• 제목/요약/키워드: Structure stability

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PSC 내부 텐던의 긴장력 관리를 위한 저전압 EM 센싱 기법 (Low-Voltage EM(Elasto-Magnetic) Sensing Technique for Tensile Force Management of PSC(Prestressed Concrete) Internal Tendon)

  • 박지환;김준경;엄기영;박승희
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권2호
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    • pp.87-92
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    • 2019
  • 본 논문에서는 안정적인 전력공급이 어려운 실제 현장에 적용하기 위해서 PSC 내부 텐던의 긴장력 관리를 위한 저전압 EM센싱기법을 검증하였다. 지난 국내외 PSC 구조물 사고 사례를 볼 수 있듯이, 공용간 구조적 안정성을 확보하기 위해서는 PS텐던의 긴장력 관리가 매우 중요함을 알 수 있었다. 이에 본 논문에서는 EM센서를 통해 탄성-자기이론을 기반한 강자성체의 자기변형과 응력의 관계를 이용하여 전압 크기에 따른 긴장력에 대한 자기이력곡선을 계측하고자 하였다. 이를 위해 이중 원통코일형태의 EM센서를 제작하고 유압식 인장기를 이용한 PS텐던 인장 실험 장비를 구성하였다. 실험은 단계적으로 전압을 감소시켜 긴장력 크기에 따른 자기이력곡선의 변화를 계측하면서 최대/최소 전압값에 대한 계측결과에 따른 투자율의 변화와 긴장력의 관계를 비교 분석하였다. 그 결과, 전압이 감소하여 자기장의 크기가 작아짐에 따라 추정식에 대한 상수는 상이하지만 유사한 형태의 자기이력곡선 투자율의 변화를 확인할 수 있었다. 이를 통해 본 연구에서는 저전압 상태에서 EM센싱기법을 이용한 PSC 내부 텐던에 대한 긴장력 관리가 가능할 것으로 판단된다.

olaFlow 모델에 의한 규칙파작용 하 혼성방파제-해저지반의 상호작용에 관한 수치시뮬레이션 (Numerical Simulation of Interaction between Composite Breakwater and Seabed under Regular Wave Action by olaFlow Model)

  • 배주현;이광호;정욱진;김도삼
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제30권6호
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    • pp.270-285
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    • 2018
  • 해안 항만구조물을 대표하는 혼성방파제의 설계에서 파랑하중에 의한 사석마운드 및 해저지반의 내부에서 과잉간극수압의 거동과 그에 따른 구조물의 파괴가 논의되어 왔고, 이를 수치시뮬레이션기법으로 규명하려는 시도가 있어왔다. 수치시뮬레이션에 관한 대부분의 연구에서는 선형 및 비선형의 해석법이 적용되었지만, 난류모델를 고려한 강비선형해석법이 적용된 사례는 거의 없었다. 본 연구에서는 VOF 법에 의한 쇄파현상과 LES 법에 의한 난류모델을 고려하는 고정도의 혼상류해석법인 olaFlow 모델을 적용하였으며, 규칙파-해저지반 및 규칙파-혼성방파제-해저지반의 상호작용해석에 관한 기존의 수치해석해 및 실험치와의 비교로부터 olaFlow 모델의 타당성을 입증하였다. 이로부터 혼성방파제의 케이슨과 사석마운드에서뿐만 아니라 해저지반의 내부에서 규칙파랑하중에 의한 수평파압, 과잉간극수압의 공간분포, 평균유속, 평균와도의 공간분포에 관한 특성 및 와도 크기의 평균분포와 평균난류 운동에너지와의 관계를 검토하였으며, 나아가 혼성방파제의 안정성을 논의하였다.

다목적함수 최적화 기법을 이용한 우주발사체의 포고억제기 설계 (Pogo Suppressor Design of a Space Launch Vehicle using Multiple-Objective Optimization Approach)

  • 윤남경;유정욱;박국진;신상준
    • 한국추진공학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.1-11
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    • 2021
  • 포고 현상은 액체추진 로켓에서 발생하는 축방향의 동적 불안정 진동이다. 동체의 고유진동수와 추진제 공급계의 주파수가 가까와 지면 전체 시스템이 불안정 현상을 보인다. 포고 현상을 예측하기 위해 1단의 추진제 (산화제 및 연료) 탱크는 쉘 요소로, 나머지 구성 요소인 엔진 및 상단은 mass-spring으로 모델링하여 구조해석을 수행하였다. 추진제 공급계의 압력 및 유량 섭동예측에는 transmission line model이 사용되었다. 본 논문에서는 이와 같이 수행된 구조 및 유체 모델링을 통합하여 폐루프 전달함수를 구성하였다. 포고 억제기는 수동적인 방법으로 압력 섭동을 흡수하는 분 기관 및 accumulator로 구성되며 추진제 공급계 중간에 위치한다. 발사체의 비행과정 동안 포고현상을 억제하는 설계 최적화를 위한 설계변수로는 분기관 및 accumulator의 직경 및 길이로 설정하였다. 목적함수로는 포고 억제기의 질량, 그리고 추진제 질량에 따른 폐루프 전달함수의 에너지 최소화로 설정하여 다목적함수 최적화를 수행하였다.

