• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.1054-1060
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• 2013

회전익항공기 연료셀은 추락시 승무원의 생존성과 직결되는 구성품이다. 1950년대부터 미육군에서는 연료셀에 적합한 특성을 갖는 소재를 개발하기 위해 다양한 노력을 기울여왔다. 그 결과로 1961년에 MIL-T-27422A라는 항공기용 연료셀 설계규격이 처음 등장하였고, 수회의 개정을 거쳐 2007년 MIL-DTL-27422D라는 미군사 규격으로 발전되었다. 미군사 규격은 항공기용 연료셀 개발에서 가이드라인 되고 있는 중요한 지침서로써, 연료셀이 항공기에 장착되기 위해서는 사전에 규정된 인증시험을 통해 성능입증이 완료되어야 한다. 인증시험은 소재의 성능입증과 관련된 Phase I, 연료셀 자체의 성능입증과 관련된 Phase II 로 구분된다. 본 논문에서는 Phase II 인증시험 중 가장 중요하면서 실패 위험성이 큰 항목으로 평가되고 있는 슬로싱 및 진동시험, 내탄시험, 충돌충격시험에 대한 수행 절차 및 시험조건에 대해 살펴보고, 각 시험의 조건 및 절차에 대한 논리적 근거를 고찰하였다. 이러한 인증시험의 논리적 고찰은 인증시험 절차의 적절성과 시험 결과에 대한 합리적 판단 능력을 향상시켜 항공기 개발에 있어서 향후 보다 체계적인 개발이 가능해 질 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권11호
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• pp.51-60
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• 2021

하천의 세굴은 교각 주변의 흙을 침식시켜 교각의 횡방향 지지력을 저감시키고 구조물의 건전도를 저하시키게 된다. 본 연구에서는 세굴이 구조물의 건전도에 미치는 영향을 살펴보고자 주변지반의 굴착에 따른 교각의 고유진동수 측정실험을 수행하였다. 폐교예정인 만경강교의 우물통기초 교각에서 충격진동시험을 수행하였다. 교각의 상단, 중앙, 하단에 가속도계를 부착하고 세 지점을 타격하여 가속도를 계측하였다. 실험 결과, 타격위치에 따른 가속도 측정값 중 상단타격이 일관되고 합리적인 가속도 결과를 보여주었다. 계측된 가속도는 고속 푸리에 변환(FFT)을 통하여 주파수 영역으로 변환되었고, 이를 이용하여 고유진동수를 측정하였다. 또한, 세굴이 교각의 고유진동수 변화에 미치는 영향을 분석하기 위하여 교각 주변 지반을 굴착하면서 고유진동수의 변화를 측정하였다. 그 결과, 굴착 깊이에 따라 고유 진동수가 감소하는 경향을 보여주었지만, 우물통 기초형식이 큰 강성을 가지고 있어 그 감소폭은 작은 것으로 나타났다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.159-166
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• 2011

국제 사회는 산업경제의 발달과 더불어 온실가스 배출량이 날로 증가하고 있으며, 이로 인한 기후 변화 피해가 날로 심각해지고 있는 상황에서 온실가스 배출량을 줄이기 위해 전세계가 노력을 하고 있다. 정부는 온실가스 배출량을 감축하여 지구온난화를 막기 위해 "저탄소 녹색성장"의 국가정책 하에서 신재생에너지와 같은 친환경적인 녹색산업에 많은 관심과 투자에 집중하고 있다. 신재생에너지 분야는 태양력, 풍력, 수력, 조력 등 자연에너지를 활용하는 기술에 투자하면서 관련 핵심 부품 및 소재기술은 기술적으로 발전하고 있다. 반면에, 도로 공간에 존재하는 다양한 미활용 에너지를 이용하는 기술에 대한 연구는 세계적으로도 미흡한 실정인데, 본 논문에서는 이러한 도로 공간에서의 미활용 에너지를 통해 전기를 수확하는 기술에 대한 기초적인 실험방법과 결과를 제시하였다. 도로 공간에서의 미활용 에너지는 다양한 자원이 있을 수 있는데, 예를 들면 도로 주행 차량의 압력 및 충격 에너지, 도로 포장면의 복사열, 도로 소음 및 파동 등이다. 본 논문은 도로를 주행하는 차량으로부터 전기를 수확하기 위한 압전체 형상을 제안하였으며, 이를 검증하는 몇 가지의 기초 실험을 실시하였다. 즉, 압력을 전기로 변환하는 압전기술을 활용한 것으로 국내에서 쉽게 생산하는 PZT 세라믹을 이용하여 충격하중에 따라 발생하는 전압을 측정하였고, 아스팔트 및 콘트리트 포장 조건에 따른 압전 발전 실험을 실시하여 에너지 수확 성능을 비교 분석하였다.

