• 전기전자학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.116-121
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• 2023

본 논문에서는 딥러닝 예측 결과 정보를 적용하는 복합 미생물 배양기를 위한 딥러닝 구조를 개발한다. 제안하는 복합 미생물 배양기는 수집한 복합 미생물 데이터에 대해 복합 미생물 데이터 전처리, 복합 미생물 데이터 구조 변환, 딥러닝 네트워크 설계, 설계한 딥러닝 네트워크 학습, 시제품에 적용되는 GUI 개발 등으로 구성된다. 복합 미생물 데이터 전처리에서는 미생물 배양에 필요한 당밀, 영양제, 식물엑기스, 소금 등의 양에 대해 원-핫 인코딩을 실시하며, 배양된 결과로 측정된 pH 농도와 미생물의 셀 수에 대해 최대-최소 정규화 방법을 사용하여 데이터를 전처리한다. 복합 미생물 데이터 구조 변환에서는 전처리된 데이터를 물 온도와 미생물의 셀 수를 연결하여 그래프 구조로 변환 후, 인접 행렬과 속성 정보로 나타내어 딥러닝 네트워크의 입력 데이터로 사용한다. 딥러닝 네트워크 설계에서는 그래프 구조에 특화된 그래프 합성곱 네트워크를 설계하여 복합 미생물 데이터를 학습시킨다. 설계한 딥러닝 네트워크는 Cosine 손실함수를 사용하여 학습 시에 발생하는 오차를 최소화하는 방향으로 학습을 진행한다. 시제품에 적용되는 GUI 개발은 사용자가 선택하는 물 온도에 따라 목표하는 pH 농도(3.8 이하) 복합 미생물의 셀 수(10⁸ 이상)를 배양시키기 적합한 순으로 나타낸다. 제안된 미생물 배양기의 성능을 평가하기 위하여 공인시험기관에서 실험한 결과는, pH 농도의 경우 평균 3.7로, 복합 미생물의 셀 수는 1.7 × 10⁸으로 측정되었다. 따라서, 본 논문에서 제안한 딥러닝 예측 결과 정보를 적용하는 복합 미생물 배양기를 위한 딥러닝 구조의 효용성이 입증되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.57-70
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• 2009

UAM(Umbrella Arch Method)의 효과 및 역학적 보강메커니즘에 대한 연구는 국내외에서 수치해석 및 실험 등을 통하여 상당한 진척이 이루어졌으나 실제 설계 및 적용에 있어서는 아직도 3차원 해석의 해석시간과 복잡성 등의 제약 때문에 UAM의 보강영역과 지반과의 환산물성을 이용하는 정량적이지 못한 2차원해석이 주로 사용되고 있다. 이러한 이유로 합리적, 이론적, 정량적이면서도 손쉽게 수행할 수 있는 설계 및 해석기법이 요구되고 있다. 본 연구에서는 UAM의 보강효과가 미치는 범위를 파악하고 그라우팅 전 후의 강관저변지반 물성변화를 파악하기 위하여 연직방향의 UAM 현장실험 및 실내시험을 수행하였다. 풍화토, 풍화암 지반에 UAM 적용시 그라우트의 주입에 의한 주변지반의 물성치 증가는 미미하며, 강관외부와 천공구경 사이의 공간 및 강관내부에 형성된 시멘트구근과 강관으 강성만이 지반보강 효과에 기여한다는 것을 확인하였다. 이러한 결과와 내공변위제어법(CCM; Convergence Confinement Method) 개념을 바탕으로, 2차원 축대칭해석을 실시하여 막장효과, UAM효과와 지보재효과를 종단변위곡선(LDP)으로 나타내었다. 또한, 2차원 평면변형률 해석시 UAM의 지보효과를 내압의 크기로 변환하여 이를 고려하는 하중분담법을 제안하였다. 이 방법과 기존의 등가환산물성을 적용하는 해석을 비교한 결과, 지반조건, 터널의 심도 및 크기, 강관조건, 초기응력상태 등에 따라 차이가 있지만, 기존의 해석방법에서의 변위량이 새로운 방법에 비해 더 크게 발생하는 것으로 나타나, UAM의 종방향 빔 지지효과를 제대로 평가하지 못하는 것으로 나타났다.

