• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.449-455
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• 2011

최근 가압중수형 원전 격납건물의 내압능력 및 비선형 거동에 관한 실증실험과 해석코드에 대한 검증을 위하여 인도의 BARC 주관으로 가압중수형 격납건물 1/4 축소모델을 건설하였고, 내압성능평가를 위한 국제공동연구가 수행되었다. 이 논문은 가압중수형 1/4 축소모델 격납건물에 대한 내압성능과 비선형 거동을 예측하기 위하여 유한요소해석을 수행하였고 그 결과를 도출하였다. 대상 격납건물은 기초매트와 원통형 벽체 및 돔으로 구성되어 있고, 수평 텐던의 정착을 위하여 4개의 부벽(buttress)을 가지고 있다. 유한요소해석을 위하여 ABAQUS를 이용하였고 콘크리트, 철근 및 텐던에 대한 유한요소 모델을 작성하여 극한내압해석을 수행하였다. 유한요소해석결과 콘크리트의 초기 균열은 $1.6P_d$(design pressure)에서 발생하였고, 철근의 항복은 $3.36P_d$ 그리고 극한내압능력은 $4.0P_d$ 수준으로 나타났다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권5호
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• pp.2059-2066
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• 2018

This study explored the feasibility of utilizing an SWCNT-coated fabric sensor for the development of a wearable motion sensing device. The extent of variation in electric resistance of the sensor material was evaluated by varying the fiber composition of the SWCNT-coated base fabrics, attachment methods, number of layers, and sensor width and length. 32 sensors were fabricated by employing different combinations of these variables. Using a custom-built experimental jig, the amount of voltage change in a fabric sensor as a function of the length was measured as the fabric sensors underwent loading-unloading test with induced strains of 30 %, 40 %, and 50 % at a frequency of 0.5 Hz. First-step analysis revealed the following: characteristics of the strain-voltage curves of the fabric sensors confirmed that 14 out of 32 sensors were evaluated as more suitable for measuring human joint movement, as they yield stable resistance values under tension-release conditions; furthermore, significantly stable resistance values were observed at each level of strain. Secondly, we analyzed the averaged maximum, minimum, and standard deviations at various strain levels. From this analysis, it was determined that the two-layer sensor structure and welding attachment method contributed to the improvement of sensing accuracy.

• Smart Structures and Systems
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• 제30권3호
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• pp.327-332
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• 2022

In building envelope, transparent components play an important role. The structural glazing systems are the weak element of the casing in terms of mechanical resistance, thermal and acoustic insulation. In the present work, new structural glass panels with granular aerogel in interspace were investigated from different points of view. In particular, the mechanical characterization was carried out in order to assess the resistance to bending of the single glazing pane. To this end, a special instrument system was built to define an alternative configuration of the coaxial double ring test, able to predict the fracture strength of glass large samples (400 × 400 mm) without overpressure. The thermal and lighting performance of an innovative double-glazing façade with granular aerogel was evaluated. An experimental campaign at pilot scale was developed: it is composed of two boxes of about 1.60 × 2 m² and 2 m high together with an external weather station. The rooms, identical in terms of size, construction materials, and orientation, are equipped with a two-wing window in the south wall surface: the first one has a standard glazing solution (double glazing with air in interspace), the second room is equipped with the innovative double-glazing system with aerogel. The indoor mean air temperature and the surface temperature of the glass panes were monitored together with the illuminance data for the lighting characterization. Finally, a brief energy characterization of the performance of the material was carried out by means of dynamic simulation models when the proposed solution is applied to real case studies.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권3호
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• pp.337-348
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• 2023

The optimization of reinforced concrete (RC) cantilever retaining walls is a complex problem and requires the use of advanced techniques like metaheuristic algorithms. For this purpose, an optimization model must first be developed, which involves mathematical complications, multidisciplinary knowledge, and programming skills. This task has proven to be too arduous and has halted the mainstream acceptance of optimization. Therefore, it is necessary to unravel the complications of optimization into an easily applicable form. Currently, the most commonly used method for designing retaining walls is by following the proportioning limits provided by the ACI handbook. However, these limits, derived manually, are not verified by any optimization technique. There is a need to validate or modify these limits, using optimization algorithms to consider them as optimal limits. Therefore, this study aims to propose updated proportioning limits for the economical design of a RC cantilever retaining wall through a comprehensive parametric investigation using the genetic algorithm (GA). Multiple simulations are run to examine various design parameters, and trends are drawn to determine effective ranges. The optimal limits are derived for 5 geometric and 3 reinforcement variables and validated by comparison with their predecessor, ACI's preliminary proportioning limits. The results indicate close proximity between the optimized and code-provided ranges; however, the use of optimal limits can lead to additional cost optimization. Modifications to achieve further optimization are also discussed. Besides the geometric variables, other design parameters not covered by the ACI building code, like reinforcement ratios, bar diameters, and material strengths, and their effects on cost optimization, are also discussed. The findings of this investigation can be used by experienced engineers to refine their designs, without delving into the complexities of optimization.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권11호
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• pp.4134-4145
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• 2022

