This study investigated the hot deformation behavior and microstructural evolution of PH13-8Mo precipitation-hardening stainless steel. Hot compression tests were performed at temperatures ranging from 900 to 1,200 °C and strain rates of 0.01 to 10 s-1. Constitutive equations based on the Zener-Hollomon parameter were established by considering the compensation of strain, where the material constants were fitted with 6th-order polynomials. The established model showed high predictability with a correlation coefficient of 0.994 and an average absolute relative error of 4.39 %. A hot processing map was developed based on the Dynamic Materials Model, identifying unstable regions characterized by negative instability criteria under low-temperature/high-strain-rate conditions, as well as specific moderate-rate zones. Electron backscatter diffraction (EBSD) integrated analysis [inverse pole figure (IPF), kernel average misorientation (KAM), and grain orientation spread (GOS)] revealed that while dynamic recrystallization promoted grain refinement through necklace structures at 900 °C and 0.01 s-1, high-temperature deformation at 1,200 °C led to significant grain coarsening and high transformation-induced stress. Furthermore, regions of instability were confirmed to cause flow localization and strain hotspots, detrimental to structural integrity. Consequently, the moderate temperature region around 1,100 °C with a low strain rate is proposed as the optimal window for achieving uniform and stable prior austenite grain structures.

This research presents a GRNN(General regression neural network) approach for modeling the high temperature deformation flow behavior of 316L stainless steel under 800℃, 900℃ and 1000℃ and strain rates of 0.0002/s, 0.002/s and 0.02/s. There are many machine learning approaches of modeling the hot deformation of metallic alloys. Among them, the neural network approach is one of the most popular. However, the neural network approach takes a relatively long time and effort to compose and optimize the final model. In this research, GRNN is applied to study its applicability for modeling the hot deformation flow stress behavior. The prediction results were studied by calculating various types of error and observing the distribution of prediction error. The predicted results by the GRNN were very accurate and the GRNN was found to be highly applicable to modeling the flow stress of the hot deformation of 316L stainless steel.

In this study, a thermal-fluid-structure coupled analysis was performed to improve the thermal performance of a burner for a coal gasification power plant. After combustion analysis, an average temperature of 1,400°C was obtained, closely matching the actual coal gasification system environment. The highest burner tip surface temperature, 887°C, was achieved at the analysis variable, a coal fines inflow velocity of 8m/s. This temperature was mapped to a thermal-structural analysis model, and by increasing the radius of the cooling channel inside the burner to 5 mm, the analysis confirmed a reduction in thermal stress of approximately 20%. In particular, changing the material to HP50-Nb resulted in significantly superior cooling efficiency compared to Inconel 718 without any cooling channel design. The results of this study will be useful for the optimal design of coal gasification facilities as well as for improving the durability of the facilities.

This study investigated the hot deformation behavior and dynamic recrystallization (DRX) characteristics of a coarse-grained Fe-24Mn steel slab using plane strain compression (PSC) tests. Tests were conducted at 900-1,000 °C and strain rates of 0.5-10 s-1. Constitutive equations based on the Zener-Hollomon parameter accurately predicted flow stress ( ). A processing map based on the Dynamic Materials Model (DMM) predicted flow instability at high strain rates (10 s-1) due to a negative strain rate sensitivity exponent. However, electron backscatter diffraction (EBSD) analysis revealed that these regions actually exhibited a fully recrystallized microstructure with low Kernel Average Misorientation (KAM) values, contradicting the DMM prediction. This discrepancy is attributed to adiabatic heating during high-speed deformation, which induces thermal softening and provides the driving force for DRX. Consequently, the region with negative power dissipation efficiency at high strain rates should be reinterpreted not as a failure zone, but as a window for efficient microstructural refinement. The study identifies 950 °C and 10 s-1 as the optimal processing conditions for grain refinement of the as-cast slab.

