• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.485-492
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• 2009

열피로균열은 원자력발전소의 운영 과정에서 구조물의 수명을 결정짓는 문제로 정량적인 탐지가 어렵다. 현재 산업현장에서 구조물에 대한 건전성을 정량적으로 평가하기 위해서 radiographic탐상 및 초음파탐상, eddy current 등 다양한 종류의 비파괴검사 기술이 사용되고 있지만, 위에 열거한 비파괴탐상법의 경우 균열이 일정부분 진행된 이후에나 검출이 가능하다는 제한 사항이 있다. 이러한 이유로 구조물에 대한 연속적인 모니터링이 가능한 장점을 가진 음향방출탐상법(acoustic emission testing)이 대안적인 검사방법으로 제시되고 있다. 일반적으로 구조물이나 장비의 건전성에 영향을 미치는 모든 요인들이 음향방출 신호의 발생을 일으키기 때문에, 음향방출을 이용한 결함 탐상시 함께 발생하는 노이즈를 구분하는 일은 음향방출을 연구하는 대부분의 연구원의 주요 업무중 하나라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 열피로 사이클 조건에서의 배관에 대한 음향방출 신호를 수집하여 유효한 균열 신호를 노이즈로부터 구분하고자 하는 목적으로 진행되었다. 그 방법으로 유사한 조건에서 실시한 결과를 이용하여 노이즈 필터링 조건을 설정하였으며, 균열의 신호를 찾아내기 위한 방법으로 음향파형(waveform) 구분법을 제시하였다. 이 실험에서 도출된 결과는 구조물의 결함을 탐지하는 실시간 연속적 모니터링 기술 개발에 대한 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.325-333
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• 2018

연구목적: 본 연구는 화학테러현장에서 총괄지휘권을 갖는 경찰을 중심으로 현장대응매뉴얼의 실행력을 확보하기 위해 서비스디자인 분석기법을 적용해 관찰 및 분석하고 이를 통해 문제점을 밝혀내고 개선사항을 제안하는 것을 목적으로 한다. 연구방법: 연구를 위해 경찰의 테러 대응 매뉴얼에서 화생방 테러 대응 지휘체계를 중심으로 자료를 수집하였다. 또한 분석에서 매뉴얼의 사용자 외에도 다양한 이해관계자들을 고려해야 하기 때문에 참여자들의 관계가 적용되는 방법론을 활용하여 분석하고자 서비스 디자인 분석기법을 활용하였다. 연구결과: 최종 치안서비스의 수혜자인 피해시민의 관점에서 대응매뉴얼의 서비스 프로세스를 진단하였으며, 현장대응 서비스 과정에서 발생하는 피해시민과 현장대원간, 후방대원간, 프로세스간 대기지점(Waiting Point)과 실패요소(Failure Factor)를 확인하였다. 결론: 본 연구를 통해 화학테러 현장 대응 활동을 서비스의 개념으로 파악하여 각 관계기관과 현장에 있는 시민과의 상호작용 및 비가시 영역에서의 후방지원활동과 장비 시설물의 활용성을 한 번에 검토함으로써 문제요소별 개선대안을 도출할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.44-54
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• 2018

