• 대한토목학회논문집
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• 제44권2호
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• pp.173-182
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• 2024

최근 홍수예측과 관련한 연구에서 기계학습과 같은 인공지능 기법을 이용한 데이터모형의 활용에 관한 관심이 높다. 데이터모형은 미리 학습된 정보를 활용하기 때문에 모의에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있다는 장점이 있다. 그러나 데이터모형의 사전학습을 위해서는 많은 양의 침수자료가 필요한 데 반하여 적용할 수 있는 실측자료가 부족한 것이 현실이다. 대안으로 매개변수가 검정된 물리모형의 모의 결과를 실측자료와 함께 사전학습자료로 활용하고 있다. 이러한 상황에서 본 연구에서는 하천범람에 의한 침수예측에 데이터모형을 활용하고자 사전학습을 위한 홍수범람지도를 생성하는 엑셀러레이터를 개발하였다. 개발된 엑셀러레이터에서는 HEC-1을 이용한 홍수량 산정, HEC-RAS를 이용한 홍수위 산정, RAS Mapper를 이용한 하천범람 모의 및 침수예상도 출력의 전체 과정을 자동화한다. 이에 따라 사용자는 수백에서 수십만건의 강우시나리오에 대하여 손쉽게 침수예상도 데이터베이스를 구축할 수 있다. 그래픽 편의 인터페이스(GUI)를 포함하여 홍수범람지도 작성에 필요한 다양한 편의기능을 탑재하고 있으며, 전국에 걸쳐서 위치한 26개소의 테스트베드에 적용하여 실무적용성을 검토하였다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제35권3호
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• pp.169-190
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• 2023

세계 5대 면화 생산국인 우즈베키스탄의 섬유·패션산업은 주로 원면 수출과 봉제산업에 중점을 두고 있다. 우즈베키스탄이 고부가가치를 달성하기 위해서는 CMT(cut, make and trim)단계에 있는 섬유·패션산업이 OEM(original equipment manufacturing), ODM(original design manufacturing), OBM(original brand manufacturing)으로 발전하는 것이 필수적이다. 한국은 우즈베키스탄을 잠재적인 제조기지이자 무역 파트너로서 인식하고 우즈베키스탄의 섬유 및 의류 분야의 발전을 위해 공적개발원조(ODA) 자금을 투입해 왔다. 본 연구는 글로벌 경쟁력의 맥락에서 우즈베키스탄의 패션 고등교육을 평가하고, 이 분야에서 한국 정부의 교육 ODA의 필요성과 전망을 측정하는 것을 목표로 한다. 우즈베키스탄의 현재 패션 교육 환경에 대한 종합적인 조사를 위하여 학계, 업계 전문가 및 정부 관계자의 설문조사, 개별 심층면접, 집단 심층면접법(Focus Group Interview) 등을 수행하였다. 연구 결과에 따르면 섬유 및 패션 부문이 우즈베키스탄 경제에 중추적인 역할을 하고 있음에도 불구하고 패션 고등교육 프로그램의 교육과정과 교수·학습방법에는 개선의 여지가 있는 것으로 나타났다. 본 연구는 교육 ODA 전략 수립을 위한 기초자료로서 의의를 갖는다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권4호
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• pp.55-61
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• 2024

