• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권1호통권53호
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• pp.205-213
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• 2009

본 연구에서는 사장교의 케이블 장력을 장기적인 관점에서 보다 효과적으로 분석하고 모니터링할 수 있는 케이블 장력 모니터링 시스템을 개발하는 연구를 수행하였다. 제안된 모니터링 시스템에는 실시간 동적 데이터에서 일정 대상시간 동안의 가속도 데이터를 선정하고, 이를 고속 푸리에 변환 알고리즘에 적용하여 주파수 분석한 결과를 평균하여 일반화시키는 신호해석이론이 적용되었다. 제안된 케이블 장력의 모니터링 시스템의 적용성을 평가하기 위하여 실제 공용중인 사장교에 대한 현장재하시험을 실시하였다. 현장계측을 통한 수동으로 계산된 장력과 모니터링 시스템의 강제저장 기능을 통해 저장된 데이터를 수계산하여 반자동으로 계산된 장력을 비교한 결과, 장력차이가 1% 이내로 발생하였고, 제안된 모니터링 시스템에서 자동으로 계산된 장력을 비교한 결과에서는 약 5% 범위의 무시할만한 차이로 나타나 본 연구에서 제안된 사장교 케이블 장력 모니터링 시스템의 신뢰도를 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.71-80
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• 2013

설계를 위한 교량의 해석모델은 구조물의 안전성을 확보하기 위해 자중 및 외부하중은 되도록 크게, 구조물의 강성은 되도록 작게 평가하는 것이 일반적이다. 때문에 설계모델을 이용한 버페팅 응답은 실제 공용교량의 버페팅 응답과 차이를 나타낸다. 공용교량의 버페팅 응답을 정확하게 예측하기 위해서는 공용교량의 동적특성을 계측하여 해석모델이 계측값을 반영하도록 수정하여야 한다. 일반적으로, 실제교량과 동일한 고유진동수를 갖는 MBM(Measurement -based Model)을 구축하기 위해 설계모델의 다양한 물성치를 파라미터로 조정하며 계측된 고유진동수와 일치시키는 MTM(Manual Tuning Method)이 사용되고 있다. MTM은 파라미터의 초기치 설정에 따른 임의성이 높고 여러 수렴점을 가질 수 있어 분석에 상당한 노력이 소요된다. 본 연구는 버페팅해석에 널리 적용되고 있는 단일모드 주파수영역 해석법이 구조물의 모드형상, 고유진동수 및 감쇠비의 동적특성만을 이용하는 점에 착안하여 MTM과정 없이 설계모델의 버페팅 응답을 공용교량의 버페팅 응답으로 보정하는 BRCM(Buffeting Response Correction Method)을 제안하였다. BRCM은 설계모델의 모드형상 별 버페팅 응답을 공용교량의 고유진동수만으로 보정하는 방법이다. 공용교량의 고유진동수는 상시진동에 의한 계측 가속도로부터 산정하였다. BRCM의 적용성을 단순보 모델의 시간이력 버페팅해석을 수행하여 수치적으로 평가하였으며 공용교량모델을 이용한 버페팅해석결과, BRCM과 MTM의 응답 차이는 3% 이하로 나타났다. 공용교량의 실시간 계측시스템에 BRCM을 도입할 경우 사장교의 유지관리 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.160-160
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• 2017