본 연구의 목표는 방울토마토 재배에서 고온 피해 저감에 있어 일반적으로 사용되는 두 가지 차광재료인 55% 흑색 차 광막과 다겹보온커튼(열 스크린)의 효과를 비교하는 것이다. 이러한 차광 처리가 여름철 고온 스트레스 하에서 방울토마토 의 광합성, 엽록소 형광, 생리적 특성 및 수량에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과 두 차광자재 간의 광 투과율에 유의미한 차이가 있었고, 다겹보온커튼은 온실에서 낮은 광 투과율로 인해 장시간 저조도 환경을 유발하였다. 다겹보온커튼 내에 서 재배된 방울토마토의 광합성 효율과 식물 활력 지수 (PI_ABS, Fv/Fm)는 감소하였다. 생장 측정 결과, 다겹보온커 튼 처리로 인한 낮은 광도는 식물 초장을 짧게 하고 화방 출현 을 지연시켜 전반적인 생장이 저하되었다. 이러한 광도 부족 으로 인해 다겹보온커튼에서 생육한 토마토는 차광막 처리에 비해 수량이 감소하였다. 두 차광 조건에서 재배된 방울토마 토의 당도를 제외하고는 차광 처리 간에 과실 품질에 유의미 한 차이는 없었다. 이러한 결과는 다겹보온커튼으로 인한 장 기간의 저조도 환경이 토마토 광합성과 생장에 부정적인 영향 을 미쳐 궁극적으로 수확량 감소로 이어짐을 시사한다. 따라 서 고온 환경에서 방울토마토를 재배할 때는 다겹보온커튼보 다 열 피해를 줄이면서 광합성에 필요한 적절한 양의 빛 투과 율을 제공하는 55% 차광막을 사용하는 것이 효과적이다.

본 연구는 고온기 포인세티아 ‘플레임’의 안정적 재배를 위한 주간온도 관리기준을 제시하고자 수행되었다. 야간 온도를 26℃로 고정한 야간 고온 조건에서 주간 온도를 30℃, 33℃, 36℃, 39℃로 7주간 처리하였다. 39/26℃ 처리구는 5일 이내 전 개체가 고사하였고, 36/26℃ 처리구의 생존율은 60%로 감 소하였다. 초장, 초폭, 분지수는 30/26℃와 33/26℃ 처리구 간에 유의적인 차이가 없었으나, 36/26℃ 처리구는 30/26℃에 비해 각각 29.5%, 30.9%, 27.5% 감소하였다. 신엽 발생은 온도 상승에 따라 급격히 줄어들어 36/26℃에서는 평균 2.3 개로 거의 발생하지 않았다. 27/20℃에 비해 고온처리구에서 엽장은 20.3%~37.6%, 엽폭은 56.4%~57.1% 감소하여 엽장/ 엽폭 비가 증가하였다. F v/Fm과 NDVI는 처리간 큰 차이가 없었 으나, ELP는 36/26℃에서 38%로 증가하였다. 광합성 속도는 27/20℃에서 가장 높았고, 30/26℃와 33/26℃는 유사하였으 나 36/26℃ 처리구는 1,000μmol·m-2·s-1의 광도에서도 0에 가까웠다. 또한 36/26℃에서 증산속도와 세포간 CO₂ 농도가 유의적으로 높게 나타났다. 따라서 주간 33℃ 이상에서 포인세 티아 ‘플레임’은 생리적･형태적 장해가 급격히 증가할 수 있으 므로, 고온기 안정적인 재배를 위해서는 주간 온도를 최소한 33℃ 이하로 관리할 필요가 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 고온기에 배추(Brassica rapa L. ssp. pekinensis) 의 안정생산을 위해 미세살수와 저온성필름의 고온 스트레스 저감 효과를 평가하였다. 실험1에서는 ‘춘광’과 ‘청명가을’ 배추를 대상으로 관수장치(임팩트 스프링클러, 미세살수)와 피복자재(흑색필름, 저온성필름)의 요인배치 실험을 수행하 였다. 실험2에서는 ‘춘광’ 배추를 대상으로 관수 시점에 따른 미세살수의 냉각 효과를 비교하기 위해 오전(9－11시), 오후 (13－15시), 또는 야간(19－21시)에 각각 처리하여 비교하 였다. 실험1의 결과, 저온성필름은 일중 최고 지온을 흑색필 름 대비 평균 4.5－6.9°C 하강시켰다. 미세살수는 즉각적으 로 기온을 약 5°C 하강시켰고, 상대습도를 70%까지 증가시 켰다. 엽록소 지수(SPAD)는 ‘춘광’ 배추에서는 저온성 필름 피복 시, ‘청명가을’ 배추에서는 미세살수 적용 시 가장 높았 다. 최대 광화학 효율(Fv/Fm)은 생육초기에 흑색필름과 임팩 트 스프링클러를 처리한 ‘청명가을’ 배추에서 가장 낮았으나 2주 후 0.7 이상으로 회복했다. 생육 지표는 두 품종 모두 미세 살수 처리에서 개선되었다. 실험2의 결과, 오후 관수 시 가장 기온하강 효과가 높았고, 특히 일사량과 기온이 높은 날일수 록 그 효과가 증대되었다. 야간 관수 시 미세살수에 의한 온도 변화는 없었다. 본 연구 결과를 통해 미세살수와 저온성필름 이 배추의 고온 스트레스를 저감하고 재배환경을 개선에 효과 적임을 확인하였다. 향후에는 온도조절뿐만 아니라 물 이용 효율을 함께 높일 수 있는 정밀 제어 기술 개발이 필요하다.

