• 한국철도학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.234-240
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• 2017

레일표면 품질지수(QI: Quality Index)가 동적 궤도작용력에 미치는 영향을 알아보기 위하여 현장측정을 통해 레일연마횟수(Pass)에 따른 레일표면 품질지수의 변화를 분석하였다. 이론식에 근거하여 레일표면 품질지수에 영향을 미치는 매개변수인 열차속도에 따른 상관관계를 분석하였다. 레일연마횟수에 따른 레일표면 품질지수가 동적 궤도작용력에 미치는 영향을 분석한 결과, 레일표면 품질지수는 레일연마가 진행됨에 따라 감소하고 동적 궤도작용력 역시 일정 비율로 감소하는 것으로 분석되었으며, 고속주행 시 레일표면 품질지수에 따라 동적 궤도작용력은 크게 증가하는 것으로 분석되었다. 즉, 레일연마는 레일표면 품질지수를 일정비율로 감소시킬 수 있고, 궤도시스템 전반에 영향을 미치는 동적 궤도상호작용력을 저감 시킬 수 있는 것으로 분석되어 효율적인 레일표면관리를 위해서는 운행 노선의 열차속도를 감안한 레일표면 품질지수의 관리가 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.405-413
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• 2017

본 연구에서는 1차 전단변형이론을 고려한 비국소 자기-전기-탄성 나노 판의 2방향 좌굴해석에 관하여 연구하였다. 면내 전기-자기-탄성 나노 판에서 전기장과 자기장은 무시할 수 있다. 자기-전기 경계조건과 맥스웰 방정식에 따라 전기-자기-탄성 나노 판의 두께 방향에 따른 자위 및 전위의 변화가 결정된다. 자기-전기-탄성 나노 판의 탄성이론을 재 공식화하기 위하여 에링겐의 비국소 미분 구성 관계식을 사용하였다. 변분이론을 이용하여 비국소 탄성이론의 지배방정식을 연구하였다. 비국소 이론과 국소 이론의 관계를 계산 결과를 통하여 분석하였다. 또한, 비국소 매개변수, 면내 하중 방향 그리고 형상비에 따른 구조적 응답을 연구하였다. 계산 결과들은 전위 및 자위의 효과를 나타내었다. 이러한 계산 결과들은 자기-전기-탄성 재료로 구성된 신소재 구조물의 설계 및 해석에 사용될 수 있고 향후 연구의 비교자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.12-17
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• 2010

본 연구는 자원의 재활용 측면에서 적용한 폐타이어 분말을 혼입한 모르타르에 난연제를 첨가하여 그 난연특성을 알아보고자 한다. 폐타이어 분말의 혼입으로 단열성능 향상은 이미 검증이 되었으나, 단열성과 결합력의 상반된 재료 특성으로 인해 화재에는 취약한 바. 이에 난연제를 첨가하여 인명안전에 만전을 기하고자 한다. 폐타이어 분말을 혼입한 모르타르의 난연제를 첨가하여 첨가 비율에 따른 그 특성을 알아보고자 한다. 화재 초기의 특성을 알 수 있는 재료의 가연성 여부를 실제 화재와 유사한 복사열에 의해 시험하고자 하였으며. 실험방법은 한국건자재 시험연구원에 의뢰하여 ISO 5657 절차에 의한 재료의 착화시간, 불꽃 발생여부, 시험체의 형태변화 등을 고찰하고자 한다. 폐타이어 분말이 혼입된 모르타르와 난연제(무기계)의 배합비율은 폐타이어 분말의 0%, 30%, 60%, 90% 비율로 수산화알루미늄을 첨가하며 조연제인 삼산화안티몬은 난연제의 10%를 첨가한다. 시험체를 수평설치하여 일정한 복사열($1{\sim}5W/cm^2$)을 시험체 상부표면에 노출시키면 열이 시험체 표면에서 내부로 전도되어 온도가 상승한다. 온도가 충분히 높다면 시험체는 열분해하면서 가연성가스를 발생시킨다. 이 때 점화원인 점화기구의 작은 불꽃은 시험체 중앙 위의 10mm 지점에 규칙적인 간격으로 접염하였을때의 재료의 지속적인 표면 착화특성(착화시간) 평가한다. 난연제 미첨가시에도 착화가 일어나지 않아 폐타이어분말이 혼입된 모르타르의 가연성은 적은 것으로 볼 수 있으며, 화재실내에 존재하는 가연물의 양을 평가하는 화재하중에 이를 반영할 수 있다. 폐타이어 분말에 무기계 난연제를 첨가함에 따라 흡열효과에 의해 불꽃은 발생하지 아니하고 폐타이어 분말입자의 분해속도도 지연되었음을 확인할 수 있다. 복사열로 인해 난연제인 수산화알루미늄이 열분해하여 모르타르내 수증기 분압이 증가하여, 폐타이어 분말의 불꽃이나 연소형태는 보이지 않았다.

