• 한국광학회지
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• 제33권2호
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• pp.74-83
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• 2022

위성 관측 카메라용 대구경 초경량 반사광학계를 제작하기 위해 소재 개발부터 최종 시스템 인증시험까지 전 과정을 수행했다. 완성된 비점보정 3반사경 구조의 위성용 반사광학계 망원경은 주반사경의 구경이 700 mm이고, 망원경 전체 질량은 66 kg이다. 광학소재 및 구조물에 적용하기 위한 반응소결법을 개발했고, 이 방법을 이용해서 실리콘 카바이드(silicon carbide, SiC) 재질의 광학 몸체를 제작하고 소결체의 화학특성, 표면특성, 결정구조를 확인했다. 광학 몸체의 기계적, 화학적 성질을 고려한 연마와 코팅 방법을 개발했으며 화학기상증착법을 적용해 SiC 경면 표면 위에 치밀한 SiC 박막을 170 ㎛ 이상 증착함으로써 광학 성능이 우수한 경면을 만들 수 있었다. 반사경 제작 후 반사경과 지지 구조를 조립하고 정렬해서 다양한 광학 시계에 대해 파면 오차를 측정했다. 아울러 우주 환경 및 발사환경에 대한 우주 인증에 맞추어 구성품 및 최종 조립체를 온도와 진동에 대한 환경시험을 실시하여 설계 목표 성능을 달성했음을 확인했다.

• 한국음향학회지
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• 제41권3호
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• pp.268-277
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• 2022

본 논문에서는 KVLCC2 선체 축소모형에 설치된 추진시스템의 세부 구성품별 유동 소음원을 분석하였으며, 각각의 소음원이 수중방사소음에 미치는 영향에 대해 정량적으로 분석하였다. 수치 해석 영역은 실험 결과와의 비교를 위하여 선박해양플랜트연구소 대형 캐비테이션 터널의 시험부와 동일하게 설정하였다. 먼저 유동장내 소음원을 정확하게 모사하기 위하여 고정밀 해석기법인 비압축성 다상 Delayed Detached Eddy Simulation 방법을 적용하였고, 유동해석 결과를 기반으로 Ffowcs Williams and Hawkings 적분방정식을 사용하여 수중방사소음을 예측하였으며, 터널 실험결과와의 비교를 통해 해석절차의 유효성을 확인하였다. 추진시스템의 유동 소음원별 영향을 정량적으로 비교하기 위하여 추진기 날개 끝-와류 공동, 날개 표면 그리고 방향타 표면을 소음원 영역으로 선정하였으며, 음압과 파워 스펙트럼 밀도, 음향 파워를 비교하였다. 공동에 의한 홀극 소음원의 기여도가 추진기 날개 및 방향타에 의한 쌍극 소음원에 비해 수중방사소음에 크게 기여하였으며, 추진기 후류의 영향으로 방향타에 의한 기여도가 추진기 보다 더 크게 발생함을 확인하였다.

• 한국포장학회지
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• 제29권2호
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• pp.79-86
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• 2023

최근 플라스틱 포장 폐기물 및 굴 패각이 야기하는 환경문제와 장기간 식품의 품질 보존을 위한 액티브 패키징이 주목받고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 PLA/PBAT 복합필름에 OSP의 함량을 서로 달리하여 이축 압출기로 PLA/PBAT-OSP 복합필름을 제조하였고 항균 포장재로써 적용가능성을 확인하였다. 이를 위해 화학적 특성, 표면 특성, 열적 특성, 기계적 특성 및 항균성을 평가하여 분석하였다. PLA/PBAT-OSP 복합필름의 고분자 매트릭스 내에서 OSP의 물리적 분산을 확인하였으며, OSP의 함량이 증가함에 따라 항균성이 증가하였다. 특히 OSP 5%, OSP 10% 필름에서는 99% 이상의 항균성을 나타내어 제조된 필름이 우수한 항균성을 가진다는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 OSP의 함량의 증가는 PLA/PBAT-OSP 매트릭스 내의 OSP 응집을 일으켜 기계적 물성의 저하 및 표면의 거칠기 증가가 나타났으며, 이는 필름의 표면 에너지 증가로 이어졌다. 결론적으로 PLA/PBAT-OSP 복합필름은 미생물로 인한 식품의 부패를 막기 위한 포장재로 적용될 수 있지만, 이를 위해 OSP의 분산성과 필름의 기계적 물성을 향상시키기 위한 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.

