• 제목/요약/키워드: 구조 안전성 평가

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반도체 PR 공정의 클린룸내 CFD 기반 화재 사고 영향 분석 (CFD-based Fire Accident Impact Analysis in Clean Room for semiconductor PR Process)

  • 천광수;이진석;박명남
    • 한국가스학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.35-44
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    • 2021
  • 반도체 공정 중 PR (Photo Resist) 공정은 여러 인화성 물질을 혼합하여 사용하는 공정으로, 공정 장비가 Clean Room 내 설치되어 인화성 물질이 누출되는 경우 질식, 화재, 폭발 사고로 이어질 위험성이 크므로, 물질 누출시 발생할 수 있는 사고에 대한 영향을 분석하고, 작업자들의 안전을 보장할 수 있는지 평가하는 것이 필요하다. 본 연구는 FLACS CFD - Fire Module을 이용하여 10개의 누출, 화재 시나리오에 대한 CFD Simulation을 통해 Clean Room 내부 가상으로 설정한 Monitor Point에서의 복사열 및 온도 변화 값을 확인하였다. Clean Room 내부에서 발생한 화재는 층간 구조물에 높은 복사열을 전달하지만, 그 범위가 상당히 제한적이며, 단일 화재 사고로 인해 붕괴될 가능성이 희박하다. 화재 사고로 인해 탈출구로 이어지는 2 곳의 계단이 동시에 높은 복사열에 노출되는 시나리오는 없어, 화재 발생시 작업자가 탈출 가능하였다. 또한 복사열 및 온도 상승의 수준은 아래층으로 이동하면서 급격하게 낮아지는 것을 확인하였으며, API 520의 기준에 따라 작업자가 30초 동안 버틸 수 있는 복사열인 6.31 kW/m2에 노출된 작업자도 화재가 발생한 Clean Room 내부에서 충분히 탈출할 수 있음을 확인하였다.

Pump의 생애주기 비용(LCC) 비교 분석 - 물산업 우수제품과 일반제품의 비교를 중심으로 - (A Comparison Analysis of Life Cycle Cost (LCC) of Pumps - In the Focus on Comparison of Excellent and General Products in Water Industry -)

  • 박우평;최용;전시영;김진호;강성미
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.66-73
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    • 2022
  • 물산업 우수제품 지정제도는 우수제품의 기술규격을 만족하는 물산업 우수제품을 사용자가 우선 구매토록 유도하여 국내 물기업의 기술개발 촉진 및 시장 활성화를 통한 물산업 선순환 구조 조성을 목적으로 한다. 본 연구에서는 2가지 용량의 펌프를 대상으로 물산업 우수제품으로 지정된 제품과 일반제품의 비용측면의 장점에 대한 객관적인 근거를 사용자에게 제시하고자 하였다. 비용측면의 장점에 대한 분석방법으로 생애주기비용 분석(Life Cycle Cost; LCC)을 통한 경제성 평가를 실시하였고, LCC에 필요한 각종 자료를 조사하였다. 조사한 항목으로는 초기투자비용(펌프 구매비용, 설치비용), 운영비용(에너지비용, 유지관리비용) 및 철거비용(폐기 비용, 잔존가치)이다. 2가지 용량의 우수제품과 일반제품을 비교한 결과, 1,860m3/h 용량(이하 대용량)에서 15년의 운영기간동안 우수제품의 생애주기 비용이 대략 212백만원 정도 적게 소요될 것으로 예측되었으며, 360m3/h 용량에서는 우수제품의 생애주기 비용이 17백만원 정도 적게 소요될 것으로 예측되었다. 또한, 대용량 펌프의 우수제품에 대하여 민감도 분석을 추가로 실시하여 펌프 생산 시 제품의 생애주기 비용을 절감하기 위해 고려해야 할 사항을 살펴보았다. 그 결과 펌프의 효율 향상과 소모품의 교체주기를 증가시키는 방향으로 제품을 개발하는 경우, LCC에 미치는 효과가 클 것으로 예측되었다.

