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1

가상현실 기반 실전적 정밀사격훈련 구현 연구

이병학, 김종환, 신규용, 김동욱, 이원우, 김남혁

한국융합보안학회 융합보안논문지 제18권 제4호 2018.10 pp.62-71

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4차 산업혁명 시대에 가상현실 기술의 급속한 성장은 국방 분야에서도 ICT 융합과 더불어 군사훈련체계의 과학화를 가속 시키고 있다. 최근 육군에서는 사격장 소음문제에 따른 민원증가, 사격장 안전사고 예방, 그리고 훈련비용 절감과 같은 민감한 사안을 해결하기 위해 모의 사격훈련 시뮬레이터 연구개발이 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 기존의 사격훈련시뮬레 이터의 기술적 한계점을 살펴보고 이를 극복하기 위해 훈련자 중심의 공간 동기화 기법과 미소각 근사 수정질점탄도모델을 제안한다. 자체 개발한 정밀사격 시뮬레이터 MARS(medium range assault rifle shooting simulator)에 조성된 혼합현실 (mixed reality) 환경에서 반응조끼(haptic vest)를 착용한 훈련자는 가상적군과 양방향 교전간 실시간 피격을 경험할 뿐만 아 니라 실제 탄도궤도가 적용된 정밀사격훈련을 수행하게 되어 훈련 결과에 따른 신뢰 높은 훈련평가를 받을 수 있게 되었다.
The rapid growth of virtual reality technology in the era of the 4th Industrial Revolution has accelerated scientification of combat training systems in addition to ICT(information and communications technology) in military field. Recently, research and development of simulators based on virtual reality have been actively conducted in order to solve sensitive issues such as increase of civil complaints due to the noise of a shooting range, prevention of shooting accident, and reduction of training cost. In this paper, we propose two key solutions: spatial synchronization method and modified point mass trajectory model with small angle approximation to overcome technical limitations of a current training simulator. A trainee who wears a haptic vest in a mixed reality environment built in MARS(medium-range assault rifle shooting simulator) is able to conduct not only precision shooting but also two-way engagement with virtual opponents. It is possible for trainee to receive more reliable evaluations in the MARS than an existing rifle simulator based on laser.

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흉막에 발생한 국소성 섬유성 종양;1례 보고

김남혁

[Kisti 연계] 대한흉부외과학회 대한흉부외과학회지 Vol.26 No.12 1993 pp.959-961

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Localized fibrous tumor of pleura is submesothelial origin and related terms with localized mesothelioma, giant sarcoma of visceral pleura, post-inflammatory tumor of the pleura, pleural fibroma, submesothelial fibroma. This tumor is rare. We experienced a case of localized fibrous tumor.This 66 years old female was admitted with 2 years left persistant flank pain and mild dyspnea. Chest X-ray and CT scan showed a 12x10cm well-defined huge mass in the left subpulmonic area, and not metastatic lesion of any organs.Exploratory thoracotomy was done and a 14x10x8cm [650gm weight] sized mass was excised.The patient was discharged without any complications postoperatively.

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물리·화학적 혼합 식각 공정에 의해 제조된 알루미노실리케이트 유리의 표면 형상과 광학 특성

김남혁, 손정일, 김광수

[Kisti 연계] 한국재료학회 한국재료학회지 Vol.27 No.9 2017 pp.501-506

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Surface morphology and optical properties such as transmittance and haze effect of glass etched by physical and chemical etching processes were investigated. The physical etching process was carried out by pen type sandblasting process with $15{\sim}20{\mu}m$ dia. of $Al_2O_3$ media; the chemical etching process was conducted using HF-based mixed etchant. Sandblasting was performed in terms of variables such as the distance of 8 cm between the gun nozzle and the glass substrate, the fixed air pressure of 0.5bar, and the constant speed control of the specimen stage. The chemical etching process was conducted with mixed etching solution prepared by combination of BHF (Buffered Hydrofluoric Acid), HCl, and distilled water. The morphology of the glass surface after sandblasting process displayed sharp collision vestiges with nonuniform shapes that could initiate fractures. The haze values of the sandblasted glass were quantitatively acceptable. However, based on visual observation, the desirable Anti-Glare effect was not achieved. On the other hand, irregularly shaped and sharp vestiges transformed into enlarged and smooth micro-spherical craters with the subsequent chemical etching process. The curvature of the spherical crater increased distinctly by 60 minutes and decreased gradually with increasing etching time. Further, the spherical craters with reduced curvature were uniformly distributed over the etched glass surface. The haze value increased sharply up to 55 % and the transmittance decreased by 90 % at 60 minutes of etching time. The ideal haze value range of 3~7 % and transmittance value range of above 90 % were achieved in the period of 240 to 720 minutes of etching time for the selected concentration of the chemical etchant.

