• 한국항행학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.84-89
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• 2019

본 연구는 복합재 항공기의 비행 데이터를 활용한 기계학습 기반 구조건전성 모니터링 시스템 연구의 예비 연구이다. 본 연구에서는 구조건전성 모니터링에 이용되기에 가장 적합한 기계학습 알고리즘을 선별하고, 실 기체 데이터에 대한 적용을 위해 차원 축소를 수행하였다. 이를 위해 외팔보를 통해 모사된 항공기 날개 구조와 부가 질량을 통해 손상 모사 실험을 진행하고, 분류 알고리즘을 통해 데이터를 손상의 위치와 정도에 따라 구분하였다. 이를 위해 FBG (fiber bragg grating) 센서를 부착한 외팔보의 진동 실험을 통해 정상상태와 12개의 손상상태에 대한 데이터를 취득하고, MATLAB 환경에서 tree, discriminant, SVM (support vector machine), kNN, ensemble 알고리즘의 비교와 파라미터 튜닝을 통해 가장 적합한 알고리즘을 도출하였다. 또한 NCA (neighborhood component analysis)를 이용한 특징 선택을 통해, 실 기체에서 나올 수 있는 고차원 데이터의 관리를 위해 필요한 차원 축소를 수행하였다. 그 결과, quadratic SVM이 NCA를 적용하지 않은 모델에서 98.7%, NCA를 적용한 모델에서 95.9%로 가장 높은 정답률을 보였다. 또한 NCA 적용 후 모델의 예측 속도, 학습 시간, 용량이 모두 향상되었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.369-378
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• 2024

연구목적: 본 연구는 복합 긴장 방식이 적용된 세그멘탈 PSC U형 거더와 콘크리트 바닥판 슬래브가 합성된 40m 실대형 실험체를 제작하여 동적 거동 실험을 실시하고 수치해석적기법 결과와 비교 검토함으로써 구조적 안정성을 검증하고자 한다. 연구방법: 손상이 없는 실대형 실험체에 impact hammer 타격으로 동적 거동 실험을 실시하여 고유진동수와 감쇠비를 측정하고 수치해석적기법 및 구조물의 일반적인 감쇠비와 상호 비교 검토하였다. 연구결과: 거더와 슬래브 합성단면으로 구성된 수치해석 모델의 고유진동수는 2.561Hz로 계산되었고 실대형 실험체의 고유진동수는 2.670Hz로 계측되었으며 감쇠비는 0.42~0.68%로 산정되었다. 결론: 실대형 실험체 고유진동수는 수치해석 모델의 고유진동수 대비 약 4.3% 증가된 값으로써 실대형 실험체와 수치해석 모델의 질량이 동일하므로(99.97%) 실대형 실험체 강성은 구조적 안전성을 확보하였음을 도출할 수 있으며 결과적으로 실험체의 동적 거동 안정성을 검증하였다. 계측된 감쇠비 0.42~0.68%는 탄성영역의 PSC구조물 감쇠비 0.5~1.0%와 비교하여 볼 때, 안정적 동적 거동임을 확인하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.1-11
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• 2017

$H_{\infty}$ 제어와 뮤-합성 제어 방법을 사용하여 두 가지 상황, 즉 불확실성이 포함되지 않았을 때와 20% 불확실성이 포함되었을 때, 하에서 스프링-매스-댐퍼 시스템의 진동을 최소화하였다. 두 컨트롤러의 안정성 및 성능 파악을 위해 GM와 PM 값을 사용하여 분석되었다. 중앙 수치 미분법과 RMS 방법을 사용하여 출력 응답의 신호 강도가 비교되었다. 끝으로, 안정성 비교를 위하여 3가지 다른 $W_{per\;f1}$ 가중함수의 경우에 대해 총 40개의 $H_{\infty}$ 제어기와 뮤-합성 제어기 무작위 표본이 생성되었다. 전반적으로, 40개 플랜트 모델에서 얻어진 결과 값의 견고한 안정성과 성능 값에 따르면, 뮤-합성 제어기가 $H_{\infty}$ 제어기보다 진동 관리에 효과적임이 입증되었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제4권1호
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• pp.11-23
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• 1987

