• 제목/요약/키워드: Material design

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석탄가스화 복합발전 슬래그의 알칼리 활성 시멘트로서의 가능성 (Potential of Coal Gasification Slag as an Alkali-activated Cement)

  • 김병관;이수정;전철민;최홍식
    • 자원리싸이클링
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    • 제27권2호
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    • pp.38-47
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    • 2018
  • 석탄가스화 복합발전(IGCC)은 석탄을 합성가스로 전환시키는 친환경, 고효율 차세대 에너지 생산기술이다. IGCC 공정의 부산물은 대부분 슬래그 형태로 배출된다. IGCC 슬래그는 연간 약 14만톤이 발생되지만 재활용은 아직 초기단계이다. 본 연구에서는 국내 한 실증 설비에서 배출된 IGCC 슬래그의 알칼리 활성 시멘트로서의 가능성에 대해 평가하였다. IGCC 슬래그를 규산소다 수용액과 가성소다를 혼합한 알칼리 자극제로 양생한 시료는 평균 4.5 MPa의 압축강도를 나타내었으나 다소 팽창하였다. 에틸렌 글리콜법으로 검출되지 않을 정도의 미량의 유리석회(free CaO)가 원인일 것으로 추측되었다. 한편 IGCC 슬래그를 알루민산 소다와 가성소다를 혼합한 알칼리 자극제로 양생한 시료는 평균 10 MPa의 압축강도를 나타내었으며 수산화소달라이트와 $C_3AH_6$가 새로운 결정상으로 생성되었다. IGCC 슬래그는 알칼리 활성 시멘트로서 활용이 가능할 것으로 평가되지만 강도 성능의 향상과 팽창 문제를 완화시킬 수 있으며 최적의 배합비율을 도출 및 적절한 배합법을 포함하는 정량적인 접근이 필요할 것으로 판단된다.

교량 공사 프로젝트의 정량적 리스크 평가에 관한 연구 (A Study on the Quantitative Risk Assessment of Bridge Construction Projects)

  • 안성진
    • 한국건축시공학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.83-91
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    • 2020
  • 최근의 교량 건설 프로젝트는 교량 건설의 증가추세에 따라 위험 손실에 대비하기 위해 보다 정교한 리스크 관리 조치와 손실 예측을 요구하고 있다. 본 연구는 교량 건설 사업에 대한 국내 주요 보험사의 과거 보험료 지급 실적을 토대로 실제 교량 건설에서 목적물의 손실을 유발하는 위험 요인을 분석하고, 정량화된 예측 손실 모델을 개발하고자 하였다. 정량적 교량건설 손실모형 개발을 위해 사고 건당 보험지급액을 총공사비로 나눈 손실비율을 종속변수로 선정하였고, 독립변수로는 1)기술적 요인: 상부 구조 유형, 하부 구조 유형, 상부 가설방법, 교량 길이 2) 자연재해요인 : 태풍, 홍수 3) 프로젝트 정보: 공사기간, 총공사비를 채택하였다. 선정된 독립변수 중 상부구조, 가설방법 및 프로젝트 기간이 교량건설 손실 비율에 영향을 미치는 지표로 나타났다. 본 연구 결과로 도출된 리스크 지표와 손실예측 함수는 정부 관련기관, 교량 건설 설계 및 시공사, 보험회사에 정량적 피해 예측 및 위험 평가 서비스를 제공하며, 향후 기초 교량 리스크 평가 개발 연구의 가이드라인으로 활용할 수 있다.

Development of Insulation Sheet Materials and Their Sound Characterization

  • Ni, Qing-Qing;Lu, Enjie;Kurahashi, Naoya;Kurashiki, Ken;Kimura, Teruo
    • Advanced Composite Materials
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    • 제17권1호
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    • pp.25-40
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    • 2008
  • The research and development in soundproof materials for preventing noise have attracted great attention due to their social impact. Noise insulation materials are especially important in the field of soundproofing. Since the insulation ability of most materials follows a mass rule, the heavy weight materials like concrete, lead and steel board are mainly used in the current noise insulation materials. To overcome some weak points in these materials, fiber reinforced composite materials with lightweight and other high performance characteristics are now being used. In this paper, innovative insulation sheet materials with carbon and/or glass fabrics and nano-silica hybrid PU resin are developed. The parameters related to sound performance, such as materials and fabric texture in base fabric, hybrid method of resin, size of silica particle and so on, are investigated. At the same time, the wave analysis code (PZFlex) is used to simulate some of experimental results. As a result, it is found that both bundle density and fabric texture in the base fabrics play an important role on the soundproof performance. Compared with the effect of base fabrics, the transmission loss in sheet materials increased more than 10 dB even though the thickness of the sample was only about 0.7 mm. The results show different values of transmission loss factor when the diameters of silica particles in coating materials changed. It is understood that the effect of the soundproof performance is different due to the change of hybrid method and the size of silica particles. Fillers occupying appropriate positions and with optimum size may achieve a better effect in soundproof performance. The effect of the particle content on the soundproof performance is confirmed, but there is a limit for the addition of the fillers. The optimization of silica content for the improvement of the sound insulation effect is important. It is observed that nano-particles will have better effect on the high soundproof performance. The sound insulation effect has been understood through a comparison between the experimental and analytical results. It is confirmed that the time-domain finite wave analysis (PZFlex) is effective for the prediction and design of soundproof performance materials. Both experimental and analytical results indicate that the developed materials have advantages in lightweight, flexibility, other mechanical properties and excellent soundproof performance.

