• 한국광학회지
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• 제31권6호
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• pp.321-327
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• 2020

기판 위에 코팅된 박막의 빛 반사 특성에 대해 연구하였다. 입사 매질로 굴절률이 큰 프리즘을 사용하여 박막/기판 계의 내부 전반사 현상과 공기/박막/기판 계가 이루는 도파로로 빛이 결합되어 들어가는 현상을 종합적으로 비교, 연구하였다. 박막의 굴절률이 기판의 굴절률보다 큰 경우에는 빛의 입사각을 증가시켜 나가면 먼저 기판에 의한 전반사가 일어나고, 그 이후 도파로 모드를 맞추는 좁은 각 영역에서 반사율이 떨어지는 현상을 볼 수 있으며, 이것을 이용하여 박막의 굴절률과 두께를 정확히 측정할 수 있다. 반면에 박막의 굴절률이 기판의 굴절률보다 작은 경우에는 도파로 모드가 존재하지 않는다. 이 경우 덩어리 매질에서처럼 뚜렷하지는 않지만 박막에 의한 전반사가 간섭무늬를 동반하여 나타난다. 본 연구에서는 프리즘/박막/기판 구조에서 일어나는 반사 현상을 전반적으로 관측하고 분석하여, 두 경우 모두 박막의 굴절률을 측정할 수 있는 가능성을 조사하였다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제8권4호
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• pp.345-360
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• 2021

This paper presents an analytical approach to calculate the buckling load of the cylindrical ring structures subjected to both hydrostatic and hydrodynamic pressures. Based on the conservative law of energy and Timoshenko beam theory, a theoretical formula, which can be used to evaluate the critical pressure of buckling, is first derived for the simplified cylindrical ring structures. It is assumed that the hydrodynamic pressure can be treated as an equivalent hydrostatic pressure as a cosine function along the perimeter while the thickness ratio is limited to 0.2. Note that this paper limits the deformed shape of the cylindrical ring structures to an elliptical shape. The proposed analytical solutions are then compared with the numerical simulations. The critical pressure is evaluated in this study considering two possible failure modes: ultimate failure and buckling failure. The results show that the proposed analytical solutions can correctly predict the critical pressure for both failure modes. However, it is not recommended to be used when the hydrostatic pressure is low or medium (less than 80% of the critical pressure) as the analytical solutions underestimate the critical pressure especially when the ultimate failure mode occurs. This implies that the proposed solutions can still be used properly when the subsea vehicles are located in the deep parts of the ocean where the hydrostatic pressure is high. The finding will further help improve the geometric design of subsea vehicles against both hydrostatic and hydrodynamic pressures to enhance its strength and stability when it moves underwater. It will also help to control the speed of the subsea vehicles especially they move close to the sea bottom to prevent a catastrophic failure.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제14권2호
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• pp.131-140
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• 2003

3차원 영상의 해부학 구조에 대한 정확한 거리 측정은 중요한 역할을 하고 있으므로, 인체 두개골 팬텀을 사용하여 다검출기 CT에서의 슬라이스 두께별 획득 변수에 따른 3차원 영상의 정량적 특성에 관하여 거리 측정방법에 의한 정확도 평가를 실시하였다. 두개골 팬텀의 외부에 임상적으로 중요한 의미를 갖는 21 개의 위치를 표시하고 각 점간의 거리를 실측하였다. 실측한 데이터는 3차원 재구성 영상의 계측값과 비교평가 하기 위한 기준으로 삼았다. 다검출기 CT를 사용하여 200 mA, 120 kVp의 X-선 튜브 조건과 갠트리 회전 당 스캔(scan) 시간 1초로 단면영상을 획득하였다. 축형 모드와 나선형 모드(pitch 3:1, 6:1)에서 각각 1.25 mm, 2.50 mm, 3.75 mm, 5.00 mm의 슬라이스 두께로 획득하였고, 나선형 모드에서 획득된 단면영상을 다시 1.25 mm로 획득하였다. 영상분석 소프트웨어를 이용하여 3차원 영상 재구성 및 거리측정을 하고 통계분석을 실시하였다. 1.25 mm, 2.50 mm, 3.75 mm, 5.00 mm의 계측값의 정확도는 각각 48%, 33%, 23%, 14%로 나타났으며 1.25 mm로 재구성한 3차원 영상의 정확도는 각각 53%, 41%, 43%, 36%로 나타났다. 그러나, 1.25 mm로 재구성한 3차원영상들 간의 거리측정의 정확도 사이에서 통계적으로 유의할 만한 수준(P-value<0.05)의 차이는 보이지 않았다. 다검출기 CT의 영상획득 변수에 따른 3차원 재구성 영상에서의 각 점간의 거리측정 결과는 피치나 스캔 모드에서 보다 슬라이스 두께와 재구성 슬라이스 두께에 따른 영향이 더욱 크다는 것을 나타내었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.495-503
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• 1997

