• Smart Structures and Systems
• /
• 제32권1호
• /
• pp.23-35
• /
• 2023

Steel bolted joint is an important part of steel structure, and its damage directly affects the bearing capacity and durability of steel structure. Currently, the existing research mainly focuses on the identification of corroded bolts and corroded bolts respectively, and there are few studies on multiple states. A detection framework of corroded and loosened bolts is proposed in this study, and the innovations can be summarized as follows: (i) Vision Transformer (ViT) is introduced to replace the third and fourth C3 module of you-only-look-once version 5s (YOLOv5s) algorithm, which increases the attention weights of feature channels and the feature extraction capability. (ii) Three states of the steel bolts are considered, including corroded bolt, bolt missing and clean bolt. (iii) Line segment detector (LSD) is introduced for bolt rotation angle calculation, which realizes bolt looseness detection. The improved YOLOv5s model was validated on the dataset, and the mean average precision (mAP) was increased from 0.902 to 0.952. In terms of a lab-scale joint, the performance of the LSD algorithm and the Hough transform was compared from different perspective angles. The error value of bolt loosening angle of the LSD algorithm is controlled within 1.09%, less than 8.91% of the Hough transform. Furthermore, the proposed framework was applied to fullscale joints of a steel bridge in China. Synthetic images of loosened bolts were successfully identified and the multiple states were well detected. Therefore, the proposed framework can be alternative of monitoring steel bolted joints for management department.

• 한국농림기상학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.92-101
• /
• 2020

대설로 인한 시설 농가의 피해를 예방하고 경감시키기 위해서는 기존의 적설 깊이와 더불어 적설하중에 대한 예보가 추가로 제공되어야 한다. 본 연구에서는 눈의 밀도 및 적설하중과 관련하여 해외 연구에서 사용하고 있는 이론과 공식들을 검토하고, 이를 국내에서 장기간의 농업기상관측 이력을 가지고 있는 수원에 적용하여 얻는 적설하중 결과를 소개하였다. 지난 30년(1988~2017) 간 국내 94개 기상대와 무인자동기상 관측소에서 측정된 적설(3시간 신적설, 최심신적설, 최심적설) 깊이 자료를 이용하여 우리나라 대설주의보와 대설경보에 해당하는 적설 깊이의 빈도를 살펴보았다. 우리나라 권역별 적설빈도 공간분포를 보면 대설주의보에 해당하는 신적설은 전북지역에서 많이 발생했고, 대설경보에 해당하는 신적설은 경북과 강원지역에서 많이 나타났다. 기록적인 대설은 경북과 강원지역에서 나타났으나, 최근의 겨울철 대설 피해는 경기, 경북, 전남에서 나타났다. 즉 적설 깊이가 깊더라도 적설하중이 무겁지 않다면 큰 피해가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 수원지역의 적설하중을 추정한 결과를 보면 공식들에 따라 다양한 값들과 특징을 보였다. 대부분 적설 깊이가 깊을 때 적설하중이 무겁게 나타났지만 최대적설하중과 최심적설이 반드시 같은 날에 발생하지는 않았다. 이러한 수원지역의 결과는 다른 지역에서의 적설하중을 추정하는데 도움을 줄 수 있고, 온실구조 설계 기준의 표준 확립과 적설하중 예보를 통해 농가의 경제적 손실을 줄이는데 기여할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.163-168
• /
• 2020

