• 제목/요약/키워드: elastic properties

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유체 주입에 의한 단층의 수리역학적 거동 해석: 국제공동연구 DECOVALEX-2019 Task B 연구 현황(Step 1) (Hydro-Mechanical Modelling of Fault Slip Induced by Water Injection: DECOVALEX-2019 TASK B (Step 1))

  • 박정욱;박의섭;김태현;이창수;이재원
    • 터널과지하공간
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    • 제28권5호
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    • pp.400-425
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    • 2018
  • 본 논문에서는 국제공동연구인 DECOVALEX-2019 프로젝트 Task B의 연구결과와 현황을 소개하였다. Task B의 주제는 'Fault slip modelling'으로 유체의 주입으로 인해 발생하는 단층의 재활성(미끄러짐, 전단파괴)과 수리역학적 거동을 예측할 수 있는 해석기법을 개발하는 데에 그 목적이 있다. 1단계 연구는 참가팀들이 연구주제에 대해 숙지하고, 벤치마크 모델을 대상으로 단층의 투수특성과 역학적 거동의 상호작용을 모사할 수 있는 해석코드를 개발할 수 있도록 하는 준비 단계의 연구이다. 본 연구에서는 TOUGH-FLAC 연동해석 기법을 사용하여 물 주입으로 인한 단층의 수리역학적 연계거동을 모사하였다. TOUGH2 해석에서는 단층을 Darcy의 법칙과 삼승법칙을 따르는 연속체 요소로 모델링하였으며, FLAC3D 해석에서는 미끄러짐과 개폐가 허용되는 불연속 인터페이스 요소를 통해 모사하였다. 두 가지 수리간극모델에 대하여 수리역학적 커플링 관계식을 수치화하였으며, 연속체 요소(수리모델)와 인터페이스 요소(역학모델)의 거동을 연계할 수 있는 해석기법을 제시하였다. 또한, 단층의 역학적 변형(간극의 변화)으로 인한 수리물성 변화와 기하학적 변화(해석 메쉬의 변형)를 수리해석에 반영할 수 있는 해석기법을 개발하였다. 다양한 압력의 물을 단계적으로 주입하고 이로 인해 유도되는 단층의 탄성거동 및 전단파괴(미끄러짐)에 대해 살펴보았으며, 수리간극의 변화 양상과 원인, 압력 분포와 주입율의 관계 등을 면밀히 검토하였다. 해석 결과, 본 연구에서 개발한 해석기법이 물 주입으로 인한 단층의 미끄러짐 거동을 합리적인 수준에서 재현할 수 있는 것으로 판단할 수 있었다. 본 연구의 해석모델은 Task B에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 연구의 현장시험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.

관상동맥 및 이식편으로 사용 가능한 혈관들의 조직형태학적 비교 (Histomorphological Comparison of the Coronary Artery and Available Graft Conduits)

  • 김용호;이석기;유정환;김시욱;강신광;임승평;유재현;이영
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제41권5호
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    • pp.563-567
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    • 2008
  • 배경: 본 연구에서는 관상동맥 및 이식 가능한 도관들을 조직형태학적으로 비교하여 각 도관의 특성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 모든 표본은 해부학 실습용 사체 19구에서 얻었다 채취부위는 좌측 내흉동맥의 중앙부, 5번째 좌측 늑간동맥의 중앙부, 좌전하행지동맥의 중앙부, 좌측 요골동맥의 말단부였다. 표본은 Hematoxylin-Eosin (H&E) 염색과 Van Gieson's elastin 염색을 하여 광학현미경으로 관찰하였고, 동맥 각 층의 두께는 $Metamorpho^{(R)}$를 이용하여 측정하였으며, 동맥별로 내막(I)과 중간막(M)의 비율(I/M ratio)을 비교하였다. 통계는 SPSS 12.0을 사용하였으며, 각 동맥간의 통계적 유의성은 일원배치 분산분석을 이용하였다. 결과: 남자가 17예, 여자는 2예였으며, 평균 나이는 $61.5{\pm}9.6$세였다. 내흉동맥과 늑간동맥은 탄력형 동맥의 소견을 보였으며, 좌전하행지동맥과 요골동맥은 근육형 동맥의 소견을 보였다. 내막과 중간막의 비는 내흉동맥 $0.07{\pm}0.03$, 늑간동맥 $0.16{\pm}0.11$, 요골동맥 $0.45{\pm}0.29$, 좌전하행지동맥 $0.93{\pm}0.52$ 순으로 관찰되었다. 각 동맥간 내막증식 정도는 F=30.67, p=0.00으로 통계적 유의성이 있었다. 결론: 내흉동맥, 늑간동맥, 요골동맥, 좌전하행지동맥 순으로 내피의 과증식이 적었고, 근육형 동맥보다 탄력형 동맥에서 내피의 과증식이 적은 것을 확인할 수 있었다. 내흉동맥과 조직학적으로 유사한 늑간동맥을 이식 도관으로 사용할 수 있을 것으로 생각되며, 늑간동맥의 사용 방법에 대해서는 좀 더 연구가 필요하겠다.