외신성의 폭발 원인을 반성으로부터 accretion disk에 흘러들어온 물질유입량의 갑작스런 증가로 가정하였다. 따라서 $\alpha$-disk모델에서 source term을 100배로 증가시켜 Newton-Raphson 방법으로 풀었다. 구해진 disk의 물리적 변수들을 disk의 반경에 대해 나타냈으며, 시간에 따른 disk의 광도와 질량 변화를 구하였다. $\alpha$ 의 값을 각각 0.1, 0.12, 0.15, 0.18로 바꿔가며 유입되는 물질의 양이 일정할 때와 disk의 밝기가 가장 밝을 때의 변수들을 비교하였다. 이들 결과를 $1M_\bigodot$의 항성의 표면과 대기와 비교하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_1호
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• pp.495-505
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• 2023

함경북도 무산군에 위치한 무산 광산은 한반도의 대표적인 노천 철 광산으로 1935년부터 본격적인 채광이 이루어졌다. 본 연구에서는 지난 백 여년 동안 무산 광산 지역에서 발생한 채광량 및 적치량을 지형 고도의 변화를 통해 추정하고자 하였다. 광산의 부피 변화를 계산하기 위해 1918년에 발행된 1:200,000 축척의 조선 제3차 지형도를 디지타이징(digitizing)하여 digital elevation model (DEM)화한후, Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) DEM (2000) 및 Copernicus DEM (2011-2015)과 비교하였다. 구해진 부피 변화에 철광석과 폐석의 밀도와 공극률을 가정하여 질량으로 환산한 결과, 백 년 동안 약 13억 7천만 톤의 철광석이 채광되었고 약 10억 6천만 톤의 폐석이 적치된 것으로 나타났다. 본 연구는 무산 광산이 본격적으로 개발되기 이전의 자연 지형 자료를 사용함으로써 약백년 가량의 무산 광산의 활동을 정량적으로 산정했다는 데 의의가 있으며, 향후 자료 획득이 제한된 북한의 장기적 지형변화 탐지에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.215-226
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• 2018

본 논문에서는 수중폭발(UE: underwater explosion)에 의한 해중터널(SFT: submerged floating tunnel)의 동적거동을 양해법(explicit)를 이용하는 LS-DYNA에 의한 유한요소해석을 통하여 분석하였다. SFT의 유한요소모델은 원형단면의 강재 라이너에 콘크리트가 채워진 복합재 원형단면으로 고려되었다. 해중터널 시스템의 중앙부 100m 구간은 탄소성재료를 고려한 솔리드(solid)요소로 상세하게 모델링하였으며, 양측 방향으로 각각 1km 구간에 대해서는 탄성재료를 고려하여 빔(beam) 요소로 이상화하여 모델링하였다. 사선계류시스템은 케이블(cable)요소를 적용하였으며, 수중폭발에 의한 동적거동시 수리동적질량의 영향을 고려하기 위하여 원형단면에 대한 추가질량을 고려하였다. 또한 부력과 같은 상시하중을 초기조건으로 고려하기 위하여 동적완화해석(dynamic relaxation analysis)를 수행하였다. UE는 부력비(B/W)와 폭발지점으로부터 거리의 변화에 대해서 고려하였으며, 폭발의 규모는 천안함 합동조사보고서(2010)를 참조하여 TNT 360kg로 결정하였다. 수중폭발 해석결과, 폭발지점으로부터 SFT까지 거리는 관입량, 충격압력의 크기와 반비례 관계에 있고, 부력비(B/W)가 커질수록 계류장력도 커짐을 확인하였다. 그러나 사선계류라인의 계류각 변화는 SFT의 수평거동, 관입량, 계류력, 충격압력과의 연관성을 찾을 수가 없었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권3호
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• pp.207-214
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• 2015

