• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1405-1409
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• 2010

최근 우리나라는 물 부족 국가로서 물의 효율적 관리 필요성 증대, 기후변화에 따른 가뭄 홍수 피해 증가 등으로 신뢰성 있는 수문자료구축이 필요성이 요구되고 있다. 그 중 유량측정 분야는 모든 수자원 계획과 관리의 근간이 되는 분야로 그 중요성 또한 간과 할 수 없는 부분이다. 현재 우리나라에서는 한국건설기술연구원 산하 유량조사사업단에 의해 유량측정 주요지점에 자동유량측정 시설을 설치하고 이를 운영함으로써 각 지점의 특성에 따라 적절한 방식을 채택하여 이동시간차방식 초음파 유속계(UVM, Ultrasonic Velocity Meter)와 도플러방식 초음파유속계(ADVM, Acoustic Doppler Velocity Meter)를 설치하면서 향후 수문계측 분야 선진화를 위한 기초자료를 제공하고 있다. 하지만 실시간 무인화 계측시스템에 의해 제공되는 자료가 양질의 자료임을 보장할 수 없는 현실이기 때문에 측정된 기초자료의 필터링을 통한 자료의 질적 개선이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 기존에 전산분야의 필터링 방법으로 널리 알려져 있는 LPF(Lowpass Filter)와 KF(Kalman Filter)를 이용하여 자동유량측정 자료의 필터링 방법으로 활용하고, 그 적용성을 검토하였다. 본 연구를 통해 기존 유량자료의 문제점을 개선하고 효율적인 유량조사를 위한 기초자료 확보 방법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.155-162
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• 2023

In nuclear power plants, the flow rate information is a major indicator of the performance of rotating equipment such as pumps, and is a very important one required for facility operation and maintenance. To measure a flow rate, various types of methods have been developed and used. Among them, the differential pressure type using orifice and the direct doppler type using ultrasonic waves are the most commonly used. However, these flow rate measurement methods have limitations in installation, conditions and status of the measuring part, etc. To solve this problem, we have studied a new technique for measuring flow rate from scratch. In this paper, we have devised a technique to estimate the flow rate using an average moving velocity of large-scale eddy in turbulence that occurs in the piping flow field. The velocity of the large-scale eddy can be measured using the pressure fluctuation signals on the inner surface of the pipe. To estimate the flow rate, at first a cross-correlation function is applied to the two pressure fluctuation signals located at different positions in the down stream for calculating the time delay between the moving eddies. In order to validate the proposed flow rate estimation method, CFD analyses for the internal turbulence flow in pipe are conducted with a fixed flow condition, where the pressure fluctuation signals on the pipe inner surface are simulated. And then the average flow velocity of the large scale eddy is to be estimated. The estimated flow velocity is turned out to be similar to the fixed (known) flow rate.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.584-590
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• 2021

본 논문에서는 초음파 센서로 거리를 측정할 때 간섭에 의해 발생하는 유령 신호를 배제하고 올바른 신호를 인식하는 초음파 센서 간 신호 간섭 제거 방안을 제시한다. 제안하는 기법에서는 이전 거리 측정 값과 현재 거리 측정 값을 비교하여 거리의 변화가 한계값을 벗어나면 유령 신호로 인식하고 배제한다. 기존 기법에서는 한계값이 고정되어 있어서 초음파 센서나 대상 물체가 급격하게 움직일 경우 유령 신호를 제대로 배제하기 어렵지만, 제안하는 기법에서는 한계값을 고정하지 않고 초음파 센서나 대상 물체가 움직일 경우 상대 속도에 따라 한계값을 적응적으로 결정하는 알고리즘을 사용하여 정확도를 높인다. 초음파 센서로 물체까지의 거리를 측정할 때 간섭이 가장 잘 일어나는 동종의 초음파 센서를 다수 사용하여 간섭 신호를 발생시키는 실험을 진행하였고 제안하는 기법이 효과적으로 유령 신호를 배제하는 것을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권5호
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• pp.458-463
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• 2010