• Composites Research
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• 제33권3호
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• pp.108-114
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• 2020

Piecewise Integrated Composite (PIC) 보는 하중 유형에 따라 구간을 나누어, 각 구간마다 하중 유형에 강한 복합재료의 적층 순서를 배열한 보이다. 본 연구는 PIC 보의 구간을 머신 러닝의 일종인 k-NN(k-Nearest Neighbor) 분류를 통해 나누어 기존에 제시되었던 PIC 보에 비해 우수한 굽힘 특성을 갖게 하는 것이 목적이다. 먼저, 알루미늄 보의 3점 굽힘 해석을 통하여 참조점에서의 3축 특성(Triaxiality) 값 데이터를 얻었고, 이를 통해 인장, 전단, 압축의 레이블을 가진 학습 데이터가 만들어진다. 학습 데이터를 통해 각 면마다 독립적인 k-NN 분류 모델을 구성하는 방법(Each plane)과 전체 면에 대한 k-NN 분류 모델을 구성하는 방법(one part)을 이용하여 k-NN 분류 모델을 생성하였고, 하이퍼파라미터의 튜닝을 통하여 다양한 하중 충실도를 도출하였다. 가장 높은 하중 충실도를 가진 k-NN 분류 모델을 기반으로 보를 매핑(mapping)하였고, PIC 보에 대하여 유한요소 해석을 진행한 결과, 기존에 제시되었던 PIC 보에 비해 최대하중과 흡수 에너지가 커지는 특성을 보였다. 하중 충실도를 수동으로 조절하여 100%로 만든 PIC 보와 비교하였을 때, 최대하중과 흡수에너지가 미소한 차이가 나타났으며 이는 타당한 하중 충실도로 보여진다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.39-48
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• 2011

이 연구에서는 상부 2점 집중하중을 받는 프리텐션 경량 콘크리트 보의 휨 거동을 부분 프리스트레싱 비와 긴장재의 유효 프리스트레스에 따라 평가하였다. 절건비중 1,770 $kg/m^3$의 경량 콘크리트 설계강도는 35 MPa이었으며, 항복강도 383 MPa의 일반 이형철근과 인장강도 2,040 MPa의 3연선을 각각 주 인장철근과 프리스트레싱 긴장재로 사용하였다. 실험 결과, 프리텐션 경량 콘크리트 보의 휨 내력은 부분 프리스트레싱 비의 증가와 함께 증가하지만 긴장재의 유효 프리스트레스에는 거의 영향을 받지 않았다. 동일 휨 보강지수에서 프리텐션 경량 콘크리트 보의 무차원 휨 내력은 Harajli and Naaman 및 Bennet에 의해 실험된 프리텐션 보통중량 콘크리트 보와 비슷한 수준이었다. 한편 프리텐션 경량 콘크리트 보의 변위 연성비는 부분 프리스트레싱 비의 감소와 함께 그리고 유효 프리스트레스의 증가와 함께 증가하였다. 프리텐션 경량 콘크리트 보의 하중-변위 관계는 비선형 2차원 해석모델에 의해 적절하게 평가될 수 있었다. 또한 프리텐션 경량 콘크리트 보의 휨 균열 내력 및 최대 휨 내력은 각각 탄성이론 및 ACI 318-08의 등가응력블록과 긴장재의 응력평가 식을 이용하여 안전측에서 예측될 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.137-144
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• 2013

