• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.171-171
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• 2017

전산유체역학(CFD: Computational Fluid Dynamics)를 이용한 스마트팜 환경 내부의 정밀 제어 연구가 진행 중이다. 시계열 데이터의 난해한 동적 해석을 극복하기위해, 비선형 모델링 기법의 일종인 인공신경망을 이용하는 방안을 고려하였다. 선행 연구를 통하여 환경 데이터의 비선형 모델링을 위한 Tensorflow활용 방법이 하드웨어 가속 기능을 바탕으로 월등한 성능을 보임을 확인하였다. 그럼에도 오프라인 일괄(Offline batch)처리 방식의 한계가 있는 인공신경망 모델링 기법과 현장 보급이 불가능한 고성능 하드웨어 연산 장치에 대한 대안 마련이 필요하다고 판단되었다. CFD 해석을 위한 Solver로 SU2(http://su2.stanford.edu)를 이용하였다. 운영 체제 및 컴파일러는 1) Mac OS X Sierra 10.12.2 Apple LLVM version 8.0.0 (clang-800.0.38), 2) Windows 10 x64: Intel C++ Compiler version 16.0, update 2, 3) Linux (Ubuntu 16.04 x64): g++ 5.4.0, 4) Clustered Linux (Ubuntu 16.04 x32): MPICC 3.3.a2를 선정하였다. 4번째 개발환경인 병렬 시스템의 경우 하드웨어 가속는 OpenCL(https://www.khronos.org/opencl/) 엔진을 이용하고 저전력 ARM 프로세서의 일종인 옥타코어 Samsung Exynos5422 칩을 장착한 ODROID-XU4(Hardkernel, AnYang, Korea) SBC(Single Board Computer)를 32식 병렬 구성하였다. 분산 컴퓨팅을 위한 환경은 Gbit 로컬 네트워크 기반 NFS(Network File System)과 MPICH(http://www.mpich.org/)로 구성하였다. 공간 분해능을 계측 주기보다 작게 분할할 경우 발생하는 미지의 바운더리 정보를 정의하기 위하여 3차원 Kriging Spatial Interpolation Method를 실험적으로 적용하였다. 한편 병렬 시스템 구성이 불가능한 1,2,3번 환경의 경우 내부적으로 이미 존재하는 멀티코어를 활용하고자 OpenMP(http://www.openmp.org/) 라이브러리를 활용하였다. 64비트 병렬 8코어로 동작하는 1,2,3번 운영환경의 경우 32비트 병렬 128코어로 동작하는 환경에 비하여 근소하게 2배 내외로 연산 속도가 빨랐다. 실시간 CFD 수행을 위한 분산 컴퓨팅 기술이 프로세서의 속도 및 운영체제의 정보 분배 능력에 따라 결정된다고 판단할 수 있었다. 이를 검증하기 위하여 4번 개발환경에서 운영체제를 64비트로 개선하여 5번째 환경을 구성하여 검증하였다. 상반되는 결과로 64비트 72코어로 동작하는 분산 컴퓨팅 환경에서 단일 프로세서 기반 멀티 코어(1,2,3번) 환경보다 보다 2.5배 내외 연산속도 향상이 있었다. ARM 프로세서용 64비트 운영체제의 완성도가 낮은 시점에서 추후 성공적인 실시간 CFD 모델링을 위한 지속적인 검토가 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.285-291
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• 2016