The collimator is one of the high-heat-flux components used to avoid a series of vacuum and thermal problems. In this paper, the heat load distribution throughout the collimator is first calculated through experimental data, and a transient thermodynamic simulation analysis of the original model is carried out. The error of the pipe outlet temperature between the simulated and experimental values is 1.632%, indicating that the simulation result is reliable. Second, the model is optimized to improve the heat transfer performance of the collimator, including the contact mode between the pipe and the flange, the pipe material and the addition of a twisted tape in the pipe. It is concluded that the convective heat transfer coefficient of the optimized model is increased by 15.381% and the maximum wall temperature is reduced by 16.415%; thus, the heat transfer capacity of the optimized model is effectively improved. Third, to adapt the long-pulse steady-state operation of the experimental advanced superconducting Tokamak (EAST) in the future, steady-state simulations of the original and optimized collimators are carried out. The results show that the maximum temperature of the optimized model is reduced by 37.864% compared with that of the original model. The optimized model was changed as little as possible to obtain a better heat exchange structure on the premise of ensuring the consumption of the same mass flow rate of water so that the collimator can adapt to operational environments with higher heat fluxes and long pulses in the future. These research methods also provide a reference for the future design of components under high-energy and long-pulse operational conditions.

• 치위생과학회지
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• 제11권4호
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• pp.333-337
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• 2011

본 실험에서는 광중합형 임시충전재의 사용기간(1일 후, 3일 후, 7일 후)동안 구강 내의 수분과 온도변화 및 교합력에 의한 미세누출의 가능성을 알아보기 위하여 무게 및 압축강도를 측정하고 열 순환 횟수에 따라 충전재와 와동면 사이의 미세누출을 평가하고자 2종의 광중합형 임시충전재를 사용하여 실험한 결과는 다음과 같다. 1. 광중합형 임시충전재는 사용기간에 따라 측정한 무게는 증가되었다. 제품 간의 비교결과는 Quicks의 무게가 더 높게 나타났다. 2. Spacer의 압축강도는 사용기간에 따라 유의한 차이가 있으나 Quicks의 압축강도에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 유의한 차이를 보인 Spacer에서는 3일차에서 압축강도가 크게 증가되었다. 3. 열 순환 횟수에 따른 미세누출은 7,000번 실시한 군에서 미세노출이 가장 높게 나타났고, 1,000번 실시한 군과 3,000번 실시한 군은 7,000번 실시한 군보다 통계학적으로 낮은 미세누출을 나타내었다. 4. 사용기간에 따른 무게와 압축강도 및 미세누출사이의 상호연관성이 나타났다. 본 연구에서는 사용기간 경과에 따라 미세누출의 증가를 가져왔으나 수복 후 시간이 경과함에 따라 미세누출이 증가하는 것은 자명한 사실이므로 향후 광중합형 임시충전재의 미세누출을 평가를 위해서는 습식분석을 통하여 화학적 결합을 유도하는 재료의 조성을 분석하는 방법을 부여하는 것이 미세누출 평가에 적절하다고 사료된다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제11권3로
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• pp.169-176
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• 2005

본 연구에서는 국내 2층 돈사 및 톱밥돈사를 조사하였으며 현재 양돈에 적용되고 있는 분뇨처리 형태, 사육형태, 환기방식 및 돈사건축비의 실태를 현장조사를 통하여 분석, 평가함으로써 이를 바탕으로 우리나라 기후와 조건에 적합한 분뇨처리와 돼지사육이 가능한 고상식 돈사의 건축모델에 적용 가능성을 고려할 목적으로 무창 2층 돈사와 개방식 톱밥돈사 농장을 방문 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 2층 돈사의 분뇨에 수분조절재로 톱밥, 수피, 왕겨를 사용하였다. 톱밥돈사는 톱밥만을 사용하였으며, 수분조절재의 사용깊이는 대체로 $30\~60cm$로, 이용기간은 평균 $3\~6$개월 정도 이용하였다. 2. 2층 돈사에서 돼지의 사육형태는 1층에서는 주로 임신돈 및 분만돈을 사육하였고 2층은 자돈과 육성돈을 사육하고 있었다. 3. 환기시스템은 기본적으로 2층 무창돈사는 기계적 환기(mechanical ventilation)시스템을 설치하였고 톱밥돈사는 자연환기(natural ventilation)시스템으로 조합되어 있었다. 4. 2층 돈사의 단열재는 블록, 칼라강판 및 샌드위치 판넬 등을 사용하였고 단열재두께는 지붕 $75\~100mm$, 벽이 $50\~75mm$였으며 천장높이는 최소 2.0, 최대 3.0m로 조사되었다. 5. 평당 건축비는 무창 이층돈사는$70\~1,400$천원 이내였으며, 개방식 톱밥돈사는 자체 건축한 곳을 제외하고는 $300\~400$천원 내외로 건축비가 소요되었다

