• 한국농공학회논문집
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• 제63권1호
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• pp.103-116
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• 2021

Analysis of runoff is substantial for effective water management in the watershed. Runoff occurs by reaction of a watershed to the rainfall and has non-linearity and uncertainty due to the complex relation of weather and watershed factors. ANN (Artificial Neural Network), which learns from the data, is one of the machine learning technique known as a proper model to interpret non-linear data. The performance of ANN is affected by the ANN's structure, the number of hidden layer nodes, learning rate, and activation function. Especially, the activation function has a role to deliver the information entered and decides the way of making output. Therefore, It is important to apply appropriate activation functions according to the problem to solve. In this paper, ANN models were constructed to estimate runoff with different activation functions and each model was compared and evaluated. Sigmoid, Hyperbolic tangent, ReLU (Rectified Linear Unit), ELU (Exponential Linear Unit) functions were applied to the hidden layer, and Identity, ReLU, Softplus functions applied to the output layer. The statistical parameters including coefficient of determination, NSE (Nash and Sutcliffe Efficiency), NSEln (modified NSE), and PBIAS (Percent BIAS) were utilized to evaluate the ANN models. From the result, applications of Hyperbolic tangent function and ELU function to the hidden layer and Identity function to the output layer show competent performance rather than other functions which demonstrated the function selection in the ANN structure can affect the performance of ANN.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권6호
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• pp.1533-1542
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• 2021

친환경 폴리우레탄은 다양한 분야에서 다양하게 사용되는 활용성이 높은 소재로 정의 할 수 있다. 이소시아네이트와 폴리올의 합성에 따른 다양한 구조적 특성 관계는 제조현장에서 사용상의 다양성과 맞춤화를 제공하고 있다. 폴리우레탄의 특성은 부드러운 터치 코팅부터 바위처럼 단단한 건축 자재에 이르기까지 활용 범위가 매우 다양하다. 이러한 기계적, 화학적 및 생물학적 특성과 맞춤의 용이성은 연구분야에서 뿐만 아니라 관련 산업에서도 엄청난 관심을 불러오고 있다. 수분산 폴리우레탄 재료의 성능향상을 높이기 위해서는 원료의 배합을 조정하고 첨가제와 나노 소재등을 추가하는 등의 과정을 통해 이끌어 낼 수 있다. 본 연구에서는 의료 과학, 자동차, 코팅, 접착제, 페인트, 섬유, 해양 산업, 목재 복합 재료 및 의류분야의 친환경 수분산 폴리우레탄 기본 화학 구조를 조명한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.54-54
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• 2020

본 연구에서는 제방의 세굴이나 붕괴를 방지하기 위해 바이오폴리머(Biopolymer) 기반 신소재를 활용한 흙 제방의 보강공법을 제시하였다. 바이오폴리머 기반 제방의 보강공법은 흙과 바이오폴리머를 소량만 섞어도 흙의 강도 증진시킴과 동시에 빗물에 대한 내침식성과 식생의 생장을 촉진하는 생태성도 뛰어나기 때문에 제방 사면을 보호할 수 있는 친환경적이고 효율적인 공법이다. 이에 안동하천연구센터는 실증실험을 통한 신소재 제방 보강공법의 안정성 검증을 목표로 2 건의 월류붕괴 실험을 수행하였다. 첫 번째는 흙 제방 조건(Case 1)이며, 두 번째는 바이오폴리머 혼합 토양을 사면에 도포한 후 식생이 활착된 조건(Case 2)이다. 제방 붕괴에 따른 수로 내 수위변화를 측정하기 위해 압력식 수위계를 설치하였으며, 영상분석을 위한 다수의 카메라 및 드론을 활용하여 실험의 전 과정을 실시간 촬영하였다. 또한, 제내지 측 사면을 대상으로 월류에 따른 붕괴 지연효과를 정량적으로 제시하기 위해 이미지 픽셀 변화 측정 기법을 통한 시간에 따른 표면 손실률을 산정하였다. 흙 제방과 신소재 처리 제방의 시간에 따른 표면손실률을 비교한 결과, Case 2의 사면손실률이 Case 1에 비해 약 1.5~2.3 배 지연되는 것을 확인하였다. 하지만 단일 조건만으로 실험군과 비교군의 붕괴지연 결과가 제방 성능을 평가함에 있어서 일반화될 수 없으므로 이러한 정량적 평가는 다소 한계가 있다. 향후 이러한 부족한 부분을 해결하기 위한 노력과 다양한 조건의 추가실험을 통한 계측 데이터 및 붕괴지연시간의 평균값을 도출하여 신소재 제방의 안정성을 평가하기 위한 타당한 결과를 도출할 예정이다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.815-825
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• 2023

