• 대한기계학회논문집B
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• 제41권4호
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• pp.293-301
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• 2017

초임계 이산화탄소 발전사이클의 다양한 특성을 분석하기 위하여 Sub-kWe급의 소형 실험장치를 설계, 제작하였으며, 터보발전기를 개발하였다. 초임계 이산화탄소 발전용 터빈에서는 팽창비가 작고, 유량이 작기 때문에 터보발전기의 회전수가 높아지게 되고, 이에 따라 회전 부품의 선정, 터빈 공력설계, 축력 및 회전체 동역학 설계가 어려워지게 된다. 이에 터보발전기의 회전수를 줄이기 위하여 노즐의 여러 채널 중 1개의 노즐만 사용하는 부분유입 방법을 세계 최초로 초임계 이산화탄소 발전용 터보발전기에 적용하였으며, 회전체의 진동을 측정하여 부분유입 노즐을 적용함에도 회전체 안정성은 허용 범위내에 있음을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.17-25
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• 2020

본 연구에서는 1 MW급 수평축 조류발전기의 출력 및 유동특성을 분석하기 위해 3차원 레이놀즈 평균 나비어-스톡스 해석을 수행하였다. 난류해석을 위해 SST(shear stress transport) 난류모델을 사용하였고, 유동해석을 위한 계산영역은 육면체격자로 구성하였으며, 최적의 격자 크기를 결정하기 위하여 격자 의존성 시험을 수행하였다. 터빈의 노즈 형상 및 유입각도, 그리고 타워 구조물의 영향을 분석하였다. 노즈 형상의 경우 노즈의 직경 대비 축방향 길이의 비가 증가할수록 터빈 출력이 향상되는 결과를 확인할 수 있었고, 유입각도가 약 15° 이상에서는 터빈의 성능이 약 10% 이상 감소하는 것을 확인하였다. 또한 타워 구조물에 의하여 하류식 터빈의 경우 상류식 터빈에 비하여 성능이 1% 감소함을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.92-103
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• 2015

Box-Wilson 실험계획법은 보통 중심합성계획법으로 알려져 있으며, 변동성이 존재하는 정보를 실험 계획적 방법으로 수집하는 설계 기법이다. 이 방법은 최소의 설계비용으로 가능한 많은 정보를 얻는 목적으로 고안되었다. 본 연구에서는 60 MPa급 고강도 자기충전형 콘크리트(HSSCC)를 대상으로 다양한 성능에 대한 여러 배합인자들의 효과를 효율적으로 파악하고 최적배합을 찾는 과정에 이 방법을 적용하였다. HSSCC의 배합인자(요인)와 물리적 성능(반응) 사이의 비선형적 관계는 2차 다항식으로 반응표면을 근사화 모델링하였으며, 요인점=25=32개, 축점=2k=10개, 중심점은 각 축에서 2번 씩 10개, 총 52개의 실험점에서 물시멘트비, 단위시멘트량, 잔골재비, 단위플라이애쉬량, 단위고성능감수량의 총 5개의 인자에 따른 압축강도, 통과능력, 재료분리저항성, 제조비용, 밀도 등의 총 5개의 반응을 파악하기 위한 실험이 실시되었다. 연구의 결과 Box-Wilson 실험계획법은 배합인자와 반응 사이의 관계를 과학적인 방법으로 계획하고 객관적으로 해석하는 데 매우 효과적이었으며, 수치해석적인 방법으로 최적배합을 계산할 수 있었다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제7권4호
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• pp.61-70
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• 2008

본 논문에서는 능동주파수방식의 단거리 무선통신 기술을 이용하여 고속도로 교통관리시스템에 적용할 수 있는 교통정보 수집 및 제공용 기지국 안테나를 설계하였다. 능동 DSRC는 5.8GHz 고주파수를 중심주파수로 사용하고 있는 기술로서 전파의 직진성이 매우 강해 주행 차량간 물리적인 전파 shadowing이 발생 할 경우가 많다. 이러한 열악한 통신환경에서도 정확한 교통 정보의 수집 및 제공을 할 수 있는 안정된 통신 링크를 구성하고 다양한 차로수 및 통신반경 등 도로환경에 적용할 수 있도록 안테나의 설치위치 및 이를 고려한 빔 패턴을 설계하였다. 본 논문에서는 통신링크 환경을 고려하여 중심주파수 5.8GHz, 입력손실은 75MHz대역에서 -17dB, 축비는 1.5:1, 안테나 이득은 12.2dBi, 빔패턴은 수평반치각 $55^{\circ}$, 수직반치각 $26^{\circ}$의 특성을 갖는 $2{\times}4$배열 마이크로스트립 안테나를 설계, 제작하였으며 차량간의 물리적 조건에 따른 전파 shadowing을 피하기 위한 안테나의 최소 설치 높이는 14m로 설계하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.263-270
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• 2021