고구마 전분을 이용한 가식성 필름의 제조와 특성 (Characteristics of Edible Films Based with Various Cultivars of Sweet Potato Starch)

  • 이정주;임종환
    • 한국식품과학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.834-842
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    • 2000
  • 품종별 고구마 전분의 특성을 조사하기 위하여 2종의 분질고구마(율미, 건미)와 1종의 점질고구마(진미) 및 1종의 유색고구마(자미)로부터 전분을 분리하여 전분용액의 호화온도와 점도를 비교하고, 이들 전분으로 필름을 제조하여 각 필름의 특성을 조사하였다. 고구마전분의 종류에 따라 호화특성이 달랐는데, 호화개시 온도는 분질고구마인 율미와 건미가 $67.9^{\circ}C$, $67.5^{\circ}C$, 점질고구마인 진미는 $57.6^{\circ}C$를 나타내어 분질고구마와 점질고구마 사이에 뚜렷한 차이를 나타냈으며, 자미는 $66.7^{\circ}C$를 나타내어 분질고구마에 가까운 특성을 나타냈다. 전분용액의 점조도 지수는 진미가 0.71, 율미와 건미가 각각 0.54, 0.52로서 점질고구마 전분의 점조도가 분질고구마 전분에 비해 더 높았으며, 자미는 0.70으로 점질고구마에 더 가까운 값을 나타냈다. 전분필름의 총색차는 분질고구마와 점질고구마 사이에 큰 차이가 있었는데, 율미와 건미가 각각 0.26, 0.32를 나타내고 진미와 자미가 0.86, 0.82를 나타냈다. 필름의 투습도는 율미와 건미가 각각 $1.18{\times}10^{-9}$, $0.83{\times}10^{-9}$ 진미와 자미가 $1.23{\times}10^{-9}$$0.95{\times}10^{-9}\;g\;{\cdot}\;m/m^{2}\;{\cdot}\;s\;{\cdot}\;Pa$로서 점질고구마가 분질고구마에 비해 다소 높은 투습도를 나타냈다. 필름의 수분용해도는 율미와 건미가 14.8, 15.5, 진미와 자미가 14.7, 15.6%로서 품종간에 뚜렷한 차이가 없었다. 필름의 연신율도 5.27-6.21%의 비교적 낮은 값을 나타냈으며 품종간에 유의적인 차이는 없었으나 인장강도는 율미와 건미 및 자미가 각각 18.75, 14.18, 18.21 MPa이었고, 진미가 4.66 MPa로서 현저하게 낮은 값을 나타냈다.

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섬유 보강토벽체의 인장력 평가 및 변형 예측 (Evaluation of Tensions and Prediction of Deformations for the Fabric Reinforeced -Earth Walls)

