인공신경망을 이용한 온도프리스트레싱 공법의 적정 가열구간 설정에 관한 연구

김준환,안진희,김강미,김상효,Kim, Jun Hwan,Ahn, Jin-Hee,Kim, Kang Mi,Kim, Sang Hyo 한국강구조학회 2007 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.19 No.6

온도프리스트레싱 공법은 강합성거더교 또는 강구조물에 인위적인 온도경사를 가하여 프리스트레싱력을 도입하기 위해 개발된 공법으로, 연속 강합성거더교에 적용할 경우 부모멘트 발생지점인 연속지점부 부근의 바닥판에 프리스트레스를 도입함으로써 콘크리트 바닥판의 인장균열을 억제하는 한편, 교축방향 보강철근 사용량 및 강거더 단면을 감소시킬 수 있어 경제성과 시공성의 향상이 가능한 공법이다. 이전의 연구에서 가열구간을 설정하기 위해 사용한 시행오차법은 비효율적인 것으로 온도프리스트레싱 공법을 적용한 설계가 효율적으로 이루어지기 위해서는 보다 합리적인 적정 가열구간의 설정기법이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 패턴인식, 최적화, 진단 및 예측 등을 수행하는데 많이 사용되고 있는 인공신경망 이론을 적용하여 온도프리스트레싱 공법을 적용한 연속 강합성거더교의 가열구간을 효과적이고 경제적으로 설정하는 기법을 제안하고자 한다. 인공신경망 이론을 학습시키기 위한 학습알고리즘으로는 일반적으로 널리 사용되는 오차역전파 알고리즘을 사용하였으며, 이를 이용하여 2경간 및 3경간 연속 강합성거더교의 가열구간을 예측하고 유한요소해석과의 비교를 통하여 학습알고리즘의 특성 및 예측의 정확도를 분석하였다. The Thermal Prestressing Method for continuous composite girder bridges is a new design and construction method developed to induce initial composite stresses in the concrete slab at negative bending regions. Due to the induced initial stresses, prevention of tensile cracks at the concrete slab, reduction of steel girder section, and reduction of reinforcing bars are possible. Thus, the construction efficiency can be improved and the construction can be made more economical. The method for determining the optimum heating region of the thermal prestressing method has not been established although such method is essential for improving the efficiency of the design process. The trial-and-error method used in previous studies is far from efficient, and a more rational method for computing optimal heating region is required. In this study, an efficient method for determining the optimum heating region in using the thermal prestressing method was developed based on the neural network algorithm, which is widely adopted to pattern recognition, optimization, diagnosis, and estimation problems in various fields. Back-propagation algorithm, commonly used as a learning algorithm in neural network problems, was used for the training of the neural network. Through case studies of two-span and three-span continuous composite girder bridges using the developed procedure, the optimal heating regions were obtained.

항공안전데이터 구조 분석 및 표준 분류체계에 관한 연구

김준환,임재진,이장룡,Kim, Jun Hwan,Lim, Jae Jin,Lee, Jang Ryong 한국항공운항학회 2020 한국항공운항학회지 Vol.28 No.4

In order to enhance the safety of the international aviation industry, the International Civil Aviation Organization has recommended establishing an operational foundation for systematic and integrated collection, storage, analysis and sharing of aviation safety data. Accordingly, the Korea aviation industry also needs to comprehensively manage the safety data which generated and collected by various stakeholders related to aviation safety, and through this, it is necessary to previously identify and remove hazards that may cause accident. For more effective data management and utilization, a standard structure should be established to enable integrated management and sharing of safety data. Therefore, this study aims to propose the framework about how to manage and integrate the aviation safety data for big data-based aviation safety management and shared platform.

Nb가 첨가된 신형 지르코늄 피복관의 열적 크리프 거동

김준환,방제건,정용환,Kim Jun Hwan,Bang Je Geon,Jeong Yong Hwan 한국재료학회 2004 한국재료학회지 Vol.14 No.7

Thermal creep properties of the zirconium tube which was developed for high burnup application were evaluated. The creep test of cladding tubes after various final heat treatment was carried out by the internal pressurization method in the temperature range from $350^{\circ}C to 400^{\circ}C$ and from 100 to 150 MPa in the hoop stress. Creep tests were lasted up to 900days, which showed the steady-state secondary creep rate. The creep resistance of zirconium claddings was higher than that of Zircaloy-4. Factors that affect creep resistance, such as final annealing temperature, applied stress and alloying element were discussed. Tin as an alloying element was more effective than niobium due to solute hardening effect of tin. In case of advanced claddings, the optimization of final heat treatment temperature as well as alloying element causes a great influence on the improvement of creep resistance.