철근콘크리트(reinforced concrete) 구조부재에서 철근의 부식으로 인한 문제점을 개선하고자 섬유보강 복합재료(FRP) 보강근(rebar)을 사용하는 것에 대한 연구가 꾸준히 진행되어져 오고 있다. 하지만 이러한 FRP 보강근을 사용한 콘크리트 부재의 환경에 대한 장기거동에 대한 연구가 아직도 미흡한 수준이다. 이 연구는 GFRP(glass fiber reinforced polymer) 보강근을 사용한 콘크리트 부재를 온도 약 $46^{\circ}C$와 습도가 80%인 인위적인 실험실에서 최대 300일까지 노출시킨 후의 장기 거동에 대한 실험적 연구를 제시하였다. 비교를 위하여 두가지 서로 다른 GFRP 보강근과 철근을 보강한 콘크리트 보 시험체를 제작하였다. 실험 결과, 장기 노출환경에서도 GFRP 보강근을 보강한 콘크리트 보 시험체의 파괴형태는 철근 보강 콘크리트 보시험체와 매우 유사한 파괴형태를 나타내었으며, 노출 시간에 따른 하중저항 감소값은 철근이 보강된 경우가 GFRP 보강근이 보강된 경우보다 하중저항 감소값이 크게 일어났다. 또한 GFRP 보강근 보강 콘크리트 보 시험체를 설계할 시에는 철근 보강보다 취성파괴에 대한 충분한 대비가 요구됨을 알 수 있었다. 그리고 압축파괴에 대한 변형도 계수(deformability factor)는 모든 경우에서 노출시간에 관계없이 큰 변화가 없음을 알 수 있었다.

• KIEE International Transaction on Systems and Control
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• 제2D권2호
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• pp.78-91
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• 2002

In the thermal power plant, there are six manipulated variables: main steam flow, feedwater flow, fuel flow, air flow, spray flow, and gas recirculation flow. There are five controlled variables: generator output, main steam pressure, main steam temperature, exhaust gas density, and reheater steam temperature. Therefore, the thermal power plant control system is a multinput and output system. In the control system, the main steam temperature is typically regulated by the fuel flow rate and the spray flow rate, and the reheater steam temperature is regulated by the gas recirculation flow rate. However, strict control of the steam temperature must be maintained to avoid thermal stress. Maintaining the steam temperature can be difficult due to heating value variation to the fuel source, time delay changes in the main steam temperature versus changes in fuel flow rate, difficulty of control of the main steam temperature control and the reheater steam temperature control system owing to the dynamic response characteristics of changes in steam temperature and the reheater steam temperature, and the fluctuation of inner fluid water and steam flow rates during the load-following operation. Up to the present time, the Proportional-Integral-Derivative Controller has been used to operate this system. However, it is very difficult to achieve an optimal PID gain with no experience, since the gain of the PID controller has to be manually tuned by trial and error. This paper focuses on the characteristic comparison of the PID controller and the modified 2-DOF PID Controller (Two-Degrees-Freedom Proportional-Integral-Derivative) on the DCS (Distributed Control System). The method is to design an optimal controller that can be operated on the thermal generating plant in Seoul, Korea. The modified 2-DOF PID controller is designed to enable parameters to fit into the thermal plant during disturbances. To attain an optimal control method, transfer function and operating data from start-up, running, and stop procedures of the thermal plant have been acquired. Through this research, the stable range of a 2-DOF parameter for only this system could be found for the start-up procedure and this parameter could be used for the tuning problem. Also, this paper addressed whether an intelligent tuning method based on immune network algorithms can be used effectively in tuning these controllers.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.625-636
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• 2017