음향 비선형성은 재료 물성의 미세한 변화에 민감하기 때문에, 이를 측정하는 비선형 초음파 기술은 재료의 열화나 피로를 평가할 수 있는 기법으로 연구되어 왔다. 하지만 벌크파를 이용하는 일반적인 비선형 초음파 기법은 얇은 판재에 적용하는 것에는 여러 한계가 있다. 이와 같은 경우에는 비선형 Lamb 파의 사용을 생각할 수 있지만, Lamb 파는 벌크파와 매우 다른 전파 특성을 가지고 있어 그 비선형 특성에 대한 별도의 연구를 필요로 한다. 이를 위해 본 연구에서는 Lamb 파에서 비선형성에 의해 전파하면서 누적 성장할 수 있는 2차 고조파 모드의 발생 조건을 분석하였으며, 그 결과 네 가지 조건, 즉 (1) phase matching, (2) non-zero power flux, (3) group velocity matching, (4) non-zero out-of-plane displacement 를 제시하였다. 그리고 제시된 조건으로 알루미늄 판재에 대책 실험한 결과 이론 예측과 동일하게 전파 거리에 따라 2차 고조파 성분의 크기와 비선형 파라미터가 증가하였고, Al6061-T6 과 Al1100-H14에서 측정된 상대적인 비선형 파라미터의 비율이 이론적인 비율과 근접함을 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.75-82
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• 2007

본 연구의 목적은 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여 록볼트의 비파괴시험을 기술하고 비파괴시험의 적용성을 조사하는 것이다. 록볼트 자체와 그라우팅재를 포함한 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여, 수치해석 및 실험적 방법을 이용한 두 가지 방법이 적용되었다. 수치해석적 방법에서는 "DISPERSE" 프로그램을 이용하여 록볼트 시스템에서 유도파 전달시의 분산성분석을 수행하였다. 분산선도 곡선은 지중근입되어 있는 록볼트에 대하여 주변암반과 그라우팅재의 강성에 따라 신호파의 진폭감쇠정도와 주파수변화대비 전파속도의 영향을 보여준다. 이로 부터 록볼트의 건전도시험을 위한 최적의 주파수를 추정할 수 있으며, 그 결과L(1)모드에서$20{\sim}70kHz$가 최적의 주파수대역으로 선정하였다. 실험적 방법에서는 시험체를 제작한 후 현장조건을 모사하여 실내비파괴시험을 실시하였다. 비파괴 실험기법으로는 록볼트 선단부에 가진 센서를 부착, 매입하여 전기신호 가진에 의한 투과법을 적용하였다. 그라우팅과 주변암반에 의해 신호파의 전파속도와 진폭에 영향이 있으며, 그라우팅과 주변암반으로의 leaking 등에 의하여 신호파의 진폭이 감쇠하는 것으로 나타났다. 또한 시험체가 그라우팅으로 피복되어 있을 경우 자유구속 및 지중근입 조건에서 공동결함 크기가 증가함에 따라 무결함부에 비하여 진폭이 증가하였다. 그리고 수진된 신호파의 초동시간이 감소하여 전파속도는 전반적으로 선형적 증가 경향을 보였으며, 진폭변화에 비하여 전파속도가 공동결함비율 변화에 더 민감한 반응을 보였다. 본 연구는 록볼트의 건전도 평가시에 비파괴시험이 매우 유용한 방법임을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제13권2호
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• pp.1-7
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• 2000

