• 한국운동역학회지
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• 제12권2호
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• pp.17-32
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• 2002

본 연구는 클럽 샤프트의 대표적인 재질인 그라파이트(graphite)의 유연한(flexible) 클럽 샤프트(club shaft)의 특성에 따라 피험자가 운동학적(kinematics) 요인이 되는 관절의 각변위, 각속도, 각가속도, 클럽헤드의 속도와 가속도와 같은 변인들이 어떻게 적응하는지 비교 분석하여 보다 효율적인 드라이버 선택에 도움을 주며 샤프트 특성에 따른 신체관절의 움직임에 대한 자료를 제시하고자 하였다. 고속 카메라 2대의 속도는 500 fps로 하였고 각 regular,stiff, x-stiff, 자신의 클럽을 포함 각 4개의 클럽을 사용하여 각 클럽당 3번씩 촬영하였으며 목표방향에서 20m이상 벗어나는 경우의 촬영은 다시 촬영하였다. 본 연구에서는 디지타이징(digitizing)을 신체 9개 마커는 강체로 가정된 클럽과 신체분절 모델로 정의하였으며 2 대의 카메라(500fps)로부터 얻은 avi화일을 컴퓨터에 저장하고 자료로부터 Butterworth 6th order recursive digital filter를 사용하여 1차 자료를 smoothing 하고 DLT를 이용하여 3차원 좌표를 구성하도록 한다. 좌표값을 얻기 위하여 kwon3d v3.0을 이용하였다. 본 실험은 피험자 스스로 클럽의 특성에 따라 스윙의 속도를 달리 하기 때문에 스윙의 시간이 달라지며 어느 정도 클럽이 강성에 따라 스윙시간이 빨라지는 결과로 나타났다. 이것은 피험자가 샤프트가 강성(stiffness)에 따라 스윙 속도를 빨리 하게 되는 원인이 되는 것으로 생각된다. 어깨의 각변위는 클럽이 regular의 경우 임팩트에서 각속도를 계속 유지하고 있으며 stiff, x-stiff의 경우에는 어깨의 움직임이 임팩트에서 급격하게 감소되는 것을 알 수 있다. 이것은 팔의 동작과 클럽의 힘을 크게 하기 위한 동작으로 생각된다. 어깨 각속도는 클럽이 stiff할수록 각속도가 큰 감속하는 것으로 나타났다. 손목속도는 regular 클럽의 경우 손목의 감속이 늦게 되고 임팩트에서 손목의 감속이 적게 하는 것으로 나타났으며 stiff와 x-stiff의 클럽에서 임팩트 시에 순간적인 감가속으로 인해 클럽의 속도를 증가시키고 있다. 임팩트 시에 손목의 감가속은 클럽헤드의 임팩트 시 속도를 증가시키는 결과를 보였다. 클럽헤드는 regular 클럽이 임팩트전에는 속도 증가가 커지는 결과와 일치된 결과를 보이고 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.47-56
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• 2014

겨울철의 낮은 기온으로 인하여 지반 내부의 간극수는 동결과 융해를 반복한다. 지반에 이러한 동결-융해작용이 반복되면 흙의 입자구조 변형이 발생하며 이는 지중 기반시설에 손상을 가져올 수 있다. 본 연구는 흙의 동결-융해 과정에서의 탄성파 속도변화를 통하여 흙의 강성 변화 양상을 알아보기 위하여 수행되었다. 40 %, 60 %, 80 %의 3가지 모래-실트의 무게비를 가진 모래-실트 혼합토를 포화도 40 %, 상대밀도 70 %로 동일하게 조성하였다. 각 시료를 동결-융해를 위해 제작된 사각형 형태의 셀에 다짐법으로 조성하였다. 탄성파를 측정하기 위하여 한 쌍의 벤더 엘리먼트와 피에조 디스크 엘리먼트를 시료 양편에 설치하였으며, 시료의 온도 변화 양상을 관찰하기 위하여 탄성파 트랜스듀서와 같은 깊이의 중앙부에 열전대를 설치였다. 조성한 시료에 대하여 시료를 $20^{\circ}C$에서 $-10^{\circ}C$까지 동결시킨 후 $-20^{\circ}C$를 18시간 동안 유지하였으며, 다시 실험실 상온($20^{\circ}C$)까지 온도를 서서히 올려 융해시켰다. 이 과정에서 온도, 전단파, 그리고 압축파를 측정하였다. 연구결과, 융해 이후의 탄성파 속도는 같은 온도의 동결 이전보다 감소하였다. 이때 전단파의 속도가 압축파의 속도보다 더 큰 비율로 감소하는 모습을 보였다. 실트의 함량이 40 %에서 80 %까지 증가함에 따라 탄성파의 속도는 증가하는 양상을 보였다. 본 연구를 통해 동결-융해가 불포화토의 입자구조를 느슨하게 만들며, 그 영향은 압축파에 비해 전단파 속도의 변화에서 잘 나타남을 알 수 있었다.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 2000년도 제26회 펄프종이기술 국제세미나
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• pp.16-23
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• 2000

