• 한국지반공학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.19-30
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• 2021

선행 연구를 통해 우리나라 동해 울릉 분지에 천연가스 자원인 하이드레이트 부존 퇴적층의 존재가 확인되었다. 퇴적층에서 가스를 생산하기 위한 시도는 세계적으로 연구되고 있으며, 생산 메커니즘은 열-수리-역학적 현상이 동시에 발생하는 복합적인 현상이다. 하이드레이트의 생산성 및 안정성 평가는 실험실 규모로 수행되기에는 어려움이 있다. 따라서, 가스 하이드레이트의 생산성 및 퇴적층의 안정성 평가를 위해서는 전산 수치 해석이 필수적으로 수행되어야 한다. 이 연구에서는 여러 가지 가스 하이드레이트 생산 방법 중 감압법을 이용한 생산 시 목표 공저압 및 감압속도에 따른 하이드레이트 퇴적층의 안정성과 가스 생산성에 대한 영향을 전산 모사 해석을 통해 분석하였다. 연구결과 목표 공저압이 낮을수록 생산성은 향상되고 안정성은 악화되는 것을 확인하였고, 감압 속도는 가스 생산성 및 퇴적층의 안정성에 큰 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있었다. 추가적으로 실제 시험 생산 시 발생할 수 있는 사질생산 현상에 대한 대응 전략 수립을 위해 감압 속도 조절에 따른 가스 생산성 및 퇴적층의 안정성 평가 해석을 수행하였다. 해석 결과 낮은 감압 속도에서 높은 감압 속도로 변경 시킬 경우 안정성 확보에 효과가 있음을 확인하였다. 또한, 가스 생산 시 하이드레이트 해리로 인한 퇴적층의 침하가 발생하고 시추 생산정 하부에서는 압력 구배로 인해 지반 융기가 발생하는 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 감압법을 활용한 가스 생산 시 목표 공저압 선정을 위해서는 생산성 및 안정성에 대한 고려가 동시에 수행되어야 하며, 지반 변위로 인해 생산 시추공에 발생하는 응력에 대한 고려도 필수로 수행되어야 한다는 결론을 얻었다.

• 공업화학
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• 제18권4호
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• pp.376-380
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• 2007

인계 화합물을 이용하여 폐 폴리우레탄을 해중합하여 얻어진 분해 생성물을 이용하여 폴리우레탄 폼을 합성하였으며 분해 생성물의 열적 안정성과 기계적 물성을 증가시키는 첨가제로서의 가능성을 알아보았다. 인계 난연제인 Tris(1,3-chloro-2-propyl)phosphate (TCPP), Triethyl phosphate (TEP), Trimethyl phosphate (TMP)를 이용하여 폴리우레탄 탄성체를 화학적으로 분해하여 얻은 생성물(degraded products, DEP)이 고분자 사슬에 인을 포함하는 polyurethane (PU) oligomer임을 FT-IR과 P-NMR을 통하여 확인하였다. 이 분해 생성물을 난연 첨가제로 사용하여 제조한 경질 폴리우레탄 폼의 물성을 측정하여 10 wt%까지 첨가될 경우 난연 효과뿐만 아니라 기계적 물성도 향상됨을 확인하였다. Cone calorimeter를 이용하여 발열량 (heat release rate, HRR)을 측정하여 난연 첨가제의 함량에 따른 재료별 난연 특성을 평가하였다. 또한 Scanning Electron Microscope (SEM)을 사용하여 DEP를 첨가하여 만든 PU 폼의 morphology를 관찰한 결과 순수한 폼과 마찬가지로 매우 균일한 형태의 cell 분포를 가짐을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.411-434
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• 2022

사용후핵연료의 심층처분 개념에서 근계영역 암반은 열-수리-역학적 복합거동을 하게 되는 것으로 잘 알려져있다. 이러한 복합거동 과정에서 암석의 여러 물성들은 변화하는데, 이러한 물성변화를 합리적으로 반영하는 경우 고준위방사성폐기물 처분장의 장기안정성의 평가를 위해 활용되는 해석 및 현장시험의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 이를 위해 본 기술보고에서는 암석의 열-수리-역학적 간접복합거동에 관한 국내외 연구사례를 조사하고 분석하였다. 특히, 간접복합거동의 대표적인 사례 중 지하수에 의한 포화 및 온도 증가에 따른 암석의 여러 물성 변화, 응력 변화에 의한 투수계수 변화를 중점적으로 조사·요약하였다.