• 지질공학
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• 제33권3호
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• pp.427-438
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• 2023

본 연구에서는 다양한 암종이 분포하는 단양 지질공원 내에서 발생한 산사태를 대상으로 야외지질조사를 통해 유형을 분류하고, 샘플링 및 실내 시험을 통해 산사태 구성 물질의 역학적‧수리학적 특성을 분석하였다. 토석류 산사태 유형은 석회암 및 대리암, 셰일, 반상변정질 편마암 지역에서 발생하였으며, 석회암 및 대리암 지역에서는 카렌지형의 영향을 받아 암반과 암반 사이의 토사가 붕괴되는 형태로 다른 두 지역의 산사태와 구분된다. 토질시험 결과에서는 조립질 함량이 많은 편마암 풍화토가 다른 두 지역의 풍화토에 비해 내부마찰각이 높고 점착력이 작으며 투수계수가 큰 특징을 보인다. 암반 산사태 유형은 천매암, 사암, 역암 지역에서 발생하였으며, 천매암 지역에서는 평면파괴 형태가, 사암 지역에서는 부석형 낙석 형태가, 역암 지역에서는 전석형 낙석 형태가 발달하고 있다. 천매암의 전단강도는 동일한 암질의 타 암종에 비해 훨씬 낮게 나타나며, 역암의 슬레이크 내구성 지수는 타 암종과 유사하나 시험 전‧후 시료의 상태를 비교하면 기질부의 차별풍화 및 이로 인한 역의 탈락 형태가 뚜렷이 관찰된다. 본 연구의 결과는 지질특성별 산사태 유형에 따른 적절한 보강방안 및 방재대책을 수립하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.25-40
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• 2007

얕은 터널의 개착식 터널 라이닝에 발생하는 과잉토압은 라이닝의 변형과 손상을 유발하는 역학적 주요인자들 중의 하나이며(Kim, 2000), 과잉토압은 되메움토의 다짐불량, 자중에 의한 압밀, 강우의 침투에 의한 다짐, 차량에 의한 진동 등에 의해 발생할 수 있다(Komiya et al., 2000; Taylor et al., 1984; Yoo, 1997). 터널 라이닝에 발생하는 토압을 구하기 위한 많은 시험이 행해졌지만, 부등침하와 과잉토압을 줄일 수 있는 보강대책을 수립하기 위한 사례는 없다. 본 연구는 모래 지반에 $1.0D\sim1.5D$ 깊이에 개착식으로 시공하는 원형의 강성 터널에 작용하는 토압에 관한 것으로 진동다짐의 영향을 모형실험에서 충분히 반영하기 위하여 100Hz의 진동주파수를 사용하였다. 본 연구에서는 개착식 터널 라이링에 작용하는 부등침하와 과잉토압을 줄이기 위해서 지오텍스타일 매트를 설치하였다. 지오텍스타일 매트의 보강에 의한 부등침하와 토압의 감소효과를 확인하기 위해 실내모형실험을 수행하였다. 실내모형실험에서 토피, 매트 보강형태, 절취면의 거칠기 등을 달리하여 가장효과적인 방법을 구하였다. 절취면의 거칠기 달리하기 위해 사면에 사포#100, 사포#400과 acetate 부착하였습니다. 무보강과 매트 보강에 대한 모형실험을 실시하여 구한 토압을 비교하여 매트 보강효과를 살펴보았으며, 사진분석법(Park, 2003)을 이용하여 지반의 변형을 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.23-37
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• 2007

매입공법으로 시공되는 PHC 말뚝의 선단지지력 증진 방안으로서 선단에 선단확장판을 설치하여 선단 확장을 통해 선단지지력을 증가시키는 개념(일명 Ext-PHC 말뚝)이 개발되어 현장에 적용되고 있다. 본 연구에서는 Ext-PHC 말뚝의 선단지지력 증가 효과를 확인하고 현장 적용성 검토의 일환으로 직경 400mm 말뚝에 대한 현장재하시험을 실시하였으며 검증된 유한요소해석 모델을 이용하여 다양한 조건에 대한 매개변수 연구를 실시하였다. 현장재하시험 결과를 분석한 결과 Ext-PHC 말뚝의 선단지지력은 PHC 말뚝 대비 약 $40{\sim}50%$ 증가되는 것으로 나타났으며 다양한 변수에 대한 매개변수 결과에서는 선단 지지층의 역학적 특성과 말뚝 길이에 따라 일반 PHC 대비 선단지지력 증가비는 $1.2{\sim}1.4$ 정도를 보이는 것으로 분석되었다. 이러한 연구결과에 근거할 때 본 연구에서 고려한 시공조건에 있어 Ext-PHC 말뚝을 적용함으로써 일반 PHC 말뚝의 선단지지력 증진 효과를 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권11호
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• pp.77-85
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• 2007

본 연구에서는 준설토 및 Bottom ash를 동시에 재활용하기 위하여 개발된 복합지반재료의 역학적 특성을 고찰하였다. 본 실험에서 제작된 복합지반재료는 부산 신항 건설현장에서 채취한 준설토, 시멘트, 기포 및 삼천포 화력발전소에 서 발생한 Bottom ash로 구성되어졌다. 다양한 배합비로 제작된 복합지반재료의 역학적 특성을 고찰하고, 특히 Bottom ash 혼합에 의한 역학적 거동 특성을 조사하기 위하여 다양한 실내실험이 수행되어졌다. 복합지반재료에 대한 실험결과 응력-변형 관계와 일축압축강도는 배합조건에 크게 의존하는 것으로 나타났고, 특히 Bottom ash 혼합시 압축강도 및 응력-변형 곡선의 기울기가 증가하는 Bottom ash 보강효과를 확인하였다. 복합지반재료의 압축강도는 양생기간이 증가할수록 증가하며, 28일 강도는 7일 강도의 약 $1.7{\sim}1.8$배 증가하는 것으로 나타났다. 복합지반재료의 단위중량은 기포함량에 크게 의존하였다. 복합지반재료의 변형계수($E_{50}$)은 Bottom ash의 혼합으로 인해 강도가 증가함에 따라 증가되었다.

