Kwon, Koo-Ahn;Park, Hee-Sang;Choi, Man-Yong;Park, Jeong-Hak;Choi, Won Jae
비파괴검사학회지
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제36권2호
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pp.130-137
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2016
Non-destructive testing methods for composite materials (e.g., carbon fiber-reinforced and glass fiber-reinforced plastic) have been widely used to detect damage in the overall industry. This study detects defects using optical infrared thermography. The transient heat transport in a solid body is characterized by two dynamic quantities, namely, thermal diffusivity and thermal effusivity. The first quantity describes the speed with thermal energy diffuses through a material, whereas the second one represents a type of thermal inertia. The defect detection rate is increased by utilizing a lock-in method and performing a comparison of the defect detection rates. The comparison is conducted by dividing the irradiation method into reflection and transmission methods and the irradiation time into 50 mHz and 100 mHz. The experimental results show that detecting defects at 50 mHz is easy using the transmission method. This result implies that low-frequency thermal waves penetrate a material deeper than the high-frequency waves.
인구증가와 지속적인 산업발전으로 인하여 건축이 매우 활발해지고 냉난방으로 인한 에너지 소비가 급증하게 되면서 효율적인 에너지 사용의 필요성이 크게 대두되었다. 건물에서 손실되는 에너지의 약 20~40%가 창문을 통해 손실이 일어나며 이를 해결하고자 현재 Low-E 유리, 복층유리등 다양한 방법들이 개발되어 사용하고 있으며 에너지 손실을 더욱 낮추기 위하여 진공유리가 개발 중이나 아직 보급은 이루어지지 않고 있다. 본 논문에서는 진공유리의 열관류율 측정 장치와 진공에서의 중요한 열전달 요인인 복사열전달이 진공유리 성능에 미치는 영향을 3차원 수치해석을 통하여 알아보았다.
본 연구는 온실의 관류전열량을 분석하고 예측하는데 필요한 기초자료 제공을 위하여, 공기막 이중 PO필름의 열저항식을 모델링하였고, 전도, 복사, 대류에 의한 열저항 특성을 규명하였다. 또한 열저항식의 타당성 검증을 위해 열저항식에 의한 관류전열량의 계산값과 실험값을 비교 분석하였다. 공기막 이중 PO필름의 열저항식은 PO필름, 공기막, PO필름의 직렬 열저항식으로 구성되며, 공기막은 복사와 대류에 의한 병렬 열저항식으로 구성된다. 고온부 $T_1$의 평균온도는 276.1K, 저온부 $T_2$의 평균온도는 266.8K로 나타났으며, 다른 조건들이 동일할 경우 챔버 내부온도가 높을수록 $T_1$과 $T_2$의 평균온도와 온도차가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 전도열저항은 $0.00091K{\cdot}W^{-1}$로 전체 열저항의 1% 미만으로 매우 미미한 수준이고, 공기막의 열저항이 $0.18K{\cdot}W^{-1}$로 전체 열저항의 99% 이상을 차지하는 것으로 나타났다. 공기막의 경우 대류열 저항이 복사열저항에 비해 1.33~2.08배 정도 크게 나타났으며, 복사열저항은 평균온도의 3제곱에 반비례하고 대류열저항은 온도차가 4.7, 5.3, 5.5, 5.7, 12.3, 13.2, 13.3, 13.5, 13.8 및 14.0K로 증가할 때 각각 0.78, 0.75, 0.74, 0.73, 0.57, 0.56, 0.56, 0.56, 0.55 및 $0.55K{\cdot}W^{-1}$로 감소하였다. 관류전열량의 계산값과 실험값의 차이는 실험조건별로 0.6~17.2W의 범위로 평균 6.9W였으며, 실험값은 계산값의 79.8~97.7% 범위로 평균 87.3% 수준으로 나타났다. 전체적인 계산값과 실험값의 관류전열량 경향성은 잘 일치하고 있으며, 공기막 이중필름의 열저항은 공기막 두께 및 주입공기의 종류와는 직접적인 상관관계를 보이지 않았다.
