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        2023.12 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        High-entropy alloys (HEAs) are characterized by having five or more main elements and forming simple solids without forming intermetallic compounds, owing to the high entropy effect. HEAs with these characteristics are being researched as structural materials for extreme environments. Conventional refractory alloys have excellent hightemperature strength and stability; however, problems occur when they are used extensively in a high-temperature environment, leading to reduced fatigue properties due to oxidation or a limited service life. In contrast, refractory entropy alloys, which provide refractory properties to entropy alloys, can address these issues and improve the hightemperature stability of the alloy through phase control when designed based on existing refractory alloy elements. Refractory high-entropy alloys require sufficient milling time while in the process of mechanical alloying because of the brittleness of the added elements. Consequently, the high-energy milling process must be optimized because of the possibility of contamination of the alloyed powder during prolonged milling. In this study, we investigated the hightemperature oxidation behavior of refractory high-entropy alloys while optimizing the milling time.
        2023.08 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        Recently, there has been an increasing demand for independent suspension systems in commercial vehicles, and various researches related to this trend are currently underway. In this study, as part of an effort to localize the independent suspension system for commercial vehicles, a preceding study was conducted to convert the existing forging process into a casting process. The structural stability of the developed product was evaluated by performing stress analysis on both forging and casting materials. In order to compensate for the low yield characteristics of the casting material, design improvements were made to lower the maximum stress level based on numerical simulations.Additionally, Lightweight design was performed, capitalizing on the inherent design flexibility offered by casting products. As a result, it was confirmed that the developed product exhibited similar stress characteristics level to the existing product, along with a weight reduction of approximately 5%.
        2023.08 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        Thermite welding is an exceptional process that does not require additional energy supplies, resulting in welded joints that exhibit mechanical properties and conductivity equivalent to those of the parent materials. The global adoption of thermite welding is growing across various industries. However, in Korea, limited research is being conducted on the core technology of thermite welding. Currently, domestic production of thermite powder in Korea involves recycling copper oxide (CuO). Unfortunately, controlling the particle size of waste CuO poses challenges, leading to the unwanted formation of pores and cracks during thermite welding. In this study, we investigate the influence of powder particle size on thermite welding in the production of Cu-thermite powder using waste CuO. We conduct the ball milling process for 0.5–24 h using recycled CuO. The evolution of the powder shape and size is analyzed using particle size analysis and scanning electron microscopy (SEM). Furthermore, we examine the thermal reaction characteristics through differential scanning calorimetry. Additionally, the microstructures of the welded samples are observed using optical microscopy and SEM to evaluate the impact of powder particle size on weldability. Lastly, hardness measurements are performed to assess the strengths of the welded materials.
        2023.06 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        In this study, machine learning models are proposed to predict the Vickers hardness of AlSi10Mg alloys fabricated by laser powder bed fusion (LPBF). A total of 113 utilizable datasets were collected from the literature. The hyperparameters of the machine-learning models were adjusted to select an accurate predictive model. The random forest regression (RFR) model showed the best performance compared to support vector regression, artificial neural networks, and k-nearest neighbors. The variable importance and prediction mechanisms of the RFR were discussed by Shapley additive explanation (SHAP). Aging time had the greatest influence on the Vickers hardness, followed by solution time, solution temperature, layer thickness, scan speed, power, aging temperature, average particle size, and hatching distance. Detailed prediction mechanisms for RFR are analyzed using SHAP dependence plots.
        2023.06 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        본 연구에서는 무인항공기인 드론을 활용한 VDMS(Vision-based Displacement Measurement System)를 통해 동적변위계측 정 확도와 동특성 추정 신뢰성 검증을 위한 동적실험을 실시하였다. 비행하는 드론의 이동 및 회전진동을 보정하기 위해 영상 내부의 변 위가 발생하지 않는 고정점을 활용한 보정밥법을 사용하였으며, 검증을 위해 설치한 범용 센서인 LVDT와 LDS의 변위계측 결과와 비 교하여 그 오차를 시간영역과 진동수영역에서 분석하였다. 3가지 타입의 장비 모두 최대 변위 도달 및 주기 운동 계측에 있어서 대체 적으로 유사한 결과를 나타내었다. LDS 기준의 오차 분석 결과, 드론과 LVDT는 가진 진동수 변화에 의한 오차 값은 미비하나, 최대 발생 변위가 작을수록 오차 값은 증가하였다.
