• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권8호
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• pp.2771-2782
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• 2022

When assessing the radiological consequences of postulated accident scenarios, it is of primary interest to determine the amount of radioactive fission gas accumulated in the fuel rod free volume. The state-of-the-art semi-empirical approach (ANS 5.4-2010) is reviewed and compared with a mechanistic approach to evaluate the release of radioactive fission gases. At the intra-granular level, the diffusion-decay equation is handled by a spectral diffusion algorithm. At the inter-granular level, a mechanistic description of the grain boundary is considered: bubble growth and coalescence are treated as interrelated phenomena, resulting in the grain-boundary venting as the onset for the release from the fuel pellets. The outcome is a kinetic description of the release of radioactive fission gases, of interest when assessing normal and off-normal conditions. We implement the model in SCIANTIX and reproduce the release of short-lived fission gases, during the CONTACT 1 experiments. The results show a satisfactory agreement with the measurement and with the state-of-the-art methodology, demonstrating the model soundness. A second work will follow, providing integral fuel rod analysis by coupling the code SCIANTIX with the thermo-mechanical code TRANSURANUS.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권10호
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• pp.3833-3840
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• 2022

A method for calibrating the energy scale and detection efficiency of stilbene scintillators is presented herein. This method can be used to quantitatively analyze the Compton continuum of gamma-ray spectra obtained using such scintillators. First, channel-energy calibration was conducted by fitting a semi-empirical equation for the Compton continuum to the acquired energy spectrum and a new method to evaluate the intrinsic detection efficiency, called intrinsic Compton efficiency, of stilbene scintillators was proposed. The validity of this method was verified by changing experimental conditions such as the number of sources being measured simultaneously and the detector-source distance. According to the energy calibration, the standard error for the estimated Compton edge position was ±1.56 keV. The comparison of the intrinsic Compton efficiencies calculated from the single- and two-source spectra showed that the mean absolute difference and the mean absolute percentage difference are 0.031 %p and 0.557%, respectively, demonstrating reasonable accuracy of this method. The feasibility of the method was confirmed for an energy range of 0.5-1.5 MeV, showing that stilbene scintillators can be used to quantitatively analyze gamma rays in mixed-radiation fields.

• 한국추진공학회지
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• 제26권2호
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• pp.1-11
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• 2022

일반적인 축소 확대형 초음속 노즐에 대한 열해석에서 경계조건으로 사용되는 벽면의 열전달 계수는 노즐 전체의 열해석 정확도에 영향을 미친다. 이에 많은 열전달계수 도출 방법이 제안되어 왔으며, 본 연구에서는 각각의 기법들을 실제 실험 조건에서 열전달 계수를 계산하고 비교하고자 하였다. 이를 위해 기 수행된 벽면 등온 노즐의 열전달실험에 대해 이론 기반의 analogy 기법과 반경험식, 유체전산해석을 통해 열전달 계수를 도출하고 실험결과와 비교하였다. 해석 결과는 반경험식들은 전반적으로 다른 방법에 비해 대류 열전달 계수를 과도하게 예측하고, Prandtl-Taylor analogy 기법과 k-ω SST 모델을 적용한 전산해석 결과가 실험결과와 비교적 잘 일치하는 경향성을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.231-238
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• 2002

콘크리트 교량 바닥판은 건조수축 및 온도변화 등에 의하여 초기 1차균열이 발생하고, 사용기간 동안 반복되는 차량하중의 크기와 철근 간격 등에 의하여 초기 균열이 이방향 균열로 점차 발전하게 된다. 그러나 현재 사용되고 있는 대부분의 균열 예측식이 일방향 부착-슬립이론에 기초하고 있기 때문에 철근과 보강재의 간격에 따라 변화되는 교량 바닥판의 균열폭을 예측하고 보강된 바닥판의 사용성을 평가하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 시험결과에 기초하여 성능향상된 바닥판의 균열 메카니즘을 구명하였으며, 이로부터 사용성을 평가할 수 있는 새로운 균열예측식을 제안하였다. 제안된 균열예측식은 기존 균열식에 비하여 예측결과가 우수한 것으로 나타났으나, 철근 항복 이후 철근과 보강재의 변형률이 급격히 증가할 때 오차범위가 커지는 것으로 나타나 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. 따라서 보다나은 균열예측을 위해서는 피로 하중하에서의 철근 항복이후에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권7호
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• pp.368-374
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• 2007