• 터널과지하공간
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• 제21권5호
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• pp.394-405
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• 2011

본 연구에서는 복공식 지하 압축공기에너지 저장공동의 역학적 변형 및 누출 거동의 복합거동을 파악할 목적으로 비등온 다상다성분 유체유동 및 역학적 거동의 연계해석이 가능한 TOUGH-FLAC 해석을 실시하였다. 지하압축공기에너지 저장 공동의 초기 및 장기 운영 과정에서 고압 압축공기 인입 입출에 따른 콘크리트 라이닝 내부에 발생하는 응력 양상을 살펴보고 저장공동 내부 압력 및 온도 변화를 파악함으로써 기밀성능을 평가하였다. 최대 저장공동 운영압력 8 MPa 조건에서 콘크리트 라이닝 내부에서는 공기침투압에 의한 유효응력의 감소와 접선방향의 인장응력의 증가에 따라 인장균열이 발생할 수 있음을 확인하였다. 콘크리트 라이닝 내부의 인장균열 발생에 따른 투과특성 증가 모델을 이용한 해석 결과, 저장공동 천정부 및 측벽부 일부에서 인장파괴가 발생하여 이들 영역에서의 투과계수는 초기 $10{\times}10^{-20}m^2$에서 $5.0{\times}10^{-13}m^2$까지 증가하였다. 한편, 콘크리트 라이닝 내부 인장균열 발생 및 투과특성 증가에도 불구하고 저장공동 내부 압축공기 압력은 주변 암반의 기밀성능으로 인해 일정하게 유지되고 공기누출량은 일일주입량의 0.02%에도 못 미쳐 복공식 지하 압축공기에너지 저장공동의 유효성을 확인할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제6권2호
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• pp.101-121
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• 1996

The thermomechanical characteristics of rocks such as temperature dependency of strength and deformation were experimentally investigated using Iksan granite, Cheonan tonalite and Chung-ju dolomite for proper design and stability analysis of underground structures subjected to temperature changes. For the temperature below critical threshold temperature $T_c$, the variation of uniaxial compressive strength, Young's modulus, Brazilian tensile strength and cohesion with temperature were slightly different for each rock type, but these mechanical properties decreased at the temperatures above $T_c$ by the effect of thermal cracking. Tensile strength was most affected by $T_c$, and uniaxial compressive strength was least affected by $T_c$. To the temperature of 20$0^{\circ}C$ with the confining prressure to 150 kg/$\textrm{cm}^2$, failure limit on principal stress plane and failure envelope on $\sigma$-$\tau$ plane of Iksan granite were continuously lowered with increasing temperature but those of Cheonan tonalite and Chung-ju dolomite showed different characteristics depending on minor principal stress on principal stress plane and normal stress on $\sigma$-$\tau$ plane. The reason for this appeared to be the effect of rock characteristics and confining pressure. Young's modulus was also temperature and pressure dependent, but the variation of Young's modulus was about 10%, which was small compared to the variation of compressive strength. In general, Young's modulus increased with increasing confining pressure and increased or decreased with increasing temperature to 20$0^{\circ}C$ depending on the rock type.

• 한국세라믹학회지
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• 제50권6호
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• pp.460-465
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• 2013

Plate-shaped inorganic particles are coated onto a stainless steel substrate by the electrophoretic deposition of a precursor slurry which includes the inorganic particles of $Al_2O_3$ and polymer resin in mixed solvents to mimic the abalone shell structure, which is a composite of plate-shaped inorganic particles and organic interlayer binding materials with a layered orientation. The process parameters of the electrophoretic deposition include the voltage, coating time, and conductivity of the substrate. In addition, the suspension parameters are the particle size, concentration, viscosity, conductivity, and stability. We prepared an organic-inorganic composite coating with a high inorganic solid content by arraying the plate-shaped $Al_2O_3$ particles and electrophoretic resin via an electrophoretic deposition method. We analyzed the effect of the slurry composition and the electrophoretic deposition process parameters on the physical, mechanical and thermal properties of the coating layer, i.e., the thickness, density, particle orientation, Young's modulus and thermogravimetric analysis results.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권12호
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• pp.125-132
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• 2020