  • 김홍택;이은수;송병웅
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제12권4호
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    • pp.157-178
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    • 1996
  • 기존의 보강토벽체에 주로 이용되어온 steel strict등 고강도 인장보강재는 주변 뒤채움흙에 비해 상대적으로 변형이 작기 때문에, 설계검토시 과강재 자체에서 유발되는 변형의 크기에 대해서는 크게 유의할 필요가 없었다. 그러나 비교적 저강도인 섬유보강재의 경우, 한계상태에서 예상되는 섬유보강재 자체의 변형량은 주변 뒤채움흙의 소성변형 유발에 필요시 되는 변형량을 종종 초과하게 되며, 이와같은 크기의 과도한 변형량은 보강토벽체 구조체 자체의 안정성 확보 측면에서 허용할 수 없는 경우가 대부분이다. 결국 보증토벽체 구조체의 전면부 발생변위에 대한 일반적인 허용조건을 충족하기 위해서는, 극한강도 보다 훨씬 작은 크기의 강도가 섬유보강재의 경우 발휘하는 것으로 보아야 할 것이며, 따라서 최종적인 구조체 안정검토를 위해서는 보강재 자체의 예상변형량에 대한 평가가 섬유보강재의 경우 특히 중요시 된다. 보강재의 인장응력 -변형률 관계는 강보강재의 경우 선형탄성거동으로 가정할 수 있으나, 섬 유보강재의 경우에는 일반적으로 비 선형거동을 나타낸다. 본 연구에서는 쌍곡선 함수를 이용하여 섬유보강재의 비선형 거동특성을 모델링하였으며,또한 뒤채움흙 다짐으로 인한 유발응력등을 고려하기 위해 Ehrlich SE Mitchell, Duncan등이 제안한 방법을 수정하여 섬유 보강토벽체의 안정 해석법을 제시하였다. 본 안정 해석법 에서는 침투수압의 영향 및 뒤채움흙의 구속효과에 따른 섬유보강재의 부분적인 상대강성 변화 등을 고려하였으며, 이를 토대로 깊이별 각 섬유보 강재의 최대인장력 및 변형량 등의 예측이 가능하다. 본 연구에서는 제시하리라 하는 안정해석법의 적용성을 위해, paraweb polyester fibre multicord, non-woven polyester 지오텍스타일 및 knitted polyester 지오그리드 등 3가지 종류 보강재의 인장응력-변형률 관계 실험결과를 회귀분석하여 쌍곡선 함수형태로 이와같은 섬유보 강재의 비선형거동을 모델링하였다. 또한 이를 토대로 한 븐 연구 해석법의 적합성 검토를 위해, Ho & Rowe가 제시한 유한요소해석결과 및 LCPC, FHWA등에서 시행한 시험결과와 깊이별 각 섬유보강재의 최대인장력,변형량 및 지점별 변형률 등에 대해서도 비교하였다. 아울러 섬유 보강재의 상대강성, 뒤채움흙의 깊이별 구속효과의 정도, 다짐정도 및 침투수압 등이 각 섬유보강재의 변형량 및 전체적인 변형형태 등에 미치는 영향을 종합적으로 분석하였다.

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전자-정공 효과(Core-Hole Effect) 적용에 따른 SiO2 고압상들의 전자구조 및 O K-edge X-선 Raman 산란 스펙트럼 계산 결과 분석 (Core-hole Effect on Partial Electronic Density of State and O K-edge x-ray Raman Scattering Spectra of High-Pressure SiO2 Phases)