• 농업과학연구
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• 제24권2호
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• pp.145-155
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• 1997

본 연구는 현재 시공중인 사업부지를 선정하여 시험시공중에 있는 연약지반에서 페이퍼 드레인 공법에 의하여 처리한 지반에서 드레인의 타입간격별 침하거동을 파악하고, 실내시험과 현장계측치로부터 구한 압축지수와 압밀계수를 비교분석하여 배수성능의 우수성을 평가한 것으로 그결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 실측침하량($S_m$)과 설계침하량($S_t$)의 관계 및 실측압밀도($U_m$)와 설계압밀도($U_t$)와의 관계는 드레인 타입간격 1.0m에서는 $S_m=(1.0{\sim}1.1)S_t$, $U_m=(1.13{\sim}1.17)U_t$로 나타났고, 드레인 타입간격 1.5m에서는 $S_m=(0.7{\sim}0.8)S_t$, $U_m=0.92{\sim}0.99)U_t$의 범위로 나타났다. 2. 현장압축지수($Cc_{Field}$)와 처녀압축지수($V_{CC_{lab.}}$)와의 관계는 $Cc_{Field}=(1.0{\sim}1.2)V_{CC_{lab.}}$로 나타났으나, 처녀압축지수의 결정밥법과 최종예상 침하량의 적용방법에 따른 오차를 감안하면 거의 동일한 것으로 판단된다. 3. 계측치로부터 역산한 현장압밀계수는 실내시험에서 구한 압밀계수보다 크게 나타났고, 압밀계수비($C_h/C_v$)는 드레인 타입간격 1.0m에서는 $C_h=(2.4{\sim}3.0)C_v$, 드레인 타입간격 1.5m에서는 $C_h=(3.5{\sim}4.3)C_v$의 범위로 타입간격이 넓을수록 크게 나타났다. 4 드레인 타입간격에 따른 드레인 자재별 배수성능 평가기준을 압밀계수비의 결과를 기초로 판단하여 보면, 드레인 타입간격 1.0m에서는 Mebra 드레인, 드레인 타입간격 1.5m에서는 Amer드레인이 약간 우수한 것으로 나타났으나, 동일한 타입간격에서는 재질간의 큰차이가 발생되지 않아 모두 동일한 배수성능을 갖는 것으로 판단된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제32권1호
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• pp.15-28
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• 2012

옥수수를 논토양에 파종하여 조사료를 생산하는데 있어서 생육특성, 화학적 특성, 무기물함량 및 영양수량을 검토하여 논토양에 적합한 사일리지용 옥수수 품종을 선발하기 위하여 실시하였다. 실험설계는 11품종을 3반복으로 하여 5월 1일 파종하고 8월 24일 수확하였다. 그 결과를 보면 초장과 엽수에 있어서는 KPO가 다른 품종에 비하여 유의적으로 높게 나타났지만(P<0.01) 암이삭 길이와 둘레는 P32W86이 높게 나타났다. 경경도와 암이삭 수는 P32P75가, 착수고 및 녹색도에 있어서는 $NC^+$7117이 높게 나타났다(P<0.01). 근계수와 당도에 있어서는 P3394가 높게, 엽장과 엽폭은 각각 P31P41과 P32T83이 높게 나타났다. 건물수량에 있어서는 P3156 (19,782 kg) > $NC^+$7117 (18,708 kg) > P31N27 (18,093 kg) > KPO (17,772 kg) > P32K61 (17,649 kg/ha) 순으로 높게 나타났다(P<0.01). 영양성분 중 조단백질과 조지방은 각각 P32W86과 P31P41에서 높게 나타났다(P<0.01). NDF와 ADF 함량은 각각 KPO와 KIO에서 높은 경향치를 보였지만 다른 품종과 비교 시 유의적인 차이는 나타내지 않았다. 조섬유 함량은 KIO > KPO > P31P41 > P32W86 > P3156 순으로 높게 나타났다(P<0.01). 총광물질 함량은 KPO가 9,775 mg/kg으로서 다른 품종에 비하여 가장 높게 P3394는 6,651 mg/kg으로서 가장 낮게 나타났다(P<0.01). 총 구성아미노산 함량 및 지방산 함량은 각각 P32K61 및 KIO가 각각 높게 나타났다(P<0.01). 영양수량 중 ha 당 조단백질, 지방산, 구성아미노산 및 TDN 생산량은 각각 P3156이 유의적으로 높게 나타났다(P<0.01). 그러나 조지방 및 광물질 수량은 각각 P31P41 및 KPO가 각각 높게 나타났다(P<0.01). 이상의 결과로 볼 때 사일리지용 옥수수를 논토양에서 재배 시 생육특성, 사초생산량 및 영양수량을 고려하면 P3156, $NC^+$7117 및 P31N27 품종이 우수한 것으로 생각된다.