The increasing functional needs of top-quality printing papers and packaging paperboards, and especially the rapid developments in electronic printing processes and various computer printers during past few years, set new targets and requirements for modern paper quality. Most of these paper grades of today have relatively high filler content, are moderately or heavily calendered , and have many coating layers for the best appearance and performance. In practice, this means that many of the traditional quality assurance methods, mostly designed to measure papers made of pure. native pulp only, can not reliably (or at all) be used to analyze or rank the quality of modern papers. Hence, introduction of new measurement techniques is necessary to assure and further develop the paper quality today and in the future. Paper formation , i.e. small scale (millimeter scale) variation of basis weight, is the most important quality parameter of paper-making due to its influence on practically all the other quality properties of paper. The ideal paper would be completely uniform so that the basis weight of each small point (area) measured would be the same. In practice, of course, this is not possible because there always exists relatively large local variations in paper. However, these small scale basis weight variations are the major reason for many other quality problems, including calender blacking uneven coating result, uneven printing result, etc. The traditionally used visual inspection or optical measurement of the paper does not give us a reliable understanding of the material variations in the paper because in modern paper making process the optical behavior of paper is strongly affected by using e.g. fillers, dye or coating colors. Futhermore, the opacity (optical density) of the paper is changed at different process stages like wet pressing and calendering. The greatest advantage of using beta transmission method to measure paper formation is that it can be very reliably calibrated to measure true basis weight variation of all kinds of paper and board, independently on sample basis weight or paper grade. This gives us the possibility to measure, compare and judge papers made of different raw materials, different color, or even to measure heavily calendered, coated or printed papers. Scientific research of paper physics has shown that the orientation of the top layer (paper surface) fibers of the sheet paly the key role in paper curling and cockling , causing the typical practical problems (paper jam) with modern fax and copy machines, electronic printing , etc. On the other hand, the fiber orientation at the surface and middle layer of the sheet controls the bending stiffness of paperboard . Therefore, a reliable measurement of paper surface fiber orientation gives us a magnificent tool to investigate and predict paper curling and coclking tendency, and provides the necessary information to finetune, the manufacturing process for optimum quality. many papers, especially heavily calendered and coated grades, do resist liquid and gas penetration very much, bing beyond the measurement range of the traditional instruments or resulting invonveniently long measuring time per sample . The increased surface hardness and use of filler minerals and mechanical pulp make a reliable, nonleaking sample contact to the measurement head a challenge of its own. Paper surface coating causes, as expected, a layer which has completely different permeability characteristics compared to the other layer of the sheet. The latest developments in sensor technologies have made it possible to reliably measure gas flow in well controlled conditions, allowing us to investigate the gas penetration of open structures, such as cigarette paper, tissue or sack paper, and in the low permeability range analyze even fully greaseproof papers, silicon papers, heavily coated papers and boards or even detect defects in barrier coatings ! Even nitrogen or helium may be used as the gas, giving us completely new possibilities to rank the products or to find correlation to critical process or converting parameters. All the modern paper machines include many on-line measuring instruments which are used to give the necessary information for automatic process control systems. hence, the reliability of this information obtained from different sensors is vital for good optimizing and process stability. If any of these on-line sensors do not operate perfectly ass planned (having even small measurement error or malfunction ), the process control will set the machine to operate away from the optimum , resulting loss of profit or eventual problems in quality or runnability. To assure optimum operation of the paper machines, a novel quality assurance policy for the on-line measurements has been developed, including control procedures utilizing traceable, accredited standards for the best reliability and performance.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.1-2
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• 2011