  • 김훈;이유수;이성근
    • 한국광물학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.59-70
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    • 2017
  • $SiO_2$는 지각과 맨틀을 구성하는 풍부한 물질로 고압 상태의 $SiO_2$ 원자구조를 결정짓는 전자구조적 특성에 대한 상세한 이해는 지구 내부의 탄성과 열역학적 성질에 대한 통찰을 제공한다. $SiO_2$처럼 경원소(low-z)로 이루어진 지구 물질의 고압상 전자구조는 in situ 고압 XRS (x-ray Raman scattering) 실험을 통해 연구되어 왔다. 하지만 기존의 고압 실험 방법으로는 물질의 국소 원자구조와 XRS 스펙트럼 간 상관관계를 밝히는데 한계가 있다. 이를 극복하고 더 높은 압력에서 존재하는 $SiO_2$에 대한 XRS 정보를 얻기 위해 밀도 범함수 이론(density functional theory; DFT)에 기반을 둔 제1원리(ab initio) 계산법을 이용한 XRS 스펙트럼 계산 연구들이 진행되고 있다. 비탄성 X-선 산란에 의하여 원자핵 주변 1s 오비탈에 만들어지는 전자-정공(core-hole)은 경원소 물질의 국소 전자구조에 크게 영향을 미치기 때문에 O K-edge XRS 스펙트럼 형태를 계산할 때 중요하게 고려해야 한다. 본 연구에서는 온-퍼텐셜 선형보충파(full-potential linearized augmented plane wave; FP-LAPW) 방법론에 기반하는 WIEN2k 프로그램을 사용하여 ${\alpha}-quartz$, ${\alpha}-cristobalite$ 그리고 $CaCl_2$-구조를 갖는 $SiO_2$에 대한 O 원자 전자 오비탈의 부분 상태밀도(partial density of states; PDOS)와 O K-edge XRS 스펙트럼을 계산하였다. 또한, $CaCl_2$-구조를 갖는 $SiO_2$의 O 원자 PDOS의 전자-정공 효과의 적용 여부에 따른 차이를 비교하여, 원자핵 부근 전자구조 변화에 따른 PDOS의 피크 세기와 위치 변화가 크게 나타났다는 사실을 확인할 수 있었다. 또한 계산된 각 $SiO_2$ 구조의 O K-edge XRS 스펙트럼이 각 $SiO_2$ 구조에서 계산된 O 원자의 $p^*$ 오비탈의 PDOS 결과와 매우 유사한 형태를 갖고 있음을 확인하였다. 이는 O K-edge XRS 스펙트럼이 갖는 대부분의 특징적인 피크들이 O 원자의 점유 1s 오비탈에서 $2p^*$ 오비탈로의 전자전이에 기인하기 때문이다. 본 연구의 결과는 $SiO_2$에 대한 정확한 O K-edge XRS 스펙트럼을 계산하는데 있어 전자-정공 효과를 고려해야 한다는 사실을 보여준다. 또한, 실험적으로는 재현이 어려운 고압 환경에 존재하는 $CaCl_2$-구조를 갖는 $SiO_2$ (~63 GPa)에 대한 O K-edge XRS 스펙트럼 계산을 통해, 제1원리 계산이 고압상 물질의 물성 연구에 이용될 수 있다는 사실을 보여준다.

텔레뷰어에 의한 토목설계 매개변수의 산출 (Derivation of rock parameters from Televiewer data)

  • 김중열;김유성
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 1999년도 제2회 학술발표회
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    • pp.137-155
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    • 1999
  • 텔레뷰어는 초음파를 이용하여 공벽을 검층하는 기법이다. 시추공 중심에서 방사된 초음파 빔이 공벽에서 반사되어 다시 중심으로 되돌아 왔을 때의 초음파 빔 진폭 및 주시는 공벽 암반의 물성 및 시추공 내벽 상태 파악을 위한 기본자료가 된다. 이러한 측정 과정이 공벽 전체를 대상으로 이루어지면 그 결과는 2차원(심도 ${\times}$ 방사각) 진폭 및 주시 분포(진폭이미지 및 주시이미지)로 표현된다. 여기서 초음파 빔의 초점화는 절리의 분산현상을 함께 유발하게 되며 그에 따라 큰 폭으로 하락된 진폭치는 주위 암반의 것과 크게 차별화되어 절리의 특성(예 : 크기, 열린상태)이 이미지에서 훌륭하게 반영된다. 한편, 시추 후의 공벽상태는 암반이 연약할수록 그만큼 거칠게 됨이 관찰되고 있으며 이에 대한 빔의 산란은 별도의 진폭하락을 초래하고 있다. 따라서, 텔레뷰어 진폭치는 공벽 암반의 임피던스 이외에도 암반의 견고성파 연관됨을 볼 수 있으며 특히 풍화암일 경우에는 더욱 그러하다. 이러한 현상은 무엇보다 암층분리의 정확성을 높히는 것이 된다. 텔레뷰어 주시이미지는 바로 3D caliper log로 쉽게 전환될 수 있으며 그 결과는 우선 공벽의 크기 및 거친 정도뿐만 아니라 나아가서 시추공 주위 응력분포에 대한 정보도 제시할 수 있다. 따라서 본 논문은 상기 특유의 초음파 빔 특성과 또한 양질의 텔레뷰어 이미지를 바탕으로 개발된 다양한 분석기법들을 소개하고 있으며 동시에 그에 따른 결과가 특히 토목설계 및 시공에서 요구하는 지반조사 매개변수를 훌륭하게 대변하고 있음을 보여주고 있다.>이용이 검토되어질 수 있다.에 비해 결코 우월한 위치에 있지 않다. 오히려 많이 낙후되었다고 할 수 있다. 경제규모와 위상과 발전상태에 비추어 보면 실로 부끄러운 일이 아닐 수 없다. 이렇게 된 배경에는 연약지반이 사회의 문제로 대두되는 일이 미미하여 이 분야에 쓸리는 관심이 상대적으로 적은 점이 주원인이라고 볼 수 있다. 연약지반이 기술현장에서 문제로 떠오르기 시작한지도 째 오랜 시간이 경과하였다. 이제 더 이상 우리의 기술수준을 이대로 방치할 수는 없는 시점에 와 있는 것이다. 연약지반에 몸담고 있는 우리 스스로가 위상을 지키려는 노력을 배가하여야 한다. 연약지반 공학자들은 스스로 고급의 데이터를 생산하고 평가하고 예측하는 기법을 활발하게 적용하고 발전시킴으로써 자신들의 위치를 지켜야 할 것이다. Clean-handed-research만을 고집하는 환상에서 깨어나 국외의 변모하는 모습을 빠르게 수용하고 국내의 연약지반 관련 자료를 국외에 널리 알릴 수 있는 위치로 발돋움할 때 연약지반 공학자의 위상도 제고될 것이다.'ity, and warm water discharges from a power plant, etc.h to the way to dispose heavy water adsorbent. Through this we could reduce solid waste products and the expense of permanent disposal of radioactive waste products and also we could contribute nuclear power plant run s