• 감성과학
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• 제19권3호
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• pp.103-120
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• 2016

본 연구는 영상의 시간적 요소를 제어하였을 때 어떠한 감성적 효과가 나타나는가를 탐구하였고, 연구 결과를 기반으로 영상 감성 평가 도구를 개발하였다. 연구는 두 단계로 나누어 진행되었다. 첫 번째 연구에서는 원본 영상 대비 영상의 재생 스타일 적용이 야기할 수 있는 감성적 가치를 수집하고자 하였다. 영상의 배속, 방향성, 연속성 등 세가지 시간적 요소를 제어해 총 11 가지의 재생 스타일을 설정하였다. 그리고 재생 스타일 각각에 대하여 원본 영상과 견주어 어떠한 감성적 효과가 부가되는가를 어휘 형태로 수집하였다. 원본 영상으로는 중성적인 감성과 네 개의 감성 영상 - 기쁨, 여유로움, 화남, 슬픔 - 을 활용하였다. 실험을 통해 (N=30) 총 3,800 개의 단어들이 수집되었으며, 위 단어들은 899 종의 감성 어휘로 정리되었다. 그리고 감성 어휘들은 유의어 관계에 의해 총 52 가지의 감성 어휘 군집으로 최종 분류되었다. 두 번째 연구에서는 재생 스타일이 적용된 영상의 감성을 평가하는 도구를 개발하고자 하였다. 연구의 자극물로 재생 스타일이 적용된 11 가지 상업적 영상물을 수집하고, 각 영상을 재생 스타일이 적용되지 않은 원본 영상으로 변환하였다. 그리고 첫 번째 실험과 같이 재생 스타일이 적용된 영상과 원본 영상을 동시에 제시해, 재생 스타일에 의한 효과를 평가하였다. 평가자들은 (N=30) 감성 어휘 899 종 가운데 선별된 대표적인 영상 감성 어휘 38개에 대해 5 점 척도로 응답하였다. 요인 분석법을 통해 응답을 분석한 결과 총 4개의 감성 요인 - 기쁨, 슬픔, 회상적, 이상함 - 이 추출되었다. 이 4개 요인은 보편적인 정서 이론가 비교하여 기쁨과 슬픔이 공존한다는 차이점을 나타내었다. 추가적으로, 연구 결과를 토대로 애니메이션 기반의 감성 평가 도구를 개발한 후 이에 대한 활용 가치 및 응용 방안에 대하여 논의하였다.

• KSBB Journal
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• 제25권2호
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• pp.142-154
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• 2010

