• 한국통신학회논문지
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• 제34권11A호
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• pp.904-908
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• 2009

The PZT(lead, zirconium, titanium) based ceramics which, are reported to be ferroelectric materials have their important applications in the areas of surface acoustic waves (SAW), filters, infrared detectors, actuators, ferroelectric random acess memory, speakers, electronic switches etc. Moreover, these PZT materials possess the large electromechanical coupling factor, large spontaneous polarization, low dielectric loss and low internal stress etc. Hence, keeping in view the unique properties of PZT piezoelectric ceramics we also tried to synthesize indigenously the small sized PZT ceramic powder in the laboratory by using the modified sol-gel approach. In this paper, Propyl alcohol based sol-gel method was used for preparation of PZT piezoelectric ceramic. The powder obtained by this sol-gel process was calcined and sintering to reach a pyrochlore-free crystal phase. The characterization of synthesized material was carried out by the XRD analysis and the surface morphology was determined by high resolution scanning electron microscopy.

• 한국추진공학회지
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• 제20권1호
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• pp.20-27
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• 2016

연소 불안정 현상은 연료의 응답 함수, 연소율, 국부 연료 표면의 유동 속도에 영향을 미치기 때문에 고체로켓 모터 설계 시 성능이나 구조적 안정성을 다루는 측면에서 매우 중요한 부분이다. 연소 불안정 현상은 음향 모드가 연소/유동과정에서 발생하는 진동수와 결합(coupled)되었을 때 발생한다. 본 연구에서는 비선형 파동방정식으로부터 음향 비선형 불안정 모델을 유도하여 실린더형 고체로켓 모터의 연소 불안정 현상을 분석하였다. 또한 고체로켓 모터 연소실 압력, 연소 속도가 연소 불안정에 미치는 영향을 조사하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권6호
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• pp.578-586
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• 2010

This paper describes a theoretical model and acoustic analysis of hysteresis of contacting surfaces subject to compression pressure. Contacting surfaces known to be nonlinear and hysteretic is considered as a simple spring that has a complex stiffness connecting discontinuous displacements between two solid contact boundaries. Mathematical formulation for 1-D interfacial wave propagation between two contacting solids is developed using the complex spring model to derive the dispersion relation between the interface wave speed and the complex interfacial stiffness. Existence of the interface wave propagating along the hysteretic interface is studied in theory and discussed by investigating the solution to the dispersion equation. Unlike the linear interface without hysteresis, there can exist only one distinct mode of interface waves for the hysteretic interface, which is anti-symmetric motion. The anti-symmetric mode of interface wave propagates with the velocity faster than the Rayleigh surface wave but less than the shear wave depending on the interfacial stiffness. If the contacting surfaces are compressed so much that the linear interfacial stiffness is very high, the hysteretic stiffness does not affect the interface wave velocity. However, it has an effect on the speed of interface wave for a loosely contact surfaces with a relatively low linear stiffness. It is also found that the phase velocity of anti-symmetric wave mode converges to the shear wave velocity in despite of the linear stiffness value if the hysteretic stiffness approaches 0.5.

• Composites Research
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• 제27권4호
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• pp.152-157
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• 2014

Non-destructive testing methods of composite materials are very important for improving material reliability and safety. AE measurement is based on the detection of microscopic surface movements from stress waves in a material during the fracture process. The examination of AE is a useful tool for the sensitive detection and location of active damage in polymer and composite materials. FBG (Fiber Bragg Grating) sensors have attracted much interest owing to the important advantages of optical fiber sensing. Compared to conventional electronic sensors, fiber-optical sensors are known for their high resolution and high accuracy. Furthermore, they offer important advantages such as immunity to electromagnetic interference, and electrically passive operation. In this paper, the crack detection capability of AE (Acoustic Emission) measurement was compared with that of an FBG sensor under tensile testing and buckling test of composite materials. The AE signals of the PVDF sensor were measured and an AE signal analyzer, which had a low pass filter and a resonance filter, was designed and fabricated. Also, the wavelength variation of the FBG sensor was measured and its strain was calculated. Calculated strains were compared with those determined by finite element analysis.