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지질매체 공극 구조에 대한 구성 엔트로피와 상자집계 프랙탈 차원의 지구물리학적 의미 및 응용: 무작위 패킹 시뮬레이션 연구 (Geophysical Implications for Configurational Entropy and Cube Counting Fractal Dimension of Porous Networks of Geological Medium: Insights from Random Packing Simulations)

  • 이범한;이성근
    • 한국광물학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.367-375
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    • 2010
  • 지구물질로 이루어진 공극 구조와 이를 채우고 있는 유체의 상호작용에 대한 이해는 지표 및 지구내부의 다양한 지질학적 현상의 설명에 필수적이다. 본 연구에서는 지구물질과 유체의 상호작용을 보다 잘 이해하기 위해, 비표면적과 공극률이 다공성 매질의 공극 구조를 설명하는 매개변수에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 입자의 지름과 공극률을 다양하게 하여 동일한 크기의 구형의 입자로 이루어진 다공성 매질에 대한 삼차원 공극 구조를 무작위 패킹 시뮬레이션으로 얻었고, 이에 대해 구성 엔트로피와 삼차원 상자집계 프랙탈 차원 분석을 하였다 구성 엔트로피 분석 결과, 엔트로피 길이는 비표면적이 2.4에서 $8.3mm^2/mm^3$으로 증가할 때 0.8에서 0.2 mm로 감소하고, 최대 구성 엔트로피는 공극률이 0.33 에서 0.46으로 증가할수록 0.94에서 0.99로 증가하는 뚜렷한 경향을 보인다. 구성 엔트로피와 공극률의 관계로부터 구성 엔트로피가 맨틀 용융체의 탄성과 점성도를 설명하는 변수로 사용될 수 있음을 제시한다. 삼차원 상자집계 프랙탈 차원은 비표면적이 같을 때 공극률이 증가함에 따라 증가하고, 비표면적이 2.4에서 $8.3mm^2/mm^3$으로 증가할 때 2.65에서 2.98로 증가한다. 이러한 삼차원 상자집계 프랙탈 차원과 비표면적, 공극률의 관계로부터 삼차원 상자집계 프랙탈 차원이 지진파 감쇠와 맨틀용융체를 포함한 다양한 지질매체의 구조와 무질서도를 설명하는 변수로 사용될 수 있음을 제시한다.

