• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제18권4호
• /
• pp.13-21
• /
• 2017

자갈궤도는 100여년 이상 전세계적으로 널리 사용되는 궤도구조로 저렴한 초기 건설비용, 유연한 유지보수와 진동 및 소음의 저감효과가 있지만, 열차운행에 따라서 지속적인 침하가 발생하는 단점이 있다. 이로 인해 지속적인 유지보수가 필요하며, 최근 열차의 속도, 용량, 중량의 증가로 유지보수비용이 증가하고 있는 실정이다. 파울링(fouling)은 노반 세립분이나 자갈입자가 파쇄되면서 발생한 세립분이 자갈 사이의 공극을 메우는 현상으로 배수가 나빠지고, 자갈궤도의 침하를 가속화시키는 등 자갈도상의 열화의 주원인으로 지목되고 있다. 본 논문에서는 GPR(Ground Penetrating Radar)을 이용하여, 도상의 상태를 평가 할 수 있는 분석방법을 제안하였다. 경험에 의존하는 기존의 분석기법을 대신하여, 고속선에 사용되는 자갈의 감쇠 특성을 반영한 이득함수(gain function)를 제안하였다. 실내 박스 실험과 실모형 실험을 통해 제안한 이득함수로 증폭한 GPR신호에 힐버트 변환을 추가로 적용하여 자갈층과 노반층에서 반사된 신호의 세기변화를 깊이에 따라 계산하였다. 이로부터 신호의 세기가 비교적 크게 변화하는 곳을 파울링층과 노반층의 경계로 구분할 수 있었다. 다만 현장적용을 위해서는 침목의 영향을 분리하고 전자기파 분산특성 등에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 지질공학
• /
• 제19권2호
• /
• pp.139-144
• /
• 2009

KURT는 방사성폐기물 처분기술 개발을 위해 운영 중인 시설로서, 본 시설의 안전 운영을 위해 미소진동계측시스템을 구축하여 실시간으로 원격 감사관리 중에 있다. 본 시스템 구축 후 1년 간의 운영 결과, 총 14회의 진동 기록이 관측되었다. 이 중 2008년 10월 29일 공주시 남동 15 km 지점에서 발생한 규모 3.4의 지진을 제외하고는 대부분 극미소지진과 KURT 주변에서 인위적으로 발생한 진동들로 해석되었다. 현재까지의 모니터링 결과, KURT 벽면의 숏크리트 혹은 콘크리트 구조물 및 암반에서 단열의 생성 전파에 의해 발생한 고주파의 진동으로 추정되는 징후는 없는 것으로 판단된다. 미소진동계측시스템은 넓은 동작 범위의 특성을 가지며 현재 실시간으로 현장과 실내에서 감시관리 중에 있다. 본 시스템에 사용된 3 성분 수진기는 시추공에 매설하기 적당하도록 설계된 수진기로 진동 방향을 분석하여 미소진동의 진원지를 추적하는 데 적합하도록 하였다. 본 시스템에서 적용하는 계측기술은 지하공동 주변 암반의 균열현상과 낙반 등의 감시관리는 물론 모든 원자력 관련시설, 타 기간시설의 공학적 안전 진단에도 적용 가능하다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제52권4호
• /
• pp.436-442
• /
• 2014

염화코발트 용액을 사용하여 전자기파와 진동에 영향을 받지 않는 원거리 실시간 광섬유 온도 감지 센서를 개발하였다. 염화코발트 용액을 제조하기 위하여, 물과 에탄올은 부피 비율로 10%와 90%로 고정하고, 용해되는 염화코발트의 양을 다양하게 변화시켰다. 제조된 염화코발트 용액은 자외-가시선 분광 광도계를 사용하여, 온도 변화에 따른 655 nm 파장의 투과도를 측정하였다. 또한 제조된 30.8 mM 염화코발트 수화물 용액에 polyvinyl butyral을 용해시켜 겔화한 후, 온도 변화에 따른 655 nm 파장의 투과도 측정 및 센서 적용 후 광 파워 분석을 실시하였다. 투과도와 광 파워 측정 결과, $25^{\circ}C$에서 66.8%와 149.5 nW, $70^{\circ}C$에서는 7.1%와 48 nW로 각각 나타나, 온도가 증가함에 따라 투과도와 광 파워 모두 감소하는 경향을 보였다. 본 실험에서 제조된 겔화 염화코발트/polyvinyl butyral은 온도 변화에 따라 655 nm 파장에 대한 광 투과도와 광 파워가 변하는 점을 이용하여 온도 변화를 감지하기 위한 광섬유 센서로 사용 가능함을 확인하였다.