복합발전플랜트 배열회수보일러 고압증발기의 기기인 분배기에 대하여 설계조건과 과도운전조건을 고려하여 응력 및 피로에 관한 안전성을 평가하였다. 먼저, 배열회수보일러 튜브군 모델의 해석결과로부터 분배기의 상부에 연결되는 수직 강수관, 하부에 연결되는 수직 급수배관, 열교환기의 입구헤더로 향하는 수평방향의 방사형 배관들에 대하여 노즐하중을 도출하였다. 이와 같이 구한 노즐하중은 분배기의 상세모델에 대한 설계조건과 과도운전조건의 해석 시에 노즐 단면에 가해지는 하중으로 사용하였다. 분배기의 상세한 해석모델을 만들고 설계조건의 내압과 노즐하중에 대한 정적구조해석을 수행하였다. 설계조건에서 최대응력은 수평방향 배관의 노즐 보어에서 발생하였다. 최대응력 위치의 국부 1차 막응력이 쉘과 노즐에서 허용기준보다 작으므로 ASME Code의 허용기준을 만족하는 것으로 나타났다. 배열회수보일러에 주어진 8가지 과도운전조건을 고려하여, 분배기의 상세모델에 대하여 열해석을 수행하고, 과도운전 시의 내압, 노즐하중, 열하중에 대한 과도구조해석을 수행하였다. 과도운전조건에서 최대응력은 분배기 상부의 수직 강수관 노즐 부위에서 발생하였다. ASME Code에 의거하여 수직 강수관 노즐 부위의 피로수명을 평가하였다. 결과적으로 계산된 누적피로사용계수가 허용기준보다 작으므로 기대수명 동안에 피로파손에 관하여 안전한 것으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제31권5호
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• pp.177-185
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• 2018

섬유금속적층판은 금속과 섬유 강화 복합소재를 함께 적층한 하이브리드 재료 중 하나다. 섬유금속적층판은 계면의 접착층이 파괴되는 층간분리 현상이 발생할 수 있기 때문에 계면의 접착층에 대한 한계응력과 에너지 해방률을 실험적으로 도출해야만 한다. 하지만, 온도에 따른 에너지 해방률을 실험적으로 도출하는 과정에서 측정 장비의 사용 온도에 대한 제약을 받는다. 따라서, 본 연구에서는 Levenberg-Marquardt 기법을 기반한 역해석 기법을 사용하여 접착층에 대한 모드 I 한계응력과 에너지 해방률에 대한 예측 가능성을 확인하는 것이 목표다. 먼저, 한계응력은 접착층의 인장강도와 같다고 가정하였으며, 에너지 해방률은 DCB 시험(double cantilever beam test)을 수행하여 정의하였다. 또한, 유한요소법 기반 모델을 적용하여 한계응력과 에너지 해방률을 수치해석적으로 예측할 수 있는 지 확인하였다. 그 후, Levenberg-Marquardt 기법을 유한요소법 기반 모델에 적용하여 모드 I 한계응력과 에너지 해방률을 수치해석적으로 예측하였다. 아울러, 본 연구에서 사용한 역해석 기법의 수렴성을 확보하기 위하여 두 가지 경우의 초기 매개변수에 대한 역해석을 추가적으로 수행하였다. 결과적으로, 본 연구에서 사용한 역해석 기법은 모드 I 한계응력과 에너지 해방률을 효과적으로 예측할 수 있음을 보였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.227-235
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• 2018

최근 자동차 교통량의 증가로 인해 차량 전복사고가 급증하여 이에 따른 인명피해가 증가해왔으며, 이를 방지하기 위한 차량충돌 실험장비 및 해석프로그램 개발 등의 다양한 기술이 진보되고 있다. 본 연구에서는 적용한 차량모델은 미국 FORD사의 EXPLORER 차종이고, Rollover 해석은 차량충돌해석에 상용되고 있는 PC-Crash 프로그램을 이용하여 SUV의 전복사고 거동 및 충돌속도를 예측하였다. 그 해석결과로 FMVSS No. 208 법규를 통한 SUV차량의 실제 Rollover 거동과 비교할 때 유사한 결과를 보여주었으며, 충돌속도 및 롤각의 특성은 1000 msec 이후부터는 다소 오차율이 커지는 경향을 나타냈다. 그리고 NHTSA의 데이터베이스를 활용하여 고찰한 결과로 충돌속도 15~77 km/h, 충돌각도 $22{\sim}74^{\circ}$ 범위에서 전복사고가 가장 많이 발생함을 나타냈고, 실제 사고사례를 적용함으로써 차량 출발 위치, Roof 파손위치, 정지위치를 재현시켜 차량 Roof가 파손될 때 차량속도 및 충돌시간을 예측할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제24권4호
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• pp.84-92
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• 2020

