• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.331-346
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• 2018

국내 고속철도 터널에 주요 방재시설물인 피난연결통로 방화문이 설치되고 있으나, 고속으로 통행하는 열차의 고압력으로 인하여 방화문에 강한 충격 및 장기간 진동으로 인하여 잦은 파손 및 유지보수가 발생되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 방화문 개선이 필요하나, 국내에서는 단순 KS F 2296 성능시험에 의한 인증서를 제출하여 설치되고 있다. 현재 국내에서는 사전에 이론적인 검토 없이 실규모 방화문 제작에 의한 단순 시험인증 여부로 개발 되다보니, 개선을 위한 고비용이 발생되고 있는 실정으로 사전에 구조적인 안전을 확보할 수 있는 설계방안의 검토가 필요하다. 따라서 본 연구를 통하여 피난연결통로 방화문 설계 및 성능개선 효율화를 위해 사전 구조 검토가 가능한 구조해석 연구를 수행하였으며, 이러한 결과 값에 대한 신뢰성을 확보하기 위해 실규모 시작품 제작을 통한 공인 인증시험(KS F 2296)에서 발생된 결과 값을 비교검토 하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.678-684
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• 2007

본 연구에서는 새로운 환경 문제로 인식되고 있는 지하철 운행시 차내소음 문제해결을 위해서 차내 소음에 영향을 미치는 요인들을 규명하였다. 또한 환경부 소음 규제 진동법 시행규칙에서 규정된 철도소음 규제값(70dB)을 기준으로 70dB이상, 이하의 두 집단으로 분류한 다음 측정된 359여개의 소음 및 기하구조, 운영요소 자료를 이용하여 소음규제 기준 및 심각도 기준에 대한 판별분석을 수행하였다. 그에 대한 결과 및 시사점은 다음과 같다. 첫째, 지하철 운행시 차내소음의 심각도를 판별할 때 기하구조에서는 궤도형태가, 운영요소에서는 속도가 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 향후 지하철 노선 건설 시에는 궤도형태에 대한 고려가 필요하며 건설 후 운영적인 부분에서도 적절한 속도유지에 대한 방안마련이 필요하다. 둘째, 본 연구에서 구축된 판별모형은 비교적 높은 예측률을 보여 향후 지하철에 대한 개선대안 수립 시 활용할 수 있다. 결론적으로 지하철 차내소음 심각도가 높을 경우 판별값이 소음의 규제기준을 최대한 넘지 않도록 기하구조 및 운영요소들에 대한 재조정이 필요하다. 본 연구의 판별모형은 소음 심각도에 대한 예측을 가능하게 하여 쾌적하고 안락한 지하철 환경을 만들어 줄 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• Tribology and Lubricants
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• 제36권2호
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• pp.105-115
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• 2020

This paper presents a numerical study on the rotordynamic analysis of a dual-spool turbofan engine in the context of blade defect events. The blades of an axial-type aeroengine are typically well aligned during the compressor and turbine stages. However, they are sometimes exposed to damage, partially or entirely, for several operational reasons, such as cracks due to foreign objects, burns from the combustion gas, and corrosion due to oxygen in the air. Herein, we designed a dual-spool rotor using the commercial 3D modeling software CATIA to simulate blade defects in the turbofan engine. We utilized the rotordynamic parameters to create two finite element Euler-Bernoulli beam models connected by means of an inter-rotor bearing. We then applied the unbalanced forces induced by the mass eccentricities of the blades to the following selected scenarios: 1) fully balanced, 2) crack in the low-pressure compressor (LPC) and high pressure compressor (HPC), 3) burn on the high-pressure turbine (HPT) and low pressure compressor, 4) corrosion of the LPC, and 5) corrosion of the HPC. Additionally, we obtained the transient and steady-state responses of the overall rotor nodes using the Runge-Kutta numerical integration method, and employed model reduction techniques such as component mode synthesis to enhance the computational efficiency of the process. The simulation results indicate that the high-vibration status of the rotor commences beyond 10,000 rpm, which is identified as the first critical speed of the lower speed rotor. Moreover, we monitored the unbalanced stages near the inter-rotor bearing, which prominently influences the overall rotordynamic status, and the corrosion of the HPC to prevent further instability. The high-speed range operation (>13,000 rpm) coupled with HPC/HPT blade defects possibly presents a rotor-case contact problem that can lead to catastrophic failure.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.171-185
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• 2006

