• 한국지반공학회논문집
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• 제39권12호
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• pp.93-102
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• 2023

최근 건축물 구조 기준의 개정으로 말뚝 기초의 내진성능 강화가 강조되고 있음에도 불구하고, 현재 건축물 기초의 내진설계는 비용과 시공상의 어려움으로 충분한 시행이 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 지진 시 수평 및 수직 하중에 효과적으로 대응할 수 있는 구조로 제안된 삼축 마이크로파일(TMP)의 지진 시 동적 거동을 평가하고자 하였다. 동적 원심모형실험을 통해 설치 각도가 15°인 그룹 삼축 마이크로파일과 설치 각도가 0°인 연직 군말뚝의 가속도, 변위, 휨모멘트, 축력 등의 동적 거동이 비교 분석되었다. 실험 결과에 따르면 가속도와 수평 및 수직 변위 결과를 바탕으로 살펴보았을 때 탁월 주기가 0.5 초 미만인 실지진파 가진 조건에서 경사진 그룹 삼축 마이크로파일의 내진성능은 연직 군말뚝보다 좋거나 비슷한 수준으로 평가된다. 그러나 Sine 2Hz와 같은 장주기의 강한 지진 가진 시에는 경사진 삼축 마이크로파일의 응답이 전반적으로 수직 마이크로파일보다 크게 나타났다. 협소한 공간에서 기존 시설물의 단주기 지진파에 대한 응답을 줄이는 내진보강이 필요한 경우 경사진 삼축 마이크로파일이 수직 마이크로파일의 대안으로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권spc1호
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• pp.1049-1058
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• 2023

보와 저낙차 댐과 같은 하천횡단구조물을 통과하는 흐름은 도수 현상을 동반하는 급변류가 지배적이다. 구조물 하류에서 도수로 인한 유속과 수면의 강한 비정상성은 수공구조물의 안정에 영향을 줄 수 있다. 특히, 높은 Froude 수 조건에서 발생하는 정상도수는 공기연행이 현저하게 발생하여 흐름 특성은 더욱 복잡해진다. 이 연구에서는 Froude 7.3 조건에서 발생하는 정상도수를 모의하기 위해서 큰와모의 기법과 하이브리드 VoF 기법을 이용한 수치모의를 수행하였다. 수치모의 결과는 구조물 하류 바닥면에서 계측된 순간최대압력과 시간평균압력 분포를 유사하게 재현하는 것으로 나타났다. 단, 구조물 직하류에서의 순간최소압력 분포는 대상으로 하는 실험 계측값과 반대의 양상을 보이지만, 유사한 다른 시험과는 같은 양상을 보임으로써 본 연구에서 수행한 수치모의는 합리적으로 압력변동을 예측하는 것으로 판단된다. 도수 중앙부에서의 연직방향 유속분포와 공기농도분포는 유사한 조건의 실험 결과들과 자기상사성을 보이면서 양호하게 일치하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 본 연구에서 적용한 큰와모의 기법과 하이브리드 VoF 기법이 높은 Froude 수 조건에서 강한 공기연행을 동반하는 도수현상을 양호하게 재현할 수 있음을 보여준다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.55-63
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• 2024

잔탄검 바이오폴리머는 대표적인 친환경 지반안정제로서, 넓은 범위의 온도와 pH에서 높은 안정성을 보이는 장점이 있다. 사질토 지반에 대한 잔탄검 바이오폴리머 적용 시 흙 입자 결합력 증대효과는 잔탄검 매트릭스의 건조과정에 의존하므로, 잔탄검 바이오폴리머 수용액의 건조과정에 따른 사질토 전단강성 증대효과에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 잔탄검 바이오폴리머 주입에 의한 사질토의 전단강성 개선효과를 평가하고자, 농도가 다른 잔탄검 바이오폴리머 수용액을 주입한 주문진 표준사에 대하여 건조 경과에 따른 전단파속도를 측정하였으며, 건조도의 정량적 평가를 위하여 전기비저항 측정이 병행되었다. 건조시간 경과에 따라 전단파속도 및 전기비저항 모두 증가하는 양상을 보였으며, 이를 통하여 건조과정에 따른 바이오폴리머 혼합토의 전단강성 증대효과를 확인하였다. 또한, 바이오폴리머 농도에 따른 전단파속도 측정 결과, 초기 농도가 높을수록 건조과정에 따라 높은 전단강성 증대효과를 나타내었다. 본 연구의 결과는 바이오폴리머 수용액 주입에 의한 사질토 지반의 전단강성 개량효과 예측에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 산업진흥연구
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• 제9권1호
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• pp.31-38
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• 2024