• 소음진동
• /
• 제8권1호
• /
• pp.146-156
• /
• 1998

자동차의 폭발적인 증가와 아울러 경부고속전철시대를 맞이함으로 인하여 소음공해는 큰 사회적 문제로 대두되고 있다. 본 연구는 이러한 소음공해에 대한 해결책의 일환으로 효율적인 방음벽을 연구 하는데 그 목적이 있다. 방음벽의 연구는 먼저 반사형 방음벽과 흡음형 방음벽에 대한 소음저감효과 를 산정한 다음, 흡음재료를 사용함으로서 감소되는 소음저감 효과를 산정하는데 큰 의의가 있다. 본 연구결과에 의하면 방음벽의 높이에 비하여 음의 파장이 대체로 짧을 때는 방음벽의 상단부분에 흡음재를 설치하면 방음벽 전체에 흡음재를 설치한 것과 같은 효과가 있다는 결론을 얻었다. 도로교통소음은 평균주파수가 550Hz 이므로 이때 파장은 60cm 정도이다. 방음벽 높이를 4m로 설치했을 때 방음벽 상단에서 60cm 정도만 흡음재를 사용하면 4m전체의 방음벽에 흡음재를 사용한 것과 같은 효과가 있는 것으로 나타났다. 흡음재를 사용한 소음저감의 효과는 점음원이고 수음자의 위치가 $135^{\circ}$ 일 때 평균 8dB(A)정도이고, 선음원일때는 평균 3dB(A)정도의 효과가 있는 것으로 나타났다 이러한 흡음형의 방음벽은 경제적일 뿐만 아니라 방음벽의 높이를 최소한 1m이상 줄일 수 있으므로 국토를 고도로 이용해야 되는 우리 나라의 여건에 대단히 효과적인 방음벽이라 사료된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제10권7호
• /
• pp.103-109
• /
• 2009

확률론적인 지진재해분석(PSHA)은 지진원, 전파경로, 부지효과의 불확실성을 고려하여 특정 기간내에 특정 크기를 초과하는 지진동이 부지에 발생할 확률을 결정하는 방법이다. PSHA은 전세계적으로 미래 발생할 지진동을 정량화하기 위하여 가장 널리 사용되는 방법이다. 본 논문에서는 기존의 PSHA와 동일한 결과를 계산하지만, 유한기간내에 발생하는 지진 시나리오와 이에 상응하는 지진파기록을 생성하는 신(新) PSHA 기법의 국내 적용성을 평가하였다. 신(新) PSHA으로 40,000년에 상응하는 가상의 지진기록을 생성하여 총 16,378개의 지진 시나리오를 생성하였으며 이를 사용하여 지진재해도를 생성한 결과, 신(新) PSHA은 상당히 정확하게 기존의 PSHA 결과를 재현할 수 있는 것으로 나타났다. 신(新) PSHA은 자체적으로 의미가 있다기 보다는 이의 결과를 통하여 궁극적으로 확률론적인 지진재해분석을 수행할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서 생성된 지진기록은 동반논문에서 확률론적인 지진계수를 생성하는데 활용되었다.

