• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.347-354
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• 2021

화학공장과 같은 장치산업은 고온·고압·유독성 유체가 배관을 통하여 각종 설비들 사이를 이동한다. 온도변화, 진동, 지진, 지반침하와 같은 주변환경의 변화에 의한 배관의 위치 이동과 파손은 인명피해를 수반하는 큰 사고로 연결되는 경우가 많다. 이러한 사고를 방지하기 위하여 배관에 가해지는 각종 충격을 흡수하고, 보완하여 사고를 미연에 방지하기 위한 여러 가지 종류의 익스펜션 조인트(Expansion Joint)를 사용한다. 따라서 사용된 익스펜션 조인트의 변형을 측정하고, 수명을 예측하는 것은 대형사고를 방지하기 위하여 매우 중요하다. 본 논문에서는 익스펜션 조인트의 변형을 일종의 모션으로 이해하고, Hall Effect Sensor와 9-Axis Sensor를 사용하여 변화를 측정하였다. 그리고 범용의 마이컴보드 아두이노와 C언어를 사용하여 측정된 데이터를 모으고, 분석하여 익스펜션 조인트의 변형을 예측할 수 있는 시스템에 대하여 연구하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권3호
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• pp.347-352
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• 2015

시간영역반사계(time domain reflectometry, TDR)는 한 쌍의 도선에 입력한 파동의 진행 및 반사 현상을 분석하여 도선의 상태를 감시하는 기술이다. 이를 이용하여 본 논문에서는 파이프 연결부의 누수 감지 시스템을 개발하였다. 파이프 표면에 설치된 도선을 통해 TDR 신호를 송신하면, 누수에 의해 도선의 특성 임피던스가 달라지는 지점에서는 반사가 일어나게 되고 이를 기반으로 누수의 발생지점을 추론할 수 있다. 이를 위해, 유한차분 시간영역법(finite difference time domain, FDTD)을 이용한 전진 모델을 만들고, 이의 역문제를 풀어 누수 위치를 추론하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권4호
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• pp.86-94
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• 2017

본 연구에서는 소방시설의 내진설계기준에 의한 Cook Book 방식과 Static System Analysis 방식을 비교 해석하였다. Cook Book 방식은 배관을 동일 구간마다 나누어 해석한다. 이 방식은 배관, 물 그리고 관부속의 무게에 따라 버팀대를 설계하는 방식으로 해석하는 구간 외에는 응력해석이 불가능하다. 그러나 Static System Analysis는 배관 전체를 하나의 구조체로 보기 때문에 전체 배관에 대한 응력해석이 가능하다. 국소적으로 발생되는 치명적 응력 값에 대해서는 국부적으로 배관의 응력을 해소할 수 있는 장치의 설치를 통해 적극적으로 배관해석을 할 필요가 있다. 국내의 경우 소방시설의 내진설계기준이 Cook Book 방식만을 제시하고 있어 내진설계의 다양화에 많은 문제점을 가지고 있다. 그러므로 공학적으로 검증된 여러 종류의 Static System Analysis 방법을 통해 배관의 내진 설계를 방법을 적용할 필요가 있다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권2호
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• pp.261-270
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• 2018

심부시추공 처분에서 정치기구와 처분용기 사이를 연결하는'J-slot joint'를 대체할 수 있는 새로운 접속장치를 개발하고자 하였다. 새로운 접속장치는 처분용기 쪽의 쐐기와 이를 체결할 수 있는 정치기구 쪽의 쐐기집으로 구성되었다. 새로운 접속 장치는 부품교체 없이도 체결과 분리가 자유롭고, Drill pipe 외에도 Wire-line이나 Coiled tubing 등의 정치기구와도 연결이 가능한 장점을 갖추었다. 새로운 접속장치의 실증을 위해, 1/3 크기로 새로운 접속장치(${\Phi}110mm$, H 148 mm), 처분용기 2단 행렬(${\Phi}140mm$, H 1,105 mm), 그리고 모의 시험공(${\Phi}150mm$, H 1,500 mm)을 설계 및 제작하였다. 새로운 접속장치의 실증시험용 머드로는 Na형 벤토나이트(MX-80)와 Ca형 벤토나이트(GJ-II)를 고형분 함량 7wt% 및 29wt%로 각각 제조하여 사용하였다. 실증시험 결과, 새로운 접속장치는 벤토나이트 머드와 순수 조건에 대해 $10m{\cdot}min^{-1}$ 속도에서 무리없이 작동하였다. 결론적으로, 심부시추공 처분을 위한 새로운 처분용기 접속장치는 정치와 회수를 위한 접속장치로 향후 유용하게 활용될 수 있다고 보았다.