국내에서는 최근 구조물 증축에 필요한 경량골재를 중국 및 일본 등에서 수입해 사용하고 있는 실정이고, 환경오염에 대한 관심 또한 고조되면서 폐기물의 처리, 처분 문제가 심각하게 대두되고 있다. 이에 순수 국내 기술로 폐기물과 점토질 원료를 습식혼합, 로터리 킬른에서 소성하여 인공경량골재를 제조한 후 기본 물성을 평가하였고 경량콘크리트에 적용하여 강도특성을 고찰하였다. 인공경량골재의 절건비중은 1.4~1.7, 흡수율은 13~16%이었으며, 파쇄율은 약 30~55%로 강자갈이나 쇄석과 비교하여 10% 이상 높은 수치를 나타내었고 파쇄 형상에서도 차이를 보였다. 골재를 2mm 이하로 분쇄하여 TCLP 용출시험 후 추출된 여액을 ICP-AES로 분석한 결과, 검출한계 이하 또는 용출량 기준치 이하로 용출되었다. 제조된 인공경량골재를 사용한 경량콘크리트 공시체를 제작하여 슬럼프, 압축강도, 휨파괴변형 특성을 시험하였다. 시험 결과, 인공골재 치환율 30vo1%, 물시멘트비 45wt%인 공시체에서의 슬럼프 및 압축강도 특성이 가장 우수하였다. 경량골재 콘크리트의 슬럼프 및 압축강도 시험결과를 통해 도출된 최적배합을 바탕으로 경량콘크리트 패널을 제작하여 단열 및 차음특성을 시험한 결과, 평균 열관류율은 3.293W/$m^2$$^{\circ}C$로 쇄석콘크리트에 비해 약 15% 우수하였으며, 음향투과손실은 500Hz에서 50.9㏈로 기준치를 약 13% 상회하는 결과를 보였다.
Microstructure of oxide formed on Zr-Nb-Sn tube sample was intensively examined by scanning transmission electron microscopy after exposure to simulated primary water chemistry conditions of various concentrations of Zn (0 or 30 ppb) and dissolved hydrogen ($H_2$) (30 or 50 cc/kg) for various durations without applying desirable heat flux. Microstructural analysis indicated that there was no noticeable change in the microstructure of the oxide corresponding to water chemistry changes within the test duration of 100 days (pretransition stage) and no significant difference in the overall thickness of the oxide layer. Equiaxed grains with nano-size pores along the grain boundaries and microcracks were dominant near the water/oxide interface, regardless of water chemistry conditions. As the metal/oxide interface was approached, the number of pores tended to decrease. However, there was no significant effect of $H_2$ concentration between 30 cc/kg and 50 cc/kg on the corrosion of the oxide after free immersion in water at $360^{\circ}C$. The adsorption of Zn on the cladding surface was observed by X-ray photoelectron spectroscopy and detected as ZnO on the outer oxide surface. From the perspective of $OH^-$ ion diffusion and porosity formation, the absence of noticeable effects was discussed further.
The purpose of this study is to analysis the thermal performance of the clayed hollow block wall. Its thermal performance was evaluated comparison with the cement block wall, it was generally used in building envelope. To that end, we conducted a insulation performance experiment and heating and cooling load simulation for a respective wall. In addition, we calculated a construction cost for each other's wall. The results of this study can be summarized as follows. (1) According to experiment of a insulation performance, coefficient of overall heat transmission of the cement block wall and clayed hollow block wall was calculated respectively $2.72W/^2K$ and $1.42W/^2K$. (2) The annular load saving of the clayed hollow block wall was evaluated 1.5% larger than its of the cement block wall. (3) The construction cost of the clayed hollow block wall was calculated 73% more expensive than its of the cement block wall. (4) The construction cost of the clayed hollow block composite wall was calculated 13.7% more expensive than its of the cement block composite wall.
본 연구에서는 공급자와 소비자, 열 저장시설과 연계네트워크로 구성된 통합 지역난방시스템의 경제성을 평가하고 최적 운전조건을 규명하였다. 최적화에 있어서는 혼합 정수선형 계획법이 이용되었으며 1주일 동안의 열 요구량을 만족함과 동시에 통합 지역난방 시스템의 운전제한 조건에 따른 전체 운영비용을 목적함수로 하였다. 지역난방 네트워크 연결망을 열 병합 발전이 포함되지 않은 구역과 이를 포함하는 구역으로 나누어 최적화를 진행함으로써 열 병합 발전에 의한 비용절감 효과를 확인할 수 있었다. 아울러 계통한계가격 예측모델에 의해 예측된 계통한계가격과 실제 계통한계가격을 각각 적용하여 최적화를 진행하고 그 결과를 비교 분석하였다. 수치모사 결과 개발된 최적화 운영시스템의 도입에 의해 통합 지역난방시스템의 에너지 효율성이 증가함을 확인할 수 있었다.