본 논문에서는 3개의 유전체층 위의 변하는 저항율을 가진 저항띠 격자구조에 의한 E 분극 전자파 산란 문제 들은 Fourier-Galerkin 모멘트 법을 이용하여 저항띠의 변하는 저항율과 3개의 유전체층의 비유전율 및 두께에 대한 효과를 알기 위해 해석하였다. 유도되는 표면전류는 차수 $\alpha$=0과 $\beta$=1의 값을 가지는 직교다항식의 일종인 Jacobi-polynomial ${P^{(\chi,\beta)}}_p$(.)의 급수로 전개하였으며, 저항띠의 변하는 저항율은 한쪽 모서리에서는 0이고 다른 쪽 모서리로 가면서 유한한 값으로 선형적으로 변하는 것으로 가정하였다. 정규화된 반사 및 투과전력은 저항띠의 변하는 저항율과 유전체 층들의 비유전율 및 두께를 변화시켜 얻었다. 급변점들은 전파모드와 감쇠모드사이 에서 고차모드가 모드 전환펠 때 관측되었으며, 전반적으로 국부적인 최소점들은 유전체 충들의 비유전율이 증가함에 따라 격자주기가 작아지는 값에서 발생하였다. 변하는 저하율에 따른 정규화된 반사전력 및 투과전력의 패턴은 균일 저하율 및 완전도체 경우와 매우 다르다는 것이 주목된다. 본 논문의 제안된 방법은 변하는 저항율, 균일 저항율및 완전도체 띠들의 경우에 대한 산란문제들을 해결할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.111-117
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• 2017

본 논문에서는 유한요소 자유진동해석을 수행하여 박판 보에서의 국소변형효과를 조사하였다. 자유진동해석은 단일셀 및 다중셀 박스보에 대해 수행하였으며, 풍력발전 블레이드를 가장 단순하게 모사할 수 있는 단일셀 박스보를 먼저 해석하였다. 쉘요소 해석결과를 보요소 해석결과와 비교하여 보았을 때 박스 보의 박판 두께가 정확도에 매우 중요한 역할을 함을 확인하였다. 두께가 얇은 경우에는 쉘의 국소변형(또는 쉘 모드)가 주요하게 나타난 반면에 두꺼울 경우에는 전단변형의 효과가 크게 나타남을 알 수 있었다. 목이 있는 단일셀 박스보에서의 국소변형은 목 주위에 집중되어 나타남을 확인하였다. 마지막으로 실제 블레이드와 유사한 다중셀 테이퍼 보의 주파수 및 모드형상을 분석하였다. 보 요소 해석결과는 쉘 요소 결과와 비교하여 약 5~7% 주파수 차이를 보였으며, 이는 보요소가 국소변형을 제대로 모사하지 못하기 때문이다. 특히 래그모드(lagwise mode)의 경우에는 단면의 분할 정도의 영향보다 국소변형의 효과가 매우 크다는 것을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제18권1호
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• pp.33-41
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• 1998

유리모세관의 파괴시에 방출되는 탄성파를 이용하여 유리평판의 진앙점에 위치한 PZT변환기의 응답특성을 연구하였다. PZT변환기는 일정한 면적을 가지고 두께가 다른 PZT 세라믹 (Edo사의 EC-65)을 사용하여 제작하였다. 공기 경계층을 갖는 유리평판에서 힘의 크기가 1 N이고 상승시간이 280ns인 경사 점하중이 인가된 경우에 대하여 진앙점에서 수직 성분의 변위와 속도를 이론적으로 계산하였다. PZT변환기의 과도응답은 이론적으로 계산된 수직 성분의 속도가 입사하여 PZT세라믹의 전극과 만날 때 펄스형태로 나타난다고 생각할 수 있다. PZT변환기의 응답은 PZT세라믹의 직경 대 두께의 비가 약 0.33 이하인 경우에는 두께진동모드에만 의존하고, 그 이상의 경우에는 두께진동모드와 다른 저주파수의 진동 모드의 중첩에 의해서 일어난다고 생각된다. 첫 펄스의 반폭치시간은 인가된 파괴하중과 PZT변환기의 공진주파수에 무관하게 약 280ns로서 일정하였고, 음향방출 발생원의 상승시간으로 생각할 수 있었다. 첫 펄스의 최대진폭은 PZT변환기에 입사하는 수직 성분의 속도와 PZT세라믹의 축전용량에 비례하였다. 그러므로, 동일한 PZT변환기에 대하여 음향방출 발생원의 상승시간과 크기는 첫 펄스의 반폭치시간과 최대 진폭으로 평가할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.617-624
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• 2021

