• 한국지능시스템학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.89-98
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• 2017

외바퀴 로봇 제어에 있어 필수적인 균형 안정화 제어를 위해 제어 모멘트 자이로스코프(CMG)를 이용할 수 있다. 단일 짐벌 CMG는 단순한 구조를 가지면서 외란에 대해 강력한 복원 토크를 로봇에게 전달할 수 있다. 그러나 CMG는 복원 토크 외에 원치 않는 방향의 토크도 발생시킨다. 원치 않는 방향 토크는 회전 자유도가 높은 외바퀴 로봇 시스템에서 불안정성 문제를 야기한다. 본 논문에서는 원치 않는 방향 토크를 제거하기 위해 CMG 가위쌍을 이용한 외바퀴 이동 로봇 제어 시스템을 제시한다. 외바퀴 로봇 동역학식에 있어서의 모델 오차에 강인한 특성을 갖는 LQR 제어 알고리즘을 설계하였다. 3D 비선형 동역학 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 CMG 가위쌍과 LQR 제어 알고리즘을 갖는 외바퀴 로봇 제어 시스템을 검증하였다.

• 전산구조공학
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• 제10권4호
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• pp.205-216
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• 1997

구속된 ?(restrained warping)효과를 고려하는 박벽 공간뼈대구조의 횡후좌굴거동을 조사하기 위하여 기하학적 비선형 유한요소이론 및 해석법을 제시한다. 가상일의 원리를 이용하여 대변형효과를 고려한 3차원 연속체의 평형방정식으로부터, 구속된 ?효과를 고려하고 유한한 회전각의 2차항의 효과를 포함하는 변위장을 도입하여 초기응력을 받는 박벽 공간뼈대요소의 증분평형방정식을 유도한다. 박벽 공간뼈대구조를 유한요소로 나누고 변위장을 요소변위에 관한 Hermitian 다항식으로 나타내어 이를 평형방정식에 대입함으로써 접선강도행렬을 유도한다. 또한 updated Lagrangian formulation에 근거하여, 증분변위로부터 강체회전변위와 순수변형성분을 분리시켜서 강체회전은 요소의 방향변화를 결정하고, 순수변형은 부재력증분을 산정하는 불평형하중 산정법을 제시한다. 박벽 공간뼈대구조의 횡-비틂좌굴 및 후좌굴 거동에 대한 예제들을 통하여 본 연구에 대한 해석결과와 문헌의 결과를 비교 검토함으로써 본 연구에서 제시된 이론 및 해석방법의 정당성을 입증한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.16-17
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• 2010

Molecular spintronics has attracted attentions, which combines molecular electronics with the spin degree of freedom in electron transport. Among various molecules as candidates of the molecular spintronics, single molecule magnet (SMM) is one of the most promising material. SMM molecules show a ferromagnetic behavior even as a single molecule and hold the spin information even after the magnetic field is turned off. Here in this report, we show the spin behavior of SMM molecules adsorbed on the Au surface by combining the observation of Kondo peak in the STS and ESR-STM measurement. Kondo resonance state is formed near the Fermi level when degenerated spin state interacts with conduction electrons. ESR-STM detects the Larmor frequency of the spin in the presence of a magnet field. The sample include $MPc_2$ and $M_2Pc_3$ molecules ($M\;=\;Tb^{3+}$, $Dy^{3+}$, and $Y^{3+}$ Pc=phthalocyanine) whose critical temperature as a ferromagnet reaches 40 K. A clear Kondo peak was observed which is originated from an unpaired electron in the ligand of the molecule, which is the first demonstration of the Kondo peak originated from electron observed in the STS measurement. We also observed corresponding peaks in ESR-STM spectra. [1] In addition we found that the Kondo peak intensity shows a clear variation with the conformational change of the molecule; namely the azimuthal rotational angle of the Pc planes. This indicates that the Kondo resonance is correlated with the molecule electronic state. We examined this phenomena by using STM manipulation technique, where pulse bias application can rotate the relative azimuthal angle of the Pc planes. The result indicates that an application of ~1V pulse to the bias voltage can rotate the Pc plane and the Kondo peaks shows a clear variation in intensity by the molecule's conformational change.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제14권6호
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• pp.713-717
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• 1993

