio of porous $TiO_2$ electrodes, on which the dye can be sufficiently adsorbed. Effective treatment of the photoanode is important to improve DSSC performance. In this paper, to obtain properties of surface and dispersion as nitric acid treated $TiO_2$ photoelectrode was investigate. The photovoltaic characteristics of DSSCs based the electrode fabricated by nitric acid pre-treatment $TiO_2$ materials gave better performances on both of short circuit current density and open circuit voltage. We compare dispersion of $TiO_2$ nanoparticles before and after nitric acid treatment and measured Ti oxidized state from XPS. Low charge transfer resistance was obtained in nitric acid treated sample than that of untreated sample. The dye-sensitized solar cell based on the nitric acid treatment had open-circuit voltage of 0.71 V, a short-circuit current of 15.2 mAcm-2 and an energy conversion efficiency of 6.6 % under light intensity of $100\;mWcm^{-2}$. About 14 % increases in efficiency obtained when the $TiO_2$ electrode was treated by nitric acid.

• 자원환경지질
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• 제40권1호
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• pp.15-28
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• 2007

이 연구에서는 보은제일광산 주변 밭토양의 오염정도를 주원소, 희토류원소 빛 미량원소를 이용하여 접근해보았다. 이들 연구결과는 충주, 덕평, 보은 및 추부지역의 것들과 비교되었다. 주성분 원소 중 Fe와 S는 비오염예상지역, 충주 및 보은지역 밭토양의 원소보다 높았다. 오염예상지역에서의 미량윈소는 비오염예상지역, 충주, 덕평, 보은 및 추부지역의 함량보다 높았다. 이들 원소들은 상관성과 분산을 기초로 U, Cd, Ni, Sr, V, Zn 등의 원소들과 As, Co, Cu, Mo, Pb, Sb 등의 원소들로 구분되며 두 그룹의 원소들은 원소간에 양의 상관성을 갖는다. 잠재적 독성윈소들의 부화 계수는 오염예상지역에서 5 이상의 값을 갖으며 비오염예상지역에서는 4 미만의 값을 갖는다. 오염예상지역에서 As, Cd, Co, Cu, Mn, Ni, U 및 Zn 원소의 지누적지수는 1 이상의 값을 갖으며, 비오염예상지역에서는 Mn원소를 제외한 모든 미량원소가 1 미만의 값을 갖는다. 잠재적 독성원소에 대한 부화지수에서 오염예상지역($0.3{\sim}87.0$)과 비오염예상지역($0.4{\sim}3.9$)은 차이를 보였다. 전체적인 오염예상지역 밭토양내 원소들(Fe, S, As, Cd, Co, Cu, Ni, U, Zn)의 높은 함량은 광산활동에 의한 오염을 지시한다.

• 자원환경지질
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• 제38권3호
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• pp.221-236
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• 2005

도시화$\cdot$산업화의 인위적 오염원에 의한 중금속 원소들의 분산양상과 오염특성을 파악하기 위하여 서울지역내의 은행나무 잎과 가로수 토양 시료를 채취하여 토양 pH와 Fe, Mn, Pb, Zn, Cu, Cd, Ni, Cr, Co등의 중금속 함량을 측정하였다. 서울지역의 대부분의 토양 pH는 6-9의 범위로 약산성 및 약알칼리성을 보였다. 토양에서 Cd-Co, Cr-Ni, Cu-Zn, Pb-Zn는 높은 상관성을 보이고 있어 Cd은 Co와 배출원이 유사하고, Cr은 Ni과 Zn는 Cu, Pb의 배출원이 유사함을 예측할 수 있었다. 가로수 토양과 은행나무 잎 시료에 대한 원소들의 분포특성은 세척하지 않은 은행나무 잎의 Cd과 Pb, Cu와 Zn의 오염양상이 유사하다. 세척하지 않은 은행나무 잎에서 Cr과 Ni이 유사한 분포패턴을 보였다. 토양에 대해 오염지수에 의하면 공단지역과 교통량 밀집지역에서의 오염도가 높고, 특히 Cd, Cu, Zn에 의한 오염이 심하다. 토양시료에 대한 판별분석결과, 주거지역과 전원지역에서보다 공단지역과 교통량 밀집지역에 부화되는 원소는 Ni> Cr>Pb 순이다. 공단지역과 교통량 밀집지역을 구분하는데 가장 큰 설명력을 가지는 원소는 Cd이며, 교통량 밀집지역에서는 다른 원소에 비해 Co, Pb, Zn가 부화되어 있다.

