• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.738-740
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• 2012

최근 변단면 거더의 경제성을 고려하여 장경간 거더 교량과 강골조 구조물에 변단면보의 사용이 증가하고 있으며, 고강도 강의 등장으로 인해 변단면보의 정확한 좌굴 강도의 평가가 매우 중요시 되고 있다. 본 논문에서는 기존에 연구된 탄성 횡-비틀림 좌굴 강도에 관한 연구를 바탕으로하여 별로 비탄성 구간에 비지지 길이가 존재하는 일축대칭 I형 변단면보의 횡-비틀림 좌굴 강도 해석을 실시하였다. 해석에는 유한요소해석프로그램인 ABAQUS(2007)가 사용되었으며, MINITAB(2006)을 이용하여 간편한 설계식을 제안하고 있다. 일단 계단식 단면을 가지는 보에 대하여 고려하였으며, 플랜지 길이 방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형 보를 나타내었다. 집중 하중을 적용시켰으며 비선형 해석을 위해 잔류응력 및 초기변형과 재료비선형을 고려하였다. 본 연구 결과에서 제안된 식은 향후 다양한 하중이 작용하는 비탄성 횡-비틀림 좌굴 강도에 대한 연구에 많은 도움이 될 것이다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.53-60
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• 2008

일반적으로 연속경간을 가지는 강합성 I-형강 교량에 있어서 내부 지점 부근에서 상대적으로 큰 부모멘트가 발생하므로, 이에 경제적인 단면 활용을 위하여 변단면을 적용하여 휨강도를 증가시킨다. 본 연구에서는 기존 횡-비틀림 좌굴식에 관한 연구를 토대로 하여 비탄성 구간에 있는 계단식 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 유한요소해석프로그램 ABAQUS(2007)를 이용하여 산정하고, 간편한 설계식을 제안하고 있다. 양단 및 일단 계단식 단면변화를 가지는 보에 대해서 고려하였으며, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형보를 나타내었다. 해석에 사용된 단면매개변수는 각각 27가지 및 36가지 조합이며, 비탄성 횡-비틀림 거동을 고려하기위하여 잔류응력 및 초기결함을 고려한 비선형해석을 실시하였는데, Pi와 Trahair(1995)가 고려한 잔류응력의 형상과 국내 I형강 표준 치수 허용치에 근거하여 부재 길이의 0.1%를 초기제작오차로 고려하였다. 해석모델의 양쪽 끝단에는 모멘트하중을 재하하였다. 개발 제한된 식은 선형 모멘트 하중이 작용할 때 적용가능한 식으로 경제적이고 합리적인 설계에 적극 활용될 수 있을 것이며, 다양한 하중을 받는 계단식 단면 변화보의 비탄성 좌굴강도 연구에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국운동역학회지
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• 제18권1호
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• pp.169-178
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• 2008

본 연구는 계단 보행 중 연속적인 두 스텝의 3차원적 지면반력 파라미터를 제공하고, 계단의 너비에 따른 지면 반력 파라미터의 차이 및 비대칭성과 일관성을 규명하는데 있다. 10명의 성인 대상자가 본 실험에 참여하였으며, 각 10번의 평지, 상향 및 하향보행을 3가지의 다른 너비의 계단에서 실시하였다. 본 연구를 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 계단의 너비는 대부분의 지면반력 파라미터들의 패턴이나 일관성, 비대칭지수에 영향을 미치지 않았다. 둘째, 평지 보행과 계단보행은 지면반력 파라미터의 패턴에서 큰 차이를 보였다. 평지보행과 상향보행은 Fz1, Fz2, 그리고 Fz3로 구성되는 "M" 형태를 보인 반면에 하향보행에서는 Fz2가 거의 없고 큰 Fz1과 작은 Fz3로 구성된 패턴을 보였다. 또한 계단 보행은 평지보행과 매우 다른 전 후 지면반력 패턴을 보였다. 즉 상향보행은 Fy1이 존재하지 않는 패턴을, 하향보행은 Fy2가 존재하나 매우 작은 크기를 보였다. 셋째, 계단보행의 수직 지면반력 파라미터들은 적용가능한 일관성 지수 및 비대칭 지수를 나타내었다.

• 한국습지학회지
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• 제19권2호
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• pp.252-258
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• 2017