The crystal structure of the potassium salt of penicillin V has been studied by the X-ray crystallographic methods. Crystal data are as follows; potassium 3,3-dimethyl-7-oxo-6-phenoxyacetoamido-4-thia-1- azabicyclo[3.2.0]-heptane-2${\alpha}$-carboxylate, $K^+{\cdot}C_{16}H_{18}N_2O_5S^-$, $M_r$= 388.5, triclinic, Pl, a= 9.371 (1), b= 12.497 (2), c= 15.313 (2) ${\AA},\;{\alpha}= 93.74\;(2),\;{\beta}=99.32\;(1),\;{\gamma}=90.17\;(1)^{\circ},\;V=1765.7\;(2)\;{\AA}^3$, Z=4, $D_m=1.461\;gcm^{-1},\;{\lambda}(Cu\;K{\alpha})=1.5418\;{\AA},\;{\mu}=40.1\;cm^{-1}$, F(000)=808, T=296 K. The structure was solved by the heavy atom and difference Fourier methods with intensity data measured on an automated four-circle diffractometer. The structure was refined by the full-matrix least-squares method to a final R= 0.081 for 3563 observed $[I_0{\geq}2{\sigam}(I_0)]$ reflections. The four independent molecules assume different overall conformations with systematically different orientations of the phenyl groups although the penam moieties have the same closed conformations. There are intramolecular hydrogen bonds between the exocyclic amide nitrogen and phenoxy oxygen atoms. The penam moiety is conformationally very restricted although the carboxyl and exocyclic amide groups apparently have certain rotational degrees of freedom but the phenyl group is flexible about the ether bond despite the presence of the intramolecular N-H${\cdots}$O hydrogen bond. There are complicated pseudo symmetric relationships in the crystal lattice. The penam moieties are related by pseudo 20.5 screw axes and the phenyl groups by pseudo centers of symmetry. The potassium ions, related by both pseudo symmetries, form an infinite zigzag planar chain parallel to the b axis. Each potassium ion is coordinated to seven oxygen atoms in a severely distorted pentagonal bipyramid configuration, forming the infinite hydrophilic channels which in turn form the molecular stacks. Between these stacks, there are only lipophilic interactions involving the phenyl groups.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권5호
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• pp.94-101
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• 2019

복합재료 반사판 안테나의 전개 특성을 해석 모델을 통하여 살펴보고 실험을 통하여 검증하고자 한다. 두 개의 회전 자유도를 가지며 스프링의 탄성 에너지에 의해 작동되는, 전개 메커니즘을 기반으로 반사판 안테나의 동역학적 해석 모델을 수립하였다. 유연 다물체 동역학 해석 프로그램인 ADAMS를 이용하여 패널의 전개 속도, 구조 변형 그리고 충격력을 분석하였다. 중력보상 장치를 이용하여 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)으로 제작된 안테나 패널의 전개거동 특성을 실험적으로 검증/분석하였다. 안테나 패널이 전개되는 동안 발생하는 충격 응답 및 진동 문제를 확인하고, 댐퍼를 이용하여 안정적으로 전개가 됨을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권1호
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• pp.79-87
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• 2015