CVD-SiC coating has been introduced as a protective layer in TRISO nuclear fuel particle of high temperature gas cooled reactor (HTGR) due to its excellent mechanical stability at high temperature. In order to prevent the failure of the TRISO particles, it is important to evaluate the fracture strength of the SiC coating layer. It is needed to develop a new simple characterization technique to evaluate the mechanical properties of the coating layer as a pre-irradiation step. In present work, direct strength measurement method with the specimen of hem i-spherical shell configuration was suggested. The indentation experiment on a hemisphere shell with a plate indenter was conducted. The fracture strength of the coating layer is related with the critical load for radial cracking of the shell. The finite element analysis was used to drive the semi-empirical equation for the strength measurement. The SiC hemispherical shells were successfully recovered from the section-grinding of TRISO coated particle and successive heat treatment in air. The strength of CVD-SiC coating layer was evaluated from the experimentally measured critical load during the indentation on SiC hemisphere shell. Weibull diagram of fracture strength was also constructed. This study suggested a new strength equation and experimental method to measure the fracture strength of CVD-SiC coating of TRISO coated fuel particles.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.83-97
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• 1999

본 논문에서는 연성 매설관과 지표 상재하중의 상호작용에 관한 내용을 다루었다. 본 연구에서는 유한요소해석을 이용한 매개변수 연구를 수행하였으며, 이와 아울러서 적용된 유한요소해석 모형의 검증 및 지표 상재하중을 부담하는 연성 매설관의 거동 파악을 목적으로 실내모형실험을 수행하였다. 해석결과를 토대로 지반/매설관 접촉면에서의 연직응력 및 파이프의 축력 분포 경향 등 지표 상재 하중하에서 매설관의 하중응답 특성을 구체적으로 고찰하였으며, 그 결과를 종합적으로 분석하여 추후 수행될 보다 효율적인 매설관 설계/해석법의 개발에 사용될 데이터 베이스를 구축하였다. 해석결과를 분석한 결과 매설관과 지표 상재하중의 상호작용 정도는 매설관과 상재하중의 상대적 위치에 따라 좌우되며, 지반-구조물 상호작용을 고려하지 않고 있는 현 설계방법은 연성 매설관의 지표 상재 하중에 대한 응답특성을 효율적으로 반영하지 못하는 것으로 나타났다. 또한 본 연구의 결과를 토대로 지표 상재하중에 의한 연성 매설관의 최대 축력을 예측할 수 있는 반경험적 평가식을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.45-58
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• 2015

본 연구에서는 이론적 고찰을 통해 Kozeny-Carman식을 변형하여 전기전도도 측정을 통한 사질토의 투수계수 추정식을 제안하였다. 제안된 예측식에 대한 실험적 검증을 위해 6종류의 사질토에 대하여 4개의 전극을 설치한 정수위 투수시험을 실시하였으며, 다양한 변수들 하에 시험을 진행하였다. 시험 결과, 사질토에서 흙 입자 표면을 통한 전기전도는 미미하였으며, 간극수의 전기전도도가 투수계수와 formation facotor에 미치는 영향은 제한적이었다. 흙 입자의 유효입경이 formation factor에 미치는 영향은 미미하였으나 투수계수에는 큰 영향을 주었다. 제안된 식을 활용하여 투수계수를 예측하기 위해서는 형상계수와 Archie's m에 대한 정보가 필요하여 error norm방법을 사용해 형상계수를 구하였다. 또한, 간극률을 변화시키며 측정된 formation factor를 사용하여 Archie's m을 구하였다. formation factor를 사용하여 계산한 투수계수를 측정값과 같이 도시한 결과, 계산된 투수계수는 측정된 투수계수와 유사한 값을 보여주었다. 기존 Kozeny-Carman식과 본 연구에서 제안하는 전기전도도를 이용한 투수식 간의 정량적인 비교를 위해, 정규화된 투수계수를 사용하여 형상계수, Archie's m, 간극률에 따른 정규화된 투수계수의 변화를 비교한 결과, 형상계수와 Archie's m의 변화에 따른 정규화된 투수계수의 변화 폭에 비해, 간극률의 변화에 따른 정규화된 투수계수는 매우 큰 폭으로 변하였다. 따라서 본 연구에서 제안하는 전기전도도를 이용한 투수계수 예측식이 기존 Kozeny-Carman식보다 더 높은 신뢰도를 보일 것으로 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제23권9호
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• pp.483-488
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• 2013