CCTV 통합관제센터의 실내공간특성에 대한 사례분석연구 - 인간공학디자인(HFD)의 관점에서 (A Case Study on the Interior design characteristics of Integrated CCTV Control Center - Focused at Human Factor Design aspect)

  • 한지은;권규현
    • 디자인융복합연구
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    • 제16권3호
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    • pp.103-118
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    • 2017
  • 본 연구는 앞으로 도시 시민의 안전보호와 시설물 관리를 위하여 공공부문의 통합관제서비스가 증가할 것으로 예상됨에 따라 서울 소재의 CCTV통합관제센터에 대하여 유형별 분류와 실내공간특성에 대한 분석을 실시하였다. 조사대상은 2007년 이후 구축된 서울의 통합관제센터 8곳으로 일반적인 특성, 공간기본정보, 실내공간특성의 기준에 맞춰 분석하였으며 조사의 결과를 정리한 것은 다음과 같다. 첫째, 통합관제센터의 공간기본정보를 살펴보면 소규모 CS형이 가장 많이 나타나 현재 통합관제센터 공간의 물리적 환경에 대한 면적 비중은 그리 높지 않은 것으로 나타났다. 둘째, 통합관제센터의 공간기본정보를 살펴보면 보안영역, 사무영역, 공공영역의 순으로 공간의 크기 비율에 차이가 있었다. 셋째, 현재 국내의 통합관제센터는 행정안전부의 가이드라인에 따라 획일적인 형태나 구조, 실내 환경을 나타내는 것으로 분석되었다. 본 연구는 실내디자인 연구 분야에서 깊이 있게 다루지 못했던 통합관제센터에 대한 사례연구를 실시함으로써 향후 더 나은 통합관제센터를 계획할 시 기초자료로 제공될 수 있다. 물론 본 연구는 조사대상의 사례 수가 많지 않다는 한계가 있으나 추후 사용자 인터뷰나 공간 사용성 평가 분석 등을 통해 사례분석 보다 심도있는 연구를 진행할 예정이다. 본 연구의 결과가 모니터링 실내환경을 위한 기초자료로 쓰이길 기대한다.

산화아연 나노입자 유형이 카라기난 기반 복합 필름의 구조, 기계적 및 항균 특성에 미치는 영향 (Effect of zinc oxide nanoparticle types on the structural, mechanical and antibacterial properties of carrageenan-based composite films)

  • 신가영;김효린;박소윤;박미소;김찬형;허재영
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.126-137
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    • 2024
  • 카라기난 기반 복합필름은 세 가지 다른 아연 염(zinc acetate, zinc chloride 및 zinc nitrate) 원료를 사용하여 합성한 ZnONPs를 카라기난에 첨가하여 solvent casting 방법으로 제작되었다. SEM 결과에 따르면, 사용된 아연 염의 종류에 따라 ZnONPs의 크기와 모양에 차이가 나타났지만, 모든 ZnONPs가 카라기난 복합필름 내에서 균일하게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 카라기난 기반 복합필름(Car-ZnONPs)의 두께는 아연 염의 종류와 관계없이 순수 카라기난 필름에 비해 증가하였다. 파단 연신율(EB)은 증가하였고, 인장강도(TS)는 유의적으로 감소하였으며, 탄성 계수(EM)는 유의적 차이를 나타내지 않았다. 이를 통해 복합필름의 기계적 특성인 TS와 EB는 첨가된 나노입자의 크기와 첨가량에 영향을 받는다는 것을 확인하였다. 또한, 모든 종류의 Car-ZnONPs 복합필름은 E. coli O157:H7 및 L. monocytogenes 에 대해 강한 항균 활성을 나타냈으며, 특히 zinc chloride로 합성된 Car-ZnONPsZC 필름이 가장 우수한 항균 성능을 나타냈다. 이는 zinc chloride에서 합성된 나노입자가 다른 아연 염에 비해 더 많은 아연 이온을 방출하기 때문으로 판단된다. 아연 염의 종류가 ZnONPs의 항균 능력에 영향을 미치며, 이러한 영향은 염의 종류에 따라 변화하는 ZnONPs의 크기, 형태 및 아연 이온 방출 정도에서 기인한다. 평가된 복합필름 중 Car- ZnONPsZC가 가장 높은 자외선 차단 특성을 보였으며, 파단 연신율도 순수 카라기난 필름에 비해 유의미하게 증가하여, 포장된 식품의 안전성을 유지하고 유통기한을 연장하는 데 활성 포장 필름으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Hoek-Brown 파괴기준에서 유도된 연속체암반의 전단강도를 적용한 깎기 암반사면 경사 결정 연구 (A Study on Decision of Cut Rock Slope Angle Applied Shear Strength of Continuum Rock Mass Induced from Hoek-Brown Failure Criterion)