최근 들어 노후화된 콘크리트 구조물의 비중이 점차 늘어나는 추세다. 이는 대다수의 구조물이 기대수명에 근접하고 있기 때문이다. 이 같은 구조물은 정확한 점검과 지속적인 관리가 필수적으로 요구되며, 철저한 점검이 이루어지지 않을 경우 본래의 기능과 성능이 저하되어 안전사고로 이어질 수 있음은 자명한 사실이다. 따라서 딥러닝과 컴퓨터 비전을 이용한 객관적인 점검 기술에 대한 연구가 활발하기 이뤄지고 있다. 특히 고해상도는 미세한 균열뿐만 아니라 박락과 철근 노출까지 정확하게 관찰할 수 있으며, 딥러닝을 통해서 자동화 탐지가 가능하다는 장점이 있다. 딥러닝은 다양하고 다수의 훈련 데이터가 있어야지만 높은 탐지 성능을 보장할 수 있지만, 콘크리트의 표면 손상은 비정상 장면으로 일반적으로 촬영하여 확보할 수 있는 데이터가 아니므로 훈련 데이터의 수는 부족할 수밖에 없다. 이러한 한계를 극복하기 위해서 이 연구에서는 stable diffusion을 통해 균열, 박락, 철근 노출을 포함하고 있는 콘크리트 표면 손상 영상을 생성하는 방법을 제안했다. 이는 문자열과 영상이 쌍을 이룬 데이터로 새로운 손상 영상을 합성하는 방법이다. 이를 위해서 총 678장의 훈련 데이터 세트를 구축했고, low rank adaptation을 통해서 fine-tuning을 수행했다. 이때 stable diffusion의 세 가지 기저 모델에 따른 생성 영상의 품질을 비교했다. 결과적으로 가장 다양하고 고품질의 콘크리트 손상 영상을 합성하는 방법을 완성했다. 이 연구는 향후 데이터 부족 문제 해결에 기여하여 딥러닝 기반 손상 탐지 알고리즘의 정확도 향상에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권5호
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• pp.595-608
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• 2024

In this study, aluminum lathe waste was used by replacing aggregates in certain proportions in order to obtain expansive concrete using recycled materials. For this reason, five different aluminum wastes of 1%, 2%, 3%, 4% and 5% were selected and also reference without aluminum waste was produced. Based on the mechanical tests conducted, which included slump, compression, splitting tensile, and flexural tests, it was evident that the workability of the material declined dramatically once the volume ratio of aluminum exceeded 2%. As determined by the compressive strength test (CST), the CS of concrete (1% aluminum lathe wastes replaced with aggregate) was 11% reducer than that of reference concrete. It was noted that the reference concrete's CS values, which did not include aluminum waste, were greater than those of the concrete that contained 5% aluminum. When comparing for splitting tensile strength (STS), it was observed that the results of STS generally follow the parallel inclination as the CS. The reduction in these strengths when 1% aluminum is utilized is less than 10%. These ratios modified 18% when flexural strength (FS) is considered. Therefore, 1% of aluminum waste is recommended to obtain expansive concrete with recycled materials considering minimum loss of strength. Moreover, Scanning Electron Microscope (SEM) analysis was performed and the results also confirm that there was expansion in the aluminum added concrete. The presence of pores throughout the concrete leads to the formation of gaps, resulting in its expansion. Additionally, for practical applications, basic equations were developed to forecast the CS, STS, and FS of the concrete with aluminum lathe waste using the data already available in the literature and the findings of the current study. In conclusion, this study establishes that aluminum lathe wastes are suitable, readily available in significant quantities, locally sourced eco-materials, cost-effective, and might be selected for construction using concrete, striking a balance among financially and ecological considerations.

• 공업화학
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• 제35권3호
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• pp.200-208
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• 2024

4종의 목재에 대한 화재위험성의 예측 및 화재위험성 등급을 평가하기 위해 Chung's equations-IX과 Chung's equation-XII를 이용하였다. 시험편은 녹나무, 산벚나무, 고무나무, 느릅나무를 선정하였다. 연소시험은 ISO 5660-1의 콘칼로리미터 시험법을 이용하였으며, 화재위험성지수-IX (FRI-IX)과 화재위험성지수-XII (FRI-XII)에 대한 화재위험성과 화재위험성등급(FRR)을 비교하였다. 그 결과 화재성능지수-XI (FPI-XI)와 화재성장지수-XI (FGI-XI)은 0.08~11.48와 0.67~111.89로 얻어졌다. 그리고 화재위험성지수-XII (FRI-XII)는 산벚나무(0.45): 등급 A (순위 5) < PMMA(1): 등급 A (순위 4) < 고무나무(1.23): 등급 A (순위 3) < 고무나무(1.56): 등급 A (순위 2) << 녹나무(148.23): 등급 G (순위1)의 순으로 증가하였다. 또한 화재위험성지수-IX (FRI-IX)는 산벚나무(0): 등급 A (순위 3) ≈ 고무나무(0): 등급 A (순위 3) ≈ 느릅나무(0): 등급 A (순위 3) ≈ PMMA(1): 등급 A (순위 2) << 녹나무(66.67): 등급 G (순위1)의 순이었다. 공통적으로 화재위험성은 녹나무가 가장 높은 것으로 제시되었다. 결론적으로 FRI-IX와 FRI-XII의 기준을 바탕으로 보여준 바와 같이 지수의 표현은 다르나, 가연성 재료의 화재위험성평가에 의한 예측은 유사한 경향성을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권8호
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• pp.549-559
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• 2024