각형강관 기둥에 콘크리트를 충전하여 사용하는 콘크리트충전 강관구조가 구조부재로 사용되면 기둥 부재의 내력과 변형 능력이 증가되어 높은 효율성을 가진 구조물 구현이 가능해 진다. 콘크리트충전 강관구조에 대한 국내의 설계 기준은 대한건축학회에서 2005년에 제정한 후, 2009년과 2016년에 각각 개정되었다. 연구 목적은 콘크리트충전 각형강관 단주를 대상으로 일축 압축실험을 실시하여 압축내력 및 변형능력에 주는 영향을 파악하고, 국내의 건축구조기준의 기준식을 검증하여 차후 수정 및 보완에 필요한 자료를 제공하는데 있다. 실험에서 강관은 냉간가공으로 제작된 각형강관을 사용하였고, 시험체는 강관의 폭두께비를 변수로 총 26개를 제작하여 중심 압축실험을 실시하였다. 실험결과 콘크리트충전 각형강관 단주의 압축내력과 변위관계 및 파괴모드를 얻었고, 실험결과를 분석하여 콘크리트의 충전효과와 폭두께비의 영향을 파악하였다. 충전된 콘크리트의 압축내력은 일축응력 상태보다 9%정도 증가하였는데, 이것은 차후 건축구조기준에 반영할 필요가 있다. 실험결과를 건축구조기준과 비교한 결과, 냉간가공된 각형강관의 경우 건축구조기준의 콤팩트단면 한계폭두께비 2.26은 다소 과대 평가하고 있기 때문에 수정이 필요하며, 보수적으로 보완한 계수 1.35로 제한하여 보다 더 안정적인 설계식을 제안하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권1호
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• pp.33-37
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• 2000

압전 세라믹 PZT와 고분자 매질인 에폭시 수지를 사용하여 PZT 체적비가 75%인 1-3 압전복합변환자를 dicing-filling 방법으로 제작하여 임피던스 분석과 펄스 반사법으로 수신된 초음파신호의 스펙트럼 분석을 통하여 전기 및 음향 특성을 조사하였다. 제작된 1-3 압전복합변환자의 경진동 모드 및 두께진동 모드의 기본진동수는 각각 0.95MHz와 1.63MHz이었고, 측면진동 모드는 관찰되지 않았다. 두께진동 모드에 대한 전기기계 결합계수는 PZT 단일상(0.52)보다 큰 0.54로 수신효율이 향상되었음을 알 수 있었다. 그리고 기계적 품질계수(Q)는 PZT 단일상(80)보다 상당히 작은 1.5이었고, 1-3 압전복합변환자의 축상 분해능이 크게 향상되었음을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.458-465
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• 2009

일반적인 산업현장에서 내부결함 평가를 위해 사용되어온 유도초음파기법은 비결함 지역에서는 에너지 감쇠를 고려하지 않고 적용되어 왔다. 결함 지역에서의 신호는 산란과 반사에 의해서 분명한 감쇠가 발생하지만 비결함 지역에서도 작은 감쇠가 발생한다. 또한 분산선도에서 판파(Lamb wave)는 각 두께, 주파수에 의해 분산성이 달라지기에 각 모드에 적합한 감쇠계수를 찾는 것은 중요하다. 이를 위해 접촉식 PZT(piezoelectric)센서를 이용한 pitch-catch 방식으로 거리에 따른 각 모드의 감쇠계수를 구하였다. 본 연구에서는 흔히 쓰이는 알루미늄과 구리판으로, 두께 차이, 모드 차이, 재질 차이에 의한 실험적인 감쇠율을 구하는데 중점을 두었다. 그 결과 각 변수에 따라 감쇠계수는 달라지며, 정량화가 필요하다는 것을 확인하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제15권1호
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• pp.24-31
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• 2011

Rectangular box type structures are used in many fields of civil, mechanical and marine engineering. Especially, Most ship structures are often in contact with inner or outer fluid, like ballast, fuel and stem tanks. Fatigue damages are sometimes observed in these tanks which seem to be caused by resonance with exciting force of engine and propeller. Vibration characteristics of these thin walled tanks in contact with fluid near engine and propeller are strongly affected by added mass of containing fluid. Therefore it is essentially important to estimate the added mass effect to predict vibration of the tanks. Many authors have studied vibration of rectangular tanks containing fluid. Few research on dynamic interaction among tank walls filled with fluid are reported in the vibration of rectangular tanks recently. In case of rectangular tanks, structural coupling between adjacent panels and effect of vibration modes of multiple panels on added mass of water have to be considered. In the previous report, a numerical analysis is performed for the coupling effect between panels of a tank on added mass of containing fluid, the effect of structural constraint between panels on each vibration mode for fluid region, and mode characteristics in accordance with changing breadth of the plates by using finite element method for plates and boundary element method for fluid region. In this paper, the coupling effect between panels of a tank on added mass of containing fluid, the effect of structural constraint between panels on each vibration mode for fluid region, and mode characteristics in accordance with changing length, thickness, and boundary condition of the plates are investigated numerically and discussed.