본 연구에서는 환경, 재료 물성 및 제작 등에서의 불확실성을 고려하여 130m급 고정식 해양구조물의 신뢰성 기반 최적설계를 수행하였다. 구조물의 구조건전성을 엄밀하게 반영하기 위해 작용 및 허용 응력의 비인 UC 값을 신뢰성 해석 및 신뢰성 기반 최적설계의 제약조건으로 고려하였다. 해양구조물의 제작비용을 저감하기 위해 자켓형 지지구조물의 중량을 최소화하였다. 불확실성의 통계적 특성은 문헌 등을 참고하여 관측되거나 측정된 데이터를 기반으로 정의하였다. 자켓형 해양구조물의 신뢰성 해석과 신뢰 기반 최적설계는 부재 수가 많아 계산 부담이 큼으로 문제의 차원을 축소하기 위해 응답의 중요성을 기준으로 설계변수를 선별할 수 있는 방법을 제안한다. 또한 효율적인 계산을 위해 신뢰성 기반 최적설계를 수행하기 전 결정론적 최적설계를 먼저 수행하였다. 마지막으로, 도출된 최적설계(안)을 기존 각 급 규정 기반 설계와 안전성 및 경제성 측면에서 비교 분석하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.975-980
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• 2020

경추 신경공 협착은 모든 연령대의 비교적 많은 수의 사람들에게 침범하는 매우 흔한 척추 질환이다. 그러나 신경공 협착을 정량적으로 제공하는 영상검사법이 부족하므로, 본 연구는 3차원 전산화단층촬영상을 재구성하여 정량적인 측정방법을 제시하고자 한다. 3차원 영상처리 프로그램을 이용하여 경추의 후극돌기와 측돌기, 층뼈를 포함하여 신경공이 잘 관찰되도록 주변 뼈를 제거하였다. Image J를 이용하여 3차원 영상의 신경공 면적을 포함하는 관심영역을 설정하고, 신경공 면적의 화소수를 측정하였다. 측정 화소수에 화소크기를 곱하여 신경공 면적을 산출하였다. 가장 넓은 신경공 면적을 측정하기 위하여 측정 반대쪽 방향으로 40~50도 사이와, 머리쪽으로 15~20도 사이에서 측정하였다. 측정한 경추 신경공의 면적은 일관된 측정값을 보였다. 가장 크게 측정한 우측 신경공 C5-6 면적은 12.21 ㎟에서, 2년 후에 9.95 ㎟으로 18% 협착이 진행된 것을 알 수 있었다. 기존에 CT 검사 영상을 이용하여 3차원 재구성하므로 추가적인 방사선 피폭을 받지 않으며 신경공 협착 면적을 객관적으로 제시할 수 있다. 또한 3차원 영상을 보면서 신경공 협착 환자에게 설명하기 좋으며, 협착의 진행정도와 수술 후 평가에서도 사용하기 좋은 방법이라 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.24-31
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• 2021

기존 H형강을 활용한 방음터널의 경우 높은 중량으로 하부구조에 많은 부담을 주기 때문에 경량화된 구조와 안정성을 모두 갖춘 신형식 거더 개발이 필요하다. 본 논문에서는 H 형강 플랜지를 상/하현재로 대체하고, 복부판에 공동단면을 적용하여 새로운 방음 터널 거더 설계를 제안한다. 최적의 형상을 개발하기 위해 비지지 비율과 공극 단면 형상에 따른 구조물의 거동을 분석하였다. 비지지구간 비율이 감소할수록, 비지지구간 개수가 증가할수록 거더에 작용하는 축력이 증가하고 모멘트는 감소하였다. 또한, 복부판 공동 단면의 타원 장축의 길이가 길수록 응력집중계수가 감소하는 결과를 확인하였다. 방음터널 거더의 비지지구간 비율이 0.4, 비지지구간 개수가 16이고 복부판의 형상이 E180 단면일 때의 조합이 가장 유리하지만, 방음판에 대한 시공성을 고려하여 실제 방음터널의 최적 설계로 최대 비지지구간 개수를 13, 비지지구간 비율을 0.7로 채택하였다. 최적 매개변수를 적용한 아치형 거더 분석 결과, 복부판 공동단면의 장축의 길이가 길수록 구조적 효율과 경제성이 증가하지만, 단면부의 공동 단면의 장축 길이가 일정 구간 이상으로 커지면 최대처짐에 불리함을 확인하였다. 3개의 아치형 거더를 연결한 신형식 방음터널의 좌굴 안전성을 평가하여 좌굴에 있어 설계 하중에 비해 약 3.7배 이상 구조적 안전성을 확보하고 있는 것을 확인하였다. 경량화와 안전성을 동시에 만족하는 최적 설계를 제시하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권6호
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• pp.877-887
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• 1995

