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Estimation of the thickness of refractory ceramics using the impact-echo method
이성민,신남호,노용래,Lee, Seongmin,Shin, Namho,Roh, Yongrae The Acoustical Society of Korea 2017 韓國音響學會誌 Vol.36 No.4
일반적으로 내화물의 진동특성은 등방성 재료로 가정한 후 확인한다. 하지만 실제로 내화물은 특정 방향으로 가압 성형하여 제조되기 때문에 이방성 재료특성을 보인다. 따라서 본 연구에서는 내화물을 정방정계 대칭성으로 가정하고, 유한요소프로그램을 이용해 너비, 길이, 높이 방향에 대한 주파수 응답을 얻었다. 해석결과의 타당성은 실제 측정결과의 비교를 통해 검증하였다. 주파수 응답을 기반으로, 충격방향기법을 이용하여 내화벽돌의 세 방향의 두께를 추정하였다. 실험을 통해 찾은 두께와 실제 두께와의 최대 오차율은 5 % 미만으로 확인되었다. 이를 통해 내화물과 같은 이방성 재료 두께 측정 시 충격반향기법의 효용성을 확인하였다. Generally, the vibration characteristics of refractory ceramics are identified by assuming them as isotropic materials. However, in practice, refractory ceramics exhibit anisotropic properties as they are manufactured by pressing ceramic powders along a particular direction. Therefore, in this research, the frequency responses of a refractory ceramic brick along its width, length, and height directions were acquired using finite element analysis by assuming that the ceramics had tetragonal symmetry in their material properties. The validity of the numerical analysis results was verified by comparing them with those from experimental measurements. Based on the frequency response, the thicknesses of the refractory brick along three different directions were estimated using the impact-echo technique. The maximum difference between the estimated and actual thicknesses was observed to be less than 5 %. This result confirms the effectiveness of the impact-echo technique along with anisotropic property characterization to evaluate the thickness of the refractory ceramic.
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하수슬러지의 에너지 자원화를 위한 마이크로파 건조특성 분석
이성민(Lee Seongmin),이윤식(Lee Yoonsik) 한국지반환경공학회 2009 한국지반환경공학회논문집 Vol.10 No.7
하수를 정화하는 과정에서 발생하는 슬러지는 과거 주로 매립되어 왔으나, 2003년 유기성 슬러지의 매립금지라는 폐기물 관리법이 개정됨에 따라 최근에는 주로 해양투기 되어왔다. 그러나 ‘런던협약 96의정서’에 의해 2011년부터 해양투기도 금지될 예정이어서, 세계 각국은 슬러지의 다양한 처리방법에 대해 노력하고 있다. 우리나라도 예외 없이, 하수슬러지의 합리적인 처리방법을 찾기 위해 현재 많은 전문가들이 노력하고 있으며, 그중 하나가 재생 에너지화이다. 슬러지의 재생 에너지화의 성패는 친환경적이고 경제적인 건조방법에 달려 있다 해도 과언이 아니다. 따라서 본 연구에서는 영동군에서 발생하고 있는 하수슬러지를 재생에너지화하기 위해, 슬러지의 화학적 특성을 분석하여 에너지화 가능성을 검토하고, 마이크로파를 물과 슬러지에 각각 조사하여 슬러지의 건조 특성과 효율성 등을 분석하였다. 그 결과, 영동군하수 슬러지는 중금속 성분이 매우 적고 열량이 3,370㎉/㎏ 이상으로 재생 에너지화하기에 적당함을 확인하였다. 또한, 마이크로파에 의한 슬러지 건조 특성을 분석한 결과, 슬러지 중량 대비 시간의 곡선은 투입 슬러지 량에 관계없이 늘어진 S자 형태의 거동특성을 보임은 물론 그 기울기가 일정함을 확인하였다. 또한, S 곡선을 변곡점 기준으로 세 영역으로 나눌 경우 두 번째 영역에서 건조가 가장 많이 일정하게 발생하며, 전체 건조량의 약 80% 이상임도 확인하였다. 본 결과는 향후 마이크로파를 이용한 full-scale 건조공정에서 투입 슬러지 대비 슬러지 건조량을 예측하는데 적용할 수 있다. 