• Composites Research
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• 제35권4호
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• pp.277-282
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• 2022

본 연구에서는 저가 재료인 전분과 물 기반의 현탁액을 이용하여 과속방지턱에 응용 가능한 스마트 소재를 개발하고 물성을 평가하였다. 유변물성측정기를 이용하여 전단율에 따른 점도 및 전단력을 측정하여 전분 농도별 전단농화 발생 현상을 확인하였다. 물체의 낙하 시험과 5-25 km/h의 주행 속도로 충격 후 진동을 측정한 자전거 주행 시험을 통해 거시적인 전단농화현상을 확인하였고, 과속방지턱의 적용 가능성을 확인하였다. 점도 측정 결과, 초기에 전단담화 구간에 이어 전단농화가 발생하였고, 전단농화 현상을 유발하는 임계 변형률은 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 또한 전분 농도 증가에 따라 점도와 전단력이 크게 증가하였다. 낙하시험과 자전거 주행시험 결과 현탁액이 단시간에 고체 상태로 바뀌었고 충격 에너지가 유체에 흡수되었다. 유체의 농도와 가하는 충격(속도)이 증가할수록 전단농화현상이 쉽게 발생하였다. 최종적으로 물과 전분 기반의 비뉴턴 유체로 5-25 km/h 범위에서 구동하는 스마트 과속방지턱 재료의 개발을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권2호
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• pp.131-140
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• 2015

하반신 마비환자가 스키를 탈 수 있도록 고안된 모노스키는 스키 플레이트 위에 좌석이 설치된 형태의 썰매이다. 스키를 탈 때 설면으로부터 전달되는 충격은 정상인의 경우 다리관절의 거동에 의하여 흡수되지만 모노스키의 경우에는 좌석에 탑승한 인체에 그대로 전달된다. 상용화된 대부분의 모노스키에는 이를 보완하기 위하여 스키 마운트와 시트 간에 링크 메커니즘과 충격완충장치가 설치되어 있다. 본 연구에서는 유압 실린더가 장착된 모노스키의 주행 시뮬레이션을 수행하고 불규칙한 표면 주행 중 발생하는 진동 충격 가속도를 분석하여 탑승자의 안락감을 평가할 수 있는 모델을 개발하였다. 안락감 평가방법은 국제 규격인 BS6841 을 사용하였다. 개발 모델을 이용하여 유압 완충장치의 노즐조절에 따른 안락감을 평가하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.113-120
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• 2011

지붕구조의 개폐가 가능한 체육시설 및 복합시설은 대공간구조물의 장점을 잘 나타내고 있으며 대공간구조물의 전천후 사용이 가능하도록 하였다. 개폐식 지붕구조는 구조형식, 마감재료, 개폐방식에 따라서 매우 다양하며 개폐방식에 따라서 중첩방식, 수평이동방식, 주름접기방식 등으로 구분할 수 있다. 특히 중첩방식이나 수평이동방식에 의한 지붕구조의 움직임은 주행하중, 충격하중, 관성력 및 제동력과 같은 동적하중이 구조물에 가해질 수 있으므로 이에 대한 대공간구조물의 진동해석이 필요할 것으로 사료된다. 지붕구조의 움직임에 의한 주행하중은 이동질량 또는 이동하중으로 적용할 수 있으나 비교적 움직임이 느린 개폐식 지붕구조에 의한 동적하중은 아동하중으로 적용하는 것이 타당하다. 따라서 본 논문에서는 지붕구조의 개폐로 야기되는 이동하중에 대한 새로운 적용방법을 제안하고 이를 이용하여 개폐식 지붕의 개폐속도에 따른 대공간구조물의 진동해석을 수행하였다. 본 논문에서 제안된 등가 이동하중은 지붕구조 개폐에 의한 대공간구조물의 진동해석에 있어서 매우 용이하게 활용할 수 있다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.422-426
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• 2011