본 연구에서는 수중에서 방출되는 기포의 유동특성 분석 및 거동을 해석을 위해 이용하는 영상분석기법의 적용성을 검토하기 위하여 실내실험을 수행하고 기포유동장 해석을 위한 격자의 민감도 분석을 하였다. 실내실험 수로 내에 정지유체 상태에서 여러 개의 노즐을 이용하여 기포를 발생시켜 기포장벽을 만들고 유동특성을 검토함으로써 분석방법의 적절성과 해석격자의 민감도를 분석하였다. 수리실험을 통한 기포의 유동특성을 분석하기 위해 해석격자에 대한 기포의 평균투영면적의 비인 투영면적비, 해석영역의 중심부 수심과 총수심과의 비인 수심비 등 매개변수를 정의하고, 각각의 변수간의 관계를 파악하기 위하여 상관분석 및 회귀분석을 수행하였다. 8가지 수심비에 따른 기포투영면적, 기포상승속도와의 관계를 분석한 결과, 수심비가 증가할수록 압력의 영향으로 인해 수면으로 상승할수록 기포의 크기는 높은 상관성을 가지며 선형적으로 증가하였다. 영상분석기법 적용을 위한 8가지 해석격자의 크기별 민감도 영향에서 투영면적비(0.09~0.96)에 따른 격자크기에 대한 민감도는 크지 않은 것으로 확인되었다. 이러한 결과를 통해 영상분석기법이 기포의 유동특성을 관측할 수 있는 적절한 기법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.91-103
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• 2024

본 연구에서는 전체 시공영역에 대해 연속적으로 도출되는 지능형 다짐값의 높은 변동성과 관련한 문제를 해결하기 위해서, 지능형 다짐값의 공간적 분포를 고려한 이상치 분석 기법을 제안하였다. 제안된 기법에서는 다짐횟수 증가에도 불구하고 특정 위치에서 측정된 CMV가 감소하는 경우를 1차적으로 선별하고, 유효반경 1.5m 내에서 측정된 값들과의 차이가 큰 값들을 이상치로 판별한다. 본 연구에서 제안된 이상치 분석 기법을 현장시험에서 측정된 CMV 데이터에 적용한 결과, 지반의 내재적 불균질성은 고려하면서 다짐 품질과 관계없는 다짐롤러 구동조건의 변화에 따른 영향만을 배제할 수 있는 것으로 나타났다. 이상치 제거 후 CMV의 변동계수는 21.4~26.3%로 산정되었으며 관련 기준(20%)에서 제시하고 있는 수치보다 크게 나타났다. 추후 제안된 이상치 분석 기법에 여러 현장시험 데이터를 적용하여 고도화하고 지능형 다짐값의 변동성에 대한 합리적인 기준을 제안해야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권8호
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• pp.493-507
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• 2024