대부분의 화학공장 내 설비는 유해물질을 취급하거나, 일상적으로 접할 수 있는 온도 및 압력의 범위를 벗어난 환경에서 가동되며 이러한 응력 및 환경조건으로 인하여 노후화에 취약하다. 이러한 조건에 노출된 설비는 지속적인 손상이 누적되어 고장이 발생할 가능성이 높아짐은 물론, 정비 및 교체를 하지 않는다면 사고로 이어진다. 전세계적으로 위험성기반검사(Risk Based Inspection)라는 권고지침이 통용되고 있다. 하지만 RBI는 이미 일정시간 경과한 설비에 대해서는 한계가 존재한다. 적절한 점검을 수행하는 우리나라 울산 산업단지의 노후화 실태 조사 결과, 많은 수의 설비들이 사용기간이 20년을 경과하였다. 또한, 사고가 일어난 설비 대부분이 20년 이상 운영해 왔다. 따라서 본 연구에서는 일정 사용기간이 초과된 장치를 노후설비로 분류하는 기준을 제시하였다. 또한, 이에 대하여 정량적 위험성평가를 진행하였다. 이로 인해 도출된 해당 노후설비의 위험성을 Economic index로 표현하여 손실비용을 산정하고 Risk를 감소하기 위하여 비용편익 분석 방법을 활용한 안전투자 방법을 제안하였다. 본 연구에서 제시한 정량적 위험성 평가를 이용한 노후설비의 비용편익 분석 방법을 활용하여 노후 설비의 성능 향상 및 수명 연장, 생산 효율성 및 설비 계통 신뢰도 향상, 안전관리 비용 인식 변화, 그리고 직원의 안정감 증대, 손실비용의 감소를 기대할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.1195-1202
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• 2016

최근 다양한 분야에 빅데이터 기술을 활용하기 위한 방법에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 해상-빅데이터는 인터넷 공간에 있는 정보들이 아닌 선박의 항해통신장비로부터 발생 및 수집되는 수많은 정보로 정의할 수 있다. 한편, 해상 교통량의 증가함에 따라 해양 사고도 증가하고 있으며, 이에 따라 해양 안전에 관한 요구가 증대되고 있다. 이러한 요구를 충족시키기 위한 일환으로, 본 논문에서는 해상에 있는 수많은 선박으로부터 수신되는 대량의 AIS 메시지 데이터를 기반으로 선박의 항적 표시 및 해상교통량 통계 분석을 전자해도를 통해 시각적으로 표현하는 시스템을 개발한다. 또한, 유용성 검증을 위해 개발한 시스템을 활용하여 선박 항적 표시 기능 및 해상교통량 통계 분석 기능을 수행하였다. 이를 통해 개발한 시스템의 선박 항적 표시 기능 및 해상교통량 통계 분석 기능을 통해 선박의 항적 표시, 비정상적인 운항 패턴, AIS 장비의 이상 유무, 해상교통량 통계 분석 등에 활용 가능함을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제20권5호
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• pp.104-111
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• 2016

최근 화학물질을 사용하는 시설이 증가하면서 동시에 시설의 노후화, 기계적 결함, 인적오류 등으로 화학물질 누출사고 피해가 많아지고 있다. 특히, 산업단지는 군집 특성으로 인해 화학물질 누출사고 발생 시 인근 사업장으로 확산되어 큰 피해로 이어질 가능성이 크다. 이에 따라 화학물질을 취급하는 공정의 누출조건, 환경조건을 반영한 다양한 누출 시나리오를 토대로 빠른 감지와 대응을 위해 경계면의 센서배치 방안을 제시할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 염소가스가 누출되는 경우에 대해 COMSOL를 사용하여 주요 매개변수의 적용으로 실질적인 사고 시나리오를 해석하였다. 그리고 사고 시나리오를 바탕으로, 센서의 감지 확률과 감지시간 등 각 항목마다 중요도를 부여하여 최적 위치가 산출되도록 목적함수를 선정하였다. 또한 예상치 못한 지역의 누출사고에 대해 최적화된 센서배치의 강건성 분석을 통해 본 방안의 타당성을 높였다. 결과적으로, 기존 방식보다 효과적으로 경계면의 센서배치 최적화 방법의 적용 가능성을 확인하였다. 이상의 결과로 부터 이동식 센서의 배치방법과 농도 데이터를 기반으로, 누출원의 역추적에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.711-717
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• 2017