Piezoelectric materials can be used to convert mechanical energy into electrical energy. In this study, we investigated the possibility of harvesting from mechanical vibration force using a high efficient piezoelectric material-polyvinylidene fluoride (PVDF). A piezoelectric energy harvesting system consists of rectifier, filter capacitor, resistance. The experiments were carried out with impacting force to PVDF film with the thickness of 1 ${\mu}m$. The output power was measured with change in the load resistance value from 100 ${\Omega}$ to 2.2 $M{\Omega}$. The highest power was obtained under optimization by selection of suitable resistive load and capacitance. A power of 0.3082 ${\mu}W/mm^2$ was generated at the external vibration force of 5 N (10 Hz) across a 1 $M{\Omega}$ optimal resistor. Also, the maximum power of 0.345 ${\mu}W/mm^2$ was generated at 22 ${\mu}F$ and 1 $M{\Omega}$. The developed system was expected at a solution to overcome the critical problem of making up small size energy harvester.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.114-120
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• 2017

Water supply and drainage noise in the bathroom is recognized as one of the main noises, along with the floor-impact sounds, in apartment housings. Recently, to solve such noise issues, a new construction method of installing the piping on the slab has been adopted. rather than the traditional method of penetrating the piping through the slab between the upper and the lower bathrooms. However, this new method has limitations due to high costs and constructional difficulties. Therefore, this study was conducted to develop noise reducing piping and elbows, where the noise can be reduced simply by replacing the existing pipings. The noise level was measured in a laboratory by installing the horizontal drainage piping (three types) and the elbows (three types) developed in this study. The results showed that the horizontal pipings reduced the noise level in LAmax by 0.3 dB(A)~1.0 dB(A), as compared to the existing pipings (VG2), indicating an insignificant noise reduction effect. The elbow reduced the noise level in LAmax by 5.5 dB(A) ~ 11.5 dB(A), as compared to the existing elbow (DRF elbow), with the result of reducing the noise level at all frequencies evenly. Consequently, it was shown that using the elbows is more effective in reducing the water-drainage noise from the toilet than using the horizontal pipings.

• 한국안전학회지
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• 제32권3호
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• pp.41-47
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• 2017

Recent studies have shown that there are various systems which can be used to monitor hazardous area in a debris flow location, but lack of methodological research on the exact location where each instrument should be installed has hindered the success of this systems. The objective of this study is to suggest the measurement system for monitoring debris-flow and propose the effective method to determine location of measurement system. Previously studied, from 1991 to 2015, were referred and the applied ratio of every instrument was investigated. The measurement information was divided into 8 categories including rainfall, debris-flow velocity, displacement, fluid pore pressure, ground vibration, image processing, impact force and peak flow depth. The result of this study revealed that the most applied instruments to be rain gauge and geophone for measuring average rainfall and ground vibration respectively. The Analytic Hierarchical Process (AHP) method was selected to determine installation location of instrument and the weighting factors were estimated through fine content, soil thickness, porosity, shear strength, elastic modulus, hydraulic conductivity and saturation. The soil thickness shows highest weights and the fine content relatively demonstrates lowest weights. The score of each position can be calculated through the weighting factors and the lowest score position can be judged as the weak point. The weak point denotes the easily affecting area and thus, the point is suitable for installing the measurement system. This study suggests a better method for safely managing the debris-flow through a precise location for installing measurement system.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제33권1호
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• pp.30-37
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• 2008

Dynamic excitation and response analysis is an acceptable method to determine some of physical properties of agricultural product for quality evaluation. There is a difference in the internal viscoelasticity between sound and defective fruits due to the difference of geometric structures, thereby showing different vibration characteristics. This study was carried out to develop a portable piezoelectric film-based glove sensor system that can separate internally damaged watermelons from sound ones using an acoustic impulse response technique. Two piezoelectric sensors based on polyvinylidene fluoride (PVDF) films to measure an impact force and vibration response were separately mounted on each glove. Various signal parameters including number of peaks, energy ratio, standard deviation of peak to peak distance, zero-crossing rate, and integral value of peaks were examined to develop a regression-estimated model. When using SMLR (Stepwise Multiple Linear Regression) analysis in SAS, three parameters, i.e., zeros value, number of peaks, and standard deviation of peaks were selected as usable factors with a coefficient of determination ($r^2$) of 0.92 and a standard error of calibration (SEC) of 0.15. In the validation tests using twenty watermelon samples (sound 9, defective 11), the developed model provided good capability showing a classification accuracy of 95%.