본 연구의 목적은 유공강판 전단연결재로 보강된 강관말뚝의 인발실험을 통하여 구조성능을 평가하는 것이다. 인발실험에 앞서 재료의 특성을 파악하기 위하여 콘크리트 압축장도 실험을 수행하였으며, 실험에 사용되는 철근 및 철판의 항복하중, 인장강도 및 연신율 등의 재료적 특성을 미리 파악하였다. 유공강판 전단연결재로 보강된 강관말뚝의 인발실험은 2,000kN 용량의 UTM을 이용하여 0.01mm/sec 재하속도의 변위제어 방법으로 실험을 수행하였다. 계측을 위하여 철근 및 유공강판 중앙에 strain gauge를 부착하였으며, 가력판과 충전콘크리트 사이의 상대변위 측정을 위하여 변위계(LVDT)를 설치하였다. 유공강판 전단연결재로 보강된 실험체의 항복하중은 각각 923.8kN과 981.1kN으로 기존 설계법에 의하여 제작된 실험체의 항복하중인 641.7kN에 비하여 1.44배 ~ 1.53배 증가됨을 알 수 있었다. 또한 유공강판 전단연결재로 보강된 실험체의 극한하중은 각각 1004.4kN과 1055.5kN으로 기존 설계법에 의하여 제작된 실험체의 극한하중인 813.7kN에 비하여 1.23배 ~ 1.29배 증가됨을 알 수 있었다. 반면, 유공강판 전단연결재로 보강된 실험체의 항복변위 및 극한상태의 변위는 기존 설계법에 의하여 제작된 실험체에 비하여 각각 0.61배 및 0.42배 감소됨을 알 수 있었다. 따라서 유공강판 전단연결재로 보강된 강관말뚝은 강성은 증가하고 상대변위 및 변형률은 낮게 측정되어 기존 말뚝머리 보강방법을 대체할 수 있는 적절한 보강방법임 알 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제5권1호
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• pp.49-58
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• 1987

환부에 열을 가하여 종양을 치료할 수 있는 온열요법의 생물학적 효과는 상당히 고무적이며 새로운 암 치료 수단으로 등장되었다. 그러나 체내 깊숙히 위치하고 있는 종양에 일정한 열을 계속 부여하면서 온도와 열의 분포를 정확히 측정하기가 어려웠다. 연세 암센터는 연세대학교 공과대학과 녹십자 의료 공업주식회사와 산학협동으로 라디오파 유전가열형 온열장치(가칭 Greenytherm-GY8)를 개발 제작하고 임상응용을 위해 기초 연구를 실시하였다. 개발된 온열장치는 $8{\sim}10MHz$ 라디오파 발생기와 유전가열 전극, 온도계측용 열정대, 냉각장치 및 제어용 개인 컴퓨터로 구성되었다. 온열장치의 성능을 시험하기 위하여 인체크기의 한천팬텀과 동물 및 인체의 악성종양에 대한 치료온도와 온열분포를 측정하였다. 라디오파 발생전력을 $200{\sim}1,500W$까지 조절할 수 있으며 유전가열을 위한 라디오파의 주파수는 $8{\sim}10MHz$ 범위를 얻을 수 있었다. 피부에 근접된 종양의 가열온도는 $200{\sim}500W$의 RF 전력으로 10분이 내 치료가능온도$(42.5^{\circ}C)$ 이상으로 가열할 수 있었으며 정상조직 쪽의 전극은 $5{\sim}10^{\circ}C$로 냉각시키므로서 피부손상을 방지할 수 있었다. $5{\sim}10cm$ 깊이에 존재하는 종양의 가열온도는 치료 가능한 $40{\sim}43^{\circ}C$까지 가열이 가능하였으며 냉각보러스와 정합회로에 의해 피부의 자극을 줄일 수 있었다. 이상과 같은 실험결과로 유전가열형 온열장치는 임상응용에 적합하다고 판단되며 임상경험을 통하여 더 예민한 정합장치와 전기적 자극을 완전히 줄일 수 있는 방법 및 편리한 전극 등의 개발이 가능한 기본자료가 될 수 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.309-312
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• 2008

철근콘크리트구조(RC)는 경제성이 뛰어나 가장 널리 사용되고 있지만, 인장응력에 취약하고 콘크리트의 자중이 커서 처짐 제어가 어렵다는 단점이 있다. 프리스트레스트콘크리트구조는 이를 극복할 수 있는 가장 효율적인 방법으로 이미 오래전부터 알려져 있지만 국내에서는 건축 현장 여건 때문에 적용사례가 매우 드물다. 특히, 대부분 부정정 구조물인 건축물에 적합하면서 일체성을 확보할 수 있는 포스트텐션(PT) 공법은 국내에서는 최근에서야 비로소 몇몇 건축 현장에 도입하기 시작하였다. 그러나 전구간 포스트텐션 공법을 적용하는 것에는 현장여건상 여전히 많은 엔지니어들이 부담을 가지고 있는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 RC구조의 처짐억제 효율성을 높이면서도 현장 실무자들에게 부담을 최소화 할 수 있는 현실적 대안으로 부분 구간에만 PT공법을 적용시키는 방법을 제안하고 거동 특성을 분석하였다. 본 연구에서는 부분 구간PT공법의 적용성을 높이기 위하여 상향긴장방식을 적용하였으며, 실제 현장적용을 통하여 얻은 계측값과 해석결과의 비교를 통하여 거동 특성을 분석하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.363-374
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• 2015