자동화 기술을 통한 한국형 스마트팜의 발전이 비약적으로 이루어지고 있는 가운데 무인화를 위한 지능적인 스마트 시설환경 관찰 및 분석에 대한 요구가 점점 증가 하고 있다. 스마트 시설환경에서 취득 가능한 시계열 데이터는 온도, 습도, 조도, CO2, 토양 수분, 환기량 등 다양하다. 시스템의 경계가 명확함에도 해당 속성의 특성상 타임도메인과 공간도메인 상에서 정확한 추정 또는 예측이 난해하다. 시설 환경에 접목이 증가하고 있는 지능형 관리 기술 구현을 위해선 시계열 공간 데이터에 대한 신속하고 정확한 정량화 기술이 필수적이라 할 수 있다. 이러한 기술적인 요구사항을 해결하고자 시도되는 다양한 방법 중에서 공간 분해능 향상을 위한 다지점 계측 메트릭스를 실험적으로 구성하였다. $50m{\times}100m$의 단면적인 연동 딸기 온실을 대상으로 $3{\times}3{\times}3$의 3차원 환경 인자 계측 매트릭스를 설치하였다. 1 Hz의 주기로 4가지 환경인자(온도, 습도, 조도, CO2)를 계측하였으며, 계측 하는 시점과 동시에 병렬적으로 공간통계법을 이용하여 미지의 지점에 대한 환경 인자들을 실시간으로 추정하였다. 선행적으로 50 cm 공간 분해능에 대응하기 위하여 Kriging interpolation법을 횡단면에 대하여 분석한 후 다시 종단면에 대하여 분석하였다. 3 Ghz에 해당하는 연산 능력을 보유한 컴퓨터에서 1초 동안 획득한 데이터에 대한 분석을 마치는데 소요되는 시간이 15초 내외로 나타났다. 이는 해당 알고리즘의 매우 높은 시간 복잡도(Order of $O=O^3$)에 기인하는 것으로 다양한 시설 환경의 관리 방법론에 적절히 대응하기에 한계가 있다 할 수 있다. 실시간으로 시간 복잡도가 높은 연산을 수행하기 위한 기술적인 과제를 해결하고자, 근래에 관심이 증가하고 있는 NVIDIA 사에서 제공하는 CUDA 엔진과 Apple사의 제안을 시작으로 하여 공개 소프트웨어 개발 컨소시엄인 크로노스 그룹에서 제공하는 OpenCL 엔진을 비교 분석하였다. CUDA 엔진은 GPU(Graphics Processing Unit)에서 정보 분석 프로그램의 연산 집약적인 부분만을 담당하여 신속한 결과를 산출할 수 있는 라이브러리이며 해당 하드웨어를 구비하였을 때 사용이 가능하다. 반면, OpenCL은 CUDA 엔진이 특정 하드웨어에서 구동이 되는 한계를 극복하고자 하드웨어에 비의존적인 라이브러리를 제공하는 것이 다르며 클러스터링 기술과 연계를 통해 낮은 하드웨어 성능으로 인한 단점을 극복하고자 하였다. 본 연구에서는 CUDA 8.0(https://developer.nvidia.com/cuda-downloads)버전과 Pascal Titan X(NVIDIA, CA, USA)를 사용한 방법과 OpenCL 1.2(https://www.khronos.org/opencl/)버전과 Samsung Exynos5422 칩을 장착한 ODROID-XU4(Hardkernel, AnYang, Korea)를 사용한 방법을 비교 분석하였다. 50 cm의 공간 분해능에 대응하기 위한 4차원 행렬($100{\times}200{\times}5{\times}4$)에 대하여 정수 지수화를 위한 Quantization을 거쳐 CUDA 엔진과 OpenCL 엔진을 적용한 비교한 결과, CUDA 엔진은 1초 내외, OpenCL 엔진의 경우 5초 내외의 연산 속도를 보였다. CUDA 엔진의 경우 비용측면에서 약 10배, 전력 소모 측면에서 20배 이상 소요되었다. 따라서 우선적으로 OpenCL 엔진 기반 하드웨어 가속 기술 최적화 연구를 통해 스마트 시설환경 실시간 시뮬레이션 기술 도입을 위한 기술적 과제를 풀어갈 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권8호
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• pp.15-27
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• 2020

본 연구에서는 말뚝에 작용하는 부마찰과 관련된 원심모형실험 및 실규모 현장실험 등 기발표 자료에 대한 고등3차원 유한요소해석을 수행하였다. 이를 통해 기존연구에서는 충분히 고려되지 못했던 부마찰이 작용하는 말뚝의 거동 특성을 상세히 분석하였다. 즉 수치해석을 통해 기존연구에서는 고려하지 못했던 부마찰에 의한 말뚝의 침하와 군효과, 군말뚝에서 희생말뚝의 영향과 말뚝두부와 기초판 사이의 상호거동, 말뚝-인접지반의 경계면 요소(interface element)의 유무 및 시간 의존적인 부마찰의 발생특성 등 다양한 요소들을 분석할 수 있었다. 원심모형실험의 경우 중력가속도가 1g에서 특정한 값으로 증가하는 경우 흙의 자중 증가로 인해 말뚝에 비교적 큰 부마찰이 발생하는 것을 확인하였다. 군말뚝의 경우 희생말뚝 유무 및 말뚝두부와 기초판과의 연결여부에 따라 말뚝의 거동이 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 특히 부마찰은 압밀과 관련된 시간의존적 특성을 가지므로 압밀이 진행 중인 말뚝의 거동을 분석할 경우 압밀을 고려한 해석을 수행하는 것이 합리적인 것으로 분석되었다. 이러한 일련의 고찰을 통하여 기존연구의 한계를 적절하게 보완하면서 부마찰을 받는 말뚝의 거동을 명확히 분석할 수 있었다.