        2023.02 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        This study aims to explore the appropriate water pressure control of water supply pipeline to reduce water losses of water supply network in Jinan-gun. The current water pressure status of each 5 blocks and the impact of optimized water pressure on improving revenue water rate were investigated. In order to obtain the flow rate and water pressure data of each small block, a smart hub is set in the pressure reducing valve chamber at the inlet of the small block, and a smart water pressure meter is installed in the fire hydrant and the faucet of the customer. For the pressure reducing valves installed for water pressure management system of each block, the diameter calculation standard and type of the pressure reducing valve are determined, and the application reasons are put forward. The analysis results of water pressure management for each small block in Jinan-gun show that the pressure control equipment and water pressure management need to be improved in four small blocks. The water flow rate in Jinan-eup and Sangjeon-myeon increases from 57.2% to 87.6% when the water pressure control is completed.
        2023.02 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        철도교량의 설계는 장기간에 걸쳐 수행되고 대규모의 부지를 대상으로 하기 때문에 다양한 환경적인 요인과 불확실성을 동반하게 된다. 이러한 연유로 초기 설계단계에서 충분히 검토하였더라도 설계변경이 종종 발생하고 있다. 특히 철도교량과 같은 대규모 시설 물의 설계변경은 많은 시간과 인력을 소모하며, 매번 모든 절차를 반복하는 것은 매우 비효율적이다. 본 연구에서는 딥러닝 알고리즘 중 전이학습을 통해 설계변경 전의 학습 결과를 활용하여 설계변경 후의 학습의 효율성을 향상시킬 수 있는 기법을 제안하였다. 분석 을 위해 기개발한 철도교량 딥러닝 기반 예측 시스템을 활용하여 시나리오들을 작성하고 데이터베이스를 구축하였다. 제안된 기법은 설계변경 전 기존 도메인에서 학습에 사용한 8,000개의 학습데이터 대비 새로운 도메인에서 1,000개의 데이터만을 학습하여 유사한 정확도를 나타내었고 보다 빠른 수렴속도를 가지는 것을 확인하였다.
        2022.12 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        고속철도 교량은 열차 하중에 의한 공진으로 인한 동적응답 증폭의 위험이 존재하므로 설계기준에 따른 동적해석을 통한 주행안전 성 및 승차감 검토를 반드시 수행하여야 한다. 그러나 주행안전성 및 승차감 산정 절차는 열차의 종류별로 임계속도를 포함하여 설계 속도의 110km/h까지 10km/h 간격으로 동적해석을 일일이 수행해야 하므로 많은 시간과 경비가 소요된다. 이 연구에서는 딥러닝 알 고리즘을 활용하여 별도의 동적해석 없이 주행안전성 및 승차감을 사전에 예측할 수 있는 딥러닝 기반 예측 시스템 개발하였다. 제안 된 시스템은 철도교량의 열차별, 속도별 동적해석 결과를 학습한 후 학습 완료된 신경망을 기반으로 한 예측 시스템이며, 열차속도, 교량 특성 등의 입력파라미터에 따른 주행안전성 및 승차감 산정 결과를 사전에 예측할 수 있다. 제안된 시스템의 성능을 확인하기 위 하여 단경간 직선 단순보 교량을 대상으로 한 주행안전성 및 승차감 예측을 수행하였고, 주행안전성 및 승차감 산정을 위한 상판 연직 변위 및 상판 연직가속도를 높은 정확도로 예측할 수 있음을 확인하였다.