기존의 원자력발전소 계측제어 시스템은 아날로그 기술 기반으로 설계 및 운영되어 왔지만, 정보기술(IT)의 발달로 신규 원자력발전소에는 점차 디지털 기반 기술이 도입되고 있다. 디지털 기반 기술은 여러 가지 순기능에 반하여 사이버 위협에 취약한 측면이 존재하며 이로 인해 시스템 상에 안전성과 신뢰성에 악영향을 끼치고 발전소 전체에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 원자력발전소에 탑재되는 소프트웨어는 개발 초기 단계부터 사이버보안 요소들을 고려하여 설계되고 각 단계마다 사이버보안 평가를 통하여 사이버보안에 대한 신뢰 수준을 측정하고, 기술적 관리적 운영적 측면에서의 사이버보안 척도가 요구된 바와 같이 이행되는지를 확인하는 것이 필요하다. 그러나 현재 이러한 사이버보안 평가 방법을 포함한 전반적인 사이버보안 프로그램이 마련되어 있지 않은 실정이므로 본 논문에서는 원자력발전소와 관련된 규제요건 및 기술표준문서를 기반으로 원자력발전소의 소프트웨어 생명주기 단계별 사이버보안 활동과 평가 항목을 도출하여 소프트웨어 생명주기 단계별로 사이버보안 평가가 가능한 방법을 제안한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1115-1130
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• 2012

최근 원자로 압력용기 상부헤드 관통노즐 J-groove 용접부 주변에서 균열로 인한 냉각수 누출사고가 발행하고 있다. 이러한 사고의 원인은 용접에 의한 인장잔류응력, 농축된 붕산수 및 응력부식에 민감한 재료로 인한 일차수응력부식균열(PWSCC : primary water stress corrosion cracking)인 것으로 판명되었다. PWSCC 평가는 원자로 건전성 평가의 주요 관심사로서 용접에 의해 발생되는 잔류응력을 정확하게 예측함으로써 가능하다. 본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 국내 원자로의 일반적인 J-groove 용접부의 해석절차를 소개하고, 용접해석 관련 변수의 민감도 해석을 통해 잔류응력 예측기법을 제시하고자 한다. 이를 위해 2 차원 및 3 차원 요한요소해석 방법을 바탕으로 변수 민감도 해석을 수행하였으며, 기존 연구결과와 비교를 통해 해석절차 및 방법의 유용성을 검정하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권2호
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• pp.156-162
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• 2005

연안지역의 해수침투와 관련된 연구에서 전기전도도의 변화를 파악하는 것은 매우 중요한 문제 중에 하나이며, 특히 염/담수 영역에서의 전기전도도 모니터링은 양수로 인한 염수의 이동을 효과적으로 파악할 수 있기 때문에 양수 설계 최적화에 매우 유용하게 이용될 수 있다. 특히, 공내수의 수직적인 전기전도도 분포는 해수침투대의 특성에 따라서 변하기 때문에 여러 심도에 걸친 동시 모니터링이 필요하다. 본 연구에서는 상업용 모니터링 장비에 비하여 계측장비의 구성비용이 상대적으로 저렴하며 장기간 연속 모니터링 및 측정 변수들을 실시간으로 제어할 수 있는 원격 다채널 모니터링 시스템을 개발하였으며, 전남 영광지역의 해수침투 조사 시추공에 적용하여 양수에 따른 지하수의 전기전도도 변화 및 그 양상을 고찰하였다. 양수를 병행하면서 수행한 모니터링 결과, 일정 심도에서 전기전도도의 증가 또는 감소는 사질층 또는 암반의 균열을 따라 유동하는 지하수의 복합적인 영향임을 파악할 수 있었으며 이와 같은 결과는 양수 전$\cdot$후에 실시한 물리검층 결과와도 잘 일치하였다. 양수에 의한 공내수의 전기전도도 변화 특성을 심도에 따라서 실시간으로 측정할 수 있는 다채널 모니터링 시스템은 염분농도를 고려한 연안지역 지하수자원 확보에 유용하게 이용될 것으로 판단된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제4권4호
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• pp.187-192
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• 2017