• 로봇학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.247-255
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• 2013

This paper shows the development of a snake robot (KAEROT-snake V) which consists of 16 1-DOF actuator modules and head module. The modules are connected serially and the joint axis of each module is rotated by $90^{\circ}$ with respect to the previous joint so that the snake robot can move in the 3D space. A tail actuator module includes slip-ring and metal connector. KAEROT-snake IV developed in prior research could move in the 3D space and climb up in a narrow pipe. But its design was not appropriate to the unstructured tough environment and its speed was somewhat slow. A new actuator module is designed to enclose all parts of the module so that any wire is not exposed. The size and weight of the new module was slightly reduced. And the rotation speed and torque of the joint was increased by about twice when compared with pre-module. An embedded controller was developed so small that it can be mounted inside the module. The performance of the developed robot was demonstrated through various locomotion experiments.

• 항공우주기술
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• 제12권1호
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• pp.105-110
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• 2013

액체로켓엔진 고압 배관의 김발 신축이음은 고압에서 반복적인 회전 변위를 받게 된다. 본 연구에서는 고압에서 내부형 김발 신축이음의 모멘트 해석 및 시험을 수행하였다. 해석적으로 스프링 강성, 마찰과 측력에 의한 모멘트 값을 각각 구하고 시험으로 얻어진 전체 모멘트 값과 비교하였다. 또한 외부형 힌지 신축이음에 대하여 회전 핀에 이황화몰리브덴 코팅을 적용하여 저압에서 갈링 현상이 없어지고 마찰 계수가 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.420-425
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• 2010

온간단조(warm forging) 가공은 가공소재(Billet)를 $800^{\circ}C$ 정도로 가열하여 금형의 다이블록 임프레션(impression) 상면(上面)에 위치결정 시켜 단조하고 있는데, 이 단조가공 과정에서 산화스케일의 비산에 따른 작업자의 화상에 대한 위험도와 산화스케일이 다이블록의 임프레이션에 부착 되거나 열처리기술 미흡으로 금형수명(die life)을 단축시키며 다이블록 안에 분무하는 이형제는 유해먼지, 유해증기, 미스트, 퓸, 악취 등을 발생시켜 작업장 환경을 오염시킴으로써 직무기피 직종으로 분리되기 때문에 생산량 목표 달성에 큰 문제점으로 대두 되고 있다. 더욱이 다이블록의 임프레이션 마멸부위를 수리보수하기 위한 재생공법의 미흡으로 납기지연, 금형비 상승의 요인으로 나타나므로 이에 대한 재생공법 개선과 작업장의 공해물 제거장치의 개발이 요망되고 있다. 본 연구에서는 황동제 관 이음쇠의 온간단조가공에서 도출된 빌릿가열시 문제점, 금형재생 보수시 문제점, 제조원가의 상승요인 등을 외국의 기술과 비교하여 온간단조 금형제작방법개선, 금형재생보수공법 개선, 유해가스 제거장치를 도입하여 환경친화형 작업장 개선 등으로 문제점을 해결 하고자 하였다.

• 자원환경지질
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• 제49권1호
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• pp.31-41
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• 2016

본 연구는 절리의 방향분포가 절리성 암반의 수리적 특성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 등가파이프 연결구조에 기반을 둔 이차원 DFN(discrete fracture network) 유체유동 해석 프로그램 코드를 개발하고 수치실험을 수행하였다. 수치실험에 사용된 이차원 DFN 시스템은 경계효과를 고려하여 $32m{\times}32m$ 영역의 중앙에서 $20m{\times}20m$ 크기의 DFN 블록이다. 두 절리군을 사용하여 절리의 빈도와 길이분포를 고정하고 절리군 선주향의 평균과 표준편차를 달리하며 추계론적으로 생성한 총 15개의 DFN 블록에 대하여 매 $30^{\circ}$ 간격으로 회전하면서 총 12 방향으로 구현한 총 180개 DFN 블록에서 블록수리전도도가 산정되었다. 또한, 각각의 DFN 블록에서 이론적 블록수리전도도, 주 수리전도도텐서 및 평균블록수리전도도를 추정하여 비교분석한 결과, 절리군의 평균 교차각이 작을수록 절리 방향분포의 변동성이 이차원 DFN 시스템의 등가연속체 취급 가능성 및 블록수리전도 특성에 더욱 영향을 미치는 것으로 평가되었다.