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수치해석기법을 이용한 실내시험장 압력특성해석 및 개념설계

정희영, 박관진, 김남혁

[Kisti 연계] 한국군사과학기술학회 한국군사과학기술학회지 Vol.20 No.1 2017 pp.55-62

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For evaluating a large caliber ammunition tests, indoor ballistic test range is required to reduce the noise and fragments occurring during the test. To ensure the reliability of the indoor ballistics test range design, we carried out the analysis of the indoor test range using the AUTODYNE hydrodynamic code before its construction. The 120 mm tank ammunition is adopted as a reference model and we analysed the characteristics of the pressure distribution at fire area, the structure design at impact area, the over-pressure applied to the tunnel, and the sabot stopper design. The results of the analysis were applied to the design of the indoor ballistic test range.

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폭압에 의한 방폭문의 구조적 안정성에 대한 연구

김남혁, 박관진, 이근오

[Kisti 연계] 한국안전학회 Journal of the Korean Society of Safety Vol.31 No.3 2016 pp.8-15

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The purpose of this study is to design a model with the structural stability so as not to lose the operational function due to structural plastic or fail of a sliding blast door by blast pressure to this aim, a numerical simulation was performed using full-size experiments and M&S (Modeling & Simulation) of the sliding blast door. The sliding blast door ($W3,000{\times}H2,500mm$) under the blast load is in the form of a sliding type 2-way metal grill, which was applied by a design blast pressure (reflected pressure $P_r$) of 17 bar. According to the experimental results of a real sliding blast door under blast load, the blast pressure reached the sliding blast door approximately 4.3 ms after the explosion and lasted about 4.0 ms thereafter. The maximum blast pressure($P_r$) was 347.7 psi (2,397.3 kPa), it is similar to the UFC 3-340-02 of Parameter(91 %). In addition, operation inspection that was conducted for the sliding blast door after real test showed a problem of losing the door opening function, which was because of the fail of the Reversal Bolt that was installed to prevent the shock due to rebound of the blast door from the blast pressure. According to the reproduction of the experiment through M&S by applying the blast pressure measurement value of the full-size experiments, the sliding blast door showed a similar result to the full-size experiment in that the reversal bolt part failed to lose the function. In addition, as the pressure is concentrated on the failed reversal bolt, the Principal Tensile Failure Stress was exceeded in only 1.25 ms after the explosion, and the reversal bolt completely failed after 5.4 ms. Based on the result of the failed reversal bolt through the full-size experiment and M&S, the shape and size of the bolts were changed to re-design the M&S and re-analyze the sliding blast door. According to the M&S re-analysis result when the reversal bolt was designed in a square of 25 mm ($625mm^2$), the maximum pressure that the reversal bolt receives showed 81% of the principal tensile failure stress of the material, in plastic stage before fail.

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GNSS와 Vision System의 최적 융합 분석

박지호, 김남혁, 박경용

[Kisti 연계] 대한전자공학회 Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea Vol.52 No.3 2015 pp.13-18

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본 논문은 GNSS의 문제점인 위치오차와 실외음영지역을 해소하기 위하여 GNSS와 vision system을 융합한 신뢰성있는 고정밀 측위와 최적의 vision system을 분석하였다. 위치결정을 위해서는 최소 4개 이상의 GNSS로부터 신호를 수신 받아야 한다. 그러나 도심지역에서는 고층건물이나 장애물 또는 반사파에 의해 정확한 위치가 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 vision system을 이용한다. GNSS를 사용하기 열악한 도심지역의 target object에 정확한 위치 값을 결정해 놓는다. 그리고 vision system을 이용해 target object를 인식하고, 인식된 target object를 이용하여 위치오차를 보정해 준다. 이동체는 이동 중 vision system을 이용하여 target object를 인식하여 위치 데이터 값을 만들어내고, 위치 계산을 수정하여 안정되고 신뢰성 있는 고정밀 측위를 할 수 있다.
This paper proposes an optimum vision system analysis and a reliable high-precision positioning system that converges a GNSS and a vision system in order to resolve position error and outdoor shaded areas two disadvantages of GNSS. For location determination of the object, it should receive signal from at least four GNSS. However, in urban areas, exact location determination is difficult due to factors like high buildings, obstacles, and reflected waves. In order to deal with the above problem, a vision system was employed. First, determine an exact position value of a target object in urban areas whose environment is poor for a GNSS. Then, identify such target object by a vision system and its position error is corrected using such target object. A vehicle can identify such target object using a vision system while moving, make location data values, and revise location calculations, thereby resulting in reliable high precision location determination.