        2022.04 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        레일장대화는 무도상교량의 소음, 진동, 충격 등의 문제점을 해결할 수 있는 경제적인 방안 중 하나이며, 최근 연동식 침목고정장치 를 이용한 SSF 공법이 개발된 바 있다. 이 연구에서는 연동식 침목고정장치 적용 시 레일 높이 조정 및 열차 통과 시의 충격 흡수를 목 적으로 교량침목 하부에 삽입되는 침목패드의 최적 연직강성을 결정하는 과정을 제시하였다. 침목패드의 최적 연직강성 결정을 위하 여 관련 기존 기준을 검토하였으며, 유연다물체동적해석을 통하여 침목패드의 연직강성 변화에 따른 주행안전성, 승차감 및 궤도의 안전성에 대한 지표들과 교량 응답 변화를 검토하였다. 유연다물체동적해석은 상용프로그램인 ABAQUS와 VI-Rail을 이용하여 수행 하였다. 수치해석은 30m 상로판형교에 대한 교량모델을 이용하여 수행하였으며, 침목패드의 연직강성이 7.5kN/mm ~ 240kN/mm로 변화할 때 ITX 새마을, KTX 및 화차 통과 시의 응답을 산정하였다. 수치해석에 적용된 궤도구성품 조건에서 침목패드의 최적 강성은 100kN/mm로 산정되었다.
        2021.12 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        현재 교량과 같은 토목구조물의 설계프로세스는 1차 설계 후 구조 검토를 수행하여 기준에 부적합할 경우 재설계하는 과정을 반복 하여 최종적인 성과품을 만드는 것이 일반적이다. 이러한 반복 과정은 설계에 소요되는 기간을 연장시키는 원인이 되며, 보다 수준 높 은 설계를 위해 투입되어야 할 고급 엔지니어링 인력을 기계적인 단순 반복 작업에 소모하고 있다. 이러한 문제는 설계 과정 자동화를 통하여 해결할 수 있으나, 설계 과정에서 사용되는 해석프로그램은 이러한 자동화에 가장 큰 장애요인이 되어 왔다. 본 연구에서는 기 존 설계 과정 중 반복작업을 대체하고자 강화학습 알고리즘과 외부 해석프로그램을 함께 제어할 수 있는 인터페이스를 포함한 교량 설계 프로세스에 대한 AI기반 자동화 시스템을 구축하였다. 이 연구를 통하여 구축된 시스템의 프로토타입은 2경간 RC라멘교를 대 상으로 제작하였다. 개발된 인터페이스 체계는 향후 최신 AI 및 타 형식의 교량설계 간 연계를 위한 기초기술로써 활용될 수 있을 것 으로 판단된다..
        2021.10 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        Electrospinning, as one of the nano technologies for synthesizing nanofiber, is widely used in filtration, thermal insulation, protective clothing, sensors, conducting devices, and other fields due to its simple equipment, low cost and easy manipulation. The electrospun fibers have small diameter, high porosity, excellent pore interconnectivity, large specific surface area, easy surface modification, polymer chain functionalization and other advantages. Therefore, in this study, electrospinning technology was employed to synthesize multifunctional composite nanofiber membrane(polyacrylonitrile/fly ash/polyacrylonitrile, PAN/FA/AgNO3), which has the ability to remove volatile organic compounds(VOCs) and heavy metals; moreover, the membrane also has excellent antibacterial ability. This research result provides an important reference value for broadening the application of electrospinning technology in the field of air and water filtration in the future.