또한 본 실험 결과에 의하면, 마이크로파에 의한 건조능력이 약 1.0㎏/㎾ 이상을 보이고 있어 경제성도 갖고 있음을 확인하였다. Wastewater sludge had normally filled up in land before revising the law of waste material management in 2003, which does not permit landfill of organic sludge in Korea. After the law, most sludge has been littered in the ocean up to now. However, due to the London Convention 96 Protocol, littering sludge in the ocean will also be prohibited after 2011. This Protocol makes countries find out new methods to treat wastewater sludge. There is no exception in Korea too. Many researchers have urgently try to find out better ways to treat sludge. One of ways is to make sludge recycle energy and the success of it depends on drying method. Specifically, it really depends how to make sludge dry ecologic friendly and economic efficiently. Therefore, wastewater sludge produced in Youngdong was analyzed to make it energy resources in this study. The sludge was tested to analyze the drying and chemical characteristics of it by irradiating microwave. In the result, it is sure that the sludge has little heavy metals as like as others in country side. High calories, 3370 ㎉, shows that it has good potential to be recycle energy. Moreover, weight deduction of the sludge vs. time shows long S-curve and has same deduction ratio. Specifically, S-curve can be divided by three sections based on the curvature points. There are steady state reduction ratio of weight and approximately 80% of weight duction in the second section. This results can be used to estimate the amount of sludge reduction in the full-scale microwave dryer. Drying capacity of microwave shows approximately 1.0 ㎏/㎾/hr. It makes sure that sludge recycle energy has the potential of economic efficiency too.
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이성민 ( Seongmin Lee ),조병효 ( Byeong-hyo Cho ),이강진 ( Kangjin Lee ),홍영기 ( Youngki Hong ),이기범 ( Ki-beom Lee ),김경철 ( Kyoung-chul Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1
최근 온실 자동화에 대한 요구가 증가함에 따라 온실에 로봇을 적용하기 위한 연구가 활발히 수행되고 있다. 이를 위해 우선 작물의 품질이나 성숙도 등을 모니터링할 수 있는 기술이 필요하며, 디지털 영상 이외에도 초분광 영상과 같은 광학적 방법을 적용하여 작물을 모니터링하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 그러나 초분광 영상은 조명에 크게 의존하며 저조도의 환경에서는 안정적인 데이터의 수집이 어렵다(Tang et al. 2023.). 특히 온실의 경우 자연광에 대한 의존도가 높아 안정적인 초분광 영상 취득이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 향후 온실에서 안정적인 초분광 영상을 취득하기 위해 적정한 광 조건을 제시하고자 하였다. 보조광의 강도 및 거리에 따른 초분광 영상의 차이를 조사하기 위해 암실 조건에서 초분광 영상을 취득하였다. 초분광영상 취득을 위해 400-1,000 nm 밴드 영역을 제공하는 휴대용 초분광 카메라(SPECIM IQ, Oulu, Finland)를 이용하였으며, 보조광은 Light Bank (LS-F100HS, Shinkawa, Tokyo, Japan)를 사용하였다. 조명은 카메라 좌우 측면에 각각 설치하였고, 보조광의 강도 및 거리를 조절하여 95% 백색 표준판을 촬영하였다. 표준판과 조명의 거리는 세 단계(230mm, 260 mm, 295 mm), 광원의 강도는 여섯 단계(4.17-8.33 A)로 하여 실험을 진행하였다. 영상 취득 후 백색 표준판영역의 반사율만을 추출하여 분광 특성을 비교하였다. 그 결과, 모든 조건에서 Visible 영역의 스펙트럼이 안정적이었지만 상대적으로 NIR 영역에서는 노이즈가 나타났다. 그러나 보조광의 거리가 260 mm, 광원의 강도는 6.67 A 조건이 NIR 영역에서 상대적으로 노이즈가 적게 나타났다. 따라서 보조광의 강도 및 거리를 고려해야 안정적인 분광 정보를 얻을 수 있음을 확인하였다. 이를 기반으로 추후 실제 온실 환경에서 초분광 영상을 위해 보조광을 적용한 실험을 진행할 계획이다.