응답면기법, 유한요소법, 일차신뢰도법 그리고 반복 선형보간기법을 합리적으로 결합한 정교한 신뢰성해석 기법이 지진하중을 포함하는 단기 동적하중을 받는 복잡한 실제 비선형 동적구조계의 신뢰성 평가를 위하여 제안되었다. 기법은 하중 및 저항과 관련된 랜덤변수의 비선형성과 불확실성의 모든 중요 원천을 명시적으로 고려한다. 본 기법의 특징은 전통적 랜덤진동방법의 대안으로서 지진하중을 시간영역에서 적용하는 것이다. 실제 강프레임의 연결부에 대한 유연성을 표현하기 위하여 4-매개변수 리차드 모델을 사용하였다. 리차드 매개변수의 불확실성에 대한 고려도 알고리즘에 포함하였다. 다음으로 횡방향으로 유연한 강프레임을 철근콘크리트 전단벽으로 보강하였다. 균열 발생 후 전단벽에서의 강도저감 또한 고려되었다. 강절 연결부를 갖는 횡방향으로 유연한 강프레임, 각기 다른 강성의 부분강절 연결부를 갖는 강프레임, 그리고 콘크리트 전단벽으로 보강된 강프레임의 세 구조물을 고려함으로써 실제 구조물의 신뢰성평가를 위한 기법의 적용성을 검증하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.182-187
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• 2010

In the various fields of Civil Engineering, shear modulus is very important input parameters to design many constructions and to analyze ground behaviors. In general, a shear wave velocity profile is decided by various experiments before constructing a structure and, analysis and design are carried out by using decided shear wave velocity profile of the site. However, if civil structures are started to construct, the shear wave velocity will be increased more than before constructions because of confining pressure increase by the load of structure. The evaluation of the change in shear wave velocity profile is used very importantly when maintaining, managing, reinforcing and regenerating existing structures. In this study, a non-destructively geotechnical investigation method by using the HWAW method is applied to an evaluation of change in properties of the site according to construction. Generally, the space for experiments is narrow when underground of existing or on-going structures is evaluate, so a prompt non-destructive experiment is required. This prompt non-destructive experiment would be performed by various in-situ seismic methods. However, most of in-situ seismic methods need more space for experiments, so it is difficult to be applied. The HWAW method using the Harmonic wavelet transforms, which is based on time-frequency analysis, determines shear wave velocity profile. It consists of a source as well as short receiver spacing that is 1~3m, and is able to determine a shear wave velocity profile from surface to deep depth by one test on a space. As the HWAW method uses only the signal portion of the maximum local signal/noise ratio to determine a profile, it provides reliability shear modulus profile such as under construction or noisy situation by minimizing effects of noise from diverse vibration on a construction site or urban area. To estimate the applicability of the proposed method, field tests were performed in the change of geotechnical properties according to constructing a minimized modeling bent. Through this study, the change of geotechnical properties of the site was effectively evaluated according to construction of a structure.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.328-337
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• 2005

This work reports results of our study on the dynamic responses of the buried pipelines both along the axial and the transverse directions under various boundary end conditions. We have considered three cases, i.e., the free ends, the fixed ends, and the fixed-free ends for the axial direction, and three more cases including the guided ends, the simply supported ends, and the supported-guided ends for the transverse direction. In order to investigate the effect of the boundary end conditions for the dynamic responses of the buried pipeline, we have devised a computer program to find the solutions of the formulae on the dynamic responses (displacements, axial strains, and bending strains) under the various boundary end conditions considered in this study. The dynamic behavior of the buried pipelines for the forced vibration is found to exhibit two different forms, a transient response and a steady state response, depending on the time before and after the transfer of a seismic wave on the end of the buried pipeline. The former is identified by a slight change in its behavior before the sinusoidal-shaped seismic wave travels along the whole length of the pipeline whereas the latter by the complete form of a sinusoidal wave when the wave travels throughout the pipeline. The transient response becomes insignificant as the wave speed increases. We have observed a resonance when the mode wavelength matches the wavelength of the seismic wave, where the mode number(k) of resonance for the axial direction is found to be $\overline{\omega}/{\pi}V+1/2$ for the fixed-free ends, $\overline{\omega}/{\pi}V+1$ for the free ends, and $\overline{\omega}/{\pi}V$ for the fixed ends, respectively. By adding 10 more modes to the mode number(k) of resonance, we were able to study all the dynamic responses of the buried pipeline for the axial direction. On the other hand, we have not been able to observe a resonance in the analysis for the transverse direction, because the dynamic responses are found to vanish after the seventh mode. From the results of the dynamic responses at the many points of the pipeline, we have found that the responses appeared to be dependent critically on the boundary end conditions. Such effects are found to be most prominent especially for the maximum values of the displacement and the strain and its position.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.793-804
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• 2006

구조적 경제적 효율성을 갖춘 다양한 형태의 철도교량이 중소경간 적용을 위해 개발되고 있다. PSC 거더의 긴장방법 차이에 따른 단면효율화, 허용응력이 서로 다른 강재와 콘크리트를 효율적으로 합성시킨 형태의 교량 들이 개발되고 있으며, 본 연구에서 다루는 프리스트레스트 강합성 거더도 그 중 한 예이다. 프리스트레스트 강합성 거더 교량은 구조적 개념에 따라 형고 및 자중을 줄이고 경간을 장대화할 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나, 이와 같은 장대화된 보다 유연한 교량은 상대적으로 동적거동이 불리 할 수 있으며, 특히 철도교량의 경우 일정간격으로 반복되는 열차하중에 대한 공진 검토가 필수적이며, 동적응답의 검토 시 정확한 동특성 입력은 매우 중요하다. 본 연구에서는 정확한 고유진동수 및 감쇠비 추출을 위하여 실물 모형을 제작하여 모달테스트를 수행하였다. 모달테스트를 위한 가진방법으로 기존의 충격햄머와 디지털 콘트롤에 의한 가진기를 사용하였으며, 구조물 손상 후 동특성 변화 고찰을 위한 모달테스트도 수행하였다. 모달테스트 결과에 의한 동특성 값을 주행열차하중 해석에 적용하여 다양한 매개변수연구를 통한 철도교량 동적거동을 분석하였다. 동적처짐, 충격계수, 상판의 연직가속도, 단부꺾임각 등에 대하여 열차별, 속도별 동적해석을 수행하여 국내외 철도교량 동적성능 평가기준과 비교하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제16권3호
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• pp.95-100
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• 2006