• 한국광학회지
• /
• 제30권6호
• /
• pp.249-254
• /
• 2019

광섬유가 지니는 패러데이 효과를 이용하여 전류의 세기를 측정하는 광전류 센서 소자를 설계 및 제작하였다. 센서 소자의 동작 안정성을 향상시키기 위하여 편광회전 반사 간섭계와 사분 파장 위상 간섭계 구조를 도입하였다. 이 복잡한 구조를 구성하는 다양한 광소자들은 하나의 폴리머 광집적회로로 구성하여 작은 크기로 제작되었다. 본 구조를 이용하면 외부에서 별도의 바이어스 피드백 제어가 필요 없는 상태에서 전류를 측정하는 센싱 동작을 수행할 수 있다. 또한 온도변화나 외부진동으로 인한 광센서 특성 변화를 제거하여 안정적인 특성을 유지하는 광전류센서를 구현할 수 있다. 그러나 패러데이 효과를 결정짓는 베르데상수는 온도에 따라 미소한 값의 변화를 가지고 있다. 본 연구에서는 이 변화로 인한 광전류센서의 온도의존성을 극복하기 위한 연구를 수행하였다. 편광회전 반사 간섭계의 부품인 광섬유 사분 파장판의 길이를 최적값으로부터 벗어나는 상태로 맞추어 줌으로써 베르데 상수의 온도의존성에 의해 나타나는 광전류센서의 스케일 팩터 변화를 보상해줄 수 있었다. 온도변화를 보상한 광전류센서는 주변 온도를 상온에서 85℃로 올리는 동안, 센서 측정 신호의 온도 의존성이 0.2% 이내로 유지되는 것을 확인했다.

• 센서학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.361-368
• /
• 2010

ACROSS device, which is composed of an implantable microphone, a signal processor, and a vibrating transducer, is a fullyimplantable middle ear hearing device(F-IMEHD) for the recovery of patients with hearing loss. And since a microphone is implanted under skin and tissue at the temporal bones, the amplitude of the sound wave is attenuated by absorption and scattering. And the vibrating transducer attached to the ossicular chain caused also the different displacement from characteristic of the stapes. For the gain control of auditory signals, most of implantable hearing devices with the digital audio signal processor still apply to fitting rules of conventional hearing aid without regard to the effect of the implanted microphone and the vibrating transducer. So it should be taken into account the effect of the implantable microphone and the vibrating transducer to use the conventional audio fitting rule. The aim of this study was to measure gain characteristics caused by the implanted microphone and the vibrating transducer attached to the ossicle chains for the gain compensation of ACROSS device. Differential floating mass transducers (DFMT) of ACROSS device were clipped on four cadaver temporal bones. And after placing the DFMT on them, displacements of the ossicle chain with the DFMT operated by 1 $mA_{peak}$ current was measured using laser Doppler vibrometer. And the sensitivity of microphones under the sampled pig skin and the skin of 3 rat back were measured by stimulus of pure tones in frequency from 0.1 to 8.9 kHz. And we confirmed that the microphone implanted under skin showed poorer frequency response in the acoustic high-frequency band than it in the low- to mid- frequency band, and the resonant frequency of the stapes vibration was changed by attaching the DFMT on the incus, the displacement of the DFMT driven with 1 $mA_{rms}$ was higher by the amount of about 20 dB than that of cadaver's stapes driven by the sound presssure of 94 dB SPL in resonance frequency range.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제39권4호
• /
• pp.22-33
• /
• 2021