In this study, the experiment of the measuring of four different types of flooring materials' thermal characteristics was conducted and examined during the summer. The experimental materials were arranged on the existing slab of the roof, and then its thermal characteristics were examined from the point of view of thermal radiation analysis. The aim of this study is ultimately to draw the fundamental data for improvements in a building's thermal function and reduce the urban heat island phenomena through optimizing the thermal characteristics of the surface covering materials of a building. The results from this study are as follows; 1) Each experimental material's albedo was calculated as 0.83 on the aluminum panel, 0.40 on the rock block, 0.37 on the wood deck and 0.21 on the concrete. It shows that the concrete material, which has the lowest short wave reflective rate, absorbed the most radiation energy and the aluminium panel has absorbed the lowest radiation energy. 2) From the each experimental object's value of the long wave radiation, the concrete material measured the highest, at $628W/m^2$, and the aluminium panel measured the lowest at $412W/m^2$. Therefore, it verifies that the experimental objects' own radiation rate determines the amount of the long wave radiation. 3) The degree of energy absorbency of a building's surface covering materials is greatly influenced by its own albedo and radiation rate, Therefore, it needs to be considered for the improvements in a building's thermal function and reducing the urban heat island phenomena. 4) According to the evaluation result of the each experimental object's overall heat transmission screening function on the roof of a building, the wooden deck is proven to be an excellent material for excluding the outside temperature differences effectively with its characteristic of low heat capacity and conduction. Also its surface temperature on the roof slab and the temperature difference during the day were both measured at low.
본 논문에서는 포항제철의 열연 권취 온도 공정을 제어하기 위한 방법으로 온라인 재학습 가능한 RBF 네트워크(Radial Basis Function network)를 제안한다. 새로 제안된 신경회로망 모델을 이용해 권취 온도 제어 시스템의 열전달 계수를 생성해주는 기조의 규칙 기반 계수표를 대체할 수 있다. 열연 공정 작업의 시간에 따른 변화를 고려하도록 지존의 RBF 네트워크에 부가적인 온라인 재학습용 시냅스 가중치를 도입한다. 부가적인 가중치들로 인해 이미 학습된 전체 데이터들의 특성 정보를 유지하면서 새로 들어오는 데이터들에 대해 온라인 재학습이 이루어진다. 따라서, 제안된 RBF 네트워크는 파국적 간섭(catastrophic interference)효과를 상당히 감소시킬 수 있다. 그리고 거부 네트워크을 도입하여 제어기의 신뢰도을 높일 수 있었고, 실제 현장에 적용한 실험 결과는 기존의 방법보다 평균 2.2퍼센트이상 향상된 성능을 보였다.
지구 표면에 대한 정보는 기상 및 대기 역학의 이해나 인간을 포함한 동물에 큰 영향을 미치는 극한 열현상에 대응함에 있어서 핵심적인 지구 물리량이다. 지구 영역에 대한 온도를 추정하기 위하여 위성에 탑재된 열적외 센서가 널리 활용되어 왔는데, 정밀한 활용을 위해서는 온도 추정 과정의 불확도에 대한 이해가 선행되어야 한다. 하지만 온도추정 불확도에 영향을 미치는 많은 요소 중에서 한반도 주변의 환경 하에서의 온도추정 알고리즘의 불확도 산정에 대한 연구는 미미하였다. 본 연구에서는 한반도 주변의 대기 및 해양 조건하에서 범용성이 높은 single-channel 알고리즘의 불확도를 추정하는 연구를 수행하였다. 알고리즘의 입력자료로 필요한 재분석자료(reanalysis)의 영향성을 평가하기 위하여 두 가지의 재분석자료, 즉 fifth generation of European Centre for Medium-Range Weather Forecasts reanalysis of the global climate and weather (ERA5)와 Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications-2 (MERRA-2)를 사용하였고, 복사전달모델은 MODerate resolution atmospheric TRANsmission (MODTRAN)을 사용하였다. MODTRAN 모의와 온도 추정 정확도 검증에 사용되는 현장 관측 수온은 한반도 인근 해역에 위치한 해양 기상 부이(buoy)로부터 획득했다. 실험 결과, 알고리즘 불확도는 대기 수증기량에 따라서 선형에 가깝게 증가하는 것을 확인하였고, 가장 건조한 조건에서는 약 0.35K 그리고 평균적으로 0.45K 가량의 불확도가 발생함을 확인하였다. 이러한 결과는 재분석자료의 종류에 상관없이 유사하게 도출되어 알고리즘이 가지는 순수한 불확도라고 추정할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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