• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.21-32
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• 2020

세계적으로 대규모 인프라 구조 건설 시장이 확대됨에 따라 극한지 및 극서지와 같은 극한 환경에서의 토목 구조물 시공이 계획 혹은 시공 중에 있다. 이에 따라 구조물의 지지력 확보를 위한 말뚝 기초의 시공이 필수적이나 극한지 및 극서지의 지반 변형 가능성으로 인해 말뚝 기초의 안정성 및 기능 상실이 우려된다. 따라서 본 연구에서는 새로운 형식의 말뚝 기초를 개발함으로써 지반 변형에 대응하고자 하며, 극한지 및 극서지에서 발생 가능한 지반 변형을 크게 융기 및 침하로 구분하였다. 지반 변형 대응형 말뚝은 강관 말뚝 내부에 수축 및 팽창이 가능한 실린더가 삽입된 형태로 융기 및 침하 과정에서 실린더의 거동에 따른 말뚝 영향을 수치해석적으로 분석하였다. 수치해석 결과 지반 융기는 말뚝의 과도한 인장응력을 발생시켰으며, 실린더의 팽창 조건은 말뚝에 작용하는 인장 응력을 분담해 주어 전체적으로 말뚝에 작용하는 축 응력을 감소시켰다. 지반 침하는 부주면 마찰력 발생에 따른 말뚝의 압축응력을 증가시켜 주었는데, 실린더는 중립점 이하에 위치하여 수축 거동 시 최적의 효율을 보여주었다. 하지만 지반 변형 대응형 말뚝 시공 시 수축 및 팽창량은 상부 구조체의 허용 변위 범위를 준수하여야 하며, 설계 시 이에 따른 고려가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제44권6호
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• pp.541-549
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• 2020

본 연구에서는 H선사 파산전후로 우리나라 외항선사의 재무상태와 손익항목 및 재무비율의 차이분석과 수익성 영향요인을 검정하였다. 첫째로, 파산전후로 업체당 평균자산 등 주요 재무상태 항목은 유의적인 차이가 없는 것으로 나타나고 있다. 그러나, 손익항목은 큰 차이를 보이고 있다. 즉, 총매출액과 해운수입은 H선사 파산전은 평균 4,245억원과 3,817억원이지만 파산이후 년도에는 평균 2,521억원과 2,346억원으로서 절반가량 감소하였다. 대선수입과 용선료도 절반이상 감소하였다. EBIT/매출과 매출액세전이익률 모두 H선사 파산전에 8%와 3%에서 파산후에는 -2%와 -8%로 부(-)의 수준을 보이고 있어 영업수익성이 크게 악화되어 회복되지 않고 있다. 따라서, 국적외항선사의 영업채산성을 증대시키기 위해서는, 매출증대, 비용구조 개선 및 안정적인 물동량 확보를 위한 글로벌 네트워크 구축이 시급한 것으로 보인다. 유동성과 자산효율성도 H선사 파산전보다 파산 후에 훨씬 악화되고 있어 유동성 관리와 자산관리가 중요한 것으로 확인되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.55-61
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• 2011

송도 국제화 복합단지는 대규모 간척사업을 통해 조성된 지역이며 준설매립층을 포함 느슨한 실트층과 연약한 점토층, 모래층 등이 교호하여 퇴적되어 있다. 따라서 본 지역에 구조물을 안전하게 설치하기 위해서는 말뚝기초의 사용이 불가피하다. 송도 국제화 복합단지 내 말뚝기초 적용현장의 경우, 환경적인 조건과 경제적인 측면에서 항타방식의 PHC 말뚝이 대부분 적용되었다. 최근 송도 국제화 복합단지 5~7공구 내 PHC 말뚝기초를 적용하여 시공된 4개 현장을 분석한 결과 퇴적층 내 경질층의 출현 및 30m 이상의 말뚝설치로 인해 항타방식의 시공은 어려움이 많은 것으로 나타났다. 이 경우 적절한 심도까지 선 천공 후 항타 관입을 시행하여 말뚝을 설치했을때 시공성 분석결과 매우 양호한 결과를 얻었다. 또한 경제성의 경우에도 약 4% 정도의 상승으로 시공성 향상에 비해 매우 미소한 증가임을 알 수 있었다. 안정성 측면에서는 재하시험을 통해 확인한 결과 말뚝재료의 허용응력 대비 약 70% 이상을 만족하는 것으로 확인되었다. 이상의 분석결과를 통해 볼 때 송도지역 내 PHC 말뚝 적용은 퇴적 환경을 고려하여 조밀한 모래층을 선 천공한 후 항타를 통해 양호한 지지층에 설치하는 방법이 가장 합리적인 것으로 판단되었다.