• 한국추진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.16-26
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• 2014

연소 시, 입자상 물질에 대한 HTPB/AP 계열 고체추진제의 음향특성을 정량화하기 위해서, Pulsed DB/AB T-burner 실험을 수행하였다. 추진제 전면에서 동시 점화를 위해, 대상 고체추진제보다 연소속도가 빠른 다른 고체추진제를 대상 추진제 앞면에 부착하였다. 다량의 알루미늄이 포함된 고체추진제에서는 T-burner 내부에서 만들어진 압력섭동에 의한 음향학적 불안정성이 매우 빠르게 감쇠되었고, 반대로 알루미늄이 포함되지 않은 고체추진제에서는 상대적으로 매우 느리게 감쇠함을 확인하였다. 본 연구에서는 음향학적 특성값들을 정량화하였고, 이를 통해 연소응답 특성을 계산하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권6호
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• pp.457-466
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• 2014

This paper presents an analytic and numerical simulation of the generation and propagation of pico-second ultrasound with nano-scale wavelength, enabling the production of bulk waves in thin films. An analytic model of laser-matter interaction and elasto-dynamic wave propagation is introduced to calculate the elastic strain pulse in microstructures. The model includes the laser-pulse absorption on the material surface, heat transfer from a photon to the elastic energy of a phonon, and acoustic wave propagation to formulate the governing equations of ultra-short ultrasound. The excitation and propagation of acoustic pulses produced by ultra-short laser pulses are numerically simulated for an aluminum substrate using the finite-difference method and compared with the analytical solution. Furthermore, Fourier analysis was performed to investigate the frequency spectrum of the simulated elastic wave pulse. It is concluded that a pico-second bulk wave with a very high frequency of up to hundreds of gigahertz is successfully generated in metals using a 100-fs laser pulse and that it can be propagated in the direction of thickness for thickness less than 100 nm.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권1호
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• pp.15-21
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• 2004

EMAT(electromagnetic-acoustic transducer)는 비접촉식 초음파 탐촉자이므로 초음파의 송수신을 위하여 접촉매질이 필요하지 않기 때문에 탐촉자를 시험 대상체의 표면을 따라 움직이면서 결함 검출이 가능하며, 코일의 설계와 배열에 따라 표면파와 판파 등 원하는 모드의 유도초음파를 손쉽게 송수신할 수 있기 때문에 두께가 얇은 배관의 탐상에 알맞는 초음파 탐촉자이다. 본 논문에서는 표면초음파 발생을 위한 EMAT와 $A_1$ 모드의 판파, $S_1$ 모드의 판파를 선택적으로 발생시키기 위한 EMAT를 설계 제작하였다. 1.5MHz의 표면초음파는 분산이 없어서 신호 왜곡 없이 높은 신호 대 잡음비로 배관을 진햄함을 보였다. 반면에 800kHz의 $S_1$ 모드의 판파와 940 KHz의 A1 모드의 판파는 분산 특성이 있어서 배관을 따라 진행하면서 신호 왜곡이 생김을 확인할 수 있었으며, EMAT에 공급하는 펄스의 폭을 넓히면 판파의 모드 선택성이 향상되었다. 내경 256mm, 두께 5.5mm인 강관에 가공된 인공결함에 대한 각 모드의 결함 검출능을 서로 비교하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권3호
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• pp.286-294
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• 2010