수열법을 이용하여 비팽윤성 운모의 합성을 행하였다. 인위적인 이온의 확산을 유도시키기 위하여 수열참치에 회전장치를 부착하고 0.7mm 크기의 지르콘 비드를 첨가시킴으로써 저온영역에서 비팽윤성 운모를 합성할 수 있었다. 비팽윤성 운모를 제조하기 위한 수열조건은 다음과 같다. 즉, 출발원료: $1K_2O,\;1Al(OH)_3,\;4Mg(OH)_2$ 및 $6SiO_2$, 수열용매: 8M-KOH, 반응온도: $260^{\circ}C$, 반응시간 72시간이었다. 이와 같은 조건에서 얻어진 운모는 $2.89{\mu}m$ 크기의 판상형 이었으며 97% 이상의 백색도를 나타내었다. 그리고 $3700cm^{-1}$ 부근에서 $Mg_3OH$ 진동에 의한 흡수피크를 나타내었기 때문에 $KMg_3AlSi_3O_{10}(OH)_2$의 화학조성을 나타내는 비팽윤성의 금운모임을 FT-IR분석을 통하여 알 수 있었다. 이 결과는 O (41.34%), Mg (3.88%) Al (11.45%), Si (17.62%) 및 K (25.71%)의 원소가 검출된 EDS 분석결과와 잘 일치하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권11호
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• pp.861-871
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• 2020

'제어모멘트자이로' 내 모멘텀 휠의 속도가 커지게 되면 질량 불균형으로 인해 발생하는 의도하지 않은 힘과 토크가 증가하게 된다. 그리고 이러한 힘과 토크는 위성을 통해 촬영된 SAR 영상의 떨림을 유발하기 때문에 최소화하여야 한다. 본 논문에서는 '제어모멘트자이로' 내 모멘텀 휠의 질량불균형(정적질량불균형과 커플질량불균형)의 보상에 대해서 기술하였다. 우선 M&S를 통해 질량불균형의 발생에 따른 질량중심점에서 발생하는 힘과 토크의 발생을 예측하였다. 두 번째로는 힘과 토크의 측정 지점을 회전 중심에서 이격하였을 때, 질량불균형에 따른 힘과 토크의 발생을 예측하였다. 세 번째로는 질량불균형으로 인해 발생하는 힘과 토크를 측정하기 위한 장치 구성에 대해 기술하였으며, 네 번째로는 실제 구동하는 모멘텀 휠에 지정된 질량을 추가하였을 때, 힘과 토크의 변화량을 M&S와 비교하여 기술하였다. 그리고 마지막으로 이러한 분석을 바탕으로 24Nm급 '제어모멘트자이로'를 대기모드로 구동하였을 때의 보정 전과 후의 힘과 토크 변화를 기술하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.643-651
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• 2020

공기 저항이 적은 아진공 상태의 튜브 안을 주행함으로써 초고속주행이 가능한 캡슐트레인은 부상 공극이 커서 인프라 건설 비용 절감에 유리한 초전도 유도 반발식 부상을 채택하고 있다. 초전도 유도 반발식 부상은 부상 공극을 크게 할 수 있고, 별도의 공극 제어가 필요 없는 장점이 있는 반면, 공극 변동량이 크고 부상력에 댐핑 특성이 작기 때문에 차량의 주행 안정성 및 승차감이 악화 될 수 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서는 차량의 주행 동특성에 기반한 주행안정화장치를 설계하고 적용하여야 한다. 본 연구에서는 캡슐트레인의 동특성을 모사하고 주행안정화장치의 성능을 사전에 검토할 수 있는 1/10 스케일의 축소형 시험장치를 개발하였다. 시험장치는 대차의 모션을 구현할 수 있는 6 자유도 스튜어트 플랫폼, 주행안정화장치가 적용된 2차 현가장치 및 차체로 구성되어 있다. Jaschinski가 제안한 동특성 상사 법칙에 따라 축소 시험장치를 제작하였고, 가이드웨이 불규칙도와 부상 강성이 반영된 대차 모션 구현 알고리즘을 적용하였다. 제작된 시험장치를 이용한 실험을 통해 얻어진 결과와 수치해석 결과와의 비교를 통해 시험장치의 성능을 검토하였다.