• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.782-789
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• 2020

국내에서 제작되는 철도차량의 해외 시장 개척을 위하여 다양한 기후환경에서도 최고의 성능을 유지하기 위한 철도차량의 기술개발이 시급하다. 본 연구에서는 혹독한 기후환경시험 모사 시스템 구축에 필수적으로 적용되어야 할 국제·국내 규격을 조사 및 비교 분석하였으며, 국내 규격의 향상 방안을 고찰하였다. 기후환경시험 풍동내에서 풍속 및 온도 규정은 UIC, EN 및 IEC 규격에 규정되어 있으며, EN 50125-1에서 가장 큰 풍속인 180km/h까지 시험하도록 되어있다. 극저온 시험은 UIC 및 EN 규격에서 가장 낮은 온도 -45℃를 제시하고 있으며, IEC 62498-1에서 55℃까지의 고온시험을 규정하고 있다. 태양광 복사 시험은 UIC, EN, IEC 규격에서 최대 1200W/m2 복사 강도까지 규정되어 있다. 강우시험은 IEC, EN 및 KS R 9145 규격에서 규정하고 있으며 살수량, 살수 압력 및 살수방법 등에서 차이점이 있다. 강설시험의 경우는 국내외적으로 상세히 규정되어 있지 않다. 여압 시험은 KRTS-VE-Part31 국내 기준에서 규정되어 있다. 고속 철도차량 기밀시험은 UIC 660 및 779-11에서 객실내 압력 변화율 규정이 있으며 차량 기밀도가 규정되어 있다. 국내 규격에서는 풍속에 대한 규정은 매우 미비하며, 태양광 복사 시험 및 강설 시험 규격은 존재하지 않는다. 철저한 기후환경 시험을 위하여 국내 철도 완성차 관련 기술기준 및 시험 규격을 국제수준으로 향상시킬 필요가 있는 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.745-753
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• 2021

최근 밀양 세종병원(2018), 종로 고시원(2018), 김포 요양병원(2019) 등 재난약자를 포함한 다수의 시민들이 사용하는 다중이용시설물에서 대형 화재가 발생하여 많은 인명 및 재산피해가 초래되고 있다. 이러한 피해를 줄이고자 여러 시범적인 연구가 진행되었지만, 최신 공간정보 및 IoT 기술을 활용한 첨단 화재대응기술 개발은 아직 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 현업 적용기술 개발을 위해 실감형 재난관리기술 연구를 기반으로 도출된 세부 기술들을 실증할 수 있는 테스트베드를 구축하였다. 세부적으로는 첫째, 테스트베드의 건축물 조건 및 후보지를 조사·분석하여 연구대상 건축물의 만족조건과 후보대상 건축물을 도출하였으며, 둘째, 테스트베드를 선정하여 필요한 센서 및 시설물 인프라 구축 등 성과물 실증을 위한 기반을 마련하였다. 마지막으로 기술실증을 위한 시나리오를 제작하였으며, 테스트베드용 시스템을 개발하여 실제 테스트베드 현장 실증을 성공적으로 수행하였다. 해당 테스트베드는 실감재난관리 연구사업의 중간성과물을 검증하고 개발기술들의 질적 향상을 높이는 데 기여할 것으로 예상된다. 본 연구가 향후 타 연구과제에서 테스트베드 구축 시 참조할 수 있는 모범사례가 되어, R&D 성과의 가치를 더욱 높일 수 있기를 기대한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.520-527
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• 2020