본 연구는 보도, 차도, 주차장, 공원, 광장 등에서 많이 사용되고 있는 포장 재료인 블록의 증발 등 열적 성능을 평가하였다. 일반적으로 많이 사용되고 있는 일반블록과 LID (Low Impact Development)형 제품인 투수블록과 보수블록을 비교하였으며, 통제된 기후조건 (일사, 강우, 강설, 온도, 습도 등)이 갖춰진 챔버 (chamber) 내에서 실험을 수행하였다. 환경챔버 내의 공기온도와 상대습도가 제어되는 상태에서 강우설비와 로드셀을 활용하여 강우전과 후의 중량변화 및 일사장치와 송풍장치를 이용하여 증발량을 계측하였다. 결과적으로 보수블록이 일반블록에 비해 증발산량은 약 2.6배 많았으며, 표면온도는 $10^{\circ}C$, 공기온도는 $4.6^{\circ}C$ 낮았다. 따라서 블록시험에 강도, 투수성능뿐만이 아닌 열에 대한 부문도 추가하여 분석한다면, 도시의 열 환경개선에도 많은 도움이 될 수 있을 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.19-26
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• 2009

짧은 쇄석다짐말뚝 공법(RAP)은 깊은 기초와 얕은 기초의 중간개념으로 1989년 미국에서 시작하여 세계적으로 활용성을 넓혀가고 있다. 국내의 경우, 체계적인 조사 및 연구가 이루어지지 않아 실제 현장에 적용하기 위한 설계시방이나 지지력 산정방법 등의 확보가 시급한 실정이다. 본 연구는 RAP공법의 구조물 기초로서의 배치형태에 따른 지지력 측정을 통해 사용성 확보를 위한 기초연구로써, 지지력 측면에서 최적의 배치에 대한 적용방안을 검증하기 위해서 이루어졌다. RAP공법이 적용된 지반의 지지력을 실내모형토조시험을 통하여 검토하였다. 연구방법은 사질토로 조성된 모형지반에 RAP의 배치형태별(정방형, 육각형, 십자형, 마름모형), 직경별(20mm, 30mm, 40mm)로 변위제어시험을 수행하여 RAP의 지지력을 검토하였다. 실험결과, 중심간 간격이 좁아짐에 따라 인접한 말뚝에 의한 구속효과 및 변형억제 등의 상호작용 효과가 증대되어 지지력이 증가하였으며, 직경이 커질수록 강성이 커져서 지지력이 증가하였다. 또한, 말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따라 주변지반이 조밀해지면서 침하량도 감소하였다. 향후 다양한 현장계측자료의 축적을 통한 지속적인 검증작업과 침하량 및 지지력 측면에서 RAP의 최적 배치형태에 대한 연구가 요망된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권4호
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• pp.362-367
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• 2017

본 연구에서는 입자상물질 저감을 위해 개발한 디젤미립자 필터를 선박용 고속 디젤엔진에 적용하여 측정방법에 따른 저감효율을 비교 분석하였다. 시험에 사용된 엔진은 최고출력 403 kW의 4행정 기계식 선박용 고속 디젤엔진이며, 선박 엔진의 부하와 회전속도 제어를 위해 AC 동력계를 사용하였다. 선박 엔진 시험주기인 E3 cycle의 네 운전조건에서 저감효율을 측정하였으며, 측정방법으로는 입자상물질 및 soot의 저감특성을 살펴보기 위해 분류희석 방법과 광흡수법이 적용된 계측기를 각각 이용하였다. 디젤미립자 필터 적용에 따른 저감효율 측정 결과, 엔진허용 배압을 충족함과 동시에 입자상물질의 경우 76 ~ 91 %, soot(${\approx}$블랙카본)은 90 %이상 확인할 수 있었다. 이 결과로부터, 선박용 디젤엔진에서 배출되는 입자상물질 및 soot 저감기술로 디젤미립자 필터 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 또한, 측정방법별 저감효율이 상이한 결과로부터 측정방법의 단일화 필요성을 확인할 수 있었다.