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글래스아이오노머에 대한 나노 하이드록시아파타이트의 최적 첨가 비율(나노 하이드록시아파타이트의 첨가 비율에 따른광중합형 글래스아이오노머의 결합강도와 탈회저항성의 변화 비교)

김남혁, 김성오, 송제선, 이제호, 손흥규, 최병재, 최형준

[Kisti 연계] 대한소아치과학회 대한소아치과학회지 Vol.40 No.3 2013 pp.159-167

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이 연구의 목적은 광중합형 글래스아이오노머인 Fuji II $LC^{TM}$를 대조군으로 삼고 다양한 비율의 나노 하이드록시아파타이트(HA ; hydroxyapatite)를 첨가하여 최적의 물성을 나타내는 HA의 첨가비율을 알아보는 것이다. 각각 무게비로 5~30%의 나노 HA를 첨가하여 HA-5, HA-10, HA-15, HA-20, HA-25, HA-30의 여섯 개의 실험군을 설정하였으며 ISO 9917-2:2004 기본 규정에 따른 물리적 성질과 탈회저항성, 결합강도 실험을 시행하고 주사전자 현미경을 통해 탈회양상과 파절 양상을 관찰하였다. 결합강도 실험 결과 HA의 함량이 증가하면서 결합강도는 증가하여 HA-15 군에서 최대치를 기록하였다(p < 0.05). 탈회 저항성 실험으로 4일간의 탈회 후 CLSM을 이용하여 탈회면을 관찰한 결과, HA 첨가군에서 탈회 구간의 감소가 나타났으나 HA의 첨가량에 따른 유의한 차이는 없었다. 주사전자현미경 상에서 탈회면을 관찰한 결과에서는HA 입자가 탈회된 법랑질의 미세공극을 채우고 있는 양상이 나타났다.
The aim of this study was to evaluate changes in demineralization resistance and bonding strength of light cured glass ionomer after the addition of nano hydroxyapatite in various ratios. Fuji II LC GIC (GC Co., Japan) was used as the control group and also as a base material for experimental group. HA was mixed into the RMGIC at various ratio to create a HA-LC GIC mixture, preparing six experimental groups, i.e. 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% HA-LC GIC. According to the results, the bonding strength increased due to the addition of HA, showing the maximum value at the 15% nano HA group (p < 0.05). Under CLSM observation after 4 days of demineralization, the HA groups were more resistant to demineralization compared to the control group. No significant difference was observed between HA groups. In analysis through SEM, the HA groups showed attachment of granular materials and decreased demineralized tooth surfaces under influence of HA particles.

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위성항법시스템기반의 위치오차에 관한 연구

박지호, 김남혁

[Kisti 연계] 대한전자공학회 Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea Vol.49 No.10 2012 pp.23-33

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본 논문은 위성항법시스템을 이용한 정밀 단독측위에 관한 연구이다. 위성항법시스템이 가지고 있는 내재적인 문제점인 장애물 등 여러 가지 환경 요인으로 인해 신호를 수신할 수 없는 경우 음영지역과 위치오차 증가 등에 관한 연구논문이다. 논문에서는 다양한 수신기의 성능 분석과 대도로 중앙, 대도로 측면, 주택가, 고층 건물 주변의 골목길 등 다양한 환경에 따른 위성수와 DOP(Dilution of Precision)변화 그리고 위치오차의 변화 등을 분석하였다. 그리고 환경 변화에 따른 위치오차 발생 범위와 오차 원인을 파악하여, 위성항법시스템의 신뢰성과 안정성을 높이는데 그 목적이 있다.
This paper is a study on precise point positioning using global navigation satellite system. This paper studies inherent barriers of global navigation satellite system such as increase in shadowed areas and positioning errors when signals cannot be received due to various environmental factors. It analyzes performance of various receivers, changes in number of satellite and DOP(Dilution of Precision) following changes in environment such as center of a road, side of a road, residential area, high building, and alleys. It also studies changes in positioning error. The objective of this study lies on understanding the range of positioning error following changes in environment and the cause of error, and enhancing the reliability and safety of the global navigation satellite system.