영광 3호기는 국내에서 노심보호계통으로_ 노심보호연산기 (CPC)를, 노심감시계통으로 노심운전제한 감시계통 (COLSS)을 사용하는 최초의 원자력발전소이다. CPC는 핵비등 이탈율 및 국부 설출력밀도를 실시간으로 계산하여 노심 조건이 설계 제한치를 초과하면 원자로를 정지시키도록 설계되었다. COLSS는 운전원에게 핵비등 이탈율/선형열출력 여유도, 사분출력 경사비, 및 축방향 출력편차에 대한 기술지침서의 운전제한치을 적용하는데 도움을 제공하고 운전제한치를 초과하는 경우, 경보를 제공하도록 설계되었다. 영광3호기 초기 시운전시험 동안, 다양한 노심 조건에서 CPC/COLSS의 성능을 검증하고 최적의 교정 상수를 얻기 위하여 광범위한 CPC /COLSS 관련시험이 수행되었다. 대부분의 시험결과는 시험허용 범위를 만족하였고, 시험허용 범위를 불만족한 경우에는 시험결과를 분석, 평가하여 문제점을 해결하였다. 각 시험결과를 분석, 평가한 결과 영광 3호기에서 CPC/COLSS가 설계된 데로 성공적으로 설치, 운전되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권8호
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• pp.99-106
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• 2006

본 연구는 액상화에 대한 고로 수쇄슬래그의 잠재수경성의 영향을 명확히 조사하기 위해 고로 수쇄슬래그를 고온알칼리 수(수산화칼슘 첨가, pH=12, 수온 약 $80^{\circ}C$)로 양생한 후에 반복 및 정적 삼축압축시험을 실시하였다. 삼축시험을 통해 얻어진 결과는 일본의 표준사인 Toyoura sand와 천연사인 Genkai sand의 결과와 비교하였다. 시험결과 고로수쇄슬래그의 액상화 강도는 양생기간의 증가와 더불어 잠재수경성에 의한 경화에 의해 증가함을 알았다. 또한, 담수조건에서 189일간 양생한 상대밀도 50%및 80%의 고로 수쇄슬래그에서 잠재수경성의 발현에 의해 점착력이 나타난다. 더욱이 경화과정에 있어서 고로 수쇄슬래그의 액상화 강도는 반복전단횟수 n=20회에서의 반복응력비 $R_{20}$과 점착력 $C_{d}$사이에 선형 관계가 관찰되었다. 또한, 고온 알칼리 수로 양생된 고로 수쇄슬래그에 대한 액상화 강도는 점착력이나 일축압축강도에 의해 예측이 가능함을 알았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6A호
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• pp.625-639
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• 2009

본 연구에서는 f/L비가 다른 CFT 트러스 거더의 구조거동에 관한 실험 및 해석적 연구를 수행하기 위해서 2개의 실험체를 제작하였고, CFT 트러스 거더의 구조특성을 평가하기 위하여 휨실험을 수행하였다. ABAQUS에 의한 비선형 유한요소해석을 통해서 축력과 모멘트를 받는 CFT 부재의 비선형 재료모델을 비교분석하였다. CFT 부재의 구속 콘크리트 및 강재의 응력-변형률 모델은 많은 연구자들에 의해서 제시되어 왔다. 본 연구에서는 Mander, Sakino, Han, Susantha 및 Ellobody 등이 제안한 구속 콘크리트의 응력-변형률 모델을 적용하여 비선형해석을 수행하였고, 해석결과를 통해서 CFT 트러스 거더의 하중-처짐 관계, 하중-변형률 관계 등을 비교하였다. 하중-처짐 관계에서 Mander와 Susantha의 모델을 적용한 해석결과는 실험결과보다 약 12.0~13.8% 높은 하중을 예측하며, Sakino의 모델은 실험결과보다 약 7.6% 높은 하중을 예측하였다. Han과 Ellobody의 모델은 실험결과보다 약 0.2~1.2% 높은 하중을 예측하여 실험치와 가장 잘 맞는 결과를 보였다. 그러나 각 연구자의 응력-변형률 모델을 적용한 비선형 해석을 통해 산정된 하중-변형률 관계는 하중-처짐 관계와는 반대로 안전측의 결과를 보여 전반적으로 실험치보다 큰 수준의 변형률을 보였다.