본 연구는 기계식 환기 육계사에서 증발식 쿨링패드가 고온스트레스 완화에 미치는 효과를 건물에너지시뮬레이션 (BES) 기법으로 평가하였다. 개발된 BES 모델을 전북 정읍 에 위치한 강제환기식 육계사 현장실험 자료로 검증한 결과, 온도는 CvRMSE 2.93－3.69%, MAPE 2.20－3.17%를, THI는 RMSE 1.308－2.157, MAPE 2.1% 미만을 보여 검증 기준을 충족하였다. 이후 지역, 건물 길이, 벽체 및 지붕 열관 류율, 육계 체중, 쿨링패드 가동 여부, 기상 시나리오를 조합한 3,072개 케이스를 하절기 환기량을 적용하여 시간별로 동적 으로 모의하였다. 분산분석 결과, 지역과 쿨링패드 가동 여부가 고온 스트레 스에 유의한 영향을 미쳤고, 건물 규모, 단열수준, 체중은 유의 한 차이가 도출되지 않았다. THI 기준 78을 초과한 누적 시간 은 쿨링패드 가동 시 전 지역에서 감소하였으며, 사후검정에 서 제주 지역은 쿨링패드의 가동과 상관없이 일관되게 가장 많이 기준을 초과하였다. 이와 함께 원주와 인천 지역은 THI 기준을 가장 적게 초과하는 지역으로 분류되었다. 반면 연간 최대 THI는 쿨링패드 가동 시 소폭(대부분 1 미만)만 감소하 여, 최대 THI 저감 효과는 제한적인 것으로 분석되었다. 종합하면, 증발식 쿨링패드는 장시간 고온 노출을 효과적으 로 단축하나, 피크 THI 저감은 제한적이므로 극한 상황에서 는 보조 냉방과의 복합 적용이 필요함을 알 수 있었다. 아울러 본 연구는 지역 기후를 고려한 육계사 설계 및 운영 의사결정 에 BES가 유효한 도구임을 입증한다.

본 연구는 철계 형상기억합금(Fe-SMA)의 화재 후 성능과 화재 후 구조물의 성능 회복을 위한 프리스트레싱 재료로서의 적용 가능성을 평가하였다. 이를 위해 사전변형률이 2.5%, 5.0%, 7.5%인 Fe-SMA 시편을 최대 가열 온도 400°C, 500°C, 600°C, 700°C 까지 가열한 뒤 냉각 및 인장시험을 수행하였다. 가열 및 냉각 과정에서의 온도–응력 이력 분석 결과, 사전변형률이 높을수록 가열 중 좌굴이 지연되고 냉각 후 더 큰 회복응력이 발현됨을 확인하였다. 특히 7.5% 사전변형률 시편은 500°C 이상에서 500 MPa 이상의 회복응력을 보였으며, 강성 저하 시점의 응력 또한 400°C에서 793 MPa, 700°C에서 735 MPa로 세 조건 중 가장 큰 값을 나타냈다. 2.5%와 5.0% 시편은 600°C 및 700°C에서 5∼10% 더 큰 극한변형률을 나타냈으나, 7.5% 시편은 보강재로서 충분한 극한변형률을 확보함과 동시에 강성 저하 시 더 큰 응력을 유지하여 화재 후 보강재로 사용되기에 가장 적합한 것으로 판단되었다. 본 연구는 500°C 이상의 고온에 노출된 Fe-SMA의 회복응력과 기계적 특성 데이터를 제공함으로써 기존 연구의 공백을 보완하였고, Fe-SMA가 화재 후 구조물 피해 저감과 성능 회복에 기여할 수 있는 보강재로서의 잠재력을 제시하였다.