Inonotus obliquus 균사체의 액상배양을 통한 항당뇨효능의 단백다당체 대량생산 배양공정을 개발하기 위한 첫 단계로 고생산성 균주의 개발을 신속하게 수행하기 위한 방법을 개발하였다. I. obliquus는 균사체로 성장할 때 포자를 형성하지 못하므로 단일 세포를 획득하기 위해서는 원형질체들을 회수하여 이로부터 성장 능력과 단백다당체의 생산성이 높은 우량균주를 선별하여야 한다. 본 연구에서는 이러한 균주개량 공정 중 특별히 장기간의 배양 시간이 요구되어 신속한 균주개발 시 가장 큰 장애 요인으로 작용하는 고체성장배양 단계의 문제점을 극복하고자, 고체배양 환경의 최적화에 대한 연구를 중점적으로 수행하였다. 고체성장배양 시 균사체 성장에 효능이 탁월한 배지성분을 선별하기 위해 우선 Plackett-Burman design 실험을 통해서 유의성 높은 배지성분을 찾아내었고, 이에 근거한 부분요인설계법 fractional factorial design, FFD) 실험을 통해 배지성분 상호간의 관계를 분석 할 수 있었다. 또한 이 FFD 실험결과에 근거해서 설계한 최급상승법 (steepest ascent method, SAM) 실험방법을 적용한 결과, 고체성장배양 시 균사체 성장환의 직경이 기존의 MA 배지와 비교해서 약 41% 증가했을 뿐만 아니라 균사체의 밀도도 크게 향상된 배지조성을 확립 할 수 있었다. 또한 SAM 연구결과를 바탕으로 최적의 배지조성을 확립하고자 각 배지성분의 최적농도를 통계적으로 더욱 정밀하게 조사하는 반응표면분석법 (response surface method, RSM) 실험을 수행하였다. 그 결과 최적고체성장배지의 성분과 농도는 glucose 25.61 g/L, brown rice 12.53 g/L, soytone peptone 12.53 g/L, $MgSO_4$ 5.53 g/L, agar 20 g/L인 것으로 최종 결정되었으며, 이 조건에서 13일 동안 배양시 균사체의 직경이 약 82 mm 정도에 이르는 것으로 나타났다. 이 결과는 상기의 SAM 실험에서 최적농도로 제시한 배지조성과 매우 유사한 것으로 확인되었는데, 이로부터 최종적인 RSM 실험을 수행하기 전에 최적 농도의 근사치를 추정하기 위해서 수행한 SAM 실험이 매우 효율적이었음을 확인할 수 있었다. 또한 배지 최적화 결과 고체성장배양에서의 성장속도의 증가로 인해 배양기간을 기존의 15~20일에서 8일로 획기적으로 줄일 수 있게 되어, 짧은 시간 내에 대규모 균주 선별과 각 균주의 단백다당체의 생산성 확인이 가능하게 되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.485-496
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• 2022

국내외로 첨단 ICT 융합기술이 농업 분야에 적용되기 시작하면서, 시설원예 설비들이 고도화되고, 스마트팜 구축 기술 및 인력이 축적되기 시작하였다. 그러나 우리나라 농촌의 경우, 농업생산 연령의 고령화, 국내 농촌 인구의 지속적인 유출, 저출산 등으로 인하여 스마트팜 확대 및 적용에 어려움이 많은 실정이다. 따라서 공간 및 시간에 구속을 받지 않는 간편한 농업인 교육 프로그램이 필요하며, 최근 부상하고 있는 시뮬레이션 기술을 활용한다면 농업 교육용 시뮬레이션 툴 개발도 가능할 것으로 판단된다. 온실 환경 제어 모델을 이용한 시뮬레이션은 다양한 지역과 기상 조건 하에서 대상 온실의 열과 물질에너지의 상호작용을 합리적으로 예측할 수 있게 해준다. 본 연구에서는 온실 환경 제어 모델을 활용하여 외부 기상 데이터를 통해 온실의 환경 변화를 예측하고 가상의 환경 제어시스템을 통해 환경 제어 시 필요한 에너지값들을 시뮬레이션 할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 이용자가 직접 맞춤형 환경 제어를 할 수 있도록 편의성을 고려한 사용자 인터페이스를 구축할 것이며, 실제 파프리카 재배 온실의 제어 요소들을 반영할 수 있도록 설계될 것이다. 농업용 교육 시뮬레이션 툴을 최근 활발하게 연구가 이루어지고 있는 작물 생육 모델링 기술 및 전산유체역학 기술과 융합하면 더욱타당한 결과를 보일 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제16권3호
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• pp.210-216
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• 2007