최근 도시지역의 지반침하가 빈번하게 발생하여 주민들의 불안이 증가하고 막대한 사회적 비용이 발생하고 있다. 지반침하의 원인 중 노후 상하수도관의 파열은 매설관의 가동을 정지시킬 뿐만 아니라 지반 및 수질오염 문제를 야기한다. 그러나 대부분의 파이프는 시공 후 매설되어 육안으로 볼 수 없기 때문에 다른 구조물에 비해 유지보수의 중요성이 저평가되고 있다. 최근 몇 년 동안 지하 파이프 및 구조물의 유지 보수에 통합 물리적 탐사가 적용되었다. 현재 지하 공간 내부와 지반취약점을 조사하기 위해 통합물리조사를 실시하고 있다. 통합물리조사는 여러 가지 물리조사를 이용하여 다양한 물성자료를 얻고 기존 자료를 추가하는 분석기법이다. 일반적으로 지반 공학에서는 전기 및 표면파 조사를 포함한 통합 물리 조사가 채택되지만, 이러한 조사를 이용하여 지하 공간의 시간적 변화를 조사하는 것은 어렵다. 이에 반해 원자로 내부를 스캔하기 위한 투과기술로 우주선 뮤온을 이용한 탐사가 이루어지고 있다. 뮤온을 이용한 측량은 진동이나 전기의 영향 없이 실시간 관찰이 가능하다. 이러한 조사는 많은 노동력을 요구하지 않고 밀도 분포를 조사할 수 있기 때문에 활용 가능성 측면에서 큰 잠재력을 가지고 있다. 본 논문에서는 우주선 뮤온을 이용한 측량 기술을 소개하고, 이러한 기술을 지하 공간 및 지하 구조물에 대한 새로운 물리 측량 기술로 적용할 가능성을 제시한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제38권12호
• /
• pp.19-28
• /
• 2022

벽체 배면에 발생한 공동은 벽체의 안정성에 악영향을 줄 수 있다. 본 연구의 목적은 실내 실험을 통해 콘크리트 벽체 배면에 발생한 공동을 마이크로폰을 이용하여 평가하는 방법을 개발하는 것이다. 철근이 매설된 콘크리트 판과 건조토를 이용하여 콘크리트 벽체 구조물과 배면의 흙을 모사하였으며, 속이 빈 반구형 플라스틱 통을 콘크리트 판과 건조토 사이에 설치하여 벽체 배면의 공동을 모사하였다. 누설 탄성 표면파는 해머로 콘크리트 판을 타격하여 발생시켰으며, 마이크로폰을 이용하여 측정하였다. 획득한 마이크로폰 신호의 고유주파수를 분석하여 공동이 존재하는 구역을 평가하였다. 공동이 존재하는 구역에서는 콘크리트 판의 굽힘 진동 거동에 의하여 1차 고유주파수가 감소하였다. 또한 1차 고유주파수에 해당하는 진폭은 공동에서 멀어질수록 감소하였으며, 철근에 인접한 측점에서는 더 큰 감소폭을 보였다. 본 연구는 마이크로폰이 콘크리트 벽체 배면에 발생한 공동의 위치를 평가하기 위해 유용하게 이용될 수 있음을 보여준다.

• 한국광학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.74-83
• /
• 2022

위성 관측 카메라용 대구경 초경량 반사광학계를 제작하기 위해 소재 개발부터 최종 시스템 인증시험까지 전 과정을 수행했다. 완성된 비점보정 3반사경 구조의 위성용 반사광학계 망원경은 주반사경의 구경이 700 mm이고, 망원경 전체 질량은 66 kg이다. 광학소재 및 구조물에 적용하기 위한 반응소결법을 개발했고, 이 방법을 이용해서 실리콘 카바이드(silicon carbide, SiC) 재질의 광학 몸체를 제작하고 소결체의 화학특성, 표면특성, 결정구조를 확인했다. 광학 몸체의 기계적, 화학적 성질을 고려한 연마와 코팅 방법을 개발했으며 화학기상증착법을 적용해 SiC 경면 표면 위에 치밀한 SiC 박막을 170 ㎛ 이상 증착함으로써 광학 성능이 우수한 경면을 만들 수 있었다. 반사경 제작 후 반사경과 지지 구조를 조립하고 정렬해서 다양한 광학 시계에 대해 파면 오차를 측정했다. 아울러 우주 환경 및 발사환경에 대한 우주 인증에 맞추어 구성품 및 최종 조립체를 온도와 진동에 대한 환경시험을 실시하여 설계 목표 성능을 달성했음을 확인했다.