필렛효과에 따른 미세혈관 문합커플러(AnaFix®) 마이크로핀의 응력분포 (Stress Distribution in Microvascular Anastomotic Coupler (AnaFix®) Micropins with Respect to the Fillet Radius)

  • 지대원;김철웅
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권11호
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    • pp.1139-1145
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    • 2011
  • 기존 봉합사를 이용한 미세혈관수술의 단점을 개선한 기계식 미세혈관 문합시스템은 크게 문합링-핀 시스템 및 디바이스로 구분된다. 유한요소해석을 이용한 본 연구에서 문합링파트는 생체적합성과 사출성형 가공성이 우수한 High Density Polyethylene(HDPE)가 적용되었고, 마이크로핀은 SUS316, Ti-6Al-4Nb, Ti-6Al-4V, unalloyed titanium 이상 4가지 재료가 적용되었다. 미세혈관 문합링 마이크로핀의 fillet radius, neck length가 von Mises stress 변화에 미치는 영향을 평가하기 위해 Short Neck(SN)과 Long Neck(LN)으로 구분하고, 필렛이 존재하지 않는 경우(SN-1, LN-1)와 존재하는 경우(SN-2, SN-3, LN-2, LN-3)로 구분하였다. 필렛 유무와 형상에 대한 von Mises stress의 변화비인 Fillet Radius Rate(FRR)와 동일 필렛형상 내에서 neck 길이변화에 따른 von Mises stress의 변화비인 Neck Length Rate(NLR)의 결과를 종합해본 결과 SN-3의 마이크로핀 neck 형상이 가장 안전한 설계 형상임을 파악할 수 있었다.

귀리 수용성 $\beta$-glucan의 생물활성 (Biological Activities or oat soluble $\beta$-glucans)

  • 강태수;정헌상;박희정;이명렬;공영준;정익수
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.547-553
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    • 2003
  • 귀리를 건강 및 기능성 식품소재로서 개발하기 위하여 귀리 겉겨(OBC)로부터 수용성 $\beta$-glucan을 중심합성실험계획에 의해 분리하고, 생물활성(항균, 항산화, 암세포 생육저해능)을 검토하였다 귀리 수용성 $\beta$-glucan 시료는 250, 500$\mu\textrm{g}$/disc농도에서 항균활성을 paper disc method로 검토한 결과 항균력이 없었으며, 5%농도에서 전자공여능(electron donating ability, EDA)으로 측정한 항산화활성도 없었다. 귀리 수용성 $\beta$-glucan의 암세포에 대한 생육저해능은 제 7번 시료(추출온도 45$^{\circ}C$, 에탄올농도 15%, pH 6)가 다른 시료에 비해 유의적으로 높았는데, 1mg/$m\ell$의 시료농도에서 위암(AGS), 간암(Hep3B) 및 폐암세포주(A549)에 대하여 각각 59%, 58% 및 54%의 생육저해능을 보였다 또 제 1번 시료(추출온도 55$^{\circ}C$, 에탄올농도 5%, pH 6)의 경우도 3종의 암세포에 대하여 비교적 높은 생육저해활성을 나타내었다. 반응표면분석 결과, 독립변수들의 값의 변화에 따라 암세포의 생육저해능은 영향을 받았다.

부신 제거 백서에 티타늄 임플랜트 매식후 주위 골형성에 관한 연구 (The Study of Bone Formation around Titanium Implants Placed in Adrenalectomized Rat's Tibia)