        2021.06 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        본 연구는 온대 낙엽활엽수림의 하층식생 변화를 구명하여 산림생태계의 체계적 보전과 효율적 관리를 위한 기초자료를 제공하기 위하여 수행하였다. 2003년 경기도 포천 광릉 숲에 1ha 크기의 영구조사구를 설치하였으며, 영구조사구는 10×10m 크기의 부조사구 100개로 구성되었다. 영구조사구의 임분동태 및 하층식생은 2003년부터 2018년까지 5년 간격으로 조사되었다. 조사구에 출현하는 관속식물은 56과 128속 176종 18변종 4품종 1아종으로 총 199분류군 이었다. 관목층과 초본층의 종수는 시간이 경과함에 따라 모두 감소하는 경향을 보였다. MRPP-test 분석 결과 관목층의 종조성은 2008년-2013년을 제외한 모든 연도에서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며, 초본층의 경우 모든 연도에서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 평균 중요치에서 관목층은 참회나무(18.23%), 당단풍나무(16.48%), 작살나무(13.85%)가 우점하는 것으로 분석되었으며, 초본층에서는 단풍취(23.41%), 애기나리(9.45%), 주름조개풀(5.62%)이 우점하는 것으 로 나타났다. 관목층은 상층 임분의 흉고단면적과 임분밀도가 높을수록 청미래덩굴, 청괴불나무, 고광나무의 풍부도가 높았으며, 흉고단면적과 임분밀도가 낮을수록 당단풍나무, 물참대, 산뽕나무, 산딸나무의 풍부도가 높았다. 시간이 경과 할수록 흉고단면적과 임분밀도는 초본층에 미치는 영향이 적은 반면, 관목층의 참회나무와 당단풍나무의 피도는 초본층 종 구성에 미치는 영향이 큰 것으로 분석되었다. 결론적으로 광릉 장기생태조사지의 하층은 종수가 지속적으로 감소하고 있으며, 이 과정은 상층 임분의 종다양성과 흉고단면적, 임분밀도가 하층식생 종조성에 영향을 주는 것으로 판단되었다.
        2021.02 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        철도소음은 도시지역의 철도건설과 유지에 가장 큰 장애 요소 중 하나이므로 보다 효과적으로 철도소음을 저감하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 방음터널은 철도소음을 저감할 수 있는 가장 효과적인 방법 중 하나이나, 하절기 높은 내부 온도 증가로 인하여 궤도좌굴 또는 전력, 신호 등 선로 설비의 안정성을 저하시킬 우려가 있다. 이러한 온도 상승 문제는 통기 형 방음판을 이용하여 해결할 수 있으나, 방음터널 적용 시의 소음저감 성능에 대한 연구는 미흡한 상황이다. 이 논문에서는 수치해석을 통하여 통기형 슬릿방음판의 효과적인 방음터널 적용 방법에 대한 연구 결과를 제시하였다. 수치해석은 음향해석 프로그램인 Pachyderm Acoustics으로 모델링한 복선 방음터널을 이용하여 수행하였다. 철도소음은 기존 연구결과를 이용하여 모사하였으며, 슬릿방음판의 적용 위치가 다른 6가지 경우에 대하여 소음저감 효과 변화를 검토하였다. 음향해석 결과 20% 정도 의 슬릿방음판 적용 시에도 철도소음을 최소 5dB 감소할 수 있는 것으로 나타났다.
        2020.12 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        This study analyzes the internal temperature characteristics of heater module using a numerical method when the constant heat flux and heat flux time are applied to the surface heating element. The horizontal and vertical dimensions of heater module are 100mm, and the height is 5mm. The heat flux is 10,000W/m2, 15,000W/m2, and 20,000W/m2, and heat flux time is 5 seconds, 10 seconds, 15 seconds, 20 seconds, 30 seconds and 50 seconds, respectively. When the heat flux time was 50 seconds, the temperature of the surface heating element rose to 120.5°C, while the skin epidermis temperature rose 1.7°C. As a result, the surface temperature of the surface heating element increased greatly in the horizontal direction, while it increased low in the depth direction. This is because the heat conduction of the surface heating element is transmitted in the X-Y plane direction, and the thermal conductivity of the pet(polyethylene terephthalate) film and insulation sheet under the surface heating element is very low. when the heat flux at the surface heating element is 20,000W/m2, the skin's epidermal temperature rises up to 0.82℃ compared to 10,000W/m2 and 15,000W/m2.