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기압고도계를 적용한 GPS 고도 데이터 성능 향상에 관한 연구

김남혁, 박지호

[Kisti 연계] 대한전자공학회 Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea Vol.49 No.10 2012 pp.18-22

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본 논문은 GPS 위성의 기하학적 배치 한계로 인한 고도값 오차를 보정하기 위하여 기압고도계를 활용한 고도 데이터의 성능을 향상 시키는 방안을 제시하였고, 보정된 고도데이터의 정확도를 분석하였다. 코드 기반의 상업용 GPS칩은 고도 데이터의 부정확으로 신뢰도가 떨어져 이를 항법 데이터로 활용하지 못하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 고도 변화를 기반으로 고도를 측정하는 기압고도계로부터 고도의 상대적 변화를 추출하고, GPS 고도계에 반영하여 보정된 고도 데이터를 획득한다. 이를 수치지도의 고도와 비교하여 보정된 고도데이터의 정확도를 검증한다.
This paper suggests an altitude determination algorithm using GPS and barometric altitude sensors and evaluates the algorithm by digital map contour. A code based GPS altitude has lots of errors so that the car navigation companies can not use this data. Therefore, altitude is calculated by convergence data with GPS and barometric altitude variance in this paper. The modified altitudes are compared with the digital map contour and then this algorithm's effect is evaluated for the car navigation systems.

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축소모형을 이용한 개구부 분출화염성상 연구

남동군, 소수현, 임우섭, 이장원, 김남혁, 신이철, 권영진

[Kisti 연계] 한국화재소방학회 한국화재소방학회 학술대회논문집 2010 pp.319-323

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건축물의 창문 등에서 분출하는 화염 특성은 건축물의 화재안전성을 확보하는데 중요한 과제이다. 본 연구에서는 분출화염의 특성을 파악하여 건축물의 화재안전설계에 활용하기 위해 축소모형을 이용하여 화재실험을 실행하였다. 실험에서는 소규모 모형을 제작하고 가스버너를 화원으로 하여 개구부와 화원의 크기에 따른 분출열기류의 온도분포성상을 파악하였다.

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R-plane 사파이어의 경사각에 따른 비극성 a-plane GaN 성장 거동 고찰

박성현, 박진섭, 문대영, 유덕재, 김종학, 김남혁, 김정환, 강진기, 윤의준

[Kisti 연계] 한국진공학회 한국진공학회 학술대회논문집 2010 pp.151-152

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극성 [0001] 방향으로 성장 된 질화물 기반의 LEDs (light emitting diodes) 는 분극현상에 의해 발생하는 강한 내부 전기장의 영향을 받게 된다. 이러한 내부 전기장은 양자우물 내의 전자와 정공의 공간적 분리를 야기하고 quantum confined Stark effect (QCSE) 에 의한 발광 파장의 적색 편이가 발생하며 양자효율의 저하를 가져오게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 양자 우물구조를 GaN 의 m-plane (100) 이나 a-plane (110) 등 비극성면 위에 성장하려는 시도를 하고 있다. 그러나 비극성면의 비등방성 (anisotropy) 으로 인하여 결정성이 높은 비극성 GaN을 성장하는 데에는 많은 어려움이 있다. 비극성 a-plane GaN 의 결정성과 표면 거칠기의 향상을 위해 경사각을 가지는 r-plane 사파이어를 기판으로 이용하는 연구들이 많이 진행되어 있다 [1-4]. 그러나 r-plane 사파이어 기판의 경사각과 표면의 pit 형성에 관한 상관관계의 체계적인 연구는 상대적으로 많이 진행되지 않았다. 본 연구에서는 경사각을 가진 r-plane 사파이어 기판에 유기금속화학증착법을 (MOCVD) 이용하여 a-plane GaN 을 성장하였으며, 성장 시 기판의 경사각이 a-plane GaN의 성장 거동 및 표면형상에 미치는 영향을 분석하였다. 본 실험에서는r-plane에서 m-axis방향으로 0도에서 -0.65도의 경사각을 가지는 r-plane 사파이어 기판을 이용하였다. a-plane GaN 성장에는 고온 GaN 핵 형성층을 (nucleation layer) 이용하는 2단계 성장 법이 사용되었다 [5]. -0.37도 보다 크기가 큰 경사각을 가진 r-plane 사파이어에 성장된 a-plane GaN의 표면에는 수 ${\mu}m$ 크기의 삼각형 형태의 pit이 형성되었다. 사파이어의 경사각이 -0.37도에서 -0.65도로 증가하였을 경우에, GaN의 m방향 X-ray 록킹커브 반치폭은1763 arcsec에서 1515 arcsec로 감소하였으나 표면에 삼각형 pit의 밀도는 103 cm-2 이하에서 $2{\times}106$ cm-2으로 증가하였다. 이러한 r -plane 사파이어 기판의 경사각의 차이로 표면에 pit이 발생과 결정성변화의 원인을 확인하기 위해서, 여러가지 다른 경사각을 가진 사파이어 기판의 표면에 성장된 핵 형성층의 표면 양상을 확인하였다. 발표에서는 경사각의 차이에 따른 기판 표면에서의 원자 step 구조와 GaN 의 핵 형성 간의 상관관계에 대하여 구체적으로 논의할 것이다.