우리나라는 1960년대 산업화 이후 하천 및 해상에 교량을 건설 하는 등 교통 기반시설을 활발하게 확충하였다. 교량 건설로 인하여 안정성 검토에 대한 많은 연구가 진행되고, 안정성 확보 기술이 개발되었다. 그러나 교량 상부를 중점으로 하여 기술이 개발됨에 따라 교량 하부에 대한 안정성 확보 기술 및 검사는 제한적인 실정이다. 특히 교각에서 발생하는 세굴현상은 하상에 침식 및 교량의 붕괴를 초래하기에 이에 대한 대책 수립 및 예방이 필요하다. 본 연구에서는 세굴현상에 따른 교량 피해를 예방하기 위한 기초 연구로서 교각 세굴심 산정 경험식을 개발하였다. 기존의 연구에서 진행된 수리모형실험 자료를 바탕으로 다중 선형 회귀분석을 실시하였으며, 이를 통하여 경험식을 개발하였다. 그 결과, 개발된 경험식은 0.91의 R²을 보이고 있으며, 개발된 식을 검증하기 위하여 개발에 활용되지 않은 모형실험 자료에 적용하였다. 23개 경우에 대하여 진행된 기존 모형실험의 결과와 개발된 식을 활용하여 산정된 교각 세굴심을 비교하였을 때, 약 70%인 16개 경우에서 20% 이하의 오차율 확인하였다. 이를 통하여 본 연구에서 개발된 경험식은 교각 세굴심 산정에 있어 적합한 적용성을 보인다고 판단할 수 있다. 향후 추가적인 연구를 통하여 보다 정확한 교각 세굴심 산정 경험식을 개발 할 수 있을 것이며, 세굴에 의한 교량 피해를 저감할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제43권6호
• /
• pp.403-412
• /
• 2019

선박의 조종운동특성은 선종뿐만 아니라 같은 선박이라 할지라도 속도나 흘수에 의해서도 달라진다. 최근에 초대형선박이 크게 증가하고 있어 해양사고 발생 시 막대한 물적, 환경적 피해가 발생할 수 있으며, 이에 따라 선박조종의 중요성은 더욱 커지고 있다. IMO는 STCW 95 개정협약서를 통해서 해기사들이 시뮬레이터를 이용한 교육을 받도록 강제하고 있다. 그러나 Full Mission Ship Handling Simulator(FMSS)는 고가일 뿐만 아니라 사용하는 데에 제한이 많고, PC기반의 시뮬레이터는 서로 다른 사용자가 함께 시뮬레이션을 할 수 없다는 단점이 존재한다. 본 연구는 네트워크를 기반으로 두 사람이 각자의 PC를 이용하여 함께 시뮬레이션을 할 수 있도록 하여 FMSS와 PC기반의 시뮬레이터가 갖는 단점을 해결하고자 Nomoto 응답모델의 해석 및 수치계산과 레이더 기능 구현, 데이터통신 프로토콜 설계, Graphic User Interface(GUI) 구축 등을 통해 네트워크 기반의 시뮬레이터를 구현하였다. 그리고 개발된 시뮬레이터의 유효성을 검증하기 위해 한국선급, IMO의 선박조종성기준에 따라 시뮬레이션 결과와 한국해양대학교 한바다호의 실선시험결과를 비교·분석하였다. 항목별 시험결과를 정리하면 상대오차 범위는 0 ~ 32.1 %, 평균 13.7 % 이었으며, IMO 선박조종성기준을 모두 만족하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권1호
• /
• pp.45-54
• /
• 2010

말뚝 구조물의 동적 거동을 분석하고 지진파에 대한 공진 안정성을 확보하기 위해서는 고유 진동수를 합리적으로 산정하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 간단한 질량 - 스프링 모델을 이용하여 지진 하중을 받는 말뚝 구조물의 고유 진동수를 간편하면서도 효율적으로 예측할 수 있는 방법을 모색하였다. 고유진동수 산정 결과에 큰 영향을 미치는 지반-말뚝 간 스프링 강성을 지반반력상수와 p-y 곡선 그리고 지반 탄성계수 등을 이용하여 결정하고, 이들을 이용하여 계산한 고유진동수를 1g 진동대 실험에서 계측한 고유진동수와 비교한 결과, 지반반력상수를 이용한 Reese(1974) 방법과 동적 p-y 중추 곡선을 이용한 Yang(2009)의 방법을 이용하여 스프링 강성을 산정하는 것이 가장 우수한 결과를 나타내었는데, 건조토에 위치한 말뚝구조물에서는 5% 이내의 오차를 보였으며, 포화토에 위치한 말뚝 구조물의 경우에는 진동 중에 과잉간극수압의 발생여부에 따라 5%에서 40% 사이의 오차를 나타내었다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.19-23
• /
• 2023