  • 김형민;이벽규;우재경;허익;이준기;이수곤
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.13-21
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    • 2019
  • 급경사($65^{\circ}{\sim}85^{\circ}$)로 자연환경에서 장기간 안정한 상태로 유지되고 있는 깎기 또는 자연 상태의 암반사면이 다수 존재한다. 설계 실무측면에서 이와 유사한 암반상태 및 지질구조로 이루어진 지반을 양호한 연속체 암반사면으로 정의하고 있으며, 이 암반사면의 경사 결정 과정 중에 설계 및 시공 초기 단계의 안정해석 절차 단계에서 연속체 암반의 지반특성 평가방법을 수립하는 것이 중요하게 될 것이다. 이 연구에서는 급경사로 설계 가능한 양호한 연속체 암반사면의 안정해석 과정에서 지반정수 적용에 필요한 강도정수를 Hoek-Brown 파괴기준을 활용하여 실무적으로 산정하는 방안을 제안하고 이와 함께 급경사 암반사면의 안정해석을 통해 설계 적용성을 평가하였다. 기존 강도정수 산정방법은 작은 구속응력 변화에도 H-B파괴 포락선에 상응하는 등가 M-C강도정수가 민감하게 변화하므로 설계에서 실무적으로 활용하기가 부적합하였다. 이 문제점을 보완하기 위해 등각분할법으로 등가 M-C강도정수를 산정하는 방안을 제시하였다. 등각분할법의 설계 적용성을 확인하기 위해 기존 실시설계 현장에서 조성된 깎기 사면의 경사 변화에 따른 안전율 및 변위 결과를 검토하였다. 안전율은 1:0.5 사면에서 Fs=16~59이고, 1:0.3 사면에서 Fs=12~52이며, 대부분 10~12%의 감소를 보인다. 변위는 1:0.5 사면에서 0.126~0.975mm이고, 1:0.3 사면에서 0.152~1.158mm이며, 10~15%의 증가를 나타낸다. 이는 정규 비례의 미미한 변화이며, 안정성 측면에서는 양호한 상태이다. 설계 실무측면에서, H-B파괴기준에서 유도된 등각분할법으로 산정한 강도정수를 연구대상 암반사면과 유사한 양호한 암반에 대해 범용적인 강도정수로 적용하여도 안정적이고 경제적인 결과를 도출할 수 있다는 것을 확인하였다. 암반사면에 영향을 미치는 단층이 분포하지 않는 지반에서는 한계평형해석(LEM)과 유한요소해석(FEM)으로 안정해석하는 절차도 실무적으로 무난한 것으로 검토되었다. 연구대상 사면을 양호한 상태의 암반조건으로 선정하여 연구를 수행하였으나 좀 더 다양한 암반조건(터널 포함)에 보편적으로 적용할 수 있는지에 대한 검증 작업은 추후 연구과제가 될 것이다.

감성인지 만족도를 고려한 도로횡단면 구조설계 기준 연구 (Design Guidelines of Road Cross Sectional Elements Based on the Satisfaction of Sensibility Cognition)