舶用主機의 國內製作展望

김준환,Kim, Jun-Hwan 한국마린엔지니어링학회 1978 한국마린엔지니어링학회지 Vol.2 No.1

수용성 유리를 이용한 조류 생장 억제형 기능성 모르타르의 개발

김준환,강호정,최세영,임윤묵,Kim, Jun Hwan,Kang, Hojeong,Choi, Se Young,Lim, Yun Mook 대한토목학회 2015 대한토목학회논문집 Vol.35 No.4

본 연구는 수중 구조물의 수명과 조류의 성장이 관계가 있다는 연구결과에 근거하여 조류의 이상증식 억제가 구조물에 영향을 미칠 수 있다는 것에 초점을 맞추었다. 따라서 본 연구는 조류의 활용을 극대화시키면서 조류로 인한 문제점을 억제할 수 있도록 조류의 생장을 억제할 수 있는 기능성 모르타르 개발을 목적으로 하였다. 조류의 생장을 억제하기 위한 방법으로 금속 ion(Hg+, Ag+, Cu2+, Au+ 등)은 조류의 생장을 억제하는 물질로 오래전부터 사용되어져왔다. 이에 착안하여 수중에 용출되었을 때 유효한 금속 ion의 상태로 장시간에 걸쳐 안정한 수용성 유리를 사용하여 조류의 생장을 억제할 수 있는 기능성 모르타르 시편을 제작하였다. 제작된 모르타르 시편은 시편의 억제 기능성을 평가하기 위해 해수와 담수에 생장하는 일반적인 조류를 배양시킬 수 있는 배지를 각각 제작한 다음 개발된 모르타르 시편을 투입한 후 일정기간이 지난 뒤 배지에 잔류하는 조류의 양을 측정함으로써 개발된 모르타르 기능성을 판단하였다. 조류의 양을 측정하기 위하여 사용된 분석은 용존 유기탄소(dissolved organic carbon)의 양과 엽록소(chlorophyll)의 양을 측정하는 두 가지 분석 결과를 이용하였으며 분석을 통해 나온 결과는 개발된 시편의 조류 억제 기능성에 대하여 정성적인 평가를 하였다. 즉, 용존 유기탄소의 양이 증가하고 엽록소의 양이 감소하면 조류에 대한 생장 억제성이 있는 것으로 판단하였다. 두 가지 분석 결과, 해수와 담수 모두 조류 생장 억제용 모르타르는 억제 기능성이 나타나고 있었다. This study focuses on the algae growth restraining. Many researches on a critical damage from algae growth are published, but it is hard to find how th restrain. Abnormal algae increasing is a problem, because it makes red tides, biodeterioration, etc. Therefore this study aims to decrease the damage from algae growth. Some metal ions have been used microorganism killing materials from old times. Especially, Cu ions are highly effective. Based on these uses of the metal ions, a functional mortar which restrains algae growth is developed. The mortar contains soluble glass which dissolve in water. The soluble glass was made of Cu ions and phosphates. When the soluble glass is dissolved, Cu ions are soaked out stably from the soluble glass. Culture mediums which incubate algae were made to evaluate the developed mortar specimens. Culture mediums were filled with fresh water and sea water. Algae were incubated for fourteen days in culture mediums. The evaluating methods are measuring volume of the dissolved organic carbon and the chlorophyll. Using these two measurements, the mortar specimens are judged that can restrain algae or not. According to the result, the functional mortars of culture medium filled with fresh and sea water shows similar trend. The functional mortar for restraining algae growth performs that's role well.