백립계 다수성 붉은곰팡이병 중도저항성 제면용 밀 신품종 "적중밀" (A New White Wheat Variety, "Jeokjoong" with High Yield, Good Noodle Quality and Moderate to Scab)

  • 박철수;허화영;강문석;이춘기;박광근;박종철;김홍식;김학신;황종진;정영근;김정곤
    • 한국육종학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.308-313
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    • 2008
  • 호남농업연구소에서 고품질 국수용 밀 개발을 목적으로 1996년도에 고품질 다수성 백립계 금강밀에 조숙 단간이면서 내도복성인 탑동밀을 인공교배하여 SW96057조합을 육성하였다. 경기도 연천에서 집단재배 후에 계통을 전개하여 초형, 수형이 양호하고 내한성이 강한 계통인 SW96057-YB-3-5-2-1-1은 조숙계통으로 수량성이 우수하여, '03~'04년도 2년간 생산력검정을 거쳐 "익산308호"로 계통명을 부여하고, 2005년부터 3개년 동안 지역적응시험을 실시한 결과 제면특성이 우수한 백립계 밀로 붉은곰팡이병이 중도저항성으로 생산안정성이 뛰어나고 도복에 강하고 농업형질이 우수하여 2007년 농작물 직무육성 신품종선정심의회에서 "적중밀"로 명명하고 전국의 전작 및 답리작 지역의 농가에 보급하게 되었다. 그 특성을 요약하면 아래와 같다. 1. 적중밀의 출수기와 성숙기는 각각 4월 29일과 6월 7일로 금강밀보다 1일 빠르며 간장과 수장은 각각 78 cm와 7.5 cm로 금강밀과 비슷하다. 2. 적중밀의 파성은 II 형이고 붉은곰팡이병 저항성은 중 정도로 금강밀보다 강하나, 흰가루병 과 수발아는 약하고 내한성과 내도복성은 금강밀과 비슷하다. 3. 적중밀의 제분율은 금강밀보다 약간 낮지만 회분과 단백질 함량이 낮아 밀가루와 국수 색이 밝고 단백질 특성이 제면용에 적합하고 금강밀보다 부드러운 국수 식미 특성을 보인다. 4. 적중밀의 리터중과 천립중은 금강밀보다 낮지만 지역적 응성 시험에서 전작 수량은 6.19 MT/ha, 답리작 수량은 5.33 MT/ha로 금강밀보다 각각 19%와 16% 증수하였다. 5. 적중밀은 중부 산간지를 제외하고는 재배가 가능하지만, 겨울철 동해와 이른 봄 냉해에 약하고, 흰가루병에 약하므로 과다한 시비 및 밀파를 피해야 한다.

백립계 다수성 수발아 중도저항성 제면용 밀 신품종 "백중밀" (A New White Wheat Variety, "Baegjoong" with High Yield, Good Noodle Quality and Moderate to Pre-harvest Sprouting)

  • 박철수;허화영;강문석;이춘기;박광근;박종철;김홍식;김학신;황종진;정영근;김정곤
    • 한국육종학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.153-158
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    • 2008
  • 호남농업연구소에서 고품질 국수용 밀 개발을 목적으로 1996년도에 금강밀을 모본으로 하고 올그루밀을 부본으로 인공교배하여 SW96054조합을 육성하였다. 경기도 연천에서 집단재배 후에 계통을 전개하여 초형, 수형이 양호하고 내한성이 강한 계통인 SW96054-YB-9-1-4-1-1은 조숙계통으로 수량성이 우수하여, '03~04년도 2년간 생산력검정을 거쳐 "익산307"호로 계통 명을 부여하고, 2005년부터 3개년간 지역적응시험을 실시한 결과 제면 특성이 우수하고 백립계이면서도 수발아 중도 저항성으로 생산안정성이 뛰어나고 도복에 강하고 농업형질이 우수하여 2007년 농작물 직무육성 신품종 선정심의회에서 "백중밀"로 명명하고 전국의 전작 및 답리작 지역의 농가에 보급하게 되었다. 그 특성을 요약하면 아래와 같다. 1. 백중밀의 출수기와 성숙기는 각각 4월 30일과 6월 8일로 금강밀과 비슷하고, 간장과 수장은 각각 77 cm와 7.5 cm로 금강밀과 비슷하다. 2. 백중밀의 파성은 II형이고 백립계 수발아 중도 저항성으로 금강밀보다 강하나, 흰가루병과 붉은곰팡이병은 약하고, 내한성과 내도복성은 금강밀과 비슷하다. 3. 백중밀의 제분율과 회분 함량은 비슷하고, 단백질 함량이 낮아 밀가루와 국수 색이 밝고 단백질 특성이 제면용에 적합하고 금강밀보다 부드러운 국수 식미 특성을 보인다. 4. 백중밀의 리터중과 천립중은 금강밀보다 낮지만 지역적응성 시험에서 전작 수량은 5.88 MT/10a, 답리작 수량은 5.35 MT/10a로 금강밀보다 각각 13%와 17% 증수하였다. 5. 백중밀은 중부 산간지를 제외하고는 재배가 가능하지만, 겨울철 동해와 이른 봄 냉해에 약하고 흰가루병에 약하므로, 과다한 시비 및 밀파를 피해야 한다.