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Free-standing GaN 기판을 이용한 GaN 동종에피성장 및 높은 인듐 조성의 InGan/GaN 다층 양자우물구조의 성장

박성현, 이건훈, 김희진, 권순용, 김남혁, 김민화, 윤의준

[Kisti 연계] 한국진공학회 한국진공학회 학술대회논문집 2010 p.175

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이전 연구에서는 사파이어 기판 위에 이종에피성장 방법으로 성장한 높은 인듐 조성의 극박 InGaN/GaN 다층 양자우물 구조를 이용한 근 자외선 (near-UV) 영역의 광원에 대하여 보고하였다. 본 연구에서는 HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy) 법을 이용하여 성장된 free-standing GaN 기판 위에 유기금속 화학증착법 (MOCVD) 을 이용하여 GaN 동종에피박막과 높은 인듐 조성의 InGaN/GaN 다층 양자우물을 성장하였고 그 특성을 분석하였다. Free-standing GaN 기판은 표면 조도가 0.2 nm 인 평탄한 표면을 가지며 $10^7/cm^2$ 이하의 낮은 관통전위밀도를 가진다. Freestanding GaN 기판 위에 성장 온도와 V/III 비율을 조절하여 GaN 동종에피박막을 성장하였다. 또한 100 nm 두께의 동종 GaN 박막을 성장한 후에 활성층으로 이용될 높은 인듐 조성의 InGaN/GaN 다층 양자우물구조를 성장하였다. Free-standing GaN 기판 위에 성장된 GaN 동종에피박막과 다층 양자우물구조의 표면 형상은 주사 탐침 현미경 (scanning probe microscopy, SPM) 을 이용하여 관찰하였고 photoluminescence (PL) 측정과 cathodoluminescence (CL) 측정을 통하여 광학적 특성을 확인하였다. 사파이어 기판 위에 성장된 2 um 의 GaN을 이용하여 성장된 높은 인듐 조성의 InGaN/GaN 다층 양자우물의 결함밀도는 $2.5 \times 10^9/cm^2$ 이지만 동일한 다층 양자우물구조가 free-standing GaN 기판 위에 성장되었을 경우 결함 밀도는 $2.5\;{\times}\;10^8/cm^2$로 감소하였다. Free-standing GaN 기판의 관통전위 밀도가 $10^7/cm^2$ 이하로 낮기 때문에 free-standing GaN 기판에 성장된 높은 인듐 조성의 다층 양자우물구조의 결함밀도가 GaN/sapphire 에 성장된 다층 양자우물의 결함밀도 보다 감소했음을 알 수 있다. Free-standing GaN 기판에 성장된 다층 양자 우물은 성장온도에 따라 380 nm 에서 420 nm 영역의 발광을 보이며 PL 강도도 GaN/sapphire 에 성장한 다층 양자우물의 PL 강도 보다 높은 것을 확인할 수 있다. 이것은 free-standing GaN 기판에 성장된 높은 인듐 조성의 InGaN/GaN 다층 양자우물구조의 낮은 결함밀도로 인하여 활성층의 발광 효율이 개선된 것임을 보여준다.