본 논문은 고온 환경에 노출된 TRM 보강 RC 보의 잔존강도를 예측하기 위한 해석적 연구결과를 제시한다. 연구를 위해 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS가 사용되었으며, 콘크리트, 철근, CFRP grid, 모르타르에 대한 재료모델이 제안되었다. 본 연구에서 제안된 유한요소해석 모델의 검증을 위해 선행 연구결과에 대한 재현 해석이 수행되었다. 제안된 유한요소해석 모델의 예측 된 결과는 실험결과와 비교하여 잔존 극한하중과 극한하중 시점에서 각각 약 97.6%, 90.58%의 정확도를 보이는 것으로 나타났다. 또한, 유한요소해석을 통한 균열양상은 실험결과와 비교적 정확하게 예측되었다. 따라서 본 연구에서 제안된 해석모델은 고온 환경에 노출된 TRM 보강 RC 보의 잔존강도를 예측하기 위해 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

In this study, carbon nanotube (CNT) purification results were compared between the conventional wet process using strong acids and the dry process using chlorine gas at high temperatures. To evaluate the effect of catalyst support in both methods, purification experiments were conducted using Tuball SWCNT from OCSiAl (without support) and CVD CNT synthesized with supported catalysts (Fe-Mo/MgO). Before and after treatment, the CNT samples were analyzed using scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy, and thermogravimetric analysis (TGA) to compare the morphology of CNT bundles, the distribution and content of impurities, and crystallinity. The results confirm that the dry process exhibited superior characteristics for both Tuball SWCNT and CVD CNT. In particular, changes in the IG/ID ratio observed in Raman spectroscopy and the reduction of residue in TGA clearly demonstrate high crystallinity and high-purity purification without damaging the CNTs. TGA reveals a reduction in ash content from 20.2 % to 3.2 % for Tuball SWCNT and from 63.1 % to 5.4 % for CVD CNT, while Raman spectroscopy confirms the preservation of the IG/ID ratio (~50) in Tuball SWCNT and its increase from 6.86 to 9.05 in CVD CNT. The purification method proposed in this study is expected to be effectively applied in fields requiring high-purity SWCNTs, such as electronics, sensors, and energy storage devices.

This study was conducted to elucidate the effects of feeding betaine or monosodium glutamate on the growth and carcass performance of Hanwoo steers according to the fattening stage under high-temperature stress. Farms in an area where THI was 78 or higher for more than 100 days were selected, and 30 head in the early fattening stage (14-15 months of age), 30 head in the mid-fattening stage (16-18 months of age), and 30 head in the late fattening stage (24-25 months of age) were tested, and 10 head were assigned to each treatment group. The experimental group was divided into control, T1 with 96% of the amino acid compound additive and 4% betaine, and T2 with the amino acid complex additive and 4% monosodium glutamate. 50 g per head were fed every morning for a total of 5 months from May 1, 2022 to September 30. In this study, there was no effect of betaine and monosodium glutamate on the growth and rectal temperature of Hanwoo steers at each fattening stage, but monosodium glutamate had a positive effect on the increase in rib eye area and decrease in back fat thickness in steers in the late fattening stage (P<0.05). Therefore, the results of this study indicate that monosodium glutamate did not have a direct effect on the growth of fattening Hanwoo steers, but it is thought to have a positive effect on the rib eye area and back fat thickness through protein metabolism and muscle development.