Over the past few decades, high-nitrogen austenitic steels have steadily received greater attention since they provide a unique combination of high strength and ductility, good corrosion resistance, and non-magnetic properties. Recently, highnitrogen 18Mn-18Cr austenitic steels with enhanced strength have been developed and widely used for generator retaining rings in order to prevent the copper wiring from being displaced by the centrifugal forces occurring during high-speed rotation. The high-nitrogen austenitic steels for generator retaining ring should be expanded at room temperature and then stress relief annealed at around $400^{\circ}C$ to achieve the required mechanical properties. In this study, four kinds of high-nitrogen 18Mn-18Cr austenitic steels with different nitrogen content were fabricated by using a pressurized vacuum induction melting furnace, and then the effects of nitrogen content, cold working, and stress relieving on tensile properties were investigated. The yield and tensile strengths increased proportionally with increasing nitrogen content and cold working, and they further increased after stress relieving treatment. Based on these results, a semi-empirical equation was proposed to predict the tensile strength of highnitrogen 18Mn-18Cr austenitic steels for generator retaining rings. It will be a useful for the effective fabrication of high-nitrogen 18Mn-18Cr austenitic steels for generator retaining rings with the required tensile properties.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.43-50
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• 2000

본 논문에서는 도심지 깊은 굴축현장에서 수집한 계측자료를 토대로 분석한 흙막이벽체의 거동에 관한 내용을 다루었다. 총 57개 현장에 시공된 H-pile+흙막이판 벽체와 현장타설 주열식 말뚝 벽체, 그리고 지하연속벽체 등 다양한 종류의 흙막이 벽체를 고려하였으며, 굴착으로 인한 벽체의 거동 및 겉보기토압을 집중적으로 분석하였다. 수집된 계측자료를 토대로 벽체 및 지지구조의 형식 등 흙막이벽체의 다양한 구성요소가 벽체의 거동 및 겉보기 토압에 미치는 영향을 분석.고찰하였으며, 그 결과를 현재 적용하고 있는 설계/해석법과 비교하는 한편 다양한 차트의 형식으로 제시하였다. 또한 계측자료를 토대로 흙막이벽체의 최대수평변위를 평가하는 경험식을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2D호
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• pp.341-347
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• 2006

임하호는 안동호 유역과 지형학적으로 인접되어 있지만 강우강도에 따른 탁수발생에는 큰 차이를 보이고 있으며 이러한 원인을 밝히는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 안동호와 임하호 유역을 연구대상지로 선정하여 준경험 토사유실모델인 RUSLE 모델을 이용하여 고탁수 발생에 큰 영향을 미치는 토사유실량을 비교 평가하였다. 먼저, 환경부에서 구축한 토지피복도를 기반으로 토사유실에 가장 민감한 농경지비율을 분석한 결과, 안동호유역은 11.88%, 임하호유역은 14.95%로서 임하호유역이 3.07% 높게 평가되었다. 또한 RUSLE 인자의 분석에서는 경작인자를 제외한 모든 인자들이 임하호유역에서 높게 평가되었으며, 이는 시간적인 변화를 보이는 강우자료를 제외한 토양, 지형 그리고 토지피복상태가 임하호유역이 안동호유역에 비해 토사유실에 취약한 구조를 가지고 있음을 의미한다. 토사유실량 평가에서도 안동호와 임하호유역이 각각 1,275,806 ton과 1,501,608 ton으로서, 임하호유역이 안동호유역에 비해 225,802 ton만큼 높게 평가되었다.