• Structural Engineering and Mechanics
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• 제64권4호
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• pp.427-436
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• 2017

Concrete technologists have used ultrasonic pulse velocity test for decades to evaluate the properties of concrete. However, the presented research work focuses on the use of ultrasonic pulse velocity test to study the degradation in steel-concrete bond subjected to increasing loading. A detailed experimental investigation was conducted by testing five identical beam specimens under increasing loading. The loading was increased from zero till failure in equal increments. From the experimentation, it was found that as the reinforced concrete beams were stressed from control unloaded condition till complete failure, the propagating ultrasonic wave velocity reduced. This reduction in wave velocity is attributed to the initiation, development, and propagation of internal cracking in the concrete surrounding the steel reinforcement. Using both direct and semidirect methods of testing, results of reduction in wave velocity with evidence of internal cracking at steel-concrete interface are presented. From the presented results and discussion, it can be concluded that the UPV test method can be successfully employed to identify zones of poor bonding along the length of reinforced concrete beam. The information gathered by such testing can be used by engineers for localizing repairs thereby leading to saving of time, labor and cost of repairs. Furthermore, the implementation strategy along with real-world challenges associated with the application of the proposed technique and area of future development have also been presented.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권2호
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• pp.91-101
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• 2000

초음파 탐촉자로부터 방사된 음장을 모델링하는 것은 초음파 측정 모델을 구성하는 첫 번째 단계이며, 그 정확도를 결정짓는 핵심 요소이기 때문에 지금까지 다양한 연구가 진행되었다. 본 논문에서는 지금까지 제안된 다양한 기법 중에서 현재 널리 사용되고 있는 Rayleigh-Sommerfeld 적분 모델, 경계회절파모델(boundary diffraction wave model), 가장자리요소모델(edge element model)에 대해 간략하게 논의하고, 이 세가지 모델을 적용하여 평면 원형 및 사각형 초음파 탐촉자의 방사 음장을 계산하고, 각 기법의 정확성과 계산 효율을 비교하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제32권4호
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• pp.74-81
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• 2004

비파괴 시험 방법 중 초음파 방법을 이용하여, 목재의 열화상태를 진단하였다. 기초 자료로서, 목재 내 온도변화에 따른 초음파 전송속도의 변화, 목재 내 함수율변화에 따른 초음파 전송속도 변화, 목재 강제부후에 의한 중량감소와 초음파 전송속도 변화를 검토하였다. 또한 원목의 비파괴 시험 등을 수행하고, 초음파 전송속도에 근거한 부후분포도를 작성하여 고목재의 열화 진단을 하였다. 일련의 시험들을 통하여 비파괴 방법에 의한 목재 열화진단을 위한 데이터를 축적하고, 이를 고목재에 적용하여 목재 내부의 부후분포도를 작성함으로써 금후 고목재의 비파괴 방법에 의한 부후탐지의 가능성을 검토하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제15권2호
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• pp.378-385
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• 1995

초음파검사는 초음파 펄스가 한 방향으로 진행한다고 하는 지향성을 이용하고 있다. 초음파의 지향성은 전파 방향과 음압 분포의 관계를 나타내고 있으며 탐촉자의 배치, 탐상 감도 및 주사 간격, 결함의 위치 및 특성의 결정에 밀접한 관계가 있다. 본 논문은 초음파가시화법을 이용하여 pyrex glass로 만든 가상 맞대기 용접부내의 용접 금속부에 위치한 인공 결함으로부터 산란한 반사 횡파의 지향성을 측정하였다. 2 MHz와 4 MHz의 사각탐촉자가 인공 결함에서의 반사파의 지향성 조사에 사용되었다. 인공 결함으로부터 반사된 횡파의 지향성은 사각탐촉자의 위치 및 가상 용접부의 형상에 따라 달랐으며 2 MHz와 4 MHz의 사각 탐촉자에 따라 반사파의 지향성은 큰 차이를 나타내고 있었다. 또한 가상 용접부의 높이가 커짐에 따라 반사각과 입사각은 비슷하게 되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.1-6
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• 2011

본 연구에서는 정상초음파장의 간섭에 의해 야기되는 예혼합화염의 구조 변이를 규명하기 위한 실험 결과를 제시한다. 화염전파를 관찰하기 위해 슐리렌 기법을 이용하였으며, 초기압력 및 연소챔버 개방 유무에 따른 화염선단의 형태 및 화염 전파속도를 고찰하였다. 정상초음파장에 의한 화염선단의 찌그러짐이 관찰되었고, 초음파장의 특성이 변하지 않는 한 그 수직방향으로의 위치는 일정하였다. 정상초음파의 영향을 받은 화염은 전파할수록 구조적 변화가 심해졌으며, 전파속도 또한 증가하였다. 반사파와 정상초음파의 영향으로 연꽃모양의 화염(lotus flame)이 형성되는 사실을 발견할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권2호
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• pp.130-137
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• 2000

대표적인 비파괴 평가 기술들 중의 하나인 초음파응용 기술은 각종 구조물에 존재하는 내부결함에 의한 산란신호를 통해 건전성을 평가하는 기법이므로 결함의 신뢰성 높은 정량적 평가를 위해서는 결함으로부터의 초음파 산란신호특성에 대한 기본적 이해가 필수적이며 따라서 이를 위한 모델링 수치해석 연구가 요구된다. 모델링 기법들은 비파괴 평가기술에 있어서 중요한 역할을 하고 있고 많은 모델링 기법들이 결함의 탄성파 산란문제를 해석하기 위하여 사용되어 오고 있다. 본 연구에서는 다양한 수치기법들 중 탄성파 산란문제 해석에 있어 많은 장점을 가지고 있는 동탄성 경계요소법에 대하여 자세히 소개하고, 응용 예로서 경계요소법을 이용한 기공결함의 수평횡파 산란장 해석과 표면균열의 표면파 산란장 해석을 소개한다.