해양 위성 통신을 위한 BOC 신호와 새로운 동기화 기법

김준환,이영윤,윤석호,최명수,이연우,이성로,Kim, Jun-Hwan,Lee, Young-Yoon,Yoon, Seok-Ho,Choi, Myeong-Soo,Lee, Yeon-Woo,Lee, Seong-Ro 한국통신학회 2011 韓國通信學會論文誌 Vol.36 No.5B

The satellite communication is an important method for maritime communications. Binary offset carrier (BOC) signal is a promising candidate of next generation global navigation satellite systems (GNSS). Synchronization of BOC signal is one of the most important processes to demodulate BOC signal in GNSS. However, in maritime environment, the synchronization of BOC signal is suffered from the problem of side-peak of BOC autocorrelation function and multipath fading caused by the sea surface reflection. In this paper, we proposed a novel synchronization scheme which can eliminate side-peak perfectly and is robust in multipath channel. Simulation results show that the proposed scheme has better performance than conventional schemes in multipath channel. 위성 통신은 해양통신에서 중요한 통신 수단으로 활용된다. 최근 차세대 위성 통신 신호로써 대두되고 있는 이진옵셋반송파 (binary offset carrier: BOC) 신호의 동기화는 위성항법시스템에서 (global navigation satellite systems: GNSS) 신호를 복조하기 위한 가장 중요한 과정 중 하나이다. 그러나 해양 위성 통신 환경에서 BOC 신호의 동기화는 BOC 자가상관함수의 주변 첨두 발생 문제와 위성 신호의 수면 반사로 인해 발생하는 다중경로 페이딩으로 인한 어려움을 갖는다. 본 논문에서는 BOC 상관함수의 주변 첨두를 완벽히 제거하고, 다중경로 환경에서도 강인한 새로운 동기화 기법을 제안하였다. 모의실험 결과를 통하여 제안한 기법이 기존 기법들에 비해 다중경로 환경에서 강인한 성능을 가짐을 보였다.

퍼플골드를 위한 열증착법으로 제조된 Au-Al 합금 박막의 물성연구

김준환,송오성,Kim, Jun-Hwan,Song, Oh-Sung 한국진공학회 2008 Applied Science and Convergence Technology Vol.17 No.5

퍼플골드는 78wt%Au-22wt%Al로 이루어진 합금으로 화학식은 $AuAl_2$로 표현된다. 최근 화이트골드, 핑크골드와 더불어 특유의 적자색 (보라색)이 나는 유색골드의 하나로 장신구나 의장용 소재로 활용되고 있다. 퍼플골드는 Au와 Al의 중간상으로 연성과 주조성이 나쁜 특성이 있어 단조와 주조작업을 통하여 원하는 형상의 퍼플골드를 얻기 힘든 단점이 있다. 따라서 절단과 연마공정만으로 최종제품을 제작하거나 박막으로 증착하여 의장용 소재로 활용하는 것이 가능하다. 본 연구는 순수한 Au와 Al을 소오스로 각각 200nm$SiO_2$/Si기판에 78:22의 무게비로 증착시킨 후 열처리를 시행한 경우와, $AuAl_2$를 용융을 통하여 벌크형으로 얻은 후 이를 소오스로 사용하여 유리기판에 기판온도를 상온으로 유지하면서 진공증착을 통하여 표면처리를 한 경우로 나누어 실험을 진행하였다. 완성된 시편은 육안검사, 미세구조분석, 면저항분석, 색차분석, XRD 분석을 통하여 증착된 퍼플골드의 색과 두께를 위주로 한 물성을 측정하였다. 12.5nmAu/40nmAl/200nm$SiO_2$/Si 구조로 제작하고 열처리 한 경우 과도한 표면응집현상이 일어나면서 퍼플골드가 형성되지 않았다. $AuAl_2$ 소오스로부터 직접 열증착한 경우는 벌크상태와 동일한 적자색을 보였으며 퍼플골드의 의장용으로서 심미적 기능이 가능한 것으로 판단되었다. Purple Gold is the alloy consisting of 78wt%Au-22wt%Al, and is expressed as a chemical formula, $AuAl_2$. Lately it is being used for the material of accessories or the decorative ornaments, being one of the colored golds having the peculiar purple color, like White Gold and Pink Gold. Purple Gold has the weak point in shaping through casting process due to the bad malleability and castability, being the intermetalic compound of Au and Al. Therefore, it is possible to produce the final product only by the cutting and the grinding process or to use it as a decorative coat with the thin film evaporation. This study implemented two kinds of thin film experiments. One is the case that heat treatment was made after Au and Al deposition evaporated separately with a weight ratio 78:22 on the 200nm$SiO_2$/Si substrate. The other is the case that the surface deposition was made through the vacuum evaporation, keeping the glass substrate temperature remain room temperature, using the bulk $AuAl_2$ as a source. The final film property was measured, focusing on the Purple Gold's color and thickness through the bare eye inspection, the microstructure analysis, the surface resistance analysis, the color difference analysis, and XRD analysis. Purple Gold was not formed, as the excessive surface agglomeration occurred, in case of being produced and treated thermally with 12.5nmAu/40nmAl/200nm$SiO_2$/Si structure. Our results suggest that of Purple Gold films, showing the same purple color as the bulk's, were successfully deposited with the direct thermal evaporation from the $AuAl_2$ bulk source.