• 대한교통학회지
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• 제24권3호
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• pp.17-27
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• 2006

미시교통류의 한 연구분야인 차량추종이론은 1950년대에 처음으로 제시되었고 1960년대에 활발히 진행되다가 자료수집의 한계로 인해 연구가 부진하다가 위성을 이용한 차량의 위치추적 기술의 발달과 컴퓨터의 이용이 보편화되면서 다시 활기를 띠고 있다. 최근에는 GPS(global positioning systems)의 수신자료를 이용한 연구가 많이 수행되고 있다. GPS 기술이 교통에 도입되면서 차량의 위치에 대한 실시간 추적이 가능하게 되었다. 위치정보는 시간상으로 연속적일 뿐만 아니라, 여러 대의 차량의 연속주행에 대해서도 동시 측정이 가능하다. 본 연구는 현실자료를 기반으로 한 국내 교통류에 적합한 차량추종모델 파리미터를 정산하기 위하여 수집장치로서 DGPS의 활용 가능성을 타진하는 실험을 반복 수행하였고, DGPS를 활용한 분석 프로세스를 정립하고, 오차에 관한 현장조사를 수행하며, DGPS 수신자료의 활용성을 판단하여 추가조사를 통하여 제한적이긴 하나 차량추종모델의 파라미터를 정산한 후 이 값을 기존 연구결과와 비교해 보는 과정으로 구성되었다. 또한 최근 미시적 시뮬레이션의 도입이 광범위하게 이루어지고 있고. 시뮬레이션에는 차량추종모델이 적용 되어있다. 파라미터 정산의 어려움으로 인해 외국의 Default 값을 수정 없이 사용하고 있는데 국내 운전행태가 외국의 경우와 다르므로 Default값을 사용하는 것은 분석의 문제 가능성을 내포하고 있다. 본 연구에서는 현장실험을 통해 수집된 DGPS 수신자료를 이용하여 제한적이나마 PARAMICS의 차량추종모델의 파라미터를 정산하는 것으로 현실에 맞는 파라미터 정산치 가능성을 판단하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.553-561
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• 2010

본 논문은 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 단자유도 시스템과 탄소성 거동을 하는 단자유도 시스템의 내진 성능을 해석적 연구를 통하여 두 시스템이 유사한 최대 변위 응답을 갖도록 하는 점성 감쇠기의 감쇠비를 근사적으로 구하는 것을 목적으로 한다. 우선, 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 단자유도 시스템의 조화 반복 가력 시의 거동에 대하여 설명하고 거동을 구현할 수 있는 해석모델을 소개한 후 두개의 단자유도 시스템의 이력거동을 특징지을 수 있는 해석변수를 설정하고 20개의 역사지진을 사용하여 비선형 시간 이력 해석을 실시하였다. 대부분의 경우 약 10 ~ 15% 정도의 점성 감쇠비를 가진 셀프 센터링 단자유도 시스템이 탄소성 거동을 하는 단자유도 시스템과 유사한 평균 최대 변위 응답을 보였다. 아울러, 3개의 탄소성 거동을 하는 단자유도 시스템과 6개의 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링을 선택하여 두 시스템의 내진성능을 보다 자세히 조사한 결과, 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 시스템이 진동이 끝난 후 잔류변형이 남지 않았을 뿐만 아니라 약 15%의 감쇠비를 가진 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 시스템은 탄소성 거동의 단자유도 시스템보다 우수한 최대 변위와 가속도 응답을 보였다.

• 한국안광학회지
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• 제13권1호
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• pp.5-13
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• 2008

목적: 각막 부착 콘택트렌즈에는 어떠한 힘이 작용하며 또한 이 힘에 따른 렌즈의 운동을 알아보고자 본 해설을 작성하였다. 방법: 렌즈 아래 눈물층에는 모세관작용에 따른 힘이 발생하고 렌즈 회전에 따른 눈물층 간격변화에 기인하는 복원력이 발생한다. 눈깜빡임에 따라 콘택트렌즈는 눈꺼풀-렌즈 사이 마찰력과 눈꺼풀의 가속도에 의한 힘, 눈물층의 복원력 및 점성저항력에 의해 운동(움직임)이 결정된다. 눈깜빡임 도중/후 매순간 렌즈의 위치를 예측할 수 있는 미분방정식과 그 수치계산 프로그램 모델을 수립하였다. 이 컴퓨터 모델을 사용하여 눈깜빡임 주기, 렌즈의 BC, 눈꺼풀 압력 변화에 따른 매 순간 렌즈 위치를 예측할 수 있었다. 결과: 눈깜빡임 주기가 길수록, 눈꺼풀 압력이 클수록 눈꺼풀에 의한 마찰력 영향이 커져 렌즈 움직임이 커지며 BC가 증가할수록 눈물층 간격이 증가하여 점성저항력이 감소하며 따라서 렌즈 움직임이 커지는 것을 알 수 있었다. 눈깜빡임 후 렌즈는 눈물층 간격 변화에 따른 복원력과 눈물층의 점성저항력에 의해 진폭이 감소하는 진동을 하면서 평형위치로 복귀하게 된다. 이 경우 BC가 증가할수록 저항력이 감소하여 평형 위치로의 접근이 빨라진다. 결론: 콘택트렌즈의 움직임은 렌즈-각막 사이 눈물층의 물성 및 형상과 아울러 눈깜빡임에 의해 지배된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권2B호
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• pp.187-192
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• 2011