전기자동차 배터리 모듈 커버의 3D 프린팅 제작을 위한 GF/PC 복합소재 필라멘트 설계와 3D 프린팅 공정 및 구조 최적화 (GF/PC Composite Filament Design & Optimization of 3D Printing Process and Structure for Manufacturing 3D Printed Electric Vehicle Battery Module Cover)

  • 유정욱;이진우;김승현;김윤철;서종환
    • Composites Research
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    • 제34권4호
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    • pp.241-248
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    • 2021
  • 전기자동차 시장이 성장함에 따라 배터리 효율을 증가시키기 위해 차량 경량화 이슈가 대두되고 있다. 이에 전기자동차 배터리 모듈을 보호하는 배터리 모듈 커버를 기존 알루미늄 소재에서 알루미늄 대비 절반 수준의 무게를 가지는 고강도/고내열성 고분자 복합소재로 대체하고자 한다. 또한 복잡한 형상에 대한 제약이 없고, 다품종 소량생산에 유리한 3D 프린팅 기술을 접목하여 기술 변화가 빠른 초기 전기자동차 시장에 대응하고자 한다. 복합소재 역학에 기반하여 압출기를 통해 가공한 단섬유 GF(glass fiber)/PC(polycarbonate) 복합소재 내 유리섬유의 임계길이(critical length)가 453.87 ㎛임을 도출하였고, 사이드 피딩(side feeding) 방식의 가공법을 택함으로써 기존 365.87 ㎛이었던 잔류섬유길이를 향상시킴과 동시에 분산성을 향상시켰다. 이에 30 wt%의 GF가 함유된 GF/PC 복합소재로 인장강도(tensile strength) 135 MPa, 탄성계수(Young's modulus) 7.8 MPa의 최적의 물성을 구현하였다. 또한 3D 프린팅 필라멘트가 상용 필라멘트 규격인 두께 1.75 mm, 표준편차 0.05 mm를 만족하기 위해서 필라멘트 압출 조건(온도, 압출속도)을 최적화하였다. 제작된 필라멘트를 통해 기공률을 최소화하며 강도를 최대화하고, 동시에 생산성 향상을 위해 프린팅 속도를 최대화하는 다중 최적화 문제를 통해 3D 프린팅 공정조건(온도, 프린팅 속도)을 최적화하였고, 이로써 기존 상용화 되어있는 동일 소재 필라멘트 대비 인장강도 11%, 탄성계수 56%가 향상된 결과를 얻었으며, 출력물의 후처리(post-process)를 통해 후처리 전 대비 인장강도 5%, 탄성계수 18%를 추가로 향상시켰다. 끝으로 유한요소해석(finite element analysis, FEA) 기법을 활용하여 전기자동차 배터리 모듈 커버의 시험 규격(ISO-12405)의 Mechanical Shock test의 기준을 만족하도록 배터리 모듈 커버의 구조를 최적화하였고, 이로써 배터리 커버 시험규격을 만족하면서 동시에 알루미늄을 사용했을 때 대비 37%의 경량화를 달성하였다. 해당 연구 결과 및 연구 방법을 활용하여 향후 다양한 분야에 고분자 복합소재 3D 프린팅 기술이 활용될 수 있을 것으로 기대된다.