요요 진동시스템을 이용한 파력발전 장치의 모델링 및 성능해석을 수행하였다. 본 연구의 파력발전 시스템은 기계적 요소인 요요진동 시스템, 모션정류 시스템, 동력전달 시스템과 전기적 요소인 발전시스템으로 구성된다. 특히 요요 진동시스템을 적용하여 파랑의 입력을 회전운동으로 변환하였으며 입력되는 파랑의 크기가 공진현상에 의해 증폭되어 높은 에너지 변환효율을 갖도록 구성되었다. 기계적 시스템과 전기적 시스템의 임피던스 연결(Impedance matching)을 통해 기계-전기 통합 해석 모델을 수립하였다. 일정 입력 가속도 0.14g 에서 다양한 파랑 주파수와 시스템 감쇠비에 대한 수치적 성능 해석을 진행하였다. 최대 전기적 출력은 공진주파수에서 부하저항이 최적 부하 조건을 만족할 때 발생하였으며, 이때 최대 전기 출력은 290W, 발전 효율은 48%이다. 해석 결과를 통해 공진 현상을 이용하여 파력발전장치의 출력을 크게 증가시킬 수 있음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제27권5호
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• pp.584-590
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• 2017

결빙방지 단백질(Antifreeze protein, AFP)은 얼음 결정에 결합하여 결정의 성장을 억제한다. AFP는 영하의 환경에서 서식하는 생물체의 생존에 필수적이다. 겨울 넙치에서 분리된 type I AFP (AFP37)는 37 개의 잔기를 가진 ${\alpha}$-나선 구조의 펩타이드이다. 본 연구에서는 활성과 수용성이 높은 짧은 AFP 조각을 개발하고자 시도하였다. 아미노-말단 15, 21 잔기의 AFP15와 21를 설계 및 합성하였다. 이들 펩타이드의 아미노-말단에 CGG를 도입한 AFP15N and 21N을 합성하고 이황화 결합을 유도함으로써 이량체 펩타이드인dAFP15N과dAFP21N을 합성하였다. 이들의 나선 함량과 결빙방지 활성을 circular dichroism (CD) 분광법과 나노리터 삼투압계로 각각 측정하였다. 합성된 펩타이드 AFP15 AFP21, AFP15N, AFP21N, dAFP15N, dAFP21N의 나선 구조 함량은 대조구인 AFP37의 49, 41, 23.8, 28, 47.9, 51.7% 수준을 보였다. 이들의 결빙방지 활성은 AFP37의 13, 7, 0.05, 5.6, 13, 11%로 나타났다. 예상과는 달리 이량체화된 펩타이드는 단량체와 비슷한 결빙방지 활성을 보였다. 이는 이량체 펩타이드가 하나의 펩타이드로 얼음과 결합하기 보다 두 개의 개별적 펩타이드로 작용함으로써 단량체와 같은 활성을 보인 것으로 생각된다. 또한 펩타이드들에 의한 별 모양의 얼음 결정 형성은 펩타이드와 얼음의 약한 결합을 시사한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.329-334
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• 2017

다양한 산업 분야의 구조물은 여러 부구조의 조합으로 구성되며, 시스템의 자유도 또한 무수히 많다. 높은 복잡성을 가지는 구조물의 해석 및 계산 효율을 향상시키기 위해서 해석 모델의 단순화 및 자유도 축소가 요구된다. 지난 50여 년 동안 규모가 큰 공학적 문제를 단순화하기 위해 다양한 부분구조화 기법들이 개발되어 왔다. 이러한 부분구조화 기법들은 Newton-Raphson 알고리즘 등과 같은 반복계산을 동반하는 비선형 구조해석 문제 해석에 매우 효과적이다. 본 논문에서는 기 개발된 비선형 부분구조화 기법 중의 하나인 모드미분(modal derivatives)을 이용하여 기하비선형 보의 모델 축소에 적용하고자 한다. 모드미분은 모드 기반 축소 기저의 2차항의 형태로, 선형모드의 조합으로 근사 가능한 변위벡터를 미소변위에 대한 Taylor 급수를 통해 확인할 수 있으며, 시스템의 고유치 문제를 모드 좌표로 미분을 함으로써 얻어진다. 모드미분에는 비선형 접선 강성행렬의 미분을 포함하고 있으며, 이는 유한차분법 등의 근사를 통해 계산할 수 있다. 제안된 방법론은 기하학적 비선형 문제에 우수한 성능을 보이는 동시회전 유한요소법에 적용하였다. 수치예제를 통해 보의 경계가 수평으로 움직일 수 있는 문제에서는 기존의 모드축소기법이 매우 비효율적임을 알 수 있었다. 한편 모드미분을 이용한 축소기법은 다양한 경계조건에 대하여 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