• 보존과학회지
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• 제32권3호
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• pp.425-436
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• 2016

약현성당(사적 제252호)은 1892년에 건립된 현존하는 최초의 서양식 벽돌조 건축물로 한국 근대건축사에 매우 중요한 사료이다. 성당의 제대 후벽에 있는 스테인드글라스는 1974년 처음으로 도입된 이남규의 슬랩글라스(달드베르)로서 1998년 화재로 그을림 및 누수현상이 나타나자 다음해 보수된 바 있다. 색유리의 발색원소 분석 결과, 황색, 적색 및 연두색은 아연(Zn), 칼륨(K), 카드뮴(Cd)으로 확인되었고 셀레늄(Se)이 적색 착색제로 사용되었다. 또한 진녹색 계열의 발색성분은 망간(Mn)과 크롬(Cr), 청색계열은 납(Pb)과 황(S)이 검출되었다. 사이 줄눈의 재료학적 분석결과, 돌로마이트($CaMg(CO_3)_2$)와 방해석($CaCO_3$)으로 동정되었고 판상, 능면상, 주상, 방형 등의 결정질 입자가 확인되었다. 한편 초음파 속도는 스테인드글라스에서 평균 4,130 m/s를 보이며 중앙창 십자가와 우창 하단부에서 저속도대가 나타났으며, 줄눈은 평균 2,053 m/s의 속도범위에서 좌창 상부와 중앙창 가운데에서 가장 낮은 물성을 보였다. 약현성당의 색유리와 사이 줄눈은 육안관찰시 우창에서 집중적인 표면풍화가 나타나는 것과는 달리 물성진단을 통해 좌창 및 중앙창을 중심으로 상당한 물리적 손상이 확인되었다. 앞으로 유리의 조성과 물성의 상관관계에 대한 연구를 통해 꾸준히 보존관리가 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.508-517
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• 2018

본 연구에서는 교대에 작용하는 수평력을 저감시키는 총 11 케이스의 설계에 대한 건설비 분석을 실시하였다. 역T형 교대의 뒤채움재 개선과 토목섬유 보강재를 이용하여 교대를 보강한 철도용 보강 교대(Reinforced Abutment for Railways) 적용을 고려한 2종류의 교대 형식에 대하여 검토하였다. 첫 번째 종류의 경제성 분석에서는 역T형 교대의 배면 뒤채움 재료의 내부 마찰각을 $35^{\circ}$에서 $40^{\circ}$와 $50^{\circ}$로 증가시키는 케이스를, 두 번째 종류의 경제성 분석에서는 토목섬유를 적용한 철도용 보강 교대 설계 케이스에 대한 경제성을 비교 분석하였다. 뒤채움 재료의 개선을 통해 내부 마찰각을 $40^{\circ}$ 혹은 $50^{\circ}$로 적용할 때 교대에 가해지는 수평토압은 하중 조건에 따라 18~48% 까지 감소하였으나 교대 건설 비용 저감효과는 2.0~3.9%로 크지 않았다. 그러나, 철도 교대 구조로서 토목섬유 보강 교대를 적용한 결과 교대에 작용하는 수평력을 이론적으로 0까지 저감시킬 수 있어 교대 벽체 두께, 저판 길이 및 말뚝 기초의 수 및 재질 변경으로 최대 30%까지 건설비 저감 효과가 있는 것으로 검토되었다.

• 보존과학회지
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• 제33권4호
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• pp.297-312
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• 2017

고대 제철 공정에서 원광석 내의 철과 기타 광물의 분리가 원활하게 이루어질 수 있도록 조재제를 첨가하는 경우가 많다. 하지만 조재제 첨가 유무를 판단할 수 있는 정확한 기준이 될 만한 자료가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 조재제 첨가에 따라 달라지는 슬래그의 재료학적 특성을 파악하기 위해 제련 실험을 진행하였다. 총 3차례 진행된 실험에서 산출된 슬래그의 미세조직을 관찰하고 성분을 분석하였다. 1차 실험은 조재제를 첨가하지 않았으며, 산출된 슬래그의 전철량은 39.45~52.94 wt%로 확인되었다. 조재제를 첨가한 2, 3차 실험에서는 34.89~38.92 wt%로 감소하였다. 미세조직 분석 결과 2, 3차 실험에서는 철산화물 이외에 Gehlenite, Hercynite와 같은 CaO 화합물이 나타난다. 비금속개재물 성분 간 비율을 비교한 결과, 1차 실험의 유리질바탕의 $CaO/SiO_2$ 값이 0.42를 기준으로, 이보다 높을 경우 조재제를 첨가하였을 것으로 판단된다. $Al_2O_3/SiO_2-CaO/SiO_2$ 비교 분석한 결과, $Al_2O_3-SiO_2$ 비율은 유사한 제련공정 시스템(원광, 노벽, 연료)을 판단하는 지표로 활용할 수 있을 것으로 본다.