질산성 질소는 대표적인 지하수 오염물질로써 우리나라를 비롯한 여러 국가들이 음용수 중의 질산성 질소 농도를 WHO 권고기준인 10 mg/L as N 이하로 규제하고 있다. 본 연구에서는 처리하고자 하는 물질과의 접촉면적을 극대화 시켜줄 수 있는 영가철 충진 복극전해조를 이용하여 지하수 중의 질산성 질소를 처리하기 위해 다양하게 실험조건을 변화시켜 최적의 효율을 얻고자 하였다. 실험결과로서 영가철을 환원제로 사용할 때, 질산성 질소는 산성조건에서 좋은 제거효율을 보여주었으며, 산성조건을 유지시켜주지 않았을 때 암모니아성 질소로 환원되는 과정에서 수산화기 발생으로 pH가 증가하여 환원반응에 필요한 수소이온이 감소함으로 효율이 점차 감소하는 문제가 발생하였다. 복극전해조에서, 영가철과 주문진규사의 충진비는 0.5~1:1에서 제거효율이 가장 좋았으며 이는 각각의 영가철 입자가 미세전극으로 작용했기 때문이라고 판단된다. 충진비 2:1 이상에서는 점진적인 침전물의 형성 및 clogging의 가속화로 제거효율이 감소하였다. 인가전압이 상승할수록 제거효율이 높아졌으나 반응기 내 bypass current가 증가하는 것으로 확인되었으며 소비되는 전력량이 비례 이상으로 증가하였다. 본 실험에서는 최적 인가전압을 50 V로 결정하였고 그 때 질산성 질소를 94.9% 제거할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5C호
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• pp.185-192
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• 2012

본 연구의 목적은 댐 인접발파로 유발된 진동을 이용하여 사력댐의 고유주기를 산정하는 방법을 제시하고, 산정결과의 실효성을 확인하는 것이다. 이를 위하여 운영 중인 성덕댐에 대하여 국내 최초로 실대규모 근접 발파진동 실험을 수행하였다. 장약량과 발파 시추공심도를 4가지 유형으로 달리한 발파진동을 유발시키고, 각 유형별 발파 시에 댐 정상부에서 가속도를 계측하였다. 계측기록 중 발파로 인한 주 진동이후 자유진동감쇠에 의한 계측기록만을 발췌하였으며, 이에 대한 주파수응답 특성을 분석하여 대상댐의 고유주기를 산정하였다. 발파진동실험으로 구한 사력댐의 고유주기는 발파유형에 영향을 받지 않고 일관성 있는 결과를 보여줌을 확인하였다. 발파진동실험에 의한 대상댐의 고유주기 산정결과를 실지진 계측기록을 분석하는 방법으로 구한 기존의 연구결과와 비교해 본 결과, 그 경향성이 일치함을 확인하였다. 이로부터 지진계가 설치되지 않아 실지진 계측기록을 이용할 수 없는 사력댐의 경우, 인접발파에 따른 발파진동계측기록에 대한 분석으로도 고유주기를 실효성 있게 산정할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권10호
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• pp.787-792
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• 2010

콘크리트는 물시멘트비에 상응하는 공극을 가지게 되며, 공극을 통한 염소이온의 확산을 평가하기 위하여 해안가 폭로 및 해수 침지실험이 널리 사용된다. 이상의 실험은 경우에 따라서 다년간의 시간을 요하는 경우도 있어, 최근에는 전기 영동법에 기초한 급속 염소이온 확산시험을 실시하는 경우가 많으나, 그 값이 폭로 및 침지 시험에서 얻은 값과 상이한 경우가 많아 데이터의 실용성을 높이기 위하여 그 원인 규명이 절실한 실정이다. 본 연구에서는 평가 방법으로써 Nernst-Einstein의 식을 통한 염화물 이온 이동계수의 산정방법을 사용하였으며, NT BUILD 492법 및 해수 침지실험을 통한 확산 특성과 비교하여 값의 차이에 대하여 고찰하였다. 그 결과 실험인자의 변화가 염소이온 확산에 미치는 영향은 미비한 것으로 평가되어져 실험조건에서 발생하는 영향은 거의 없는 것으로 규명되었으며, NT BUILD 492법과도 거의 동일한 값이 구해졌다. 침지실험 결과와의 상이는 염소이온 확산에서 경계조건의 차이 및 염소이온의 시멘트 수화물과의 고정화에 의한 것으로 판단되어진다.