Hybrid rockets have lately attracted attention as a strong candidate of small, low cost, safe and reliable launch vehicles. A significant topic is that the first commercially sponsored space ship, SpaceShipOne vehicle chose a hybrid rocket. The main factors for the choice were safety of operation, system cost, quick turnaround, and thrust termination. In Japan, five universities including Hokkaido University and three private companies organized "Hybrid Rocket Research Group" from 1998 to 2002. Their main purpose was to downsize the cost and scale of rocket experiments. In 2002, UNISEC (University Space Engineering Consortium) and HASTIC (Hokkaido Aerospace Science and Technology Incubation Center) took over the educational and R&D rocket activities respectively and the research group dissolved. In 2008, JAXA/ISAS and eleven universities formed "Hybrid Rocket Research Working Group" as a subcommittee of the Steering Committee for Space Engineering in ISAS. Their goal is to demonstrate technical feasibility of lowcost and high frequency launches of nano/micro satellites into sun-synchronous orbits. Hybrid rockets use a combination of solid and liquid propellants. Usually the fuel is in a solid phase. A serious problem of hybrid rockets is the low regression rate of the solid fuel. In single port hybrids the low regression rate below 1 mm/s causes large L/D exceeding a hundred and small fuel loading ratio falling below 0.3. Multi-port hybrids are a typical solution to solve this problem. However, this solution is not the mainstream in Japan. Another approach is to use high regression rate fuels. For example, a fuel regression rate of 4 mm/s decreases L/D to around 10 and increases the loading ratio to around 0.75. Liquefying fuels such as paraffins are strong candidates for high regression fuels and subject of active research in Japan too. Nakagawa et al. in Tokai University employed EVA (Ethylene Vinyl Acetate) to modify viscosity of paraffin based fuels and investigated the effect of viscosity on regression rates. Wada et al. in Akita University employed LTP (Low melting ThermoPlastic) as another candidate of liquefying fuels and demonstrated high regression rates comparable to paraffin fuels. Hori et al. in JAXA/ISAS employed glycidylazide-poly(ethylene glycol) (GAP-PEG) copolymers as high regression rate fuels and modified the combustion characteristics by changing the PEG mixing ratio. Regression rate improvement by changing internal ballistics is another stream of research. The author proposed a new fuel configuration named "CAMUI" in 1998. CAMUI comes from an abbreviation of "cascaded multistage impinging-jet" meaning the distinctive flow field. A CAMUI type fuel grain consists of several cylindrical fuel blocks with two ports in axial direction. The port alignment shifts 90 degrees with each other to make jets out of ports impinge on the upstream end face of the downstream fuel block, resulting in intense heat transfer to the fuel. Yuasa et al. in Tokyo Metropolitan University employed swirling injection method and improved regression rates more than three times higher. However, regression rate distribution along the axis is not uniform due to the decay of the swirl strength. Aso et al. in Kyushu University employed multi-swirl injection to solve this problem. Combinations of swirling injection and paraffin based fuel have been tried and some results show very high regression rates exceeding ten times of conventional one. High fuel regression rates by new fuel, new internal ballistics, or combination of them require faster fuel-oxidizer mixing to maintain combustion efficiency. Nakagawa et al. succeeded to improve combustion efficiency of a paraffin-based fuel from 77% to 96% by a baffle plate. Another effective approach some researchers are trying is to use an aft-chamber to increase residence time. Better understanding of the new flow fields is necessary to reveal basic mechanisms of regression enhancement. Yuasa et al. visualized the combustion field in a swirling injection type motor. Nakagawa et al. observed boundary layer combustion of wax-based fuels. To understand detailed flow structures in swirling flow type hybrids, Sawada et al. (Tohoku Univ.), Teramoto et al. (Univ. of Tokyo), Shimada et al. (ISAS), and Tsuboi et al. (Kyushu Inst. Tech.) are trying to simulate the flow field numerically. Main challenges are turbulent reaction, stiffness due to low Mach number flow, fuel regression model, and other non-steady phenomena. Oshima et al. in Hokkaido University simulated CAMUI type flow fields and discussed correspondence relation between regression distribution of a burning surface and the vortex structure over the surface.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.73-80
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• 2022