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도시화재 시뮬레이션 구축을 위한 개구분출화재의 온도 예측

김남혁, 신이철, 구인혁, 남동군, 권영진

[Kisti 연계] 한국화재소방학회 한국화재소방학회 학술대회논문집 2010 pp.346-350

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도시화재의 연소 확대성상을 모델화하기 위해 화재실의 개구를 통하여 분출하는 열기류의 온도 평가 실험을 실시하였다. 실험은 축소모형 형태로 개구 조건과 화원조건에 의해 진행이 되었다. 실험 결과 온도분포 Trajectory는 개구종횡비 n에 의해 횡정(橫井)의 연구결과와 비교하여 n=2일때를 제외하고는 다른 경향을 나타냈다. 동일 조건에서 분출화재보유열량 $Q_{ef}$은 개구 조건이 횡장창($B0.2m{\times}H0.1m$)이고, 단일개구일 때 가장 높은 값을 나타냈다. 또한, 분출화재의 발생 한계 발열속도 $Q_{verit}$에서도 굴웅아(堀雄児)의 연구와 유사한 결과를 보이며, 다른 개구조건보다 횡장창($B0.2m{\times}H0.1m$)일 때 높은 값을 나타냈다.

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국내외 건축용 유리 및 커튼월의 안전 기준에 관한 연구

김지영, 김남혁, 김동은, 서동구, 권영진

[Kisti 연계] 한국화재소방학회 한국화재소방학회 학술대회논문집 2010 pp.163-167

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최근 건축물의 초고층화에 따른 커튼월 시공에 따라 유리의 비중이 증가하고 있다. 커튼월 구조는 바람, 지진 등에 취약하며, 화재 안전성에 있어서도 취약할 것이라 판단되므로, 국내외 건축용 유리 및 커튼월의 안전기준에 대한 조사를 실시하였다. 그 결과 국내의 유리 기준은 단열 및 내풍압 성능에만 집중되어있으며, 화재 및 지진, 안전성능에 대한 기준이 미비하며, 커튼월에 대한 안전대책은 전무한 실정이다. 따라서 외국의 사례와 같이 초고층에서 커튼월의 안전성능을 고려한 설계프로세스나 안전 기준의 세부화가 필요하다고 판단된다.

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고온 GaN 버퍼층 성장방법을 이용한 비극성 a-plane GaN 성장 및 특성평가

박성현, 김남혁, 이건훈, 유덕재, 문대영, 김종학, 윤의준

[Kisti 연계] 한국진공학회 한국진공학회 학술대회논문집 2010 p.125

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극성 [0001] 방향으로 성장된 질화물 기반의 LED (light emitting diode) 는 분극현상에 의해 발생하는 강한 내부 전기장의 영향을 받게 된다. 이러한 내부 전기장은 양자우물 내의 전자와 정공의 공간적 분리를 야기하고 quantum confined Stark effect (QCSE)에 의한 발광 파장의 적색 편이가 발생하며 양자효율의 저하를 가져오게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 InGaN/GaN이나 AlGaN/GaN 양자 우물구조를 GaN의 m-plane (1$\bar{1}$00) 이나 a-plane (11$\bar{2}$0) 등 비극성면 위에 성장하려는 시도를 하고 있다. 그러나 비극성 면의 비등방성 (anisotropy) 으로 인하여 결정성이 높은 비극성 GaN을 성장하는 데에는 많은 어려움이 있다. GaN 층의 표면을 평탄화하고 결정성을 향상시키기 위해서 저온 GaN 또는 AlN 버퍼층을 성장하는 2단계 방법이나 고온 버퍼층을 이용하여 성장하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 고온 GaN 버퍼층을 이용하여 기존의 2단계 성장과정을 단순화한 비극성 a-plane GaN을 r-plane 사파이어 기판위에 유기금속 화학증착법 (MOCVD)으로 성장하였다. 사파이어 기판위에 AlN 층을 형성하기 위한 nitridation 과정 후 1030 도에서 두께 45 ~ 800 nm의 고온 GaN 버퍼층을 성장하고 총 박막 두께가 2.7 ~ 3 um 가 되도록 a-plane GaN을 성장하여 표면 양상의 변화와 결정성을 확인하였다. 또한 a-plane GaN 박막 성장 시에 성장 압력을 100 ~ 300 torr 로 조절하며 박막 성장의 변화 양상을 관찰하였다. 고온 GaN 버퍼층 성장 두께가 감소함에 따라 결정성은 증가하였으나 표면의 삼각형 형태의 pit 밀도가 증가함을 확인하였다. 또한 성장 압력이 감소함에 따라 표면 pit은 감소하였으나 결정성도 감소하는 것을 확인하였다. 성장 압력과 버퍼층 성장 두께를 조절하여 표면에 삼각형 형태의 pit이 존재하지 않는 RMS roughness 0.99 nm, 관통전위밀도 $1.78\;{\times}\;10^{10}/cm^2$, XRD 반가폭이 [0001], [1$\bar{1}$00] 방향으로 각 798, 1909 arcsec 인 a-plane GaN을 성장하였다. 이 연구를 통해 고온 GaN 버퍼 성장방법을 이용하여 간소화된 공정으로 LED 소자 제작에 사용할 수 있는 결정성 높은 a-plane GaN을 성장할 수 있는 가능성을 확인하였다.