• 토지주택연구
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• 제4권3호
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• pp.271-277
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• 2013

수평하중을 받는 말뚝의 거동 예측에는 일반적으로 비선형 p-y 곡선을 이용한 BNWF(Beam on Nonlinear Winkler Foundation) 해석법이 주로 사용된다. BNWF 해석법은 다양한 사례를 통하여 정확성이 입증된 반면 군말뚝의 경우 p-multiplier를 사용해야 하는 단점을 가지고 있다. 이와같은 단점은 유한요소 또는 차분법의 사용으로 해결할 수 있다. 이 방법 적용 시, 지반과 말뚝은 솔리드 요소로 모델링된다. 하지만, 말뚝을 솔리드 요소로 모사하게 되면 회전 자유도가 없어 정확성이 감소하며 이를 극복하기 위해서는 요소의 크기를 현저하게 감소시켜야 하지만 3D 해석에서 요소 수의 증가는 막대한 연산시간이 요구되므로 적용에 문제가 있다. 본 연구에서는 이와 같은 단점을 극복하는 빔요소와 Rigid 링크를 이용한 말뚝 모델링 방법을 구축하였으며 이의 적용성을 현장시험결과와 BNWF의 비교를 통하여 검증하였다. 사용된 해석 프로그램은 지진공학용으로 개발된 OpenSees이다. 비교 결과, 빔요소와 Rigid 링크를 이용한 방법은 비교적 정확하게 현장시험결과와 일치하는 것을 확인하였다. 추후 이 방법은 군말뚝의 해석에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권1호
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• pp.70-81
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• 2024

본 연구에서는 진동원으로서 교통하중(고속열차)에 대해 수직 방진기능과 수평 면진기능을 조합한 3차원 하이브리드 면진시스템(Tridimensional Hybrid Isolation System, THIS)을 제안하였고, 고속열차 진동에 대한 THIS의 수직 진동 사용성 개선 효과를 해석적으로 평가하였다. 해석을 위하여 실제 16층의 공동주택을 상용구조해석프로그램의 고유치해석과 침실 바닥판에 대한 펄스 응답 분석을 통해 주요 진동모드를 식별하였고, 이 주요 진동 모드를 가지고 바닥판의 수평과 수직, 회전 자유도를 가지는 16개 층의 골조 모델을 제작하였다. 해석방법은 실제 고속철도가 통행할 때 철로와 인접한 구조물에서 계측한 가속도를 진동원으로 적용하고 THIS의 강성과 감쇠비를 변수로 상태-공간방정식을 이용하여 동적해석을 수행하였다. 그 결과, 기존 구조물의 수직 고유주기 대비 THIS의 수직 주기가 커질수록 층별 바닥판 응답이 저감되기 시작하는 임계 주기비가 다르고, 주기가 5배 이상(0.006 이하의 강성비)일 때 모든 바닥판의 가속도 수준이 비면진 대비 약 70% 이하로 감소하였다. 또한, THIS의 감쇠비에 대한 응답 제어에 미치는 영향이 매우 적은 것으로 나타났다. 마지막으로 THIS에 대한 수직 진동 사용성 개선 효과를 확인하기 위하여 비면진 구조물과 0.006의 강성비와 0.03의 감쇠비를 가지는 THIS가 적용된 구조물에 대하여 1층과 16층 바닥판 가속도를 AIJ, SCI, AISC 진동 사용성 기준에 따라 평가하였고, 기존에 주거지 사용성 기준을 만족하지 못한 데 반해, THIS 적용 후 주거지 사용성 기준을 모두 만족하는 것을 확인하였다.