  • 서임기;이병주;이재선;남궁문
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권3D호
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    • pp.363-373
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    • 2011
  • 경제성장과 더불어 우리 삶을 구성하고 있는 주변 환경의 질에 대한 관심과 요구가 높아지고 도로 이용자 측면에서도 쾌적성, 심리적 안정 및 안락성 등을 고려한 도로경관 조성에 대한 관심이 확대되면서 도로의 질적인 개선 노력이 요구되고 있다. 따라서 공학적인 측면에서 기준화된 설계지침이 아닌 도로 이용자 측면에서의 감성인지를 고려한 안전하고 쾌적한 도로설계 기준의 정립이 절실히 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 도심지 주요 도로의 도로 횡단면 구성요소를 중심으로 도로 이용자들이 느끼는 도로경관에 대한 감성인지 실험을 통해 만족도를 조사하고 주성분과 군집분석, 다중회귀모형 등을 통해 도로경관 구성요소와의 관계성을 규명하였다. 분석결과 보통의 보도경관 만족도를 확보하기 위해서는 차로 폭은 3~5m, 차로 수는 2~5차로, 길어깨 폭은 0.55~1.43m, 유효 보도 폭은 2.2~3.9m, 중앙 화단 폭은 1.05~1.9m, 중앙 가로수 높이는 6.25~14.5m, 중앙 여유 폭은 0.65~1.625m, 보도 가로수 높이는 6.4~15m, 건물 높이는 18~44m(6~15층) 범위에 있어야 함을 알 수 있었다.

원자력발전소 디지털형 주제어실 모형 개발 (Development of a Prototype for the Digitalized Nuclear Power Plant's Main Control Room)

  • 정연섭;조성제
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.145-152
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    • 2009
  • 본 우리나라 고리원전 1호기의 주제어실은 2007년에 부분 개선되었고 2013년에 완전 개량형화 될 예정이다. 부분 개선을 통해 원래의 아나로그 설비를 일부 대체하는 디지털 제어설비가 도입되었으며 안전변수표시 장치같이 단독으로 사용되던 전산시스템이 발전소 전산시스템에 통합되었다. 2015년에는 디지털화를 바탕으로 한 한국표준원전주제어실의 개량이 예정되어 있으나 현장 엔지니어와 운전원들은 개량형주제어실에 대해 호의적이지 않은 실정이다. 따라서 현장 운전원과 엔지니어들의 수용성을 제고하고 또한 사용자 인터페이스와 계측제어 구조를 평가하기 위한 표준형원전의 개량형주제어실 모형이 개발되었으며 모형에는 운전원들의 업무 지원성을 향상시킬 수 있도록 화면이 다중 층으로 구성되며 층간에는 상황추종메뉴로 연결되어 있는 P&ID 베이스 디스플레이 시스템이 채택되었다. 이 시스템은 첫 번째 층에는 간략화 된 P&ID가 디스플레이 되고 계속해서 자세한 추가 정보를 디스플레이 할 수 있도록 고안하였다. 디지털 시스템의 신뢰성과 운전성을 고려한 한국표준원전 개량형주제어실(MCR)의 최종형태가 제시되었으며 추가해서 운전에 영향을 미치지 않도록 발전소 정기보수 기간 중에 주제어실 현대화 작업을 수행할 수 있는 방안이 제시되었다.

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고로슬래그미분말 및 하수슬러지를 활용한 저강도 콘크리트의 기초적 물성 (Fundamental Properties of Low Strength Concrete Mixture with Blast Furnace Slag and Sewage Sludge)

  • 권칠우;임남기
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권3호
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    • pp.136-144
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    • 2013
  • 본 연구에서는 각종 산업부산물 및 도시형 리싸이클링 재료 등의 재생자원을 안전하게 유효 이용할 수 있는 방안으로 BFS 및 SS를 활용한 저강도 콘크리트의 기초적 물성을 파악하기 위하여 플로우 및 블리딩, 일축압축강도, 환경오염평가를 중심으로 실험을 실시하였다. BFS 및 SS를 활용한 저강도 콘크리트의 경우 최소단위수량의 확보를 통한 유동성 개선 및 블리딩율 억제 또한, 현장 적용성을 고려한 일축압축강도의 확보에 있어 사용 잔골재의 차이에 상관없이 BFS 6000 이상을 30% 범위에서 혼입하는 것이 가장 유효한 것으로 나타났다. 특히, SS의 유효 활용 측면에서 BFS 8000을 30% 범위에서 혼합하여 사용하면 유동성 개선 및 블리딩율 억제, 일축압축강도의 확보는 물론 현장 적용에 있어 가장 최적의 배합조건으로 나타났다. 한편, SS를 활용한 시멘트 개량토를 대상으로 유해물질 함유량 및 용출시험을 실시한 결과 모두 환경 기준치 이하를 만족하는 것으로 나타나 주변 환경에 미치는 영향은 없는 것으로 확인되었다.