일방향 복합재료의 기계적 특성값을 비파괴적으로 얻기 위하여 초음파를 이용한 새로운 시험 방법을 제안하였다. 제안된 접촉식 시험 방법에서, 파속도를 측정하기 위하여 종파용 탐촉자만이 through-transmission 방식으로 사용되었다. 알루미늄 쐐기와 알루미늄 직육면체 형태의 보조적인 매질이 시편의 양쪽에 부착되었다. 경사 입사된 종파는 쐐기에서 시편으로 전파되며, 입사된 파는 시편과 두 개의 매질의 경계면에서 연속적으로 모드 변환된다. 마지막 매질에서 종파로 모드 변환된 파속도를 측정함으로써 시편의 기계적 특성값을 결정하는데 필요한 모든 정보를 얻게된다. 이 과정에서 전단 강성 계수를 얻기 위해, 수신된 종파로부터 간접적으로 횡파의 속도를 측정하였다. 본 연구에는 재료의 이방성이 파에 미치는 영향 또한 고려되었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제33권1호
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• pp.41-53
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• 2024

Grouting sleeves are an essential connecting component of prefabricated components, and the quality of grouting has a significant influence on structural integrity and seismic performance. The embedded grouting sleeve (EGS)'s grouting defects are highly undetectable and random, and no effective monitoring method exists. This paper proposes an ultrasonic guided wave method and provides a set of guidelines for selecting the optimal frequency and suitable period for the EGS. The optimal frequency was determined by considering the group velocity, wave structure, and wave attenuation of the selected mode. Guided waves are prone to multi-modality, modal conversion, energy leakage, and dispersion in the EGS, which is a multi-layer structure. Therefore, a time-reversal (TR)-based multi-mode focusing and dispersion automatic compensation technology is introduced to eliminate the multi-mode phase difference in the EGS. First, the influence of defects on guided waves is analyzed according to the TR coefficient. Second, two major types of damage indicators, namely, the time domain and the wavelet packet energy, are constructed according to the influence method. The constructed wavelet packet energy indicator is more sensitive to the changes of defecting than the conventional time-domain similarity indicator. Both numerical and experimental results show that the proposed method is feasible and beneficial for the detection and quantitative estimation of the grouting defects of the EGS.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권2호
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• pp.255-261
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• 2003

It is advantageous to use NDE methods to assess the mechanical properties of materials since the conventional method is time-consuming and sometimes requires cutting of sample from the component. The NDE parameters such as ultrasonic velocity and attenuation, electric resistivity, and magnetic coercive force and remanance have been utilized to evaluate changes of material properties due to heat treatment condition. It has been found that changes of materials properties under quenched and tempered/PWHT treatments could not be detected using EMAT and Electrical resistivity methods. However, victors hardness and magnetic hysteresis loop decreased with heat treatment procedures. These results were obtained using 3Cr-lMo-0.25V steel. The magnetic parameters were found to be most sensitive to changes of material properties.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 E
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• pp.2434-2437
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• 1999

In order to detect the ultrasonic that is generated by the partial discharge of the heavy electric machinery, a Laser Doppler Vibrometer (LDV) was developed. A Michelson type interferometer which employed heterodyne signal process technique was built to measure the frequency and amplitude of vibration. The output signal of the fast photodetector was a frequency modulated signal centered at 40 MHz. The signal from the detector was amplified and downconverted to intermediate frequency centered at 1 MHz after mixing process. The voltage output that was proportional to the velocity of the moving surface(PZT) was obtained using PLL. The spectrum of the FM signal was analyzed and integration method was introduced to obtain amplitude information. This LDV can be used to measure the vibration of MEMS devices, automobiles, HDD and CDP.

• Computers and Concrete
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• 제16권3호
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• pp.487-502
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• 2015

This study investigated particle expansion in basic oxygen furnace slag (BOF) and desulfurization slag (DSS) after heat curing by using the volume method. Concrete hydration was accelerated by heat curing. The compressive strength, ultrasonic pulse velocity, and resistivity of the concrete were analyzed. Maximum expansion occurred in the BOF and DSS samples containing 0.30-0.60 mm and 0.60-1.18 mm particles, respectively. Deterioration was more severe in the BOF samples. In the slag aggregates for the complete replacement of fine aggregate, severe fractures occurred in both the BOF and DSS samples. Scanning electron microscopy revealed excess CH after curing, which caused peripheral hydration products to become extruded, resulting in fracture.