• 대기
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• 제31권1호
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• pp.113-141
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• 2021

The impacts of ice clouds on the energy budget of the Earth and their representation in climate models have been identified as important and unsolved problems. Ice clouds consist almost exclusively of non-spherical ice crystals with various shapes and sizes. To determine the influences of ice clouds on solar and infrared radiation as required for remote sensing retrievals and numerical models, knowledge of scattering and microphysical properties of ice crystals is required. A conventional method for representing the radiative properties of ice clouds in satellite retrieval algorithms and numerical models is to combine measured microphysical properties of ice crystals from field campaigns and pre-calculated single-scattering libraries of different shapes and sizes of ice crystals, which depend heavily on microphysical and scattering properties of ice crystals. However, large discrepancies between theoretical calculations and observations of the radiative properties of ice clouds have been reported. Electron microscopy images of ice crystals grown in laboratories and captured by balloons show varying degrees of complex morphologies in sub-micron (e.g., surface roughness) and super-micron (e.g., inhomogeneous internal and external structures) scales that may cause these discrepancies. In this study, the current idealized models representing morphologies of ice crystals and the corresponding numerical methods (e.g., geometric optics, discrete dipole approximation, T-matrix, etc.) to calculate the single-scattering properties of ice crystals are reviewed. Current problems and difficulties in the calculations of the single-scattering properties of atmospheric ice crystals are addressed in terms of cloud microphysics. Future directions to develop physically consistent ice-crystal models are also discussed.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.83-91
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• 2022

원자력발전소 기기 내진설계 및 지진해석은 비연계모델을 대상으로 수행된다. 그러나 이러한 비연계해석은 실제 구조물-기기 간 상호작용 등의 실제 현상을 모사할 수 없기 때문에 연계해석에 비하여 정확하지 못한 결과를 발생시키게 된다는 한계를 가진다. 이러한 배경 아래 이 연구는 실제 원전 격납건물 구조물 및 관련 부계통을 대상으로 질량비와 고유진동수비를 고려하여 지진 연계해석과 비연계해석을 수행하고, 이를 바탕으로 부계통에서의 응답을 비교 분석하였다. 결과적으로 지진 연계해석 결과가 비연계해석 결과보다 대다수 작은 값을 주는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 기존 연구인 단순한 연계모델에 대한 해석 결과와 유사하지만, 부계통 응답 차이는 훨씬 더 두드러지게 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 이는 지진파의 입력 주파수의 영향보다는 부계통의 설치위치에 영향을 받는 것으로 확인되었다. 마지막으로 비연계 및 연계 지진해석의 차이가 부계통의 질량비가 크고, 고유진동수가 거의 일치하는 영역에서 발생하는 이유는 이 영역에서 주계통과 부계통 동적 상호작용이 크게 나타나기 때문인 것으로 보인다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.111-116
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• 2022