계류에서 보가 저서성 대형무척추동물 군집에 미치는 효과를 확인하기 위해 도림천 상류에서 계단식 구간(100m 당 3.02개의 보)과 비계단식 구간(100m 당 0.96개의 보)을 나누어 저서성 대형무척추동물을 정성, 정량 조사하였다. 평균 유속은 계단식 구간(0.043m/s) 보다 비계단식 구간(0.149m/s)에서 더 빨랐다. 정수역을 선호하는 파리목(Diptera)는 비계단식 구간(32%)보다 계단식 구간(78.3%)에서 더 많이 출현하였다(p<.05). 유수역을 선호하는 하루살이목(Ephemeroptera)는 계단식 구간(4.5%)보다 비계단식 구간(14.1%)에서 더 풍부하게 출현하였다(p=.203). 날도래목(Trichoptera)는 종에 따라 출현하는 빈도가 다르게 나타났다. 주워먹는 무리(gathering-collector)비계단식 구간보다 계단식 구간에서 1.8배나 많이 출현하였다(p<.05). 반면 걸러 먹는 무리(filtering-collector)는 계단식 구간에서 약 4.4배 더 많이 출현하였다(p=.124). 균등도 지수(J')는 계단식 구간과 비계단식 구간에서 각각 0.41과 0.77로 나타났다. 수환경을 평가하는 데 이용되는 한국오수생물지수 KSI는 계단식 구간과 비계단식 구간에서 각각 4.0과 2.4이었다. 군집의 균형성을 나타내는 EPT/C 지수는 계단식 구간과 비계단식 구간에서 각각 0.1과 0.7으로 나타났다. 본 연구는 저서성 대형무척추동물의 다양성을 유지하기 위해서는 소형보를 계류에 설치할 것을 제안한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.91-107
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• 2009

단일 계단지형 위를 지나는 선형 파랑의 변형을 계산하기 위해 변분근사법과 고유함수 전개법을 사용하였다. 이들 수치해를 비교에서 반사율과 투과율 그리고 해면변위는 거의 일치한다. 그러나 계단 경계에서 유속 정합조건이 부여되었음에도 불구하고 계산된 x방향 유속의 수직구조는 차이를 보인다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.339-339
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• 2016

하천의 수질 개선을 위한 방법 중에서도 하천 구조체를 활용하는 방법은 기존의 하천 구조체가 가지는 고유의 기능을 훼손하지 않으면서 하천 수질을 개선할 수 있는 방법으로 점차로 그 영역이 확대되고 있는 추세이다. 이러한 방법의 대부분은 하천 구조체를 통과하는 흐름에 공기유입 기능을 강화하여 물의 용존산소량을 증가시킴으로써 수질의 개선을 유도한다. 따라서 하천 구조체를 통과하는 물에 공기유입을 향상시킬 수 있는 구조체 형상의 개발은 하천의 수질개선에 영향을 줄 수 있는 중요한 연구 주제이다. 본 연구에서는 하천 구조체 중에서도 댐의 여수로와 보에 사용되어지는 계단형 구조물의 흐름에 대해 공기연행 해석이 가능한 난류모형을 적용하여 수치모의를 이용한 검토를 수행하였다. 그 결과 연구에 사용된 모형이 계단형 흐름 구조체의 수리적 특성과 공기유입의 변화를 각각의 형태에 따라 적절히 모의하는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.466-466
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• 2016

최근 들어 보의 환경적인 측면을 고려한 저낙차형 구조물 설치가 요구되면서 고정보의 형태도 다양하게 제안되고 있다. 그러나 실무에 적용하기 위한 고정보의 설계 가이드라인은 매우 한정적이며 대부분 보 하류부에 대한 세굴이나 세굴 방지에 대한 연구가 주를 이루고 있다. 따라서 본 연구는 국내 중소하천에 설치된 고정보의 물리적 제원 변경에 의한 수리적 특성을 분석함으로써 환경적인 측면을 고려한 저낙차형 고정보 설계 시 반영할 수 있는 기초자료를 제공하는데 목적이 있다. 이를 위해 경사형 및 계단형 보에 대해 crest 변화에 따른 기본적인 유량계수를 도출하였으며 수위-유량 관계 곡선을 개발하였다. 또한 유량과 crest 등과 같은 수리학적 조건을 변화시켜 자유 흐름 조건 및 잠긴 흐름 조건의 흐름특성을 분석하였다. 실험은 crest 길이에 따라 총 4개의 case로 나누어 수행하였다. 각 case 별 총 8개 유량조건에 대해 각각 자유흐름과 잠긴 흐름에서의 수위를 측정하였으며 정확한 흐름 및 수위 계측을 위해 디지털 카메라와 캠코더를 활용하였다. 분석결과 같은 유량조건에서는 crest가 증가할수록 수위 값도 증가하였으며 유량별 수위의 범위는 경사형 보가 계단형 보 보다 넓은 것으로 나타났다. 향후 본 연구 결과는 현장에서 고정보에 대한 crest 설계 시 충분히 고려될 수 있는 자료가 될 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.105-105
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• 2019