Bi1/2Na1/2TiO3-BiAlO3 무연 압전 세라믹스의 유전 및 전기 기계적 변형 특성에 대한 SrTiO3 첨가 효과 (Effects of SrTiO3-Modification on the Dielectric and Electromechanical Strain Properties of Lead-Free Bi1/2Na1/2TiO3-BiAlO3 Piezoceramics)

  • 이상섭;이창헌;즈엉 짱 안;김동혁;김병우;한형수;이재신
    • 한국재료학회지
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    • 제31권10호
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    • pp.562-568
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    • 2021
  • (Bi1/2Na1/2)TiO3 (BNT)-based ceramics are considered promising candidates for actuator application owing to their excellent electromechanical strain properties However, to obtain large strain properties, there remain several issues such as thermal stability and high operating fields. Therefore, this study investigates a reduction of operating field in (0.98-x)Bi1/2Na1/2TiO3-0.02 BiAlO3-xSrTiO3 (BNT-2BA-100xST, x = 0.20, 0.21, 0.22, 0.23, and 0.24) via analyses of the microstructure, crystal structure, dielectric, polarization, ferroelectric and electromechanical strain properties. The average grain size of BNT-${\underline{2}}$BA-100xST ceramics decreases with increasing ST content. Results of polarization and electromechanical strain properties indicate that a ferroelectric to relaxor state transition is induced by ST modification. As a consequence, a large electromechanical strain of 592 pm/V is obtained at a relatively low electric field of 4 kV/mm in 22 mol% ST-modified BNT-2BA ceramics. We believe that the materials synthesized in this study are promising candidates for actuator applications.

현무암층 사이에 존재하는 클링커층과 퇴적층의 시멘트 그라우팅 보강에 따른 얕은 기초 거동 평가 (Evaluation of Shallow Foundation Behavior on Basalt Rock Layers With Clinker and Sediment Layers Reinforced Using Cement Grouting)

  • 이기철;신현강;정혁상;김동훈;유용선;김동욱
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.33-44
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    • 2019
  • 클링커층은 제주도와 같은 화산지대에 분포하는 독특한 지층구조로 용암이 분출하며 고결되는 과정에서 생긴 클링커가 암반층 하부에 퇴적된 지층을 의미한다. 클링커층은 용암 가스의 분출과정에서 동반되는 다량의 공극을 포함하고 있기 때문에 지층 내 존재할 시 지반의 전체적인 안정성을 저해할 가능성이 존재하며 이에 대한 대처가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 클링커층이 존재하는 00교의 시점 및 종점 부근에서 각 2공의 지반조사(총 4공)를 수행하였고, 지반조사결과를 토대로 얕은 기초 시공 시 거동을 수치해석적으로 검토하였다. 또한 클링커층의 약액주입공법을 통한 그라우팅 치환 시 개선된 얕은 기초 거동을 원지반에서의 얕은 기초 거동과 비교하고, 지층별 그라우팅 치환 효율을 분석하였다. 분석 결과, 클링커층보다는 기존 지반에 존재하는 퇴적층의 유무에 따라 지지력 및 치환 효율, 탄성 침하량에 차이가 발생하였으며, 이는 퇴적층이 상대적으로 클링커층보다 낮은 강성과 밀도를 가지고 있기 때문으로 판단된다.

고분자 전해질 막 연료전지 응용을 위한 탄화수소계 기반 가교 전해질 막의 연구동향 (Research of Cross-linked Hydrocarbon based Polymer Electrolyte Membranes for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Applications)