• 자원환경지질
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• 제25권3호
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• pp.317-336
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• 1992

The garden soils, main road dusts, residential road dusts, and playground soils/dusts of Seoul, Geumsan, Onsan, and Taebaek areas were analyzed in order to investigate the level of heavy metal pollution by urbanization and industrialization. The soil pH is in the range of 5.48~8.40 and was generally neutral. The color of soils and dusts is mainly Raw Umber to dark greyish Raw Umber. Some samples from Taebaek city, a coal mining area, showed a deep black color due to contamination by coal dusts. Major minerals of the dusts and soils are quartz, feldspars, and micas, reflecting the composition of the parent rocks. However, pyrite was found as a major mineral in the samples of industrial road dusts of Onsan, a smelting area, and resicential road dusts of Taebaek. Thus, the high level of heavy metals in mining and smelting areas can be explained with the sulfide minerals. The mode of occurences of heavy metals in Seoul, a comprehensive urbanized area, were related to the metallic pollutants and organic materials through observation by scanning eletron microscopy. In main road and residential road dusts of Onsan area, Cd, Zn, and Cu were extremely high. Some industrial road and residential road dusts of Seoul area showed high Cu, Zn, and Pb contents, wereas some garden soils and residential road dusts of Taebaek area were high in As content. In general, the heavy metal contents in dust samples were two to three times higher than those in soil samples. Main road dust samples were the most reflective from the discriminant analysis of multi-element data. Cadmium, Sb, and Se in Onsan area, As in Taebaek area, Pb and Te in Seoul area were most characteristic in discriminating the studied areas. Therefore, Cd in smelting areas, As in coal mining areas, and Pb in metropolitan areas can be suggested as the characteristic elements of each pollution pattern. The dispersion of heavy metal elements in urban areas tends to orignate in main roads and deposit in garden soils through the atmosphere and residential roads. The heavy metal contamination in Seoul is characteristic in areas with high population, factory, road, and traffic decsities. Heavy metal contents are high in the vicinity of smelters in Onsan area and are decayed to background levels from one kilometer away from the smelters.

• 자원환경지질
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• 제30권2호
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• pp.89-103
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• 1997

The purpose of this research is to investigate the enrichment and distribution patterns of naturally occurring potentially toxic elements in soils derived from black shales and slates. Soil samples were collected from the Chubu area covered with uranium-enriched black shales and slates of the Changri Formation of the Okchon Super Group, and analysed for multiple-elements using INAA, ICP-AES and AAS. Soil pH and loss-an-ignition were also measured. Trace element contents in black shale and slate of the Chubu area are relatively lower than those in black shales, and higher than those in black slates reported elsewhere (Chon, Jung, 1991; Chon et al., 1996). Soil pH values range from 3.5 to 6.5, and loss-an-ignition values are in the range from 3 to 10%. Potentially toxic elements including As, Ba, Cr, Cu, Mo and U are highly enriched in residual soils with maximum content of $540{\mu}g/g$, $35,000{\mu}g/g$, $280{\mu}g/g$, $300{\mu}g/g$, $240{\mu}g/g$ and $860{\mu}g/g$, respectively. Significant concentrations of those elements were found in soils taken from the Tojangkol, the Chubu tunnel and the Meokti areas. Soils derived from black shales and slates, calcareous and phyllitic rocks, and intrusions were discriminated in terms of As, Ba, Co, Cr, Cu, Mo, Sc and U contents. Enrichment index was calculated using the concentrations of As, Ba, Cr and Mo, and enrichment index map shows very similar trend with U distribution in soils.