최근 들어 건축구조물은 초고층화 및 대규모화 하는 경향에 있으며, 콘크리트 기술의 발달로 인하여 철근콘크리트 구조로 초고층 건축물을 축조하는 것이 일반화 되어 가고 있는 실정이다. 초고층 건축물에 적용되는 철근콘크리트주조는 고유동·고강도 콘크리트가 적용되기 때문에 시공성이 향상되고 단면축소가 가능하게 되었다. 또한 철근콘크리트구조의 초고층 건축물에는 슬라이딩폼, ACS(Auto Climbing Form) 등 시스템 거푸집을 적용하기 때문에 시공의 신속성을 기할 수 있으며, 철골구조보다 저렴한 가격에 내화·내진 등 우수한 품질로 빠른 시일 내에 완성할 수 있게 되었다. 그러나 초고층 건축물을 철근콘크리트 구조로 시공할 경우는 자중이 커지게 된다는 단점을 가지게 된다. 이러한 단점을 보완하고자 개발된 것이 경량골재(LWA, Low Weight Aggregate)이며, 최근까지 다양한 종류의 경량골재가 개발되어지고 있다. 이러한 경량골재를 이용하여 콘크리트를 제조하면 철근콘크리트 구조물의 자중을 줄일 수 있다는 장점을 가지게 되지만, 콘크리트의 강도가 줄어든다는 단점을 가진다. 이는 경량골재가 일반적인 천연골재에 비하여 낮은 강도를 가지고 있기 때문으로 최근에는 이러한 경량골재의 취약점을 보완하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 경량골재 표면코팅 유무에 따른 시멘트 경화체의 강도특성을 알아보기 위한 실험적 연구를 진행하였다. 그 결과, 압축강도는 표면코팅 한 경량골재가 코팅하지 않은 경량골재보다 높은 강도발현을 나타냈으며, 물/시멘트 비 50 %에서 표면코팅 경량골재가 높은 압축강도를 발현하는 것을 알 수 있었다. 이는 표면코팅 경량골재 혼입 시멘트 경화체의 계면 공극이 고로슬래그 미분말 입자로 메워졌기 때문인 것으로 확인되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제46권6호
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• pp.491-500
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• 2022

큰 상부 형상을 가지는 FLNG (Liquefied Natural Gas Floating Production Storage Offloading Units, LNG FPSOs) 등의 해양구조물은 안정적인 운동성능 확보 및 계류라인 설계에 있어 정도 높은 풍하중 추정이 필수적이다. 따라서 본 연구의 목적은 FLNG의 풍하중 추정을 위한 수치해석 기법을 개발하는 데 있다. 특히, 본 연구에서 개발한 수치해석 기법은 저자의 이전연구를 FLNG에 맞추어 수정하였다. 풍하중 추정을 위한 수치해석은 15° 간격으로 0-360° 범위에서 균일 풍속 조건과 풍속 프로파일을 적용한 NPD (Norwegian Petroleum Directorate) 조건에서 수행하였다. 먼저, NPD 모델 풍속 프로파일 모델 개발을 위해 Sand-Grain Roughness 변화에 따른 풍속 프로파일을 분석하였다. 개발된 NPD 모델을 이용하여 3가지 풍향 (Head, Quartering & Beam)에 대한 메쉬 수렴성 시험을 수행하였다. 최종적으로 개발된 NPD 모델과 메쉬를 이용하여 균일한 풍속 조건과 NPD 조건에서의 풍하중을 평가하고 비교하였다. 본 연구에서는 RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes) 기반 Solver인 STAR-CCM+ (17.02)를 이용하였다. 결과를 요약하면, 풍속 프로파일을 적용한 NPD 모델에서의 풍하중은 균일 풍속(10m/s) 조건과 비교하여, Surge와 Yaw 하중이 최대 20.35 % 와 34.27% 증가하였다. 특히, 특정 일부 구간에서만 큰 하중의 차이를 보인 Sway (45°< α < 135°, 225°< α < 315°)와 Roll (60° < α < 135°, 225° < α < 270°)은 구간별 평균 증가율이 15.60%와 10.89% 수준으로 나타났다.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권4호
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• pp.625-640
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• 2022