The Second-generation high-temperature superconducting (HTS) Rare-Earth Barium Copper Oxide (REBCO) wire is a composite laminate having a multi-layer structure (8 or more layers). HTS wires will undergo multiple loads including the bending-tension loads during winding, high current density, and high magnetic fields. In particular, the wires are subjected to bending stress and magnetic field stress because HTS wires are wound around a circular bobbin when making a high-field magnetic. Each of the different laminated wires inevitably exhibits damage and fracture behavior of wire due to stress deformation, mismatches in thermal, physical, electrical, and magnetic properties. Therefore, when manufacturing high-field magnets and other applications, it is necessary to calculate the stress-strain experienced by high-temperature superconducting wire to present stable operating conditions in the product's use environment. In this study, the finite element model (FEM) was used to simulate the strain-stress characteristics of the HTS wire under high current density and magnetic field, and bending loads. In addition, the result of obtaining the neutral axis of the wire and the simulation result was compared with the theoretical calculation value and reviewed. As a result of the simulation using COMSOL Multiphysics, when a current of 100 A was applied to the wire, the current value showed the difference of 10^-9. The stress received by the wire was 501.9 MPa, which showed a theoretically calculated value of 500 MPa and difference of 0.38% between simulation and theoretical method. In addition, the displacement resulted is 30.0012 ㎛, which is very similar to the theoretically calculated value of 30 ㎛. Later, the amount of bending stress by the circular mandrel was received for each layer and the difference with the theoretically obtained the neutral axis result was compared and reviewed. This result will be used as basic data for manufacturing high-field magnets because it can be expanded and analyzed even in the case of wire with magnetic flux pinning.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.393-399
• /
• 2017

왕복동식 압축기에서 피스톤과 커넥팅로드는 중요한 부분이다. 이러한 주요부에 기계적 부하가 과도하게 가해지면 해당 기부속이 손상될 수 있으며, 교체하기도 쉽지 않고 비용도 많이 든다. 따라서 내구성과 수명에 영향을 미치는 요인을 분석할 필요가 있다. 본 연구의 주요 목적은 피스톤과 커넥팅로드의 최대 응력 집중 위치를 확인하는 것이다. 이를 위해 설계된 공기압축기의 작업 공정의 동적계산을 기반으로 피스톤 및 커넥팅로드의 응력 분석을 수행하였다. 공기압축기의 피스톤과 커넥팅로드의 3 차원 모델을 따로 설계하고, 이러한 부품들의 유한요소 해석은 수치해석적인 근사해법을 사용하였다. 피스톤은 열 경계 조건 없이 크랭크 샤프트의 각도에 따라 압력 부하를 받는다. 시뮬레이션 결과는 피스톤과 커넥팅로드의 응력 집중 위치와 그 값을 예측하고 추정할 수 있다. 그 결과 크랭크 각도 $135^{\circ}$와 $225^{\circ}$에서 피스톤은 190MPa, 커넥팅로드는 123MPa 이상의 최대 등가응력이 나타났으며 이는 인장 항복강도 이하의 값이다. 또한, 커넥팅로드와 피스톤에 계산 된 안전 계수는 1보다 높게 나타났다. 더욱이, 이러한 결과는 왕복동 공기압축기 제작사에 피스톤 및 커넥팅로드를 설계함에 있어서 최적화를 위한 참고 자료로 활용 될 수 있다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
• /
• 제13권4호
• /
• pp.1693-1697
• /
• 2012