• 과학교육연구지
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• 제47권1호
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• pp.24-36
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• 2023

이 연구에서는 2015 개정 교육과정에서 도입과 함께 강조된 역량 평가에 관해 화학 교사를 대상으로 관심도와 실행 수준을 알아보았다. CBAM에 기반하여 설문지가 개발되었으며, 총 123명의 화학교사 응답이 분석되었다. 관심도와 실행 수준은 단계별 빈도를 조사하였으며, 이후 인구통계학적 변인에 따른 교차 검증을 진행하였다. 관심도 분석 결과, 대부분의 교사가 3 단계(운영적 관심, 26.8%)와 2 단계(개인적 관심, 19.5%)에 머물러 있었다. 더불어 인구통계학적 변수 중 예비교사 기간 중 관련 교육 경험 여부가 통계적으로 유의미하였다. 실행 수준의 경우 III 수준(기계적)이 가장 높은 빈도로 나타났고(26.8%), 그다음으로 I 수준(오리엔테이션, 22.8%), II 수준(준비, 13.8%) 순이었다. 실행 수준 또한 예비교사 기간 중 관련 교육 경험 여부에 따라 실행 수준에 통계적으로 유의미한 차이가 있었다. 역량 평가에 대한 관심도와 실행 수준의 Spearman 상관계수가 .298로 정적 상관관계가 있었다. 이상의 결과를 바탕으로 화학 교사의 역량 평가에 대한 관심도와 실행 수준을 높이기 위한 시사점을 논의하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권2호
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• pp.163-170
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• 2022

본 연구에서는 다양한 TiO₂ 적용방법이 포러스 콘크리트의 질소산화물 제거성능 및 흡음특성에 미치는 영향을 조사하였다. 포러스 콘크리트 배합과정에서 TiO₂를 단순 혼입하는 방법, 바텀애쉬 골재에 TiO₂를 전처리하고 이를 이용하여 포러스 콘크리트를 제조하는 방법, 마지막으로 제조된 포러스 콘크리트에 TiO₂ 용액을 도포하는 방법으로 TiO₂ 적용 포러스 콘크리트를 제조하였다. 실험결과 TiO₂의 단순 혼입은 TiO₂의 함량이 증가함에 따라 압축강도를 감소시켰으며, 공극률은 증가시키는 것으로 관찰되었다. TiO₂ 함침 바텀애쉬 골재를 이용하는 경우 압축강도는 기존 포러스 콘크리트와 유사하지만 공극률이 감소하는 것으로 나타났다. 마지막으로 표면 도포 방법의 경우 공극률은 유사하였으나 강도가 증가하였다. 질소산화물 제거성능에서 TiO₂를 표면 도포한 샘플이 가장 높은 효율을 보였으며, TiO₂를 단순 혼입한 샘플들보다 바텀애쉬 골재에 전처리한 샘플에서 더 높은 질소산화물 제거성능이 관찰되었다. 흡음성능의 경우 TiO₂를 단순 혼입한 경우 공극률과의 상관관계를 확인할 수 있었지만, 다른 적용방법의 경우 일정한 경향이 발견되지는 않았다.

• 품질경영학회지
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• 제50권1호
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• pp.169-181
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• 2022

Purpose: This paper addresses a case study of developing a flame retardant wood-plastic composites (WPC) by adding tannic acid to the existing synthetic wood. The optimal mixing ratios of six components are explored to minimize the burning time using two mixture designs. Methods: In the preliminary experiment, six components are considered to find important components and their ranges. Seven D-optimal mixture design points are generated. Two points are removed for the balance of plastic components to be maintained, and the remaining five points are augmented with two basic compositions. Four components are selected to be considered in the main experiment. In the main experiment, pellets are extruded at the eight mixture design points. In-house testing of burning time is executed three times. Specimens made of pellets from two promising flame retardant compositions are sent to the accredited laboratories and tested. Results: The test results are as follows: 1) The best composition (Wood flour, Tannic acid, PE, Lubricant) = (25, 41, 10, 2) (wt%) shows the burning time of 1 second, which is 9-fold improvement compared to the the burning time of 9 seconds from the existing composition (58, 0, 10, 2) (wt%). 2) The second best composition (41, 25, 10, 2) (wt%) results in the burning time of 2 seconds. This composition is inferior to the best composition in terms of the flame retardancy, but more economical since it needs less tannic acid which is 100-fold expensive than the wood flour. Conclusion: Flame retardant compositions are found by adding tannic acid to the existing WPC employing optimal mixture designs. This case study will be helpful to practitioners who try to develop new products with additional physical properties with as small number of experimental trials as possible. Future research direction includes exploring conditions which satisfy both performance level and cost limitation simultaneously.