• 한국음향학회지
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• 제40권5호
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• pp.408-416
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• 2021

초음파 분산에 있어서 초음파의 방사면이 시료에 직접 닿는 것을 피하기 위해 액체시료는 유리용기에 의해 분리되어 음향매질에 의해 초음파 에너지를 받는다. 이와 같이 다층구조로 이루어진 음향시스템에서 초음파에너지의 전달효율은 중요한 요소이다. 본 연구에서는 다층구조로 이루어진 음향시스템에 있어서 프로필렌글리콜 용액을 액체정합층으로 사용하여 초음파에너지 전달효율을 개선하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법에서는 란주반형 초음파 트랜스듀서와 루미놀용액과의 사이에 프로필렌글리콜 용액을 액체정합층 매질로 채우고, 초음파트랜스듀서로부터 방사되는 강력초음파의 비선형현상에 의해 발광되는 루미놀용액의 발광정도를 광전증폭관을 이용하여 관측하여 루미놀용액으로의 초음파에너지 전달 효율을 조사하였다. 프로필렌글리콜 농도변화에 따른 초음파에너지 전달정도를 측정하였고, 그 결과 프로필렌글리콜 용액의 농도가 증가함에 따라 정합효과는 증가하는 반면 음향감쇠가 증가함을 알 수 있었다. 이들 두 상충되는 조건이 절충되는 최적의 농도가 존재함을 확인할 수 있었으며, 프로필렌글리콜 용액의 최적 농도를 실험적으로 결정할 수 있었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제24권2호
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• pp.203-213
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• 2024

본 연구에서는 내열성, 화학적 안정성 등 다양한 특성으로 인해 산업 분야에서 자기감지, 균열 감지 등의 용도로 활용되고 있는 MWCNT를 활용하여 진행하였다. 하지만 MWCNT는 전기적 특성을 활용한 자기감지 및 스마트 센서에 대한 연구에 집중되어 있다. 또한, 연구자의 기술 및 장비의 차이로 인해 정량적 분산이 어렵고, 과도한 분산은 기계적 성능 저하로 이어질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 일정 시간 초음파 분산과 분산 효과가 입증된 PCE 계면활성제를 활용하여 섬유보강 시멘트복합체 시험편을 제조하고, 각 시험편에 대해 강도 시험, 인발 시험, 직접 인장 시험을 수행하여 기계적 물성을 평가하였다. Micro-CT 촬영과 압축, 휨, 인장 강도 시험 결과 초음파 분산과 분산제를 사용한 시험체인 U-A0.5와 분산제만을 사용한 N-A0.5가 다른 시험체에 비해 높은 강도를 보이는 것을 확인하였으며 분산 방법에 따라 MWCNT의 분산 효율이 섬유보강 시멘트복합체의 기계적 성능 향상에 미치는 영향을 조사하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제10권3호
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• pp.229-251
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• 2012

Guided waves have shown a great potential for structural health monitoring (SHM) applications. In contrast to traditional non-destructive testing (NDT) methodologies, a key element of SHM approaches is the high process of automation. The monitoring system should decide autonomously whether the host structure is intact or not. A basic requirement for the realization of such a system is that the sensors are permanently installed on the host structure. Thus, baseline measurements become available that can be used for diagnostic purposes, i.e., damage detection, localization, etc. This paper contributes to guided wave-based inspection in anisotropic materials for SHM purposes. Therefore, computational strategies are described for both, the solution of the complex equations for wave propagation analysis in composite materials based on exact elasticity theory and the popular global matrix method, as well as the underlying equations of two active damage localization algorithms for anisotropic structures. The result of the global matrix method is an angular and frequency dependent wave velocity characteristic that is used subsequently in the localization procedures. Numerical simulations and experimental investigations through time-delay measurements are carried out in order to validate the proposed theoretical model. An exemplary case study including the calculation of dispersion curves and damage localization is conducted on an exemplary unidirectional composite structure where the ultrasonic signals processed in the localization step are simulated with the spectral element method. The proposed study demonstrates the capabilities of the proposed algorithms for accurate damage localization in anisotropic structures.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권4호
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• pp.331-340
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• 2004

기기 건전성의 온라인 검사 및 감시 기술은 기존의 원전의 가동 중 검사의 효율적 수행에 필요한 정보를 제공한다. 유도 초음파는 온라인 검사와 감시에 활용 가능성이 있는 기술 중의 하나로 알려져 있다. 본 연구에서는 온라인 검사 겐 감시 기술 개발의 일환으로 유도초음파를 이용하여 파이프의 건전성을 검사/감시하는 기술을 개발하고자 한다. 이를 위해 증기 발생기 세관을 실험 대상으로 하여 분산 선도 덴 특정 모드에 대응하는 초음파 입사각을 계산하였다. Short time Fourier transform을 이용한 시긴-주파수 분석을 통하여 유도초음파 모드를 확인하였으며, 유도 초음파가 증기발생기 세관의 곡관 부분을 통과할 때 모드 변환이 발생하지 않는 것을 실험적으로 확인하였다. 유도 초음파를 이용한 증기발생기 세관의 최적 검사 모드를 제안하고 실험에 의하여 이를 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권5호
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• pp.509-517
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• 2012