본 연구에서는 공장에서 L형강을 이용하여 선조립한 NRC 보와 NRC 기둥을 현장에서 볼트 조립하는 NRC 보-기둥접합부 상세를 개발하였다. 개발된 접합부 상세는 NRC-J형과 NRC-JD형이다. NRC-J형은 NRC 기둥 측면의 강재 플레이트와 NRC 보의 엔드플레이트의 측면과 하부면에 TS볼트로 인장접합하는 방식이다. NRC-JD형은 전단에 대해서 NRC 보와 NRC 기둥의 측면을 고력볼트접합하고, 휨에 대해서 접합부를 관통하는 철근연결재와 보의 보강재를 겹침이음하도록하는 강접합 방식이다. 접합부 내진성능평가를 위하여, 두 가지 NRC 보-기둥 접합부 상세를 가지는 NRC-J 실험체, NRC-JD 실험체와 RC 보-기둥 접합부 상세를 가지는 RC-J 실험체 등 3개의 실험체를 제작하였다. 반복횡하중가력 실험결과, 모든 실험체의 최종 파괴형상은 보-기둥 접합면에서 보의 휨파괴로 나타났다. 정가력에 의한 실험체 최대내력은 RC-J 실험체에 비하여 NRC-J 실험체와 NRC-JD 실험체가 각각 10.1%, 29.6% 크게 나타났다. 두가지 NRC 접합부 상세 모두 KDS 기준(KDS 41 3100)의 합성중간모멘트골조 모멘트접합부에서 요구되는 최소 총층간변위각 0.03 rad 이상의 연성능력을 확보는 것으로 평가되었다. 부재각 5.7%에서 NRC-J실험체, NRC-JD 실험체가 RC실험체에 비해 약 34.8%, 61.1% 큰 누적 에너지 소산능력을 보유하고 있었다. NRC 보-기둥 접합부의 실험내력이 KDS 기준식에 의한 이론내력에 비하여 30%~53% 큰 것으로 평가되어, 기준식이 보유성능을 안전측으로 평가하였다.

• 실천공학교육논문지
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• 제15권1호
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• pp.119-126
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• 2023

오늘날 자동차의 연비 향상 과 동적 거동 향상을 위해서 자동차 부품의 경량화 및 간소화 시대가 형성되고 있다. 설계와 제작의 간소화를 위해 제품 형상을 다양한 부품의 일체화로 진행되고 있다. 예를 들어 3개의 제품을 1개의 제품화 시키기 위해서 아주 협소한 부분까지 제품 가공하는 일이 발생되고 있다. 기존의 부품의 경우 가공의 편의성을 위해 정밀 다이캐스팅 또는 주물 생산으로 가공 후 조립하는데 다중 조립체(multi-piece) 방식은 공정수가 많이 필요로 하며, 부품의 정밀도와 강도를 저하시키는 요인이 된다. 가공 공정을 단순화 시키고 부품의 강도를 확보하기 위해서 일체형으로 제작하는 것이 단점을 극복하는데 매우 유리하지만 깊고 좁은 포켓 부분을 가공 할 경우 장비 자체 스핀들로는 가공이 불가능하다. 문제점을 해결하고자 절삭가공에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 다축 복합가공 기술은 이러한 문제점을 해결할 뿐만 아니라, 지금까지 하나의 공작기계로 여러 공정에 따른 유연한 절삭가공이 어려웠던 복합 형상에도 절삭가공이 가능하다는 등 많은 장점을 가지고 있다. 하지만 고가의 장비로 인하여 제조경비 상승과 기계를 운영할 수 있는 기술자가 부족한 것이 현실이다. 5축 절삭 가공기에서는 깊고 협소한 구간의 제품을 생산할 때 공구의 간접으로 제품 생산에 사이클 타임이 늘어남은 물론 가공상에 문제점들이 많이 발생된다. 따라서 전용 공작기계 및 다축 복합가공기를 사용해야 한다. 그 대안으로 3축 머시닝센터에서 5축 이상의 다축 복합가공을 할 수 있는 특수 공구로서의 앵글 스핀들(angle spinde)이 사용될 수 있다. 앵글 스핀들 사용함으로 가공 진동 흡수, 낮은 열 발생과 작동 안정성, 우수한 치수 안정성, 강도 확보와 같은 분야에서 다양하고 지속적인 연구가 필요하다.