보나 여수로와 같은 수공구조물의 주변에서 발생하는 흐름 거동은 구조물 모서리에서 발생하는 흐름분리(flow separation)와 이에 따른 전단층(shear layer)과 재순환(recirculation) 흐름 영역의 발달 그리고 분리된 흐름의 재부착(reattachment)이 특징이다. 공학적으로 난류의 해석에 있어서 이러한 흐름 거동들을 정확하게 예측하는 것은 수공구조물 설계에 있어서 중요하다. 이 연구에서는 흐름 분리와 재순환 영역의 발달 그리고 흐름 재부착을 포함하는 후방계단(backward-facing step) 흐름을 155,000의 레이놀즈수 조건에서 하이브리드 RANS/LES 모델을 적용하여 해석결과를 평가한다. 하이브리드 모델로는 벽에 인접한 격자의 해상도에 상대적으로 민감하지 않은 SST(shear-stress transport) 난류 모델을 이용하는 DES(detached-eddy simulation) 기법을 적용하였다. 계단 높이가 h인 계산영역은 흐름방향 길이가 34h, 높이는 계단 상류와 하류에서 각각 1h와 2h 그리고 폭은 $2{\pi}$이다. 계단은 상류단으로부터 10h 하류부 지점에 위치한다. 경계조건으로 상부와 하부 벽면에 대해서는 비활조건을 적용한다. 상류부 수로에서 완전 발달한 흐름을 재현하기 위해서 유입경계조건은 유입부 하류 $2{\pi}h$ 지점에서 계산된 유속과 난류량을 매핑(mapping)기법을 이용하여 반복적으로 적용한다. 총 3.1백만개와 7.3백만개의 셀로 계산영역을 구현한 두 개의 계산격자 그리고 약 3.1백만개의 셀을 이용했지만 벽면 근처에서의 격자 구성을 다른 방식으로 설정한 두 가지 격자를 이용하여 격자 해상도가 DES 수치해석 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 수치해석결과는 본 연구에서 상류단 조건으로 적용한 매핑기법이 대상 수로에서 완전 발달한 흐름을 잘 재현함을 보여주며, 합리적인 DES 해석 결과를 얻기 위해서는 벽에 수직한 방향으로 적절한 격자의 해상도와 분포가 필요함을 보여준다.

• 한국습지학회지
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• 제21권3호
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• pp.199-206
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• 2019

계단식 묵논습지의 식생 특성을 이해하기 위하여, 계단식 묵논습지의 식물종 구성 및 종풍부도 양상을 대상으로 자연습지 및 인공습지와의 비교연구를 수행하였다. 달뿌리풀은 자연습지(10.8%)나 인공습지(10.8%)에 비해 계단식 묵논습지(23.9%)에서 상대적으로 자주 관찰된 반면, 갈대는 계단식 묵논습지(18.3%) 보다는 자연습지(43.1%)나 인공습지(35.4%)에서 보다 높은 비율로 출현하였다. 부들의 경우 계단식 묵논습지(19.7%)에서만 높은 비율로 출현한 반면, 애기부들의 경우 자연습지(21.5%)와 인공습지(32.3%)에서 상대적으로 높은 비율을 보였다. 그와 더불어, 나도겨풀, 미나리, 그리고 개발나물과 같은 몇몇 습지 의존성 식물들의 경우 오직 계단식 묵논습지에서만 관찰되었다. 특히, 계단식 묵논습지($6.3{\pm}2.2$ 종/$m^2$)는 자연습지($4.9{\pm}1.8$ 종/$m^2$) 및 인공습지($3.9{\pm}1.3$ 종/$m^2$)에 비해 상대적으로 높은 수준의 식물 종풍부도를 나타내었다. 즉, 계단식 묵논습지는 특유의 식생 특성을 나타내었을 뿐만 아니라 종풍부도 차원에서 보다 높은 수준의 생태적 가치를 보인 것이다. 비오톱으로서 계단식 묵논습지가 갖는 높은 생태적 가치에 대한 계속적인 관심과 더불어, 이를 유지관리하고 보전하기 위한 차원에서의 지속적인 노력이 필요할 것이다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2022년도 제65차 동계학술대회논문집 30권1호
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• pp.339-340
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• 2022

본 논문에서는 사용자의 다양한 물리적 속성 중 부드러운 헤비사이드 계단 함수와 다양한 물리적 속성(속도, 시점 등)을 활용하여 가중치 맵을 계산하고 이로부터 논플레이어 캐릭터(Non-player character, NPC)의 경로를 효율적으로 제어할 수 있는 NavMesh 제어 기법을 제시한다. 게임과 같은 가상환경에서 NPC는 일반적으로 네비게이션 메쉬(Navigation mesh, NavMesh)를 이용하여 이동한다. 하지만, NavMesh는 정적인 형태이기 때문에 사용자에 의해 디자인되어야 하고, 이러한 문제를 완화하고자 자동으로 NavMesh를 업데이트하는 기술이 연구되고 있지만, 메쉬 복원을 자동화할 뿐 실제 NPC 행동 제어라고 하기에는 힘든 접근법이다. 본 논문에서는 동적 네비게이션 프레임워크를 유지한 채, 사용자의 시점과 물리적 특성을 통해 NPC를 효율적이고 정확하게 경로 제어할 수 있는 방법을 제안하고, NavMesh의 형태에만 의존하던 NPC의 움직임을 완화하여 좀 더 사실적인 경로 제어를 보여준다.