연구목적: 본 논문은 방사선비상계획구역 내 거주하는 주민의 방사능재난 발생시 대피과정에서 사용할 수 있는 방호제품으로서 마스크를 개발하는 과정에서 KOLAS 인증을 받을 수 있는 방안을 연구하는 것이다. 연구방법: 각종 보고서와 논문, KOLAS 인정기구 및 각종 마스크 홈페이지 자료를 조사하여 연구하였다. 연구결과: 국내 방사능재난방재대책을 수립하여 주민보호조치를 강화하고 있으나 방호제품 보급은 갑상샘방호약품이 유일하다. 방사능재난에 대비하여 마스크와 같은 보조적인 지원용품 보급이 필요하다. 방호마스크를 공인인증할 수 있는 KOLAS 인정 공인기관이 없는 실정이다. 결론: 성능 인증 기준이 있는 마스크의 경우 산업용 방진마스크로 공인시험성적서를 발급받고 인증을 받은 후에 자체 기준으로 일반성적서를 받는 이중 과정을 거쳐서 마스크의 KOLAS 인증이 가능하다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권2호
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• pp.133-139
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• 2024

본 연구는 현재 내진 구조 분야에서 압축부재로 사용되고 있는 폴리우레탄의 한계를 극복하기 위해 폴리케톤이라는 신소재 제안을 목적으로 한다. 기존 폴리우레탄은 우수한 탄성 특성을 지녔음에도 불구하고 구조물에 발생하는 변위를 회복하기에는 부족한 경향이 있다. 반면, 폴리케톤은 뛰어난 강도 성능을 보유함과 동시에 친환경 소재로 주목받고 있다. 이러한 장점을 가진 폴리케톤의 압축특성 평가를 위하여 기존에 사용되고 있던 폴리우레탄과의 비교실험을 진행하고자 한다. 단순압축실험과 반복 하중 조건에서의 실험 속도 변화를 통해 폴리케톤의 속도 의존성을 파악하고, 추가적으로 선행압축을 적용하여 압축거동 특성을 확인하였다. 폴리케톤은 폴리우레탄에 비하여 약 10배가량 높은 압축강도를 나타내었으며 비교적 작은 변위에서는 14배가량 높은 변형 회복능력으로 폴리케톤의 우수한 회복특성을 입증하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.617-628
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• 2022

터널 건설 시 암반 등급에 따라 다양한 지보재를 적절히 병용하여 지보패턴을 결정하고 시공이 이루어진다. 이 과정에서 시공 경험이 풍부한 전문가의 기술적 판단이 필요한데, 터널 설계의 초기 단계인 타당성 조사 및 기본설계 단계에는 상대적으로 짧은 수행기간과 부족한 자료 및 예산으로 인해 설계에 많은 어려움이 존재한다. 터널 건설의 급증과 함께 축적된 설계 데이터와 머신러닝을 활용한다면, 지보패턴 설계를 보다 신속하고 신뢰도 있게 수행할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 암반등급 판정 및 해당 암반등급에 적합한 지보패턴 설계를 자동화하고자 국내 48개 도로터널의 설계자료 및 지반조사 자료를 수집하였으며, 8개의 입력항목(암종, 전기비저항, 심도, 터널연장, 터널연장에 따른 방재등급, 위험도지수에 따른 방재등급, 터널 종류, 터널 단면적)과 11개의 출력항목(암반등급, 숏크리트 제원 2개 항목, 록볼트 제원 3개 항목, 강지보 제원 3개 항목, 콘크리트 라이닝 2개 항목)에 대한 데이터를 정리하였다. 이와 같이 정리된 데이터를 활용하여 2가지 머신러닝 알고리즘(SVM, ANN)을 활용하여 3가지 머신러닝 모델(S1, A1, A2)을 개발하였으며, 세 가지 모델의 성능을 비교해본 결과 출력값의 데이터 형식에 따라 서로 다른 손실함수를 적용한 ANN 기반의 A2 모델이 가장 뛰어난 성능을 보였다. 본 연구를 통해 머신러닝을 활용한 지보패턴 설계의 가능성을 확인할 수 있었으며, 향후 지속적으로 실제 설계에 사용함으로써 단점을 보완하고 적용성을 개선해 나간다면 설계에 보다 큰 도움을 줄 수 있는 지보패턴 설계 모델을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.809-822
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• 2018

철도터널의 방재시설 설계 시 성능위주설계의 일환으로 화재위험을 정량적으로 평가하는 정량적 위험도평가기법이 도입되어 적용되고 있다. 그러나 각종 위험인자가 위험도에 미치는 영향을 검토하기 위한 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 피난개시 시간지연(210~873초) 및 화재성장곡선(1량 화재, 1량 화재지속, 화재중첩)이 정량적 위험도 평가에 미치는 영향을 검토하기 위해서 모델터널(연장: 15 km, 경사도 1.5%, 단면적 $57m^2$, 단굴 양방향 터널)을 대상으로 위험도 평가를 수행하였으며, 다음과 같은 결과를 얻었다. 시나리오(270개)에 대한 분석결과, 사망자는 주로 화재연기의 이동방향과 동일한 방향으로 대피하는 경우가 발생하고 있으며, FED가 0.3을 초과한 후에는 최대 10분 이내에 최대인원이 사망하는 것으로 나타났다. 위험도가 비교적 낮은 범위에서는 피난연결통로간격 및 피난개시시간, 화재성장곡선이 위험도에 영향을 미치는 것으로 나타나고 있으나, 위험도가 한계치에 도달하는 조건에서는 이들의 영향이 거의 없는 것으로 나타났다. 특히 본 연구에서는 피난연결통로의 간격이 1,500 m 이상인 경우에는 피난개시시간지연의 축소나 화재강도 및 화재지속시간의 감소효과가 거의 나타나지 않는 것으로 평가되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.60-67
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• 2019