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극초음속 추진기관 고공환경 시험장치 모델 유/무에 관한 연구
이성민(Seongmin Lee),유이상(Isang Yu),박진수(Jinsoo Park),고영성(Youngsung Ko),김선진(Sunjin Kim),나재정(Jaejeong Na) 한국추진공학회 2017 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.5
본 연구에서는 극초음속 추진기관을 위한 고공 환경 모사 시험 장치를 설계하였다. 설계된 사항을 기반으로 시험설비를 구축하였고, 상온 시험을 이용한 실험을 진행하였다. 상온 시험은 시험 모델의 유/무에 따라서 수행하였고, 본 연구에서 설계된 설비는 시험 모델의 유/무에 따라서 압력의 큰 변화가 없이 동일한 구현 조건을 모사하는 것을 확인할 수 있었다. 향후 시험 모델에 따른 변수 실험에 일부 적용될 데이터베이스를 확보하였다. In this study, we design an altitude test facility for hypersonic propulsion engine by constructing a test facility and cold flow test. Cold flow test is performed both with and without test models. The results show that the facility can simulate almost similar altitude condition without any significant change in pressure regardless of test models. We also constructed a database that might be useful for a variable test in the future.
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이성민(Seongmin Lee),이은서(Eunseo Lee),박대영(Daeyoung Park) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.2
본 논문은 입력한 문장의 감정을 분류하고 이 감정을 잘 표현하는 적절한 이모티콘을 추천하는 채팅 프로그램을 만드는 과정을 제시한다. 자연어 처리에 필요한 KoNLPy 패키지와 문장 감정 분류를 위한 LSTM을 파이썬을 이용하여 구현한다. 한 문장에 여러 감정이 섞일 수 있는 것을 고려하여 학습된 문장에 여러 감정을 라벨링하고 상위 K개의 감정을 추출하는 모델을 만들어 학습한다. 사용자가 입력한 문장의 감정 후보군을 보여주고 이와 관련된 이모티콘을 추천한다. 학습한 모델을 GUI로 구현하여 채팅프로그램을 만든다.
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참외와 잎의 분류를 위한 초분광 영상의 적용 가능성 검토
이성민 ( Seongmin Lee ),조병효 ( Byeong-hyo Cho ),노은채 ( Eunchae Roh ),이강진 ( Kangjin Lee ),박가을 ( Ga-eul Park ),홍영기 ( Youngki Homg ),김경철 ( Kyoung-chul Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
국내 참외는 ‘23년 기준 전년 대비 약 109%의 수출 성장률을 보여 경제적으로 중요한 작물 중 하나이다(KAT, 2023). 그러나 농업 인구의 감소와 고령화 등의 이유로 농촌 노동력 부족 문제가 발생하고 있으며, 이를 해결하기 위해 다양한 농업 자동화 연구가 이루어지고 있다. 특히, 이를 위해 참외 온실에 농업용 로봇을 적용하기 위한 다양한 시도가 이뤄지고 있다. 그러나 농업용 로봇 적용에 앞서 작물을 인식할 수 있는 기술이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 줄기 유인방식 수경재배되는 참외를 인식하기 위해 초분광 영상의 적용 가능성을 검토하고 유효 밴드를 선정하기 위한 연구를 수행하였다. 실험 재료는 국립농업과학원(전라북도 완주군) 첨단디지털온실에서 재배된 참외를 대상으로 하였다. 참외의 성숙도는 총 3단계(미숙과, 중간숙과, 완숙과)로 분류하였고, 400-1,000 nm의 분광대역을 제공하는 초분광 카메라(SPECIM IQ, SPECIM, Oulu, Finland)를 사용하여 영상을 촬영하였다. 취득된 영상은 Breeze 프로그램(Ver. 2023.2.0, Prediktera, Umea, Sweden)을 사용하여 참외와 잎의 ROI를 지정하고 반사율을 추출하였다. 추출한 초분광 데이터는 광 산란 보정을 위해 SNV로 전처리를 수행하였다. 또한 성숙도별 참외와 잎 사이의 반사율 차이를 분석하기 위해 상관분석을 실시하였다. 그 결과, 성숙도와 상관없이 712-730, 875-896, 902-927 nm 대역의 R값이 0.8 또는 -0.8 이상으로 높은 상관관계를 나타내었다(p<0.01). 이와 같이 참외의 성숙도와 관계없이 과실과 잎을 분류하기 위해서는 Red Edge 부터 NIR 대역이 효과적인 것으로 나타났으며, 이는 미숙과의 경우 가시광선 영역에서 잎과의 큰 차이를 나타내지 않았기 때문이라고 판단된다. 따라서 온실에서 초분광 영상을 사용하여 참외의 성숙도와 관계없이 잎과 참외의 구분이 가능할 것이라고 사료된다.
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