황토는 국내 토양의 약 15.0%를 차지하는 풍부한 자원이며, 고온소성 후 급랭하여 활성화시키면 포졸란 특성을 갖는 콘크리트 결합재로서 사용할 수 있다. 본 연구에서는 시중에서 판매되는 경계석 배합을 기반으로 하여 활성 황토 혼입 모르타르 경계석 시편을 제작하였다. 활성 황토의 혼입율은 10.0% 및 25.0%를 고려하였으며, 시험 항목으로는 압축 및 휨 강도 시험, 동결융해 저항 성능 평가, 촉진 탄산화 시험, 촉진 염화물 확산 시험을 설정하였다. 역학적 성능 평가 결과 OPC 배합에서 가장 높은 강도가 평가되었으며, 재령일의 증가에 따른 강도 증가가 적게 나타났는데 이는 3일간 증기 양생을 통해 대부분의 강도가 발현되었기 때문으로 사료된다. 재령 28일에 해당하는 시편을 대상으로 동결융해 저항성능 평가 결과, 모든 배합에서 85.0% 이상의 강도 저하율을 나타내어 제시된 기준에 만족하였다. 촉진 탄산화 시험은 재령 28일 시편을 대상으로 수행되었으며 활성 황토 혼입 배합에서 OPC 배합 대비 다소 저하된 탄산화 저항성능을 나타내었다. 재령 28일 및 91일에 ASTM C 1202에 준하여 각 배합의 통과 전하량을 평가하였다. OPC 배합의 경우 "Low" 등급을, 활성 황토 혼입 배합의 경우 "Moderate" 등급을 나타내어 활성 황토 혼입 배합에서도 적절한 염해 저항성능을 나타내는 것으로 보인다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.38-46
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• 2021

4차 산업혁명 시대를 맞이하면서 첨단기술이 산업 전반에 사용됨에 따라 자율운항선박기술에 대한 관심이 고조되고 있다. 이에 본 연구에서는 자율운항선박에 대한 기초 연구로써 모형 선박을 제작하고 드론에 사용되는 아두파일럿(Ardupilot)을 적용시켜 자율운항 제어 시스템을 구축하였다. 구축된 모형선을 활용하여 다양한 항해계획을 실행함으로써 자율운항 선박의 운항 자동제어 가능성을 확인하였다. 침로안정성 실험에서는 모형선이 정해진 침로를 똑바로 따라가지 못하고 지그재그(S자 형태)로 항행하면서 침로에서 최대 5.4 m(4.5 L) 이탈하였으며, 매개변수를 수정하여 이탈거리를 최대 1.8 m(1.5 L)까지 감소시켰다. 선회성능 실험에서는 선회권의 직경이 최대 약 9.3 m(7.8 L)로 나타났는데 매개변수를 수정하여도 큰 변화를 확인할 수 없었다. 하지만 WP 도착 전 감속하도록 실험한 결과 선회권의 직경이 최대 약 3.2 m(2.7 L)로 감소된 것을 확인할 수 있었다. 정지성능을 평가하기 위해 모든 실험의 마지막 정지 예정 위치와 실제 모형선이 정지한 위치를 상호 비교하였으며, 정지 예정 위치로부터 최소 0.4 m(0.3 L), 최대 6.2 m(5.2 L) 떨어진 지점에서 모형선이 정지하였음을 확인할 수 있었다. 추후 다양한 매개변수의 수정·보완을 통한 성능 향상이 이루어진다면 자동제어를 통한 자율운항선박의 자동접안을 위한 연구를 진행할 계획이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권6_1호
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• pp.1367-1377
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• 2020

본 연구는 2016년 발생한 9.12 경주지진을 중심으로 경주시 건축물의 지진 취약성을 평가하고 지도를 제작하는데 목적이 있다. 지진 취약성을 평가하기위해 지질공학, 물리, 구조적 요인과 관련된 11개의 영향인자를 선정하였으며, 이는 독립변수로 적용되었다. 종속변수로는 9.12 경주지진 당시 실제 피해 입은 건축물의 위치자료가 사용되었다. 평가 모델은 기계학습 방법의 RF와 SVM을 기반으로 구축하였으며, 훈련 및 검증 데이터셋은 70:30 비율로 무작위 선별되었다. 정확도 검증은 ROC 곡선을 사용하여 최적 모델을 선별하였으며, 각 모델의 정확도는 RF(1.000), SVM(0.998), 예측 정확도는 RF(0.947), SVM(0.926) 로 나타났다. RF 모델을 기반으로 경주시 전체 건축물의 예측 값을 도출하였으며, 이를 등급화 하여 지진 취약성 지도를 작성하였다. 행정동별 건물 등급 분포를 살펴본 결과, 황남동, 월성동, 선도동, 내남면이 취약성이 높은 지역으로, 양북면, 강동면, 양남면, 감포읍이 상대적으로 안전한 지역으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제31권3호
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• pp.145-166
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• 2021