Objective: To explore the effect on radiosensitivity of arsenic trioxide ($As_20_3$) in conjunction with hyperthermia on the esophageal carcinoma EC-1 cell line. Method: Inhibition of EC-1 cell proliferation at different concentrations of $As_20_3$ was assessed using the methyl thiazolyl blue colorimetric method (MTT method), with calculation of $IC_{50}$ value and choice of 20% of the $IC_{50}$ as the experimental drug concentration. Blank control, $As_20_3$, hyperthermia, radiotherapy group, $As_20_3$ + hyperthermia, $As_20_3$ + radiotherapy, hyperthermia + radiotherapy and $As_20_3$ + hyperthermia + radiotherapy groups were established, and the cell survival fraction (SF) was calculated from flat panel colony forming analysis, and fitted by the 'multitarget click mathematical model'. Flow cytometry (FCM) was used to detect changes in cell apoptosis and the cell cycle. Results: $As_20_3$ exerted inhibitory effects on proliferation of esophageal carcinoma EC-1 cells, with an $IC_{50}$ of 18.7 ${\mu}mol/L$. After joint therapy of $As_20_3$ + hyperthermia + radiotherapy, the results of FCM showed that cells could be arrested in the $G_2$/M phase, and as the ratio of cells in $G_0/G_1$ and S phases decreased, cell death became more pronounced. Conclusion: $As_20_3$ and hyperthermia exert radiosensitivity effects on esophageal carcinoma EC-1 cells, with synergy in combination. Mechanistically, $As_20_3$ and hyperthermia mainly influence the cell cycle distribution of EC-1 esophageal carcinoma cells, decreasing the repair of sublethal damage and inducing apoptosis, thereby enhancing the killing effects of radioactive rays.

• 한국습지학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.305-311
• /
• 2019

최근 전 지구적인 기후변화는 예측이 어려운 이상 기후를 발생시키며 기존의 기후에 맞추어 수립된 재해 대응 방안으로는 충분한 방어 및 완화조치가 이루어지지 않고 있다. 특히, 반복되는 집중호우는 견고하게 구성되었던 도심지 홍수방어 체계에서도 피해를 발생시키고 있다. 따라서 본 연구에서는 강우의 공간적인 분포와 도시 특성을 고려하여 유출량의 변화를 분석하였으며, 이는 특정 지역에 집중되는 강우 양상과 불투수층이 많은 도시의 유출특성에 대한 연구이다. 서울 지역에서 한 곳에 집중되는 강우의 경우, 유역의 유입량 및 유출량 계산이 정확하게 이뤄지기 위해서는 유역에 내린 강우를 정확하게 측정해야 한다. 본 연구는 서울 기상청에서 제공 하고 있는 종관기상관측장비(Automated Surface Observing System, ASOS)와 방재 기상관측장비(Automatic Weather Stations, AWS)로 관측된 강우자료를 이용하여 서울 용답 빗물펌프장 유역과 가산1빗물 펌프장 유역에서의 유출량을 EPA-SWMM 모형을 사용하여 산정하고, 비교·분석을 하였다. 빗물펌프장 유역은 불투수 면적이 대부분인 작은 도시 유역이므로, ASOS 자료를 사용할 경우에는 유역과 강우 관측 지점의 거리가 멀어, 유역 내 내린 강우와 상이한 강우 자료를 이용하여 유출량을 계산하게 되는 경우가 많다. 본 연구에서는 유역 근처에 위치한 AWS에서 관측한 강우자료와 유역에서 멀리 떨어진 ASOS에서 관측한 강우자료의 차이를 분석하고, 이에 따라 달라지는 유출량을 계산하였다. 이를 통해 정확한 강우량을 사용하여 빗물펌프장을 운영하거나 도시 홍수 홍수 예보 등을 수행해야 한다는 것을 알 수 있었다. 또한, 본 연구의 결과는 설계강우량 산정 및 유출량 계산에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제56권12호
• /
• pp.837-844
• /
• 2023

경사가 급하고 구속된 골짜기를 관류하는 산지 중소하천은 홍수시 다량의 조립질 토사와 유목이 운반된다. 이로 인해 하상의 상승과 유목 집적으로 인한 교량의 폐색이 발생하며 홍수위가 상승한다. 하지만 기존 하천기본계획에서의 홍수위 계산 방식은 홍수시 발생하는 교량 폐색 혹은 하상 변화로 인한 홍수위 변화를 고려하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 2022년 9월 태풍 힌남노 홍수를 사례로 홍수시 발생할 수 있는 교량 단면의 폐색과 하도에서의 하상고 변화를 고려하기 위해 HEC-RAS 모형을 이용하여 수치 모의를 수행하고 홍수위를 분석하였다. 연구의 결과 단면이 30% 이상 폐색될 경우 홍수 범람이 발생하며, 하상은 퇴적 높이만큼 홍수위가 상승하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 홍수 피해를 예방하고 효과적으로 관리하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있고 실제 현상을 고려한 홍수 방어 대책 수립에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.