일반적으로 철근콘크리트 슬래브는 콘크리트 재료의 열적특성에 의해 높은 수준의 화재 저항 성능을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 기존연구에 따르면 중공슬래브의 열적거동은 일반 슬래브와 상이한 것으로 보고되고 있으며, 이는 중공슬래브 내부에 형성된 공기층 때문인 것으로 판단된다. 따라서 슬래브 내부의 공기층을 고려하지 못하는 기존의 방법을 통해서 화재 시 중공슬래브의 내부온도를 추정하는 것은 어려울 것으로 판단된다. 본 연구에서는 화재 시 중공슬래브의 내부온도 분포를 산정하기 위한 수치해석 모델을 제안하고 이를 평가하였다. 기본적으로 화재 시 슬래브의 열전달은 전도, 대류, 복사 등을 통해 발생하며, 이를 기반으로 시간에 따른 슬래브 내부 단면 온도분포를 산정하게 된다. 이에 본 연구에서는 슬래브를 유한개의 층으로 분할하여 각 층의 온도를 산정하는 유한차분법을 도입한 중공슬래브의 수치해석적 모델을 개발하였으며, 슬래브 내부 공기층에서의 대류 및 복사에 의한 열전달 경로를 고려할 수 있도록 개발하였다. 또한 제안된 모델을 실험결과와의 비교를 통해 검증하였으며, 그 결과 제안된 모델은 화재 시 중공슬래브의 온도변화를 적절히 예측하고 있는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권1호
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• pp.21-28
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• 2021

본 연구는 실제 발전소 내 운영 설비의 고정부에 사용되는 앵커에 대하여 지진 발생 시 안전성을 평가하는 것이 주된 목적이다. 이에 따라 운영 설비와 같은 비 구조적 구성 요소의 고정부 앵커에 실제 지진이 발생하였을 경우 발생되는 하중에 대한 응답을 조사하기 위해 실험적 연구를 수행하였다. 실제 다양한 형태를 갖는 비구조요소를 연구하는 데는 경제적, 공간적 제약이 있기 때문에 프레임과 질량으로 구성된 대체 시험체를 제작하여 진동대 시험을 수행하였다. 고정부 콘크리트 앵커의 동적 특성과 내진성능을 평가하기 위해 진동대 시험을 통해 대상 구조물의 고유 진동수를 파악한 후 실제 지진과 같은 인공 지진 효과를 발생시켜 실험을 수행하였다. 결론적으로 시험체에 볼트를 이용하여 강철 프레임을 고정시켜 구조적 강성을 확보하였으며, 이에 따라 고정부 앵커에 전달되는 하중이 감소되는 것을 확인하였다. 향후 해석적 접근을 통하여 실험에 대한 신뢰성 검증 및 현장 여건 상 수행되지 못한 부분에 대하여 연구를 수행할 예정이다.

• 지질공학
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• 제30권4호
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• pp.603-615
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• 2020

인공함양의 설계요소 결정은 대수층의 수리지질학적 특성을 고려하여 산정하게 된다. 연구지역의 시험 부지 내 구축된 주입유형별(수직정, Ditch 및 혼합형)로 주입시험을 단계별로 수행한 후 인공함양의 최적 설계요소 인자를 도출 하였다. 주입정의 구경에 따른 주입 효과의 차이가 크지 않은 것으로 분석되었으며 토지 이용의 가용성과 경제성 등을 고려하여 100 mm 규격이 적정한 것으로 평가되었다. 상부 암반까지도 주입 효과가 잘 유지되는 것으로 나타나 주입정 설치심도는 충적층 및 상부 암반층을 대상으로 결정하였다. 한편, Ditch에 의한 주입 방식의 경우에는, 10~30 mm의 여재를 채운 경우에 침투효율과 수리간섭영향이 우수한 주입 성능을 보이는 것으로 분석되었다. 또한, 수직주입정의 간격 차이에 따른 간섭효율 분석 결과, 각 주입공 간격 1 m 당 간섭효율 감쇄계수는 1.75% 산출되었으며, 주입정의 적정 간격은 9~12 m로 분석되었다. 향후 본 연구에서 산정한 인공함양 설계요소를 현장 시공 및 운영에 적용하여 검증한다면 상시 물부족 지역의 용수 확보에 기여할 것으로 본다.