지난 40여 년간 국내에서 수압파쇄법 및 오버코어링법을 이용하여 실제로 측정된 전국 1,400여개의 현지응력 실측자료를 통합하여 데이터베이스를 구축하고, 세계응력지도 프로젝트에서 제안한 가이드라인에 따라 한국응력지도 2020을 제작하였다. 이와 함께 세부 자료로 전국 각 지역별 현지응력 측압계수와 최대수평응력 방향 분포도를 제시하였다. 한반도 전역에서의 최대수평응력 방향은 북동에서 남동 방향으로 나타났고, 현지응력의 크기도 비교적 분산폭이 넓은 분포양상을 보였다. 이는 천부 심도에서 개별 측정 지역의 지형이나 암질 등과 같은 국지적 특성을 크게 반영한 것으로 보이며, 산악지형, 파쇄대의 암질변화, 광산 채굴과 지하공동의 유무, 단층대 지질구조 등이 암반 응력에 영향을 미친 사례들에 대해 조사해 보았다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.1-7
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• 2022

타이밍벨트는 동력전달 요소로서 V벨트와 기어의 장점을 살린 톱니붙이 전동 벨트로서 미끄러지지 않고 소음도 적어 기구에서 회전축이나 직선 운동에서 동력을 전달할 때 동력 전달 장치로 사용되고 있다. 기어처럼 등간격의 홈을 가진 벨트 풀리와 홈에 정확히 맞물리도록 동일한 간격의 홈을 가진 타이밍 벨트를 통해 회전을 정확하게 전달할 수가 있다. 특히 출력축에 타이밍벨트가 사용된 메커니즘에서 타이밍벨트의 강성을 포함한 동적 특성이 시스템 전달 특성을 결정하게 되므로 그 중요성이 커진다. 본 논문에서는 제한된 범위의 움직임을 갖는 타이밍 벨트에 적용하여 강성을 증가시킬 수 있는 강성 강화 벨트를 제안하였다. 강성 강화 벨트의 동특성을 연구하기 위하여 강성 강화 벨트에 대한 운동방정식을 수립하고, 강성 강화 벨트에 대한 시뮬레이션 모델을 만들어 분석을 수행하였다. 운동 방정식과 시뮬레이션 모델의 분석 결과를 확인하기 위하여 강성 강화 벨트를 사용한 1축 회전 실험 장치를 제작하고 실험을 수행하였다. 운동 방정식, 시뮬레이션 모델, 실험을 통하여 제안한 강성 강화 벨트를 적용하면 타이밍벨트의 강성과 동특성을 개선할 수 있음을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.160-165
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• 2022

본 논문에서는 드론 무선충전을 위해 지상 고정 무선전력전송 송신기에 착륙하는 드론과 같이, 고정 송신기와 상대적인 거리 및 코일 정렬이 변화하는 수신기에 적용하는 6.78 MHz 자기공진 무선전력전송 기술을 제안하였다. 송신 및 수신 코일간 상대 거리와 코일 면적 부정렬비 등에 따른 전력전달 특성을 연구하였다. 송수신 코일은 직접 급전방식으로 60×80mm² 크기로 설계하고 상대거리 최대 50mm에서 수평 방향 면적 부정렬 상태를 가정하여 코일 중심축이 XY평면에서 각각 0-40mm 어긋날 때 특성을 유도하였다. 송수신 코일간 거리 및 면적 부정렬비에 따라 3차원 전자계 시뮬레이션을 통한 전력전송특성을 유도하고 제작한 시스템 특성을 시뮬레이션과 비교하였다. 무선전력전송 송수신 코일간 시뮬레이션 특성과 측정치는 수직거리 최대 30mm, 50% 면적 부정렬 상태에서-3dB 이상의 전달특성을 나타내었다. 본 연구를 통해 송수신기간의 상대거리 및 부정렬 상황에 따라 직접 급전 방식에 따른 특성을 예측할 수 있었으며 직접 급전 방식은 송수신 코일간 상대적 거리가 짧고 부정렬 면적비가 작아 결합계수가 큰 경우 유리함을 알수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제26권3호
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• pp.27-37
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• 2022