• Clinics in Shoulder and Elbow
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• 제13권1호
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• pp.72-78
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• 2010

목적: 견관절의 Bankart 병변에 대하여서 관절경적 수술하에서도 골경유 봉합이 가능하도록 유연성 골 천공기를 개발하였으며 이에 대한 동물 실험 및 임상 증례를 보고하는 바이다. 대상 및 방법: 유연성 천공기 세트는 유연성 천공기와 유도관으로 구성되어 있다. 유연성 천공기는 49개의 미세강선들이 단일 강선 (직경 1.2 mm)으로 꼬인 구조로 이루어져 유연성이 있으며 이러한 유연한 강선의 한 쪽 끝에는 천공기 (직경 1.2 mm)가 용접되어 있는 구조로 이루어져 있다. 유도관은 외경 3.0 mm, 내경 2.0 mm의 원통형 금속 도관으로 이루어져 있으며 한 쪽 끝은 30도 정도 굴곡되어 있다. 기기의 내구성 및 임상적 유용성을 시험하기 위하여 돼지의 견갑골 관절와에 골 천공을 실시하는 실험을 30회 이상 실시하였다. 유연성 강선 부위의 기계적 파단이나 골 천공의 실패 등은 발생하지 않았다. 일반적 견관절 관절경 술식대로 견관절의 후방 입구 및 전 상방, 전 후방 입구들을 확보한 후 관절경하에서 Bankart 병변이 확인이 되면 면도기를 이용하여 견갑와 내측면의 변연 절제를 실시하여 골 출혈을 유도한다. 이후 관절경을 전 상방 입구로 이전 시키고, 후방 입구를 통하여서 유연성 골천공기 세트의 유도 강관을 삽입하는데 유도 강관의 끝이 견갑와연에서 약 5 mm 정도 안쪽에 위치되도록 한다. 유도강관 내로 유연성 천공기를 삽입한 후 구동기를 이용하여서 견갑와의 골 천공을 실시한다. 골 천공 후에는 유연성 천공기만 유도강관에서 제거한 후에 유도 강관내로 봉합사를 삽입하여 천공된 골구로 통과시키도록 한다. 봉합 갈고리를 이용하여 관절와순에 유도봉합사를 통과시킨 후에 이 유도봉합사에 골 천공구를 통과한 봉합사를 끼워서 관절완순을 통과하도록 한 후 활주 결찰을 실시하여 골 관통 봉합을 이루도록 한다. 동일한 방식으로 견갑와의 2시, 4시 방향에 골 천공을 시행하여 견갑와순의 봉합을 실시한다. 결과: 외상성 견관절 탈구 환자 5예에서 유연성 골 천공기를 이용한 Bankart 병변의 봉합을 실시하였다. 수술 도중 또는 수술후의 신경이나 혈관 손상 등의 문제점이나 합병증 등은 발생하지 않았으며 기기 자체의 문제들도 발생하지 않았다. 평균 6개월간의 추시 결과 상에서는 재탈구 등의 증상은 나타나지 않았다. 결론: 유연성 골 천공기를 사용한 Bankart 병변의 봉합시 관절경적 수술이면서도 골 관통식 봉합이 가능하여 관절와순의 부착면적의 증대 효과 뿐 아니라 손쉬운 활주 결찰이 이루어 질 수 있음을 보여주었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.16-23
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• 2020

우리나라의 연평균 지진발생 횟수는 꾸준히 증가하는 추세이다. 최근경주와 포항에서 규모 5를 초과하는 지진이 발생하여 상수도관의 피해가 다수 보고된 바 있다. 따라서 국내에서도 상수도관의 지진에 대한 대비가 필요 할 것으로 판단된다. 상수도관은 상수도 공급시스템 에 있어 혈관과도 같은 중요한 시설로서 다양한 규격과 재질의 배관으로 구성된다. 그러므로 지진에 의한 상수도관의 손상은 식수공급, 화재진압 등의 문제를 일으키게 되며, 인명 및 재산피해를 유발하게 된다. 하지만 국내에서는 시험 검증 및 경험에 의해 매립상수도관의 내진 성능이 평가된 예를 찾아보기 어렵다. 지진에 의한 상수도관의 손상은 액상화와 단층과 같은 지반의 변위지배적인 거동으로 인하여 발생한다. 지진에 의한 상수도관의 주된 파손은 배관 이음부에 집중되며 특히 직경 200mm 이하 배관이 위험한 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구에서는 호칭 150mm의 클램프로 고정된 이음을 가지는 iPVC 매립 상수도관에 대하여 시험적인 접근으로 내진 성능 및 내침하 성능을 평가 하였다.