철도는 대규모 승객 수송과 운행서비스를 제공하는 공공교통수단으로 시스템의 신뢰성과 안전성의 확보가 최우선적으로 요구된다. 철도차량의 배선은 제어신호선과 통신선으로 분류되며, 제어신호선은 차량주행 및 안전기능과 관련된 입출력 신호를, 통신은 방송 등 승객서비스에 대한 입출력신호에 사용되고 있다. 철도차량 신뢰성확보 방안 중 한 가지 방법으로 차량내 전장장치간 제어신호의 입출력 인터페이스로 train line을 적용됨에 따라, 제어회로 구성을 위하여 릴레이, 컨택터 등의 전기기계식 소자가 다수 적용되어 있다. 실제로 편성 내 차량제어논리가 수 천 접점으로 구성됨에 따라 접점 불량 등 고장시 오류확인이 어렵고, 실시간 상태확인이 불가능함에 따라 정기적인 유지보수에 많은 인력과 시간이 투입되어야만 한다. 본 논문에서는 국내 철도차량내 주행 및 안전기능과 관련된 전장품의 제어기간 제어신호선 설계현황(종류, 복잡도)을 분석하고, 설계를 단순화하여 제작양산성과 유지보수 효율성을 향상시키기 위한 3가지 제어배선절감 방안을 제안하였다. 적용결과 국내 4량 1편성의 전동차에 적용시, 약 35% 이상의 배선절감 효과를 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 3차
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• pp.72-77
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• 2010

The Incheon Bridge, which was opened to the traffic in October 2009, is an 18.4 km long sea-crossing bridge connecting the Incheon International Airport with the expressway networks around the Seoul metropolitan area by way of Songdo District of Incheon City. This bridge is an integration of several special featured bridges and the major part of the bridge consists of cable-stayed spans. This marine cable-stayed bridge has a main span of 800 m wide to cross the vessel navigation channel in and out of the Incheon Port. In waterways where ship collision is anticipated, bridges shall be designed to resist ship impact forces, and/or, adequately protected by ship impact protection (SIP) systems. For the Incheon Bridge, large diameter circular dolphins as SIP were made at 44 locations of the both side of the main span around the piers of the cable-stayed bridge span. This world's largest dolphin-type SIP system protects the bridge against the collision with 100,000 DWT tanker navigating the channel with speed of 10 knots. Diameter of the dolphin is up to 25 m. Vessel collision risk was assessed by probability based analysis with AASHTO Method-II. The annual frequency of bridge collapse through the risk analysis for 71,370 cases of the impact scenario was less than $0.5{\times}10^{-4}$ and satisfies design requirements. The dolphin is the circular sheet pile structure filled with crushed rock and closed at the top with a robust concrete cap. The structural design was performed with numerical analyses of which constitutional model was verified by the physical model experiment using the geo-centrifugal testing equipment. 3D non-linear finite element models were used to analyze the structural response and energy-dissipating capability of dolphins which were deeply embedded in the seabed. The dolphin structure secures external stability and internal stability for ordinary loads such as wave and current pressure. Considering failure mechanism, stability assessment was performed for the strength limit state and service limit state of the dolphins. The friction angle of the crushed stone as a filling material was reduced to $38^{\circ}$ considering the possibility of contracting behavior as the impact.