최근 ESS(전기저장장치)의 보급이 늘어나면서 ESS에 의한 지속적인 화재발생으로 인명 및 재산의 피해 또한 급증하고 있다. ESS에 활용되는 우레탄 샌드위치 패널에 제조에 있어 난연 성능의 향상이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 연질 폴리우레탄 폼의 난연 특성을 구현하고자 제품의 물성을 변화시키는 이소시아네이트 관능기 파라미터의 변화로 인한 제품의 조직 치밀도가 화재성능에 미치는 영향을 연구하였다. 우레탄 조직의 치밀도를 변화시켜가며 제품을 제작하여 연소성능 시험, 가스유해성 시험, 연기밀도 시험을 진행하였다. 그 결과 총 방출열량은 이소시아네이트 관능기 그룹이 높은 경우 성능이 우수하고, 최대 열 방출율과는 상관이 없는 것을 확인하였다. 이소시아네이트 관능기 그룹의 값이 2.7이상에서 형상의 붕괴를 방지할 수 있었다. 가스유해성 시험에서는 이소시아네이트 관능기 그룹이 상대적으로 높아 조직이 치밀하면서 탄화 막 형성이 용이한 Char시스템용 난연제가 추가적으로 투입되어야 성능이 상승하였고, 연기밀도 시험에서는 이소시아네이트 관능기 그룹의 값이 2.75이상에서 성능이 증가되는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구의 결과로 기존에 사용되던 저렴한 우레탄 샌드위치 패널을 대체할 난연제 개발에 기반을 마련할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.109-128
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• 2022

시설물안전법에 의한 터널의 정밀안전진단은 세부지침에 의거하여 수행되나, 현재의 TBM터널 세그먼트라이닝 평가체계에는 유압잭 사용의 장비특성, 세그먼트를 고려한 외관조사, 건전도를 위한 비파괴 시험방법 등의 결함특성을 반영하지 못하는 한계를 지닌다. 시설물정보관리시스템에 등재된 TBM터널은 1% 미만이지만 다중이용시설 및 국가 중요시설의 사용을 감안하여 많은 유지관리가 필요하다. 발파로 굴착하며 터널 축을 따라 6~12 m의 라이닝을 연속하여 현장 타설하는 NATM터널과 비교하여 TBM터널은 디스크커터와 커터비트가 달린 원형의 회전판을 회전하여 굴진하며 공장 제작된 폭 1.2~1.4 m 세그먼트를 조립하여 구조체를 형성한다. TBM터널에 대한 정확한 평가를 위해서는 설계, 시공, 운용단계의 특징이 고려되어야 한다. 11개 구간에서 운용중인 국내 지하철 TBM터널의 결함특성을 유형별로 분석하였으며 TBM터널 세그먼트라이닝의 공통된 결함 특성 이외에 특수한 결함에 대해서는 해외 논문 연구내용을 발췌하여 이해를 돕고자 하였다. 균열과 누수는 위치 및 형상에 따라 7가지 유형으로 구분하였으며, 박락 및 파손과 부식에 대해서는 3가지 유형으로 구분하여 분석하였다. 향후 설계, 시공의 피드백과 유지관리에 도움이 되고자 한다.