본 연구에서는 상용화된 monomer-cast nylon (MC nylon)계 고분자 재료로 만든 6종류의 시편에 대하여 감쇠계수 및 위상속도와 같은 초음파 특성의 온도 및 주파수 의존성을 조사하였다. 시편의 초음파 특성은 수중에서 2 MHz부터 8 MHz까지의 광대역 주파수 범위에 대하여 펄스투과법을 이용하여 측정하였다. 수온은 $10^{\circ}C$부터 $60^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$ 간격으로 변화시켰다. 측정에 사용된 모든 시편에서 감쇠계수는 주파수가 증가함에 따라 증가하였으며, 주파수의 지수 의존성 n이 선형 (n=1)에서 약간 벗어난 1.16부터 1.44이내의 값을 가졌다. 위상속도는 $60^{\circ}C$에서 ivory 시편을 제외한 모든 경우에 대하여 주파수가 증가함에 따라 감소하는 음의 분산 특성을 나타냈다. 주파수에 의존하는 위상속도는 모든 시편에서 온도가 증가함에 따라 감소하는 특성을 나타내었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권1호
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• pp.98-103
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• 2017

이 연구는 초음파 에너지의 공동현상(Cavitation)을 이용하여 선내 제조된 혼합연료유의 문제점을 개선하고 혼합연료유의 안정적인 사용이 가능하도록 하여 선박운용비의 상당부분을 차지하는 연료비를 절감하고자 한다. 실험은 선내 혼합연료유 제조 방식을 모사하여 선박용 연료유 M.G.O(Marine Gas Oil)와 MF-180(Marine Fuel-oil 180)를 각각 부피비 기준으로 0.25:0.75 및 0.75:0.25 비율로 혼합하였으며 초음파 처리장치를 이용하여 혼합연료유에 초음파 에너지를 직접 조사하여 초음파 에너지가 혼합연료유에 미치는 영향에 관해 고찰하였다. 실험결과, 선내 혼합유 제조시 보고되었던 문제점을 확인하였으며, 혼합시료유의 초음파 조사 후 잔류탄소량은 최대 28.4 % 감소하였다. 또한, 잔류탄소량 감소 및 분산 안정성 분석결과를 토대로 초음파 에너지에 의한 캐비티의 붕괴압이 연료입자 미립화에 효과가 있고, 중질연료유가 많이 함유된 혼합연료유의 일시적인 가용성을 높일 수 있을 것으로 판단되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권6호
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• pp.570-578
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• 2009

Excitation and propagation of guided waves are very complex problems in pipes due to their dispersive nature. Pipes are commonly used in the oil, chemical or nuclear industry and hence must be inspected regularly to ensure continued safe operation. The normal mode expansion(NME) method is given for the amplitude with which any propagating waveguide mode is generated in the pipes by applied surface tractions. Numerical results are calculated based on the NME method using different sources, i.e., non-axisymmetric partial loading and quasi-axisymmetric loading sources. The sum of amplitude coefficients for 0~nineth order of the harmonic modes are calculated based on the NME method and the dispersion curves in pipes. The superimposed total field which is namely the angular profile, varies with propagating distance and circumferential angle. This angular profile of guided waves provides information for setting the transducer position to find defects in pipes.

• Smart Structures and Systems
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• 제4권4호
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• pp.449-464
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• 2008

An array based, outward monitoring, ultrasonic guided wave based SHM technique using a single transmitter and multiple receivers (STMR), with a small footprint is discussed here. The previous implementation of such SHM arrays used a phase-reconstruction algorithm (that is similar to the beam-steering algorithm) for the imaging of reflectors. These algorithms were found to have a limitation during the imaging of defects/reflectors that are present in the "near-field" of the array. Here, the "near-field" is defined to be approximately 3-4 times the diameter of the compact array. This limitation is caused by approximations in the beam-steering reconstruction algorithm. In this paper, a migration-based reconstruction algorithm, with dispersion correction in the frequency domain, is discussed. Simulation and experimental studies are used to demonstrate that this algorithm improves the reconstruction in the "near-field" without decreasing the ability to reconstruct defects in the "far-field" in both isotropic and anisotropic plates.

• Advanced Composite Materials
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• 제18권3호
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• pp.221-232
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• 2009

The allylamine plasma treatment is used to modify the surface properties of vapor grown carbon fibers (VGCF). It is to improve the interfacial bonding between the VGCF and epoxy matrix. The allylamine plasma process was performed by batch process in a vacuum chamber, using gas injection followed by plasma discharge for the durations of 20, 40 and 60 min. The interdependence of mechanical properties on the VGCF contents, treatment time and interfacial bonding between VGCF/ep was investigated. The interfacial bonding between VGCF and epoxy matrix was observed by scanning electron microscopy (SEM) micrographs of nanocomposites fracture surfaces. The changes in the mechanical properties of VGCF/ep, such as the tensile modulus and strength were discussed. The mechanical properties of allylamine plasma treated (AAPT) VGCF/ep were compared with those of raw VGCF/ep. The tensile strength and modulus of allyamine plasma treated VGCF40 (40 min treatment)/ep demonstrated a higher value than those of other samples. The mechanical properties were increased with the allyamine plasma treatment due to the improved adhesion at VGCF/ep interface. The modification of the carbon nanofibers surface was observed by transmission electron microscopy (TEM). SEM micrographs showed an excellent dispersion of VGCF in epoxy matrix by ultrasonic method.

• 한국음향학회지
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• 제23권5호
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• pp.353-361
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• 2004

증기발생기 세관에서의 유도초음파 전파 특성에 관한 연구를 수행하였다. 증기 발생기 세관의 분산선도 및 특정 모드에 대응하는 초음파 입사각을 계산하였다. 수신된 유도초음파에 대하여 short time Fourier transform을 이용한 시간-주파수 분석을 통하여 유도초음파 모드를 확인하였다. 실험적으로 유도 초음파가 증기발생기 세관의 곡관 부분을 통과할 때 뚜렷한 모드 변환을 관측할 수 없었다. 유도 초음파를 이용한 증기발생기 세관의 최적 검사 모드를 제안하고 실험에 의하여 이를 확인하였다.