RANS 기반의 CFD 해석은 계산 효율성이 높아 실무 수리해석을 포함한 다양한 공학 분야에서 널리 적용되고 있으나 자유수면과 같이 이상유체흐름 해석에서 비물리적인 거동이 나타나는 문제가 오랫동안 제기되어 왔다. 일반적인 RANS 기반의 해석에서 적용되는 2 방정식 난류 모형은 단상유체를 대상으로 개발되어 유체 밀도의 급격한 변화가 발생하는 이상유체에서는 경계면에서 실제와 다른 높은 난류 에너지 생성을 모의한다. 최근 이를 해결하기 위해 개발된 방법 중의 하나인 부력 수정 난류 모형은 해안 분야에 적용되어 일부 적합성이 검증되었으나 개수로 흐름에 적용된 사례는 없다. 본 연구에서는 오픈 소스 프로그램인 OpenFoam의 VOF 기법을 기반으로 부력 수정 난류 모형의 적용성을 평가하였다. 등류 흐름 적용 결과에 의하면 부력 수정 k-𝜖 모형과 부력 수정 k-ω SST 모형이 자유수면 부근에서의 난류 에너지 저감 현상을 잘 모의함을 확인하였으며, 특히 부력 수정 k-ω SST 모형은 연직 유속 분포를 잘 모의함을 확인하였다. 또한 댐 붕괴 흐름에 적용하여 수면형의 변동이 크고 공동이 형성되는 경우에 대해 검토하였다. 모의 결과 부력 수정 난류 모형은 VOF 기법에 따라 상이한 결과를 나타내며 실험결과와 다른 비물리적인 거동을 나타내었다. 부력 수정 난류 모형이 수면이 안정적인 형태인 경우에는 적용성이 있으나 자유 수면의 급격한 변화가 발생하는 경우에 범용적으로 적용하기에는 여전히 한계가 있는 것으로 나타났다. 수면형이 급격하게 변화하거나 공동이 형성되는 흐름의 경우에는 난류 모형에 대한 적절한 보정이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제48권4호
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• pp.335-341
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• 2024

최근 자율운항선박 및 원격제어에 관한 연구와 개발 및 상용화가 진행되고 있다. 원격제어는 원격제어 시스템을 이용하여 현존 선박 또는 초기 단계의 자율운항선박에 적용하여 자율항해 환경을 확보하기 위한 것이다. 원격제어 시스템의 주요한 기능은 자율운항선박과 원격제어센터 사이의 송수신 데이터를 이용한 자율운항선박의 제어이고, 아울러 원격제어사관에 의한 원격조종 역시 중요한 기능이다. 본 연구의 목적은 원격제어 시스템을 개발하고, 이 시스템에서 운용하는 데이터에 관한 성능평가기법의 개발에 있다. 실험은 육상 원격제어센터와 국립한국해양대학교 실습선 '한나라'호 양쪽에 실험 장치를 구축한 후, 실습선의 항해 기간 중 실시하였다. 개발한 원격제어 시스템에 의해 전송한 데이터를 평가한 결과, 0.1%p 이내의 오차범위에서 데이터가 송수신됨을 확인하였고, 실습선의 항해환경이 반영된 14종의 선박정보가 송수신됨을 확인하였다. 그 결과 본 연구에서 개발한 원격제어 시스템은 원격제어의 3원칙(안전성, 신뢰성, 가용성)을 준수할 수 있음을 알았다. 본 연구는 자율운항선박 원격제어 시스템의 개발과 데이터 송수신 성능평가에 관한 핵심 기술로 적용될 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권5호
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• pp.30-37
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• 2024

사회기반시설의 자산가치 평가는 일반적으로 정액법을 기반으로 상각후대체원가를 적용하고 있으나 시설물의 실제 가치를 정확히 반영하지 못하는 한계가 있다. 이에 교량의 성능을 합리적으로 고려하여 자산가치를 평가할 수 있는 성능기반 감가상각(PBD) 방법이 제안되었으나 개별 교량들의 환경 특성을 고려하지 못하였다. 본 연구에서는 기존 연구에서 제안된 PBD 방법에 개별 교량의 위험성을 고려할 수 있는 위험성-성능기반 감가상각(HPBD) 방법을 제안하고 적용성 검토를 위하여 8천여 교량을 대상으로 평가를 수행하였다. 교량의 열화 위험요인을 선정하고 개별 교량들의 위험성을 평가하여 위험성수준에 따른 가중치를 기존 PBD 방법에 적용하였다. 평가결과 PBD 방법과 유사한 현재가치와 상대적으로 높은 미래가치가 도출되었으며, 개별 교량의 위험 특성을 고려한 HPBD 방법이 보다 합리적인 가치평가와 의사결정에 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.