본 연구에서는 층상 실리케이트계 나노복합소재 감습막제조를 통하여 그 특성을 평가하였다. 나노복합소재 제조를 위하여 나노물질로 4급 암모늄염으로 유기화 처리된 층상 실리케이트 물질인 Cloisite^®, Bentone^®으로 선정하였다. 유기화 처리된 montmorillonite/hectorite 점토 첨가 습도센서는 RH(%)증가에 따라 임피던스는 감소하였다. Cloisite^® 습도센서의 경우 Bentone^® 38 습도센서에 비해 임피던스 직진성 및 히스테리시스는 다소 우수하였다. 임피던스는 Bentone^® 38을 첨가한 센서가 Cloisite^® 첨가형 센서와 비교해 가장 낮게 나타났다. Cloisite^® 첨가형 센서를 각각 비교하면 유기화 처리된 물질의 친수성 영향에 따라 감습 특성이 다르게 나타나는 것을 확인하였다. 응답 속도는 친수성 특징에 따라 Cloisite^® 93A가 느려지는 경향을 나타냈으며, 이 결과 역시 친수성 유기물에 의한 수분 증발 속도 차이에 의한 것으로 사료된다. 이상의 결과를 바탕으로 유기화된 층상 실리케이트계 물질을 이용한 감습막은 기존의 고분자계 감습막과 비교해 감습특성은 다소 낮게 나타났으나 공중합, 가교구조화, 등 복잡한 공정 없이 안정성이 우수하고 간단한 공정으로 감습막 제조가 가능하여 경제성이 우수한 습도센서 응용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.254-261
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• 2024

항공기 이착륙 시 정확한 유도는 중요하며, 이를 위해 계기착륙시스템 ILS (instrument landing system) 가 이용된다. 안정된 ILS 운용을 위하여 정기 점검이 진행되며, 지상차량 및 측정항공기 외 드론을 이용한 점검 수행 연구가 있다. 광대역 주파수 수신용 SDR과 단일보드컴퓨터를 이용하고, GNU Radio를 통해 ILS의 로컬라이저 신호를 수신 처리하는 소형시스템을 설계하였다. GNU Radio를 통한 신호처리 특성을 실행하고 MATLAB Simulink로 시뮬레이션 및 이론 값을 확인하는 과정을 거쳤다. 이를 통해 항공기가 활주로 진입할 때 DDM (difference in depth of modulation)과 진입 각도를 계산할 수 있다. 또한 GNU Radio에서 TCP (transmission control protocol)를 통해 무선으로 실시간 신호를 처리할 수 있게 구현하였다. 이를 활용해 항공기가 활주로 중심선으로 진입할 때는 약 0.5%, 1도 각도로 진입할 때는 0.27% 이내 오차가 있는 결과를 얻었다. 항공기 또는 지상 차량 이용 ILS 신호 검사 및 유지보수 방식과 비교하여 차별성이 있는 드론 이용 검사에 장착 가능한 소형 SDR 사용 수신시스템 구현을 가능하게 할 것이라 예상한다.

• 한국가금학회지
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• 제51권2호
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• pp.47-56
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• 2024

본 연구는 콜리플라워 분말의 첨가가 저지방 닭가슴살 소시지에 미치는 품질 특성을 알아보기 위해 수행되었다. 콜리플라워 분말의 첨가는 소시지 반죽의 pH를 상승시켰으며(P<0.05), 가열 감량 및 저장 감량의 총합을 감소시켰다(P<0.05). 저지방 처리군에서 첨가된 수분의 증가로 인해 낮은 경도를 나타냈으며, 저장 중 수분 손실로 인해 대조구를 제외한 모든 처리군에서 경도가 증가하였다. 콜리플라워 분말의 첨가는 저장 30일차에서 MDA 생성을 유의적으로 감소시켰다. 관능평과 결과, 모든 평가항목에서 콜리플라워를 첨가한 처리구가 대조구에 비해 유의적으로 낮은 평가를 받았다(P<0.05). 따라서 본 연구 결과, 콜리플라워 분말을 이용하여 보수력과 지질 산패도가 개선된 저지방 닭가슴살 소시지의 제조가 가능할 것으로 생각되나, 콜리플라워 분말을 첨가한 저지방 닭가슴살 소시지의 관능적 특성에 대한 소비자의 기호도가 낮기 때문에 추가적인 연구 및 개발이 필요할 것으로 사료된다.

• 상하수도학회지
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• 제37권4호
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• pp.203-214
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• 2023

In this study, the physical properties and fracture characteristics according to the tensile load are evaluated on the materials of the polymeric filler and carbon fiber-based composite sleeve technique. The polymeric filler and the composite sleeve technique are applied to areas where the pipe body thickness is reduced due to corrosion in large-diameter water pipes. First, the tensile strength of the polymeric filler was 161.48~240.43 kg_f/cm², and the tensile strength of the polyurea polymeric filler was relatively higher than that of the epoxy. However, the tensile strength of the polymeric filler is relatively very low compared to ductile cast iron pipes(4,300 kg_f/cm²<) or steel pipes(4,100 kg_f/cm²). Second, the tensile strength of glass fiber, which is mainly used in composite sleeves, is 3,887.0 kg_f/cm², and that of carbon fiber is up to 5,922.5 kg_f/cm². The tensile strengths of glass and carbon fiber are higher than ductile cast iron pipe or steel pipe. Third, when reinforcing the hemispherical simulated corrosion shape of the ductile cast iron pipe and the steel pipe with a polymeric filler, there was an effect of increasing the ultimate tensile load by 1.04 to 1.06 times, but the ultimate load was 37.7 to 53.7% compared to the ductile cast iron or steel specimen without corrosion damage. It was found that the effect on the reinforcement of the corrosion damaged part was insignificant. Fourth, the composite sleeve using carbon fiber showed an ultimate load of 1.10(0.61T, 1,821.0 kg_f) and 1.02(0.60T, 2,290.7 kg_f) times higher than the ductile cast iron pipe(1,657.83 kg_f) and steel pipe(2,236.8 kg_f), respectively. When using a composite sleeve such as fiber, the corrosion damage part of large-diameter water pipes can be reinforced with same level as the original pipe, and the supply stability can be secured through accident prevention.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.327-344
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• 2024