  • 고한솔;김미정;남상용;김기현
    • 멤브레인
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    • 제30권6호
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    • pp.395-408
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    • 2020
  • 고분자 전해질 막 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cell, PEMFC)는 환경오염물질 배출이 없는 친환경 에너지 변환 장치로 주목을 받고 있다. PEMFC의 구성요소 중 고분자 전해질 막(polymer electrolyte membrane, PEM)은 음극에서 발생되는 수소이온을 양극으로 전달하는 역할과 동시에 분리막으로써 연료의 투과를 차단하는 역할을 수행하는 핵심 소재이다. 대표적으로 Nafion®과 같은 과불소화계 고분자 전해질 막이 상용화 되어있지만 높은 단가 및 분해 시 환경오염물질이 배출되는 단점이 존재하여, 이를 대체할 탄화수소계 고분자를 활용한 전해질 막 개발에 관한 연구들이 수행되고 있다. 높은 수소이온 전도도를 가지며 동시에 우수한 물리·화학적 안정성을 갖는 탄화수소계 고분자 기반 전해질 막을 개발하기 위해 가교 구조가 도입된 전해질 막을 개발하는 연구들이 보고되고 있다. 본 총설은 가교 전해질 막을 제조하기 위해 이온교환 작용기가 도입된 탄화수소계 고분자를 활용하여 다양한 종류의 가교 전해질 막을 제조하는 방법에 대해 논하였다.

불소화 일라이트/폴리프로필렌 복합섬유 형성 및 열 및 기계적 특성 (Fluoro-illite/polypropylene Composite Fiber Formation and Their Thermal and Mechanical Properties)

  • 정의경;이영석
    • 공업화학
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    • 제22권5호
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    • pp.467-472
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    • 2011
  • 본 연구에서는 천연물을 이용한 기능성 섬유를 제조하기 위하여 미처리 및 불소화 일라이트를 첨가하여 일라이트/PP 복합섬유를 용융방사로 제조하고 그 물리적 특성을 고찰하였다. 복합필라멘트 형성 시 층상구조를 가지는 일라이트의 윤활특성으로 순수 PP 필라멘트에 비해 복합필라멘트의 직경이 감소하는 현상이 나타났으며, 불소화의 효과로 인한 계면 친화성 향상 및 분산성 향상으로 불소화 일라이트/PP 복합필라멘트의 직경이 순수 PP 필라멘트의 2/3 정도로 감소하였다. 미처리 및 불소화 일라이트 모두 일라이트/PP 복합필라멘트의 열안정성을 향상시키는 효과가 있는 것으로 확인되었다. 또한, 미처리 일라이트/PP 복합필라멘트는 연신 공정을 거칠 때 절사가 발생하여, 복합섬유로서 활용될 수 없었으나, 불소화 일라이트/PP 복합필라멘트는 연신 후 순수 PP 필라멘트와 비슷한 인장강도를 가지고, 50% 정도 증가한 탄성률을 가지는 것으로 보아 복합섬유로서 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다. 일라이트/PP 복합필라멘트를 형성 시, 불소화를 통하여 일라이트/PP간의 계면 친화성이 향상되고 고분자 내 분산성은 향상이 되었으나, 층간 결합력이 강한 비팽윤성 일라이트 고유의 성질로 인하여 일라이트의 박리나 PP의 일라이트 내 층간삽입이 충분히 발생하지 않은 것으로 보아 나노복합체가 아닌 마이크로 복합체를 형성하는 것으로 여겨진다.

자외선 경화형 폴리우레탄 아크릴레이트/ZnO 나노콤포지트 필름의 제조 및 특성 분석 (Preparation and Characterization of UV-cured Polyurethane Acrylate/ZnO Nanocomposite Films)

  • 전권영;박수일;서종철;서광원;한학수;유영철
    • 공업화학
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    • 제22권6호
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    • pp.610-616
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    • 2011
  • 패키징 소재로의 응용을 위한 자외선 경화형 폴리우레탄 아크릴레이트/ZnO 나노복합필름을 ZnO의 함량을 달리하여 제조하였다. ZnO 함량을 달리하여 제조한 필름의 특성을 살펴보기 위하여 FTIR, WAXD, SEM, DSC, OTR, UV/VIS 그리고 antimicrobial test를 수행하였다. FTIR과 SEM결과는 PUA와 ZnO 나노입자 사이에 화학적 결합이나 상호작용이 약한 것을 확인할 수 있었으며, 이로 인해 무기 필러인 ZnO를 첨가하더라도 열적 특성의 향상을 나타내지 않는 것을 확인하였다. 그러나 ZnO 나노입자의 함량 증가에 따라 자외선 차단성과 항균성이 크게 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 산소 투과도는 ZnO의 함량이 증가함에 따라 $2005cc/m^2/day$에서 $150cc/m^2/day$로 크게 감소하였으며, 패키징 응용을 위한 차단성 필름으로서 응용 가능성이 높다는 것을 확인하였다. 이러한 PUA/ZnO 필름의 물성은 무기필러의 분산상태와 필름의 모폴로지에 크게 관계가 있는 것을 확인하였다.