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Cone Calorimeter를 활용한 주거시설의 고정가연물 연소특성에 관한 실험

표근태, 김남혁, 신이철, 권영진

[Kisti 연계] 한국화재소방학회 한국화재소방학회 학술대회논문집 2010 pp.275-278

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최근 주거시설의 내장재는 다양화 되어 가고 있지만 안정성 보다는 디자인, 기능성에 치중되어 그에 따른 화재 위험성도 커져가고 있다. 또한 여러 가지 합성수지로 예상치 못한 화재성상을 보이고 있으나 이에 따른 법규는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 고정가연물중 주거시설에서 많이 사용되어지는 시료를 선정하여 Cone Calorimeter를 이용해 그 연소특성을 알아보았다. 그에 따른 결과로 바닥재는 국내산이 높은 발열량을 보였고 벽지는 국외산이 높은 발열량을 보였다.

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매복된 상악 중절치의 교정적 처치를 통한 치험례

김남혁, 김성오, 송제선, 손흥규, 최병재, 이제호, 최형준

[Kisti 연계] 대한소아치과학회 대한소아치과학회지 Vol.37 No.1 2010 pp.109-116

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매복은 임상 검사나 방사선 사진 검사 상에서 인식 가능한 맹출 경로 상에 장애물이나 이소 위치에 의한 치아 맹출의 정지를 의미한다. 상악 중절치의 치아 매복의 원인으로는 과잉치, 치아종, 치배의 이소위치, 외상 후 연조직 치유에 의한 폐쇄, 만곡치, 정지된 치근 발육 등이 있다. 매복된 치아는 인접치의 근심이동으로 인한 공간 상실, 부정교합, 인접치의 치근 흡수, 낭종의 형성 등을 유발할 수 있으므로 맹출장애에 대한 주의 깊은 관찰과 조기 진단이 중요하며 적절한 치료가 시행되어야 한다. 매복된 치아의 치료방법으로는 유치의 발거나 외과적 노출을 통한 맹출 유도, 경과관찰, 외과적 방법이나 교정력을 이용한 매복치의 재위치, 매복치의 외과적 발거 등이 있다. 이 중 교정적 견인은 매복된 치아가 원인을 제거한 후 또는 외과적으로 치관을 노출시킨 후에 일정기간의 관찰에도 맹출하지 않거나, 맹출경로가 정상에서 많이 벗어나 맹출이 기대되지 않을 경우 적용될 수 있다. 본 증례는 매복된 상악중절치를 교정적 견인을 통해 정상적인 맹출 방향으로 유도한 치험례들로 양호한 치료 결과를 보였기에 이를 보고하고자 하는 바이다.
Impaction is defined as a cessation of the eruption of a tooth caused by a clinically or radiographically detectable physical barrier in the eruption path or by an ectopic position of the tooth. The reasons for impaction of the maxillary central incisor are supernumerary tooth, odontoma, ectopic position of tooth germ, dilacerated tooth and so force. Impacted tooth cause space loss due to proximal movement of adjacent tooth, malocclusion, root resorption of adjacent tooth, cyst formation, so careful observation and early detection is important and exact treatment should be applied to prevent these results. The treatment options of impacted tooth include induction an eruption through extraction of deciduous tooth or surgical exposure, reposition of impacted tooth by surgical method or orthodontic treatment. Orthodontic traction is recommended when an eruption does not happen after removal of barrier or surgical exposure, when eruption path is too transpositioned to be corrected spontaneously so eruption does not expected. In these cases, traction of impacted maxillary central incisor was carried out using orthodontic method with closed eruption technique and it showed good clinical results so we report these cases.