해양온도차발전용 터빈의 효율과 크기를 파악하기 위해 R134a를 작동유체로 하고 출력 5 kW인 반경류형 터빈의 설계가 수행되었다. 터빈입구온도 $25^{\circ}C$, 출구 정압 4.9 bar, 질량유량 1.16 kg/s 로 설정하고 평균유동해석을 수행하여 터빈의 회전수와 주요 치수를 결정하였다. 이들을 바탕으로, 3 차원 터빈 모델을 구축하였으며, 도출된 터빈회전수 12,820 rpm에 대하여 전산유체역학(CFD) 소프트웨어 ANSYS CFX를 이용하여 볼류트와 노즐을 포함하는 터빈 내부 유동장 특성과 효율이 조사되었다. 80%이상의 터빈 효율이 적정 범위 내의 노즐 안내깃 수(10-15 개)에서 제시되었으며, 가장 높은 터빈 효율은 15 개의 안내 깃에서 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.15-20
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• 2017

볼밸브는 밸브의 가운데 구멍이 뚫린 구 모양의 볼이 회전에 의해 구멍을 닫거나 열어 밸브를 개폐시킨다. 본 연구에서는 플랜트장치용 고온용 볼밸브에 관한 것으로써, 사용되는 유체는 고온의 스팀을 사용하는 볼밸브이다. 고온의 스팀을 유체로 사용함에 따라 볼밸브에 열응력이 발생하기 때문에 초기모델에서의 열-구조 연성해석을 실시하여 고온용 볼밸브의 구조적 안정성을 검토하였다. 검토한 결과 폴리테트라 플루오르에틸렌 재질의 시트에서 항복응력 이상의 값이 나타나였다. 본 연구에서는 시트의 최적화를 실시하여 항복응력 이내의 구조적 안정성을 찾고자 하였다. 시트의 최적화를 위해 2개의 형상설계 변수를 선정하였고, 최적화 과정 중에 설계요구조건으로 시트의 길이와 두께에 관련하여 기준을 고려하였다. 시트의 응력과 질량을 고려한 30개의 표본점을 만들어 최적화 과정을 진행하였으며, 최적화 기법으로서 크리깅 내삽법을 이용한 메타모델 최적화 방법을 적용하였다. 그 결과 항복응력 이내의 구조적 안전성을 만족하는 시트의 두께와 길이를 찾을 수 있었고, 이에 따른 개도별 유동해석을 실시하여 볼밸브의 성능지표를 나타내는 유량계수 값을 구하여 볼밸브의 성능을 검토하였다.

• Composites Research
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• 제30권1호
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• pp.52-58
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• 2017

본 논문에서 제시한 복합재 날개 구조물의 최적설계 기법은 파손모드를 통합한 최적화 프레임 웍을 사용하여 복합재 날개 구조물의 안전율을 자동으로 계산한다. 개발된 최적화 프레임 웍은 복합재 구조물의 설계요소에 가장 큰 영향을 주는 파손모드 즉, 최초 파손모드, 좌굴 파손 모드 및 베어링-바이패스 파손을 확인하여 구축된 적층 데이터베이스 안에서 적층수를 찾아낸다. 이는 개발과정에서 수정 및 반복되는 설계 및 해석 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다. 설계변수는 계단형태로 이루어진 적층 데이터베이스이며 응답은 변형률, 좌굴, 볼트 주변부의 응력장이며 목적함수는 날개구조의 질량이다. 그리고 최적화 프레임 윅을 구동하는 Composite Optimizer의 해석결과를 검증하기 위하여 유한요소모델의 좌굴해석 결과와 비교하여 유효성을 검증하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제1권1호
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• pp.157-163
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• 2001

본 연구의 목적은 청정실 내부에서 가상의 화재가 발생할 경우 화재 확산 및 연기의 전파 현상을 예측하기 위하여 실시하였다. 청정실 내의 화재로 인한 온도 및 속도분포의 해석은 유한체적법을 이용한 수치적 방법으로 해석하였으며 난류유동장의 계산은 표준 $k-{\varepsilon}$ 모델을 적용하여 실시하였다. 본 연구 결과는 화재발생 후 150초가 지난 후에는 화재가 완전히 성장한 것으로 나타났으며 이 경우 환기장치는 화재가 완전히 성장한 후에 정지하는 것으로 가정하였다. 연기의 질량분율은 온도 분포와 거의 유사한 것으로 나타났다. 따라서 청정실에서 화재가 발생할 경우 화재 성장이 60초 내에 전공간의 $20{\sim}30%$까지 확산되므로 내부에 있는 사람은 30초 이내에 대피하는 것이 바람직하다.