본 연구는 프리캐스트 콘크리트궤도의 온도 변화에 따른 거동과 초기 변형 특성을 규명하고, 궤도 슬래브의 초기 변형과 온도 경사에 의한 변형이 열차하중에 의한 슬래브의 응력 분포에 미치는 영향을 고찰하는 것을 목적으로 한다. 본 논문은 2개의 논문 중 첫 번째 논문으로 이 논문에서는 프리캐스트 콘크리트궤도의 변형과 응력을 계산할 수 있는 유한요소 해석모델을 제시하였으며, 현장에 부설된 프리캐스트 콘크리트궤도에서 측정한 온도 분포와 변위를 해석 결과와 비교하였다. 분석 결과에 따르면 초기 변형에 의해 슬래브는 항상 상방향 컬링(curl-up)이 있는 상태에 있고, 측정된 깊이별 온도를 입력으로 하여 구한 슬래브 수직 변위와 계측 변위를 비교하면 초기 변형에 상응하는 슬래브 상하부 온도차, 즉 유효 내재 온도차(EBITD)를 결정할 수 있으며, EBITD를 적절히 가정하면 해석 변위와 계측 변위가 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제29권6호
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• pp.56-64
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• 2011

Friction stir spot welding between 5454 aluminum alloy sheets with the different thicknesses of 1.4 and 1.0 mm was performed. In the welding process, the tool for welding was rotated ranging from 500 to 2500, and plunged to the depth of 1.8 mm under a constant tool plunge speed of 100 mm/min. And then, the rotating tool was maintained at the plunge depth during the dwell time ranging from 0 to 7 sec. The pull-out speed of the rotating tool was 100 mm/min. The increase of tool rotation speed resulted in the change of the macrostructure of friction-stir-spot-welded zone, especially the geometry of welding interface. The results of the tensile shear test showed that the total displacement and toughness of the welds were increased with the increase of the tool rotation speed, although the maximum tensile shear load was decreased. However, the change in the dwell time at the plunge depth of the tool did not produce the remarkable variation in the macrostructure and mechanical properties of the welds. In all cases, the average hardness in friction-stir-spot-welded zone was higher than that of the base metal zone. By the friction stir spot welding technique, the welds with the excellent mechanical properties than the mechanically-clinched joints could be obtained.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.300-309
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• 2016

빌딩, 자동차, 선박, 항공기 등에서의 곡선보 사용 증가가 이러한 구조물의 동적거동해석에 필요한 정확한 해법 발전에 괄목할 만한 기여를 해왔다. 탄성곡선보의 안정성거동은 많은 연구자들의 한 과제분야였다. 전통적으로 미분방정식의 해법은 유한치분법이나 유한요소법으로 해결해왔다. 이러한 방법들은 복잡한 기하학적 구조 및 하중에 따른 격자점의 증가로 많은 컴퓨팅시간을 요구한다. 편미분방정식의 해를 구하기 위한 효율적인 방법 중의 하나는 미분구적법이다. 복잡한 기하학적 구조 및 하중은 컴퓨터 용량을 과도하게 사용할 뿐만 아니라, 복합알고리즘 프로그램을 어렵게 해 이를 극복하기 위하여 미분구적법(DQM)이 많은 분야에 적용되어왔다. DQM을 이용하여 곡선 보의 회전관성을 고려한 외 평면 좌굴을 등분포하중 하에서 해석하였다. 다양한 매개변수 비, 경계조건, 그리고 열림 각에 따른 임계하중을 계산하였다. DQM 결과는 활용 가능한 다른 엄밀해와 비교하였다. DQM은 적은 격자점을 사용하고도 엄밀해 결과와 일치함을 보여주었다 (0.3% 미만). 다양한 변경에 따른 새로운 결과가 또한 제시 되였고, 그 결과는 곡선 보의 좌굴거동에 중요한 역할을 보여주었고, 다른 수치해석결과 혹은 실험결과비교에 사용될 수 있다.