        2020.04 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        본 연구는 일본잎갈나무림의 벌채유형을 대조구, 보잔목작업구, 모수작업구, 군상개벌작업구, 대상개벌작업구로 구분하여 벌채 처리 전·후의 하층식생 변화를 분석하기 위해 수행되었다. 경북 봉화 지역에서 2014년부터 2016년까지 벌채유형별로 각 9개씩 총 45개 조사구를 대상으로 방형구법을 이용하여 하층식생을 조사하였다. 군상개벌작업구의 총 피도가 지속적으로 높게 나타났으며, 벌채를 실시한 처리구에서는 광선호성 종들이 우점하고 있는 것으로 나타났다. 보잔목작업구와 군상개벌작업구, 대상개벌작업구에서는 노출된 임분에 잘 적응하는 소형지상식물 (Microphanerophyte)의 비율이 가장 높게 나타났으며, 이는 지속적으로 증가할 것으로 판단되었다. 종조성 변화에서는 다른 처리구들과 다르게 보잔목작업구가 가장 큰 변화를 보인 것으로 나타났다. 처리구 간 분석 결과, 대조구와 군상개벌작업구의 두 처리구 간 종조성 차이는 이질적인 것으로 나타났다. 결론적으로, 일본잎갈나무 조림지에서 수행한 4가지 벌채 처리는 모두 대조구에 비해 식물다양성이 증가하는 경향을 보였다. 그러나, 하층식생의 발달 뿐 만 아니라 일본잎갈나무의 천연갱신을 유도하기 위해서는 5년∼7년의 결실주기를 가진 일본잎갈나무 특성상, 지속적인 모니터링 연구가 필요할 것으로 판단된다.
        2020.02 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        In this study, we investigated the effects of diesel-palm oil biodiesel-ethanol blends on combustion and emission characteristics in a 4-cylinder common rail direct injection (CRDI) diesel engine at low idling operations. The engine speed and engine load was 750 rpm and 40 Nm, while the main and pilot injection timing was respectively fixed at 2 °CA before top dead center (BTDC) and 20 °CA BTDC. The experimental results showed that the cylinder pressure increased with the increasing of palm oil biodiesel ratio from 20% to 100%. In addition, the peak value of cylinder pressure increased by 4.35% compared with pure diesel fuel when 5 vol.% ethanol oil added to diesel oil. Because the palm oil biodiesel and ethanol are the oxygenated fuel, the oxygen content played an important role in improving combustion. Based on the high oxygen content of biodiesel and ethanol, their mixing with diesel fuel effectively reduced PM emissions but increased NOx slightly, while CO and HC had no significant changes.
        2020.02 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        In this study, the effect of various pilot injection timings on combustion and emission characteristics were investigated in a common-rail direct injection (CRDI) diesle engine fueled with diesel-ethanol blends. The engine speed and engine load were controlled at constant 1500rpm and 70Nm, respectively. The tested fuels were DE0 (pure diesel fuel), DE5 (5 vol.% ethanol blended with 95 vol.% diesel oil), DE10 (10 vol.% ethanol blended with 90 vol.% diesel oil) and DE15 (15 vol.% ethanol blended with 85 vol.% diesel oil). The main injection timing was fixed at 0°CA TDC (top dead center), while various pilot injection timings including 25°CA BTDC (before top dead center), 20°CA BTDC and 10°CA BTDC were selected as the experimental variable. The experimental results showed that various pilot injection timings had little effect on the peak value of cylinder pressure, but had great influence on the start of combustion. The peak value of heat release rate (HHR) increased with the increase of ethanol content. However, the peak value of HRR reduced as the pilot injection is delayed. The diesel fuel containing 10% ethanol had a highest peak value of combustion pressure compared with the others, while the pilot injection timing occurred at 25°CA BTDC. On the other hand, the exhaust emissions of DE10 was also the lowest compared with the others. In addition, with the increase of ethanol content in diesel the PM and NOx emissions reduced.
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