• Smart Structures and Systems
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• 제22권4호
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• pp.481-493
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• 2018

Ultrasonic guided waves have attracted increasing attention for non-destructive testing (NDT) and structural health monitoring (SHM) of bridge cables. They offer advantages like single measurement, wide coverage of acoustical field, and long-range propagation capability. To design defect detection systems, it is essential to understand how guided waves propagate in cables and how to select the optimal excitation frequency and mode. However, certain cable characteristics such as multiple wires, anchorage, and polyethylene (PE) sheath increase the complexity in analyzing the guided wave propagation. In this study, guided wave modes for multi-wire bridge cables are identified by using a semi-analytical finite element (SAFE) technique to obtain relevant dispersion curves. Numerical results indicated that the number of guided wave modes increases, the length of the flat region with a low frequency of L(0,1) mode becomes shorter, and the cutoff frequency for high order longitudinal wave modes becomes lower, as the number of steel wires in a cable increases. These findings were used in design of transducers for defect detection and selection of the optimal wave mode and frequency for subsequent experiments. A magnetostrictive transducer system was used to excite and detect the guided waves. The applicability of the proposed approach for detecting and locating wire breakages was demonstrated for a cable with 37 wires. The present ultrasonic guided wave method has been found to be very responsive to the number of brokenwires and is thus capable of detecting defects with varying sizes.

• 한국음향학회지
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• 제22권3호
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• pp.217-223
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• 2003

30 ㎑의 초음파 (ultrasonic wave)의 미세 진동에 의해서 유도된 음향유동 (acoustic streaming)에 의한 공기대류를 이용한 새로운 냉각방법을 소개한다. 초음파 진동은 압전소자 (piezoelectric device)에 의해서 얻어지며 50 m 정도의 진동진폭을 얻기 위해 기계적 진동 증폭자인 혼 (horn)을 추가하여 전체 진동 시스템이 공진하도록 구성된다. 음향유동에 의한 열전달 효과의 상승을 측정하기 위해 열원 (heat source) 및 열원 주위의 대기의 온도변화를 실시간으로 측정하였다. 초음파 진동 시작 후 시간지연 없이 음향유동이 유도되어 진동자 주위의 대량의 공기유동으로 인한 급격한 온도감소가 관찰되었다. 또한 열원과 진동자와의 거리가 방사 (radiation)되는 음파 (sound wave)의 반파장 (half wave length)의 정배수가 될 때 열원의 냉각효과가 극대화됨을 실험적으로 관찰하였다. 이는 음파의 공진현상에 기인한 것으로 이론적 고찰을 통한 검증 또한 수행되었다. 음향유동을 이용한 냉각법의 장점은 초음파 진동을 이용하기 때문에 무소음이며 이동 형태의 부품이 없기 때문에 반영구적으로 사용할 수 있다. 또한 기존의 전기모터를 이용한 냉각팬 (cooling fan)으로는 냉각이 어려운 초소형 기전시스템 (MEMS)의 냉각법으로 사용될 수 있는 첨단 냉각방법이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권2호
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• pp.161-168
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• 2015

정상초음파장의 구동 주파수가 메탄-공기 예혼합화염의 전파특성에 미치는 영향을 규명하고자 하는 실험결과를 제시한다. 고속카메라를 이용하여 화염의 전파영상을 획득하였으며, 영상 후처리를 통해 화염선단의 구조와 속도변이를 포함하는 화염의 거시적 거동을 상세히 관찰하였다. 정상초음파가 연소반응을 촉진시켜 화염 전파속도의 증대와 화염선단 구조의 변이를 유발한다는 사실에 더하여, 초음파구동 주파수와 당량비에 대한 화염거동의 종속성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권2호
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• pp.183-189
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• 2010

위치인식시스템은 이동로봇이 실내에서 주행하는데 가장 중요한 기술의 하나인데 본 논문에서 연구된 시스템은 GPS 시스템과 유사하게 3 개이상의 위성 비이컨에서 초음파와 무선통신파를 발사하고 로봇에 부착된 리시버는 초음파와 무선통신파의 수신되는 시간차를 계산하여 각 비컨까지의 거리를 구하고 또한 이로부터 로봇의 위치를 계산한다. 일반적으로 거리정보는 초음파의 한 파장 이내의 오차를 가지게 되는데 본 논문에서는 이에 따른 위치오차를 테일러 확장과 SVD(Singular Value Decomposition)를 이용하여 구하였다. 또한 본 논문에서는 거리오차에 따른 위치오차의 정확도를 잴 수 있는 값으로 민감도를 제시하였다.