퍼지추론을 적용한 교통상충기법(TCT) 개발 (Development of Traffic Conflict Technique with Fuzzy Reasoning Theory)

  • 김원철;이수범;남궁문
    • 대한교통학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.55-63
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    • 2002
  • 교통상충기법 Traffic Conflict Technique(TCT)은 사고자료가 부족한 경우나 단기간내에 교차로의 안전도를 진단해야 할 경우에 유용하게 사용되는 방법으로 알려져 있다. 상충기법에 사용되는 자료는 조사원에 의해 수집되기 때문에 조사원의 개인적 특성과 지식(Knowledge)정도에 따라 다르게 나타난다. 이와 같은 조사원의 개인적 오차는 그 양이 최소화되어 상충분석 계산과정에서 다루어져야 하지만. 이를 명백하게 최소화하는 방안에 대한 연구는 활발히 진행되고 있지 못한 실정이다. 이에 본 연구에서는 이러한 조사원 개인의 오차를 최소화하는 방안에 대해 연구를 진행하였다. 이를 위해 퍼지추론이론을 기존의 교통상충모형에 적용하여, 새로운 교통상충모형을 개발하였다. 퍼지추론은 사물에 대한 인간의 인식이 정확하지 않아 발생되는 불확실성을 근사추론구조를 적용함으로써 계산을 객관화할 수 있기 때문에 조사원 개인의 인지 오차량을 최소화 할 수 있는 방법으로 적합하다. 퍼지추론을 적용한 교통상충모형을 개발한 후, 사례연구를 실시한 결과 조사된 상충데이터가 합리적으로 정제되고 그 분산영역이 전체적으로 약 53% 정도 줄었음을 확인할 수 있었으며, 기존의 교통상충모형에 비하여 정도가 약 2배 정도 향상되었음을 전환계수의 비교를 통해 알 수 있었다. 본 연구에서 제시한 방법론은 도로 및 교차로의 안전도 평가, 교통사고 잦은 지점 개선사업 전·후의 효과분석 등에 유용하게 이용될 수 있다.

쪼갬파괴에 의한 FRP 보강근의 정착길이와 이음길이 (Development and Splice Lengths of FRP Bars with Splitting Failures)

  • 천성철;최동욱
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.519-525
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    • 2010
  • FRP 보강근의 정착과 이음에 대한 국내외 실험을 수집하고, 정착과 이음실험을 분리한 회귀분석을 통해 쪼갬파괴에 의한 정착길이 설계식과 이음길이 설계식을 제안하였다. 이음실험에 의한 평균 부착강도는 정착실험에 의한 평균 부착강도에 비해 낮으며, C/$d_b$에 크게 영향을 받는 것으로 평가되었다. 따라서 합리적인 이음길이 설계를 위해 이음실험만으로 구성된 데이터에 근거한 이음길이 설계식을 개발할 필요가 있다. 또한 부착강도의 분산(分散)이 FRP 보강근의 인장강도 분산에 비해 크므로, 정착길이와 이음길이 설계식에 이를 반영한 안전율이 요구된다. 이 연구에서는 FRP 보강 콘크리트 구조물의 하중계수와 강도감소계수가 철근콘크리트구조와 동일하다는 조건에서, 철근 품질관리에 적용되는 5% 분위수를 이용하여 경제적이면서 신뢰성 높은 정착길이와 이음길이 설계식을 개발하였다. 제안된 이음길이 설계식은 정착실험을 중심으로 개발된 ACI 440 설계식보다 C/$d_b$의 영향을 정확하게 반영하여, C/$d_b$가 3.0 이상인 경우 ACI 440보다 짧은 이음길이가 산정된다. FRP 보강근이 주로 활용될 것으로 기대되는 외기에 노출된 슬래브와 벽체의 배근 특성을 고려하면 이 연구에서 제안된 설계식은 매우 경제적인 이음길이 설계를 가능하게 한다.