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패턴 사파이어 기판 위에 AlN 중간층을 이용한 GaN 에피성장

김남혁, 이건훈, 박성현, 김종학, 김민화, 유덕재, 문대영, 윤의준, 여환국, 문영부, 시상기

[Kisti 연계] 한국진공학회 한국진공학회 학술대회논문집 2010 p.123

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3족 질화물계 물질은 발광다이오드와 같은 광전자소자적용에 있어서 매우 우수한물 질이다.일반적으로, GaN 에피 성장에 있어서 저온 중간층을 삽입한 2 단계 성장 방법은 낮은 결함밀도와 균일한 표면을 얻기 위해 도입된 기술이다. 특히 AlN 중간층은 GaN 중간층과 비교하였을 때 결정성뿐만 아니라 높은 온도에서의 열적안정성, GaN 기반의 자외선 검출기서의빛 흡수 감소 등의 장점을 가지고 있다. 또한 패턴 사파이어 기판위 GaN 에피 성장은 측면성장 효과를 통해 결함 밀도 감소와 광 추출 효율을 향상시키는 것으로 알려져 있다.또한 열응력으로 인한 기판의 휨 현상은 박막성장중 기판의 온도 분포를 불균일하게 만드는 원인이 되며 이는 결국 박막 조성 및 결정성의 열화를 유도하게 되고 최종적으로 소자특성을 떨어 뜨리는 원인이 되는데 AlN 중간층의 도입으로 이것을 완화시킬 수 있는 효과가 있다. 하지만, AlN 중간층이 패턴된 기판 위에 성장시킨 GaN 에피층에 미치는 영향은 명확하지 않다. 본 연구팀은 일반적인 c-plane 사파이어 기판과 플라즈마 건식 에칭을 통한 렌즈 모양의 패턴된 사파이어 기판을 이용해서 AlN 중간층과 GaN 에피층을 유기금속 화학기상증착법으로 성장하였다. 특히, 렌즈 모양의 패턴된 사파이어 기판은 패턴 모양과 패턴 밀도가 성장에 미치는 영향을 연구하기 위해 두가지 패턴의 사파이어 기판을 이용하였다. AlN 중간층 두께를 조절함으로써 최적화된 GaN 에피층을 90분까지 4단계로 시간 변화를 주어 성장 양상을 관찰한 결과, GaN 에피박막의 성장은 패턴 기판의 trench 부분에서 시작하여 기판의 패턴부분을 덮는 측면 성장을 보이고있다. 또한 TEM과 CL을 통해 GaN 에피박막의 관통 전위를 분석해 본 결과 측면 성장과정에서 성장 방향을 따라 옆으로 휘게 됨으로 표면까지 도달하는 결정결함의 수가 획기적으로 줄어드는 것을 확인함으로써 고품질의 GaN 에피층을 성장시킬 수 있었다. 그리고 패턴밀도가 높고 모양이 볼록할수록 측면 성장 효과로 인한 결정성 향상과 난반사 증가를 통한 임계각 증가로 광추출 효율이 향상 되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 최적화된 AlN 중간층을 이용하여 패턴 기판위에서 고품질의 GaN 에피층을 성장시킬 수 있었다.

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경부고속철도 토공부에 대한 변형상태 계측 및 분석

진남희, 김남혁, 심현우

[Kisti 연계] 한국철도학회 한국철도학회 학술대회논문집 2009 pp.1542-1549

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The function of subgrade in the railway is to support track load on the subgrade as well as train load. Unlike the traditional railway, the uppermost subgrade layer in the Gyeongbu high speed railway was constructed as the reinforced road bed. The reinforced road bed comprises sub-ballast in the upper part and grade ballast in the lower part. The filling material such as soil and rocks in the subgrade can be settled by consolidation of original ground, compression due to self weight, plastic displacement due to train operation, and unequal settlement due to embankment material or improper compaction, therefore many efforts have been given for sufficient compaction and use of proper filling materials in the construction stage. The purpose of this study is to investigate the deformation state of subgrade in the Gyeongbu high speed railway. The investigation on the subgrade settlement was performed by choosing representative sections suspected to be settled based on the previous GPR test results and track maintenance history, measuring the settlement for some time period after installing settlement measuring instruments on and under the reinforced road bed. and analyzing the long-term subgrade settlement data from monitoring system which was installed at the construction stage of the high speed railway.

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