일반적인 터널 설계 및 해석 시 암반을 등방성으로 가정하나, 등방성 조건에서는 재료특성이 모든 방향에서 균일하므로 터널의 안정성이 높게 평가되는 경향이 있다. 그러나 실제 암반은 절리, 층리, 단층 등 불연속면이 존재하며 방향에 따라 재료의 특성이 다른 이방성 특징을 가진다. 이러한 암반의 이방성은 터널 굴착 시 발생하는 응력 분포에 큰 영향을 미쳐, 불균일한 터널 변형을 유발하고 손상 위험을 증가시키기 때문에 사전에 철저한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 암반의 이방성에 따라 굴착 과정에서 발생하는 막장면과 터널이 굴착된 후 수렴된 위치에서 발생하는 변형과 응력 변화에 초점을 두었다. 탄성계수의 비율(E₁/E₂)에 따른 이방성지수(I_E)와 경사각을 변수로 선정하여 3차원 수치해석을 수행하였다. 결과적으로 이방성 지수가 증가할수록 터널에서 발생하는 변위가 증가하고 응력집중 현상이 크게 발생하였으며, 경사면이 터널과 접하는 부분에서 최대 변위가 발생하고 전단응력이 가장 크게 발생하는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권3호
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• pp.262-268
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• 2024

본 연구에서는 고성능 리튬이온전지용 음극 소재로써 2차원 구조의 티타늄 카바이드(MXene)와 나노 실리콘의 정전기적 결합을 통한 MXene/Si 음극 복합소재를 제조하였다. LiF/HCl을 이용하여 Ti₃AlC₂ MAX를 에칭해 Ti₃C₂T_x MXene을 제조하였으며, 정전기적 결합을 형성하기 위해 나노 실리콘의 표면을 CTAB (Cetyltrimethylammonium bromide)을 활용하여 양전하로 대전하였다. MXene/Si 음극 복합소재는 제조된 MXene과 대전 된 실리콘의 간단한 혼합 공정을 통해 성공적으로 제조되었다. 제조된 복합소재의 물리적 특성과 전기화학적 특성을 MXene과 실리콘의 조성비에 따라 조사하였으며, 전극의 안정성을 평가하기 위해 충·방전 사이클 후의 전극 표면을 분석하였다. MXene/Si 복합소재는 MXene 대비 실리콘 조성 비율이 2, 3 및 4로 증가할수록 1962.9, 2395.2 및 2504.3 mAh/g의 높은 초기 방전용량을 나타내었다. MXene과 실리콘 조성비가 1 : 4인 MXene/Si-4는 100 사이클에서 1387.5 mAh/g의 가역 용량과 74.5%의 용량 유지율을 나타내었으며, 4.0 C의 높은 율속에서도 700.5 mAh/g으로 높은 용량을 발현하였다. 이러한 결과를 통해 정전기적 결합으로 제조된 MXene/Si 복합소재는 고성능 리튬이온배터리용 음극소재로 적용 될 수 있다.

• 전기화학회지
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• 제27권3호
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• pp.97-104
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• 2024

상용화된 리튬이차전지의 전극은 습식 공정을 통해 제조되고 있으며, 전극의 건조공정은 전극 생산속도 및 공정비용 측면에서 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 실리콘 전극의 건조 조건에 따른 품질 및 이를 포함하는 전극의 전기화학적 성능을 조사하고자, 고온(180 ℃) 및 저온(50 ℃) 건조 조건에서 실리콘 음극을 제조하였다. 고온 건조 조건은 전극 슬러리 내 용매를 빠르게 증발시키며 전극 생산속도를 향상시킬 수 있지만, 집전체로부터 전극 복합체의 박리를 유발하였다. 그 결과 실리콘 전극의 접착력을 약화시키고 전극 코팅 품질을 감소시켰으며, 저온 대비 고온 건조 조건에서 제조된 실리콘 전극은 두꺼운 복합체 두께를 보였다. 180 ℃ 전극은 50 ℃ 전극보다 면저항이 컸으며, 전기전도도는 낮았다. 또한 50 ℃ 전극은 180 ℃ 전극 대비 152.5% 우수한 수명 특성을 보였다(300회의 충·방전 이후 180 ℃ 전극 용량 = 844 mAh g^-1, 50 ℃ 전극 용량 = 1287 mAh g^-1). 실리콘 전극에 대한 건조 조건 설정은 손쉽게 실리콘 전극의 품질 및 안정성을 향상시킬 수 있는 새로운 시각을 제공할 수 있다.