한국지질자원연구원은 광역 지진관측망 이외에도 7 개소의 지진-음파(인프라사운드) 관측소를 설치하여 운영하고 있다. 이들 배열식 지진-음파 관측소는 지진파 이외에도 원거리 음원에서 발생하는 인프라사운드 신호를 관측할 수 있다. 인프라사운드란 대기권을 전파하는 20 Hz 이하 저주파수 음파로 정의되며, 에너지 감쇠가 적어 장거리를 전파하기 때문에 원거리에서 관측이 가능하다. 국내 인프라사운드 관측기술은 우선적으로 자연지진과 인공지진(지표발파)을 식별하기 위해 도입되었다. 지난 10여 년간 국내 인프라사운드 관측소를 운영한 결과 지진원 식별이외에도 다양한 지구물리학적 자연현상과 북한의 핵실험 등 인위적 폭발현상에서 발생한 인프라사운드를 관측할 수 있었다. 본 연구에서는 국내 인프라사운드 관측소를 통해 한반도 및 주변지역에서 발생한 주요 인프라사운드 음원에 대한 관측사례와 연구결과를 소개하고자 한다. 결론적으로, 인프라사운드 관측기술은 기존 대기에 국한된 관측영역을 넓혀 지구내부-지표면-대기권에서 발생하는 다양한 자연 혹은 인위적 현상을 관측하고 분석할 수 있는 새로운 지구관측기술의 하나로 자리 잡고 있다. 향후 지진파와 인프라사운드를 융합한 탐지, 분석기술 개발은 자연현상에 대한 지구물리학적 이해를 넓히고 인위적 폭발현상에 대한 원거리 정밀탐지기술로 응용이 가능하리라 판단된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제14권4호
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• pp.237-243
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• 1995

고체 시료를 대상으로 하여 silicon wafer에는 $90^{\circ}$ wedge형 진동자를 사용하고 압전재료인 $LiTaO_3$에는 interdigital transducer(IDT)를 사용하였으며, knife edge를 이용한 광학적 검지(optical probing)법을 써서 표면탄성파의 발생 및 측정하는 기법으로써 재료에서의 표면탄성파의 감쇠를 검출하는 방법을 연구하였다. IDT1 및 IDT2로는 20.8 MHz와 14.5 MHz를, $90^{\circ}$ wedge형 진동자로부터는 20.0 MHz의 표면탄성파를 발생시켰으며 표면탄성파로 생기는 표면의 굴곡을 검출하는데 He-Ne laser beam을 이용하였다. Optical chopper로 변조시킨 laser beam을 같은 주파수로 변조시킨 표면탄성파에 입사시켜 산란되는 광을 같은 주파수로 동조된 lock-in amplifier로 검출하였다. 이와 같이 함으로써 검출할 표면탄성파와 검출에 사용된 laser beam 및 측정기기인 위상감지기(Phase Sensitive Detector : PSD)를 같은 주파수로 변조하여 동기시킬 수 있었으며 측정계를 단순화하였다. IDT1, IDT2에서 발생된 표면탄성과의 감쇠계수는 각각 $0.62{\sim}0.75dB/mm,\;0.60{\sim}0.72dB/mm$였으며 wedge형 진동자에서는 $0.83{\sim}1.28dB/mm$인 값을 얻었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권7호
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• pp.930-938
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• 2018

잠수함에서 발생하는 수중방사소음은 적함의 소나에 의해 피탐될 확률과 직결되며, 잠수함 저소음화 방안은 생존성 향상을 위해 필수적이다. 최신 잠수함의 경우 기계류 소음저감 및 고속/대형화가 진행됨에 따라 선체 주위에 발생하는 유동소음에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 자유수면의 효과를 고려하여 잠수함 형상 주위에 발생하는 유동소음 수준을 예측할 수 있는 소음해석기법을 개발하였다. 잠수함이 자유수면 근처 운항시에 잠수함 주위 유동장의 교란에 의해 발생하는 난류유동소음과 쇄파버블에 의한 소음이 발생한다. 먼저 잠수함 주위 유동장 해석을 위해, VOF법 기반의 비압축성 이상유동(two-phase flow)해석을 수행하여 잠수함 주위 자유수면 형상과 유동장 정보를 도출하였다. 이후 난류유동소음해석을 위해 음향상사기법인 Permeable FW-H를 적용하였고, 쇄파버블 소음해석을 위해 유동해석에서 도출된 난류운동에너지 분포결과를 기반으로 쇄파버블 소음모델을 적용하였다. 최종적으로 개발된 유동소음 해석기법은 선박해양플랜트연구소(KRISO)의 대형캐비테이션터널(LCT)에서 수행된 잠수함 모형 유동소음계측 실험결과와 비교를 통해 검증을 수행하였다.