소듐냉각고속로 피복관용 중형 HT9 단조품 소재의 미세조직 및 기계적 특성 평가

김준환,이강수,김성호,이찬복,Kim, Jun-Hwan,Lee, Kang-Soo,Kim, Sung-Ho,Lee, Chan-Bock 한국방사성폐기물학회 2012 방사성폐기물학회지 Vol.10 No.1

소듐냉각 고속로 (SFR) 핵연료 피복관 후보재료로 고려되고 있는 중형 규모의 HT9 단조품 소재에 대한 금속조직학적 영향을 고찰하였다. 시험 재료는 유도가열법을 이용하여 1.1톤 규모의 잉곳으로 성형한 후, $1170^{\circ}C$에서 고온 단조 및 공랭을 통하여 160mm 직경 및 7000mm 길이를 갖는 단조품으로 가공하여 반경방향으로 미세조직의 변화를 관찰하였다. 시험 결과 시험 재료는 페라이트-마르텐사이트 조직을 보였으며 합금 조성에 의하여 2~3%의 델타 페라이트 (delta ferrite)를 가짐과 동시에 반경방향의 냉각속도 차이에 의하여 최대 15%의 변태 페라이트 (transformed ferrite)를 함유함이 관찰되었다. 냉각곡선의 모델링과 시간-온도-변태 (TTT) 선도를 이용한 민감도 분석을 통하여 단조품의 직경을 120mm로 줄였을 경우 중심부의 변태 페라이트 형성을 억제할 수 있음을 제시하였다. Microstructural and mechanical property were evaluated at the medium-sized HT9 (12Cr-1MoWV) forged steel which was considered as primary candidate for the fuel cladding in sodium-cooled fast reactor (SFR). Material was forged at $1170^{\circ}C$ after the induction melting to make round bar as 160mm diameter, 7000mm length then the radial distribution of microstructure as well as microhardness was evaluated. The results showed that overall microstructure exhibited as ferrite-martensite structure, where small amount (2~3%) of delta ferrite was formed throughout the specimen and maximum 15% of transformed ferrite was formed at the center, where it gradually decreased toward the radial direction. Sensitivity analysis of the cooling curve and Time-Temperature-Transformation (TTT) diagram revealed that formation of transformed ferrite could be avoided when the diameter was decreased down to 120mm.

大型 舶用 디이젤 엔진의 國産化 展望과 問題点

김준환,Kim, Jun-Hwan 한국마린엔지니어링학회 1979 한국마린엔지니어링학회지 Vol.3 No.1

링 인장시험을 이용한 지르코늄 피복관의 반응도 사고(RIA) 시 연성 평가

김준환,이명호,최병권,방제건,정용환,Kim Jun Hwan,Lee Myoung Ho,Choi Byoung Kwon,Bang Je Geon,Jeong Yong Hwan 한국재료학회 2005 한국재료학회지 Vol.15 No.2

Mechanical properties of zirconium cladding were evaluated by ring tension test to simulate Reactivity-Initiated Accident (RIA) at high burnup situation as an out-reactor test. Zircaloy-4 cladding was hydrided up to 1000 ppm as well as oxidized up to $100\;{\mu}m$ to simulate high-burnup situation. After simulated high-burnup treatment, ring tension test was carried out from 0.01 to 1/sec to correlate with actual RIA event. The results showed that ductility and circumferential toughness decreased with the hydrogen content and oxide thickness. Hydride generated inside cladding acted as brittle failure. Oxygen influenced cladding tube by the reduction of load bearing area, oxygen embrittlement, and thermal aging. Correlation between in-reactor RIA parameter like fuel enthalpy and out-reactor toughness was performed and showed a reasonable result.