본 연구는 하향 분사식 미니스프링클러의 낙수방지를 위한 새로운 제안으로 패킹부를 구성하여 패킹과 패킹지지부, 패킹 연결지지체의 메카니즘 분석과 구조 해석을 통하여 패킹부 소재 선정의 타당성을 확인하여 하향 분사식 미니스프링클러의 낙수방지 메카니즘을 개발하고, 제품을 제작하여 살수특성 실험을 수행한 결과는 다음과 같다. 낙수방지를 위하여 삽입되는 패킹부의 재료는 구조해석결과, 압력변화에 대응할 수 있는 재질로서 패킹재는 천연고무(ASTM; NR), 패킹지지체는 폴리프로필렌(PP)이 적합함을 확인하였다. 성능시험 결과, 미니스프링클러의 접속관에 용수를 공급할 때와 중단되는 과정의 대기압과 평형상태에서 선정된 패킹 및 패킹지지체는 압력제어 기능을 정확히 수행하여 낙수가 거의 발생하지 않고, 압력변화에도 민감하게 대응함을 확인하였다. 작용압력별 살수특성 성능을 분석한 결과, 유효살수반경, 유효살수면적, 평균살수심, 최대살수심, 유효최대살수심은 작용압력이 증가함에 따라 모두 증가하는 것으로 나타났다. 살수높이별 살수특성 성능을 분석한 결과, 유효살수반경과 유효살수면적은 살수 높이가 0.2m일 때 가장 낮은 값을, 0.3m일 때 가장 높은 값을 보였고, 그 이상 살수 높이가 높아지면 반대로 감소하였으며, 평균살수심은 살수높이가 높아질수록 감소하였다. 제안된 하향 분사식 미니스프링클러는 패킹부의 영향으로 압력이 증가함에 따라 살수성능이 유연성 있게 변화하여 급격한 변화를 나타내지 않았고, 용수압력이 감소될 때에는 작용압력이 $1.1kgf/cm^2$이상의 범위에서만 살수되었으며, 그 이하에서는 제안된 패킹부에 의해 하향 분사식 미니스프링클러 본체로 공급되는 용수가 차단되어, 대기압과 평형상태에 있는 물의 자중과 중력작용에 의한 자유낙하를 방지함으로서 물방울의 형성 및 낙수 발생의 예방을 확인하였다.}\;10^4\;cell/ml$이던 것이 3 일 후 $138\;{\times}\;10^4\;cell/ml$였고, 실험종료시인 5 일 후에는 $385\;{\times}\;10^4\;cell/ml$로 증식되어 가장 높은 증식률을 보였다. 참굴 D상 유생을 대상으로 먹이효과를 조사한 결과 실험구와 대조구간 유생의 성장 및 생존율에 유의한 차이를 보이지 않았다.C$에서 73.3%, $10^{\circ}C$에서 63.3% 및 $5^{\circ}C$에서 56.7%로 수온이 $30^{\circ}C$ 이내에서는 높을수록 높은 경향을 보였다. 염분에 따른 잠입 실험 결과는 실험 개시 300분 경과 후 염분 30 psu에서 93.3%로 가장 높았고, 35 psu에서 90.0%, 25 psu에서 83.3%, 20 psu에서 60.0%, 15 psu 이하에서는 거의 잠입이 이루어 지지 않았다. 따라서, 적정 살포를 위한 잠입률은 치패의 크기와 상관없이 저질종류는 모래 (75%) + 뻘 (25%), 입자크기는 1 mm 모래에서 높게 나타났다. 공기 중 노출시간은 짧을수록, 수온은 $30^{\circ}C$ 이내에서 높을수록, 염분은 20-35 psu 이내에서 높을수록 잠입률이 높은 경향을 나타내었다. 교수학습모형에 관련된 지식을 묻는 내용으로 주로 출제되었다. 이에 구체적인 개선방안으로 특정 교수학습모형의 이론적 토대가 되고 전체적인 교수설계를 하기 위한 기본 바탕이 될 수 있는 교수학습이론에 관한 내용, 또한 현재가정과교육에 있어서 유용한 교수학습법이라고 입증되고 있는 실천적 추론 가정과 수업에 관한 내용으로의 확대를 제안하였다. 가정과교육평가 문항의 출제는 대다수의 문항이 수행평가에 관한 문항내용으로

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.557-564
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• 2009