  • 최갑림;김종렬;박봉수;성일용
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • 제22권3호
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    • pp.274-287
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    • 2000
  • The use of dental implants has increased tremendously in recent years and is expected to increase even more in the future. The successful outcome of any implant procedure is surely dependent on interrelationship of the various components of an equation that includes biocompatibility of implant material, macroscopic and microscopic nature of the implant surface, the status of implant bed, surgical technique, undisturbed healing phase and subsequent prosthetic design and long-term loading phase. The purpose of this study was to clarify the effects of adrenalectomy on the osseointegration of pure titanium implants. Seventy rats, 11 weeks of age, were divided into two groups : an adrenalectomized group and a control group. Titanium screw implant(diameter, 2.0mm; length, 3.5mm) was placed into left tibia of 70 rats, 35 in control group and 35 in the experimental group. The rats were sacrificed at different time interval (1, 2, 3, 4, 6, 8, and 12 weeks after implantation) for histopathologic observation, histomorphometric analysis and immunohistochemistry with fibronectin and CD44 antibody. The results obtained from this study were as follows: 1. Histopathogically, findings, newly formed bone was seen at 3 weeks control group and became lamellar bone at 12 weeks. At 6 weeks, lipocytes were observed in bone marrow space. Thickness of regenerated trabecular bone increased till 6 weeks after then, that decreased gradually. 2. By histomorphometric analysis, marrow bone density and contact ratio of marrow bone to implant decreased significantly from 8 to 12 weeks in experimental group compared to control group and also total bone to implant contact ratio decreased significantly from 4 to 12 weeks in experimental group compared to control group. 3. Fibronectin immunoreactivity was very strong at 3 and 4 weeks control group. And after that reduced gradually. But it was continuously strong from 1 to 12 weeks experimental group. 4. CD44 immunoreactivity was very strong in the newly formed osteoblasts at 3 and 4 weeks control group. But it reacted minimally later. However, it reacted continuously strong from 3 to 12 weeks experimental group. From these results, bone to implant contact ratio decreased gradually from 4 weeks in adrenalectomized group compared to control group. CD44 and fibronectin immunoreactivities were strong at all times in adrenalectomized rats. Therefore, it could be stated that immature bone remained continuously for a long time and not readily proceeded into mature status.

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중학생을 대상으로 한 아두이노를 활용한 체현 기반 프로그래밍 교육 설계 (Design of Embodiment-based Programming Education using Arduino for Middle School Students)

  • 엄현영;이강희
    • 문화기술의 융합
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    • 제6권1호
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    • pp.471-476
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    • 2020
  • 본 논문은 중학교 학생을 대상으로 적용한 아두이노 체현 기반 프로그래밍 실습 교육 과정을 설계하고 교육과정 진행 전과 후의 설문조사를 진행한다. 아두이노는 프로세싱 언어에서 사용하는 IDE를 통합한 오픈소스 피지컬 컴퓨팅 플랫폼으로서 다른 플랫폼에 비해 저비용(low-cost)이며 비교적 간단하게 확인할 수 있는 입출력 인터페이스와 실제적 체현성 때문에, 중학교 학생을 대상으로 프로그래밍 교육을 하기에 적합한 교육 자료이다. 이후 설문 조사를 통해 중학생들의 프로그래밍에 대한 필요성 인지 변화 및 사고능력 증진에 관한 피드백을 받게 된다. 본 연구에서는 아두이노를 활용한 체현 기반 프로그래밍 교육을 1차수 당 8주 씩 진행하여, '16년부터 '17년까지 2년간 112명의 중학교 학생을 대상으로 결과이다. 체현 기반 프로그래밍 교육을 이론 교육 및 체현 기반 실습 교육으로 진행하였으며, 체현기반 실습 교육은 초음파 센서를 이용한 RC카 만들기, 아두이노 쿼드로터 드론 만들기를 진행했다. 본 연구의 목적은 아두이노를 활용한 체현 기반 프로그래밍 교육을 통해 중학교 학생들의 프로그래밍에 대한 인지, 필요성 및 프로그래밍 교육이 사고력 증진에 유효한가를 학생들 주관적인 지표로서 유효함을 입증하는 것이다.

쓰로틀밸브 급개방시 기류소음의 4극음원에 대한 정량적 해석 (Quantitative Analysis of Quadrupole Noise Sources upon Quick Opening The Throttle)

  • 김재헌;정철웅;김성태;이수갑
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2002년도 하계학술발표대회 논문집 제21권 1호
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    • pp.469-474
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    • 2002
  • In recent years, modularization of engine parts has increased the application of plastic products in air intake systems. Plastic intake manifolds provide many advantages including reduced weight, contracted cost, and lower intake air temperatures. These manifolds, however, have some weakness when compared with customary aluminium intake manifolds, in that they have low sound transmission loss because of their lower material density. This low transmission loss of plastic intake manifolds causes several problems related to flow noise, especially when the throttle is opened quickly. The physical processes, responsible for this flow noise, include turbulent fluid motion and relative motion of the throttle to the airflow. The former is generated by high-speed airflow in the splits between the throttle valve and the inner-surface of the throttle body and surge-tank, which can be categorized into the quadrupole source. The latter induces the unsteady force on the flow, which can be classified into the dipole source. In this paper, the mechanism of noise generation from the turbulence is only investigated as a preliminary study. Stochastic noise source synthesis method is adopted for the analysis of turbulence-induced, i.e. quadrupole noise by throttle at quick opening state. The method consists of three procedures. The first step corresponds to the preliminary time-averaged Navier-Stokes computation with a $k-\varepsilon$ turbulence model providing mean flow field characteristics. The second step is the synthesis of time-dependent turbulent velocity field associated with quadrupole noise sources. The final step is devoted to the determination of acoustic source terms associated with turbulent velocity. For the first step, we used market available analysis tools such as STAR-CD, the trade names of fluid analysis tools available on the market. The steady state flows at three open angle of throttle valve, i.e. 20, 35 and 60 degree, are numerically analyzed. Then, time-dependent turbulent velocity fields are produced by using the stochastic model and the flow analysis results. Using this turbulent velocity field, the turbulence-originated noise sources, i.e. the self-noise and shear-noise sources are synthesized. Based on these numerical results, it is found that the origin of the turbulent flow and noise might be attributed to the process of formulation and the interaction of two vortex lines formed in the downstream of the throttle valve. These vortex lines are produced by the non-uniform splits between the throttle valve and inner cylinder surface. Based on the analysis, we present the low-noise design of the inner geometry of throttle body.