고밀도폴리에틸렌(HDPE)은 소형선박용 차세대 선체 재료로 주목받고 있으나 재료의 열변형온도가 하절기 선박 운용 온도와 유사하여 건조 및 운용 과정에서 선체의 구조적 거동에 대한 고려가 필요하다. 본 연구에서는 모의설계한 HDPE 어선을 대상으로 연중 태 양복사가 가장 강하고 기관실 내기 온도가 최고에 도달하는 혹서기 운용 조건을 모사한 열전달 해석을 수행하였다. 특히, 최고 고온환경 이 조성되는 기관실 구획의 내부 구조부재에 두 가지 방열재 시공 조건을 적용하여 선체 구조의 온도 응답 및 열변형 거동을 평가하였다. 그 결과, 방열재 시공은 HDPE 선체 온도의 상승을 억제하는 효과가 있으나 그 수준은 제한적임을 확인하였다. 따라서 여름철 운항에서 선체의 구조적 안전성을 확보하기 위해서는 기관실 내기 온도 저하 등 능동적 열관리 방안을 병행할 필요가 있다.

Composites of carbon fiber-reinforced silicon carbide (Cf/SiC) with ultra-high temperature ceramics (UHTCs) exhibit superior resistance to oxidation and ablation under high temperatures. Components in large-scale applications often have complex geometries, making it crucial to understand the oxidation and ablation behaviors of curved and non-uniform surfaces. In this study, a Cf/SiC-ZrB2 composite was fabricated into a 300 mm cylindrical shape using filament winding and liquid silicon infiltration processes. The resulting specimens exhibited a uniform microstructure, with SiC and ZrB2 crystals evenly distributed across the top and bottom surfaces, demonstrating the feasibility of producing large-scale composites. The specimens underwent an oxyacetylene torch test at 2,100 K for 5 min to assess their ablation and oxidation performance. The results revealed significant variation in the oxide layer due to the non-flat surface, with the layer thickness gradually decreasing as the oblique angle was reduced. Additionally, the presence of high-melting-point ZrO2 in the oxide layer near the torch center was attributed to the migration and solidification of molten SiO2. This suggests that large and complex Cf/SiC incorporating UHTCs can effectively form a protective oxide layer, even under conditions where SiO2 displacement occurs. The findings underscore the importance of integrating geometric considerations into the design of ultra-high temperature ceramic composites to achieve the thermal and ablation resistance required for advanced high-temperature applications.

In this paper, the design feasibility of the high-temperature rotation test jig for the operating state of gas turbine blades was confirmed through thermal structural analysis and modal analysis. The structural analysis model was composed of assembled blade, disc, cover, and shaft. Here, the disc was designed to be assembled with two types of blade. First, thermal analysis was performed by applying the blade surface temperature of 800°C. Next, structural analysis was performed at 3600 RPM, the normal operating condition, and 4320 RPM, the overspeed operation condition. Lastly, modal analysis was performed to examine the natural frequency and deformation of the jig. The FE analysis showed that the temperature decreased from the blade to disc dovetail. Additionally, both the blade and disc showed structural stability as the maximum stress was below the yield strength. Also, the first natural frequency was 636.35Hz and 639.43Hz at 3600RPM and 4320RPM, respectively, satisfying gas turbine design standards and guidelines. Ultimately, the designed test jig was confirmed to be capable of high temperature and rotation testing of various blades.

Light-weight ceramic insulation materials and high-emissivity coatings were fabricated for reusable thermal protection systems (TPS). Alumina-silica fibers and boric acid were used to fabricate the insulation, which was heat treated at 1250 °C. High-emissivity coating of borosilicate glass modified with TaSi2, MoSi2, and SiB6 was applied via dip-and-spray coating methods and heat-treated at 1100°C. Testing in a high-velocity oxygen fuel environment at temperatures over 1100 °C for 120 seconds showed that the rigid structures withstood the flame robustly. The coating effectively infiltrated into the fibers, confirmed by scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and X-ray diffraction analyses. Although some oxidation of TaSi2 occurred, thereby increasing the Ta2O5 and SiO2 phases, no significant phase changes or performance degradation were observed. These results demonstrate the potential of these materials for reusable TPS applications in extreme thermal environments.