8주간의 척추 안정화 운동 프로그램이 만성 경부통 환자의 NDI, 균형 능력 및 자세 변화에 미치는 영향 (The effects of 8-week spinal stabilization exercise program on NDI, postural balance and body shape change in patients with chronic neck pain)

  • 김주은;하성;김원문
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권12호
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    • pp.43-51
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    • 2020
  • 이 연구는 8주간의 척추 안정화 운동프로그램이 경부 장애 지수, 균형 능력 및 자세 변화에 어떠한 영향을 주는지를 알아보는 것이다. 운동 프로그램은 8주간 주 3회 척추 안정화 운동을 시행하였으며, 총 60분으로 구성하였다. 연구의 대상자는 6개월간 경부통을 호소하는 만성 경부통 환자 16명을 대상으로 운동 집단(n=8명)과 통제 집단(n=8명)으로 분류하여 운동 프로그램 사전, 사후의 결과를 관찰하여 다음과 같은 결과를 도출하였다. 경부 장애 지수는 시기, 집단, 상호작용에서 유의차가 나타났다(p<.05). 균형 능력은 집단 및 시기 간에서 유의한 상호작용 효과가 나타났다(p<.05). 자세 변화는 골반 경사각에서 시기, 상호작용에서 유의차가 나타났고(p<.05), 경부 및 어깨 위치각은 집단, 시기, 집단, 상호작용 모두 유의차가 나타났다(p<.05). 이상의 결과 척추 안정화 운동이 만성 경부통 환자에게 경부 장애 지수, 균형 능력 변화, 자세 변화에서 유의하게 개선된 결과를 나타내었다. 추후 연구에서는 방사선 영상을 통한 척추 구조 변화에 대한 구체적인 변화를 분석하여 척추 안정화 운동의 타당성을 높이는 연구가 필요할 것으로 사료된다.

문화재지킴이 정책의 협력적 거버넌스 운영 체계 연구 (A Study on Collaborative Governance: Focusing on the Cultural Heritage Guardians)

  • 장영기
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제54권1호
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    • pp.184-205
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    • 2021
  • 사회 운영 및 공공 정책 관리의 새로운 개념과 원리로서 거버넌스가 중시되고 영향력도 점차 강화·확산되고 있다. 다양한 거버넌스 이론과 사례 분석 연구가 활성화되는 가운데 여러 거버넌스 개념을 포용하면서 참여와 타협을 넘어 상호의존성과 책임감을 높이고 최적화된 사회적 조정 양식을 혼합·활용하여 새로운 공공 가치를 창조하는 협력적 거버넌스 개념이 주목받고 있다. 문화재 분야에서도 공공 정책 집행의 효율성과 지속가능성, 공공 서비스 확장성을 위해 거버넌스 관련 연구가 이어지고 있다. 본 연구는 협력적 거버넌스의 정부 역할론(촉진·중재·여건조성)에 주목하면서 문화재 분야 협력적 거버넌스의 운영 체계를 파악하고자 '문화재지킴이' 정책을 연구 대상으로 삼았다. 문화재 분야 거버넌스 정책의 흐름 속에서 문화재지킴이 정책의 도입과 전개 과정, 운영 방식 등을 통해 문화재지킴이 정책의 위상과 역할, 특징을 조명해보았고 협력적 거버넌스 관점에서 전반적인 참여 주체와 협력 구조, 협력 방식과 상호작용, 정책적 특징의 분석과 함께 문화재지킴이 정책의 파트너십 부문은 안셀·개쉬(Ansell & Gash) 모형의 분석틀로 활용하여 세부적인 협력 체계와 작동 방식을 확인하였다. 문화재지킴이 정책의 특징과 분석 결과를 보면 문화재 분야에서 민간 주도 또는 수평적 민관 협력의 협력적 거버넌스로 본격화된 정책적 대표성을 갖는 점, 민간 모델의 정책 도입과 연대 및 전담 조직과 전문 인력이 주요한 성공 요인으로 작용한 점, 그리고 모형 분석에서는 자원·지식의 불균형과 협력 선례 등이 참여 유인 증가의 배경이 되고 다자간 협력 지향의 개방성과 포괄성, 전담 조직의 공공 리더형 리더십과 참여기관의 오너십 확장, 협력 과정의 순서 재배열 등을 확인할 수 있었다. 한편 정책 운영의 환경과 조직, 협력 방식에서 한계를 가져 협력 중심의 포괄적인 법률적 안정성 구축, 전담 조직의 전략적 개편, 중간 지원 조직의 역량 강화와 지원, 분야별로 개별적·다자간 협의체 운영 등의 활성화 방안을 제시하였다.