암반내의 절리는 암반의 전체적인 역학적 거동에 중요한 역할을 한다. 암반에 대한 수치해석은 절리면의 역학적 물성, 방향성, 간격 그리고 연속성을 정교하게 모델링할수 있어야 한다. 본 논문의 내재적 절리-연속체 접근법은 절리군을 포함한 암반의 역학적 모델을 제시한다. 암반에 대한 강성 텐서는 온전한 암석과 절리군의 역학적 특성으로부터 산정하였다. 이는 온전한 암석과 절리군에 대한 연속적 강성 시스템의 컴플라이언스 텐서 합으로부터 산정할 수 있다. 암반사면의 평면파괴에 대한 수치해석은 기존의 daylight envelope과 측면한계를 적용하는 경험적인 방법과 상당히 일치함을 확인하였다. 개발된 내재적 절리-연속체 모델은 연속체 기반으로 수식화되어 기존의 절리에 대한 열-수리-화학적 실험적 결과들을 실제 수치해석에 적용할수 있을 것이다.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권10호
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• pp.15-26
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• 1998

The role of the Engineer in the era of nano-technology is explored, a trend in manufacture which is expected to yield a ＄20-30 billion per annum business throughout the world by the year 2020. The engineers who will be working in this subject will be required to have broadly based experience, over a range of traditional disciplines, such as physics. electronics, software engineering, control and mechanical engineering. As well as having an appreciation of other disciplines such as air conditioning, vibration analysis and its minimisation, the selection of materials for maximum stability and minimal thermal distortion as well as an understanding of ultra precision design and nano tribology. In other words the engineer who is to be successful in this new and emerging field, will have to be broader based than engineers of the past, where it was traditional to break up the elements of a discipline to smaller subsets. But as nano-technology advances and the subject brings about the evolution of nanotronics to provide a successful solution to emerging problems, it will be essential for a breed of engineers to develop who can consider the subject in a holistic manner. This paper therefore considers the emergence of nano-technology, predicts the subsets of the development and places them in context of the new engineer which will be required in increasing numbers. The paper summarises the skills of the proposed nanotronics engineer and provides a basis for their training and development.

• 폴리머
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• 제29권2호
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• pp.183-189
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• 2005

폴리(비닐 알코올)/키토산 블렌드와 블렌드 수화젤 필름을 용액캐스팅 방법으로 제조하였다. 블렌드와 블렌드 수화젤의 상용성에 대해서 전 조성 비율에 걸쳐서 DSC, TGA및 DMA를 이용하여 조사를 하였다. DSC 분석에 따르면 키토산의 비율이 증가하면 블렌드내에서 폴리(비닐 알코올)의 용융점 감소와 결정화온도의 저하가 관측되었다. TGA분석 결과, 키토산은 폴리(비닐 알코올) 보다 열적으로 더 안정하며, 블렌드내에서의 폴리(비닐 알코올)의 열안정성은 단독폴리(비닐 알코올)의 열안정성과 비교하여 더 안정하였는데 이것은 블렌드의 구성고분자 사이에 상호작용이 존재함을 가리킨다. DMA분석으로 키토산과 폴리(비닐 알코올)의 유리전이온도$(T_g)$를 측정하였는데, 각각 160과 $90^{\circ}C$에서 나타났으며, 블렌드의 $T_g$는 블렌드에서 키토산의 함량에 따라서 변화하였다. 블렌드의 열적 및 점탄성의 분석결과는 키토산과 폴리(비닐 알코올)사이에 상용성이 있음을 나타내고 있다. 고분자내에 수분과 화학가교는 친수성 고분자의 열적 및 물리적 특성에 크게 영향을 미치는데, 폴리(비닐 알코올)/키토산 블렌드의 상용성에 약간의 영향을 미쳤다.

• 소성∙가공
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• 제10권7호
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• pp.565-572
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• 2001

It is well known that a multicomponent $Zr_{4l.2}Ti_{13.8}Cu_{12.5}Ni_{10}Be_{22.5}$ bulk metallic glass alloy shows good bulk glass forming ability due to its high resistance to crystallization in the undercooled liquid state. DSC and XRD have been performed to confirm the amorphous structure of the master alloy. To investigate the mechanical properties and deformation behavior of the bulk metallic $Zr_{4l.2}Ti_{13.8}Cu_{12.5}Ni_{10}Be_{22.5}$ alloy, a series of compression tests has been carried out at the temperatures ranging from $351^{\circ}C$ to $461^{\circ}C$at the various initial strain rates from $2{\times}10^4s^1$ to $2{\times}10^2s^1$. Three types of nominal stress-strain curves have been identified such as linear stress-strain relationship meaning fracture at maximum stress, plastic deformation including stress overshoot and steady-state flow, plastic deformation without stress overshoot depending on the strain rate and test temperature. Also DSC analysis for the compressed specimens was carried out to investigate the change of structure, thermal stability and crystallization behavior for the various test conditions.