Maglev rail joints are vital components serving as connections between the adjacent F-type rail sections in maglev guideway. Damage to maglev rail joints such as bolt looseness may result in rough suspension gap fluctuation, failure of suspension control, and even sudden clash between the electromagnets and F-type rail. The condition monitoring of maglev rail joints is therefore highly desirable to maintain safe operation of maglev. In this connection, an online damage detection approach based on three-dimensional (3D) convolutional neural network (CNN) and time-frequency characterization is developed for simultaneous detection of multiple damage of maglev rail joints in this paper. The training and testing data used for condition evaluation of maglev rail joints consist of two months of acceleration recordings, which were acquired in-situ from different rail joints by an integrated online monitoring system during a maglev train running on a test line. Short-time Fourier transform (STFT) method is applied to transform the raw monitoring data into time-frequency spectrograms (TFS). Three CNN architectures, i.e., small-sized CNN (S-CNN), middle-sized CNN (M-CNN), and large-sized CNN (L-CNN), are configured for trial calculation and the M-CNN model with excellent prediction accuracy and high computational efficiency is finally optioned for multiple damage detection of maglev rail joints. Results show that the rail joints in three different conditions (bolt-looseness-caused rail step, misalignment-caused lateral dislocation, and normal condition) are successfully identified by the proposed approach, even when using data collected from rail joints from which no data were used in the CNN training. The capability of the proposed method is further examined by using the data collected after the loosed bolts have been replaced. In addition, by comparison with the results of CNN using frequency spectrum and traditional neural network using TFS, the proposed TFS-CNN framework is proven more accurate and robust for multiple damage detection of maglev rail joints.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권1호
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• pp.1-16
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• 2022

Despite recent breakthroughs in deep learning and computer vision fields, the pixel-wise identification of tiny objects in high-resolution images with complex disturbances remains challenging. This study proposes a modified U-net for tiny crack segmentation in real-world steel-box-girder bridges. The modified U-net adopts the common U-net framework and a novel Self-Attention-Self-Adaption (SASA) neuron as the fundamental computing element. The Self-Attention module applies softmax and gate operations to obtain the attention vector. It enables the neuron to focus on the most significant receptive fields when processing large-scale feature maps. The Self-Adaption module consists of a multiplayer perceptron subnet and achieves deeper feature extraction inside a single neuron. For data augmentation, a grid-based crack random elastic deformation (CRED) algorithm is designed to enrich the diversities and irregular shapes of distributed cracks. Grid-based uniform control nodes are first set on both input images and binary labels, random offsets are then employed on these control nodes, and bilinear interpolation is performed for the rest pixels. The proposed SASA neuron and CRED algorithm are simultaneously deployed to train the modified U-net. 200 raw images with a high resolution of 4928 × 3264 are collected, 160 for training and the rest 40 for the test. 512 × 512 patches are generated from the original images by a sliding window with an overlap of 256 as inputs. Results show that the average IoU between the recognized and ground-truth cracks reaches 0.409, which is 29.8% higher than the regular U-net. A five-fold cross-validation study is performed to verify that the proposed method is robust to different training and test images. Ablation experiments further demonstrate the effectiveness of the proposed SASA neuron and CRED algorithm. Promotions of the average IoU individually utilizing the SASA and CRED module add up to the final promotion of the full model, indicating that the SASA and CRED modules contribute to the different stages of model and data in the training process.

• 한국측량학회지
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• 제39권6호
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• pp.491-496
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• 2021

지하시설물에 따른 안전과 지하정보의 활용이 점차 부각되고 있는 현대 시대에 맞추어, 국가는 더욱 정밀하고 정확한 지하공간정보 확보 및 활용을 추진하고 있다. 앞으로는 국토교통부에서 구축 중인 15종(지하시설물 6종, 지하구조물 6종, 지반 3종) 지하공간통합지도를 적극 활용하여, 국가안전 및 지하공사 편의성 향상을 위해 많은 기여를 할것으로 예상된다. 하지만 현장담당자가 모바일기기로 지하공간통합지도를 요청할 때, 대용량의 지하공간통합지도가 무선구간에서 빠르게 전송되어 서비스되지 않는다면, 현장담당자에게 불편을 초래하고, 업무 지연을 유발한다. 본 논문에서는 현장담당자가 최소한의 정보교환으로 타일링된 지하공간통합지도를 신속하게 전송 서비스 받을 수 있도록 하는 것을 목표로 한다. 따라서 고속 모바일용 지하공간통합지도 전송을 위한 데이터셋에 맞춤으로 타일링체계를 구성한다. 아울러 모바일용 지하공간통합지도 데이터에 대한 전송체계를 설정하고, 현장 지하공간통합지도 전용 TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) 기반 공간정보 타일링 전송 프로토콜을 개발한다.