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비부착텐던 PSC 격납건물에 대한 구조건전성시험 및 수치해석 II (The Structural Integrity Test for a PSC Containment with Unbonded Tendons and Numerical Analysis II)

  • 노상훈;정래영;이병수;임상준
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권5호
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    • pp.535-542
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    • 2015
  • 원자로 격납건물은 냉각재상실사고와 같이 내부의 과도한 압력이 유발되는 사고에 있어서도 방사성 물질이 외부로 누출되지 않도록 막는 최종의 방벽이다. 이러한 격납건물의 기능적 중요성에 기인하여, 건설 초기 구조건전성시험(SIT)을 수행한다. 이러한 SIT거동을 가장 실제와 가깝게 예측하기 위한 해석 연구를 수행하였다. 해당 연구의 결과는 2편의 논문으로 정리되었는데, 본 논문은 그 중 II편으로 I편의 해석모델 구성 시의 주요 고려사항의 분석 및 예비해석 결과를 반영한 상세 해석 모델의 구성 과정 및 해석 결과를 제시하고 있다. 특히 비부착식 텐던으로 시공된 구조물에서 덕트관에 의한 강성 저감효과 및 덕트관을 사이에 둔 텐던과 콘크리트간의 밀착 여부에 따른 영향을 해석 시 최대한 고려하고자 하였다. 이러한 과정을 통해 구축된 해석 모델에 따른 변위과 신고리 3호기 SIT 측정변위를 비교한 결과, ASME CC-6000 기준을 충분히 만족시키는 결과가 나타남을 확인하였다.

A STUDY ON THE CHANGE OF IMPLANT STABILITY USING RESONANCE FREQUENCY ANALYSIS

  • Park Chan-Jin;Kim Yung-Soo;Kim Chang-Whe;Cho Lee-Ra;Yi Yang-Jin
    • 대한치과보철학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.271-287
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    • 2003
  • Statement of problem: Resonance frequency analysis (RFA) has been increasingly served as a non-invasive and objective method for clinical monitoring of implant stability. Many clinical studies must be required for standardized baseline data using RFA. Purpose: This study was performed to evaluate RFA value changes in two stage surgery group and one stage surgery group in patients. Material and method: Forty-seven mandibles in consecutively implant installed patients were selected for this study and 141 fixtures were installed. Ninety-three fixtures were double threaded, machined surface design ($Br{\aa}anemark^{(R)}$ MK III, Nobel Biocare AB, Goteborg, Sweden) and 48 fixtures were root form, threaded, HA-coated surface one ($Replace^{TM}$, Steri-Oss/Nobel Biocare AB, USA). Among those, each 10 fixture was installed in one stage group patients. ISQ values were measured using $Osstell^{TM}$ (Integration Diagnostics Ltd. Sweden) during fixture installation, at healing abutment connection and in the loading period for two stage surgery group patients and during at each 4, 6, 8, 10, 12week and in the loading phase for one stage surgery group patients and evaluated the changes according to the time and fixture type. Results: In two stage surgery group, mean and SO of ISQ values of machined surface implants were $76.85{\pm}3.74,\;75.76{\pm}5.04,\;75.73{\pm}4.41$ and those of HA-coated surface implant were $75.05{\pm}6.23,\;77.58{\pm}5.23,\;78.32{\pm}4.29$ during fixtures installation, at healing abutment connection and in the loading period, respectively. In one-stage surgery group, the ISQ values of machined surface and HA-coated surface implants decreased until 4 or 6 week and maintained at plateau for 1-3 week and increased to the loading period. Conclusions: Machined and HA-coated surface implants showed minimal ISQ changes with time if they were installed at the sites showing at least intact cortical plate and good bone qualities. And HA-coated implants had a tendency to show somewhat increased ISQ values with time.