최근, 테러 및 전쟁과 관련된 폭발사고가 빈번히 발생하고 있으며, 특히 도심지에서는 이러한 폭발사고로 인해 인명피해 뿐 아니라 주요 시설물에도 큰 손상이 가해져 제2차, 3차의 피해가 발생하게 된다. 폭발사고에 대하여 인명 및 시설물을 안전하게 보호하기 위해서는 기본적으로 구조물에 가해지는 폭발하중 효과에 대한 이해가 필요하다. 폭발하중은 매우 빠른 시간 내에 콘크리트 구조물에 큰 압력으로 작용하는 하중이므로 변형률 속도와 구조물의 국부적인 손상을 고려하여 동적응답을 평가해야 한다. 일반적으로, 콘크리트는 다른 건설재료에 비해 상대적으로 높은 폭발저항성을 가진 재료로 알려져 있다. 그러나 폭발실험이라는 특수한 실험조건으로 인하여 국내외적으로 실험에 관련된 정보 및 결과 공유가 상당히 제한적으로 이뤄지고 있는 실정이다. 그러므로 본 논문에서는 폭발에 의한 압력하중이 철근콘크리트 구조물에 미치는 영향과 방호성능을 평가하기 위하여 국방과학시험연구소 다락대 시험장에서 $1.0m{\times}1.0m{\times}150mm$의 철근콘크리트 슬래브 구조물을 제작하여 시편으로부터 높이 1.5 m에서 TNT 9 lbs와 TNT 35 lbs으로 예비시험을 수행하였으며, 동일한 이격거리(standoff)에서 ANFO 35 lbs으로 본 실험을 수행하였다. 이는 국내 최초 민간에서 수행되어진 실험으로써, 첫 번째 논문에서는 폭발실험을 하기 위한 기본적인 실험 구성 및 구조물의 거동을 측정하기 위한 계측장비 구성에 대하여 검토하여 계측 시스템의 구축 및 폭파시험 수행절차를 구축하고자 한다. 센서, 시그널 컨디셔너, DAQ시스템, 소프트웨어로 구축된 계측 시스템을 바탕으로 정립된 폭파시험 수행절차는 향후 국내의 방호설계 및 폭발하중을 받는 구조물의 효과적인 거동계측 등 관련 연구분야의 기초자료가 될 것이라고 판단되는 바이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.152-161
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• 2023

일반적으로 대용량의 수소를 저장하기 위해 사용되는 수직형 원통 용기는 강재로 제작되며, 사용 환경을 고려하여 제작된 받침 콘크리트 상부에 기초 슬래브에 선 설치된 앵커로 고정하는 방식이 사용된다. 이와 같은 방식은 지진과 같은 외력이 작용될 시 정착부에 응력이 집중될 수 있으며, 앵커 및 콘크리트 손상으로 인한 구조물의 전도 피해가 발생할 수 있다. 본 연구는 현장 조사를 통한 실제 운용중인 수직형 수소 저장용기를 특정하여 3차원 유한요소로 모델링하였고, 비 구조 요소의 내진 성능 검토에 사용되는 ICC - ES AC 156의 인공 지진 및 규모 5.0 이상의 국내 기록지진을 적용하여 거동 특성을 분석하였다. 실제 규모로 제작된 구조물을 대상으로 실험을 진행하는 것이 타당하지만 현실적 제약으로 수행하기에 어려움이 있어 해석적 접근 방식을 통하여 대상 구조물의 안전성을 검토하였다. 거동 특성의 경우 지진동에 의해 발생된 구조물의 응답 가속도는 검토되는 지진 하중 대비 평균적으로 10 배 이상 크게 증폭이 되는 것으로 나타났으며, 무게 중심이 위치되는 지점으로 전달될수록 감소되는 경향을 보였다. 취약 부위로 예상되는 하부 시스템(지지 기둥 및 앵커 정착부)의 경우 허용 응력을 만족하는 것으로 나타났지만, 정착을 위한 받침 콘크리트의 쪼갬 및 인장 강도는 허용 응력 대비 약 5 % 정도의 여유만이 있어 이에 대한 대처 방안이 요구된다. 본 논문에서 제시된 연구 결과를 바탕으로 향후 진동대 시험을 통하여 수행이 되는 수소저장 용기 제작에 필요한 설계 하중 및 조건 등의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.