• 한국측량학회지
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• 제39권4호
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• pp.235-243
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• 2021

하천측량은 하천기본계획 및 각종 하천 정비의 기초자료를 취득하기 위해 활용되며 하천의 물리적 형태와 하천 정비 이후의 변화를 예측하기 위해서도 활용된다. 항공수심라이다(ABL: Airborne Bathymetric LiDAR) 시스템은 그린 레이저를 사용하여 수면과 하상을 동시에 측량할 수 있는 시스템으로써 하천의 수심 및 하상 측량에 효과적으로 활용될 수 있다. 항공수심라이다 데이터를 하천 측량에 활용하기 위해서는 취득된 점군 데이터부터 수면과 하상 점들을 분리하고 추출하는 과정이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 대표적인 지면필터링 기법인 ATIN(Adaptive Triangular Irregular Network) 알고리즘을 적용하여 항공수심라이다의 점군 데이터로부터 저수심 하천의 수면과 하상 점군을 분리하기 위한 방법론을 구축하고 제안된 방법론의 효용성을 검증하였다. 이를 위해 충청남도 곡교천 일대에서 Leica Chiroptera 4X 센서로부터 취득된 데이터를 이용하여 실험을 수행하였다. 연구결과 수면과 하상에 대한 분류 정확도는 88.8%, Kappa 계수는 0.825를 얻을 수 있었으며, 항공수심라이다 데이터를 하천측량에 효과적으로 활용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.205-212
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• 2018

본 연구에서는 상용 해석프로그램에서 구현하기에 어려움이 있는 지반공학적 문제를 해결하기 위한 쉽고 직관적인 해석 프로그램 개발의 일환으로 계산의 정확도가 상대적으로 높은 요소를 채택한 유한요소법을 정식화 하고 해석과정을 프로그램화 하였다. 개발된 프로그램의 계산과정에 있어서의 신뢰성 확인을 위해 두 가지 예에 대한 해석을 수행하고 결과분석을 해 보았는데 첫 번째 예는 등방구속압이 요소에 작용하는 경우이고 나머지 예는 전단응력이 요소의 측면에 작용하는 경우이다. 유한요소를 구성하는 요소로는 등매개변수 사변형 요소를 채택하였는데 요소내의 변위는 요소의 절점변위와 형상함수로 표현된다. 전체좌표(global coordinate)에 의한 미분계수로 표현되는 변형률을 얻기 위해 자코비언과 자연좌표(natural coordinate)를 이용하는 계산과정을 코딩하였다. 요소의 강성행렬을 정의하는 이중적분식을 수치적분으로 변환시키기 위해 4점 가우스 구적법을 적용하였다. 개발된 프로그램의 계산과정 검증을 위해 등방구속압이 작용하는 요소에 대한 해석을 수행한 결과 요소내의 네 개의 가우스점과 요소 중앙에 대해 계산된 응력값이 등방구속압과 일치됨을 알 수 있었다. 개발된 프로그램의 계산과정 검증을 위해 전단응력이 작용하는 요소에 대한 해석을 수행한 결과 요소내에 발생되는 횡방향응력 및 연직응력이 위치에 따라 변화됨을 알 수 있었으며 외력에 대한 발생응력의 크기 및 분포양상이 합리적임을 알 수 있었다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.45-56
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• 2019

본 연구는 수도권 지역의 전력구 매설지반을 대상으로 지진 재현주기 1,000년을 고려한 최대기반암가속도 0.154g로 설정하여 지진시 위험을 평가하였다. 이때, 지진시 위험도 평가는 총 3단계로 진행하였으며 1단계는 대상지역의 지반조사 정보를 기초로 지반분류를 우선 실시한 후, 액상화 발생가능성을 파악할 수 있는 Macro영역 기법인 지반증폭계수를 이용한 액상화 발생가능지수(LPI, Liquefaction Potential Index) 재해지도를 이용하여 후보지를 선정한다. 2단계 위험도 평가는 1단계 평가에서 액상화 발생가능성이 매우 높게 판정된 전력구 주변의 시추주상도를 바탕으로 부지특성을 반영한 지진응답해석을 수행하고 이를 토대로 액상화 발생가능성 지수를 재산정하여 지진시 액상화 위험도를 상세평가 하였다. 3단계는 시추공자료를 기반으로 하는 한계성을 보완하기 위하여 2단계에서 액상화 발생가능성이 높게 평가된 대상 전력구의 현장조사를 실시하여 건설시 보강공법적용, 내진설계적용 및 현장상태 등을 고려하여 최종적으로 액상화 위험도를 평가하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권2호
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• pp.61-70
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• 2019

Geopolymer는 시멘트와 비교하여 $CO_2$ 배출량의 감소, 내화성, 낮은 열전도성 등 다양한 장점을 보유하고 있는 eco-friendly 건설재료이다. 그러나 표면에 화염을 가할 경우 geopolymer panel 표면의 열적거동에 대한 연구결과는 많지 않다. 본 연구에서는 내열성 건축자재로서 화염노출시 geopolymer 경화체의 표면특성을 조사하기 위하여 alumina 골재가 사용된 geopolymer 경화체 표면의 화염노출 특성에 대하여 조사하였다. 화염노출시 panel의 외형변형 및 열충격에 의한 크랙은 없었으며, calcite의 잔존량과 aluminosilicate gel의 halo 패턴으로 보아 화염에 의한 탈탄산 및 탈수는 표면에 국한되어 발생했으며, geopolymer 경화체의 내구성은 화염조사 후에도 유지되고 있는 것으로 판단된다. Quartz와 calcite가 감소함에 따라 gehlenite와 calcium silicate가 증가하는 경향을 나타내고 있으며, BFS의 치환량이 많을수록 현저하게 나타난다. 화염노출에 따른 미세구조의 변화는 탈탄산, 결정수의 탈수 등으로 기공의 형성과 발전되는 과정을 거쳐 calcium silicate, gehlenite 등과 같은 새로운 결정상의 형성에 의해 geopolymer panel 표면의 치밀화와 강화기구로 작용하여 내구성이 향상된 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.294-302
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• 2018

간극수압을 받는 지반보의 응력-변형률 거동 분석을 위해 해석해와 유한요소해석결과를 정량적으로 상호 비교해 보았다. 유한요소해석을 통해 얻은 수평응력은 해석해에 의한 결과와는 달리 지반보의 수평축에 대하여 대칭성을 보이지 않았으나 요소의 개수가 증가함에 따라 대칭에 가까운 형태를 보였다. 해석해에 의한 수평응력을 유한요소의 가우스점에 대하여 얻은 수평응력과 비교해 볼 때 3개의 요소를 고려한 유한요소해석을 통해 얻은 인장응력의 값은 해석해에 의한 최대 인장응력값의 6% 였고 압축응력의 값은 해석해에 의한 최대값의 37% 였다. 6개의 요소를 고려한 유한요소해석을 통해 얻은 인장응력의 값은 해석해를 통해 얻은 최대값의 61% 였고 압축응력의 값은 해석해를 통해 얻은 최대값의 83% 였다. 지반보 내에 발생되는 연직응력은 해석해에 의할 경우 보의 깊이에 따라 연속적인 분포양상을 보인다. 유한요소해석에 의한 연직응력은 유한요소를 구성하는 요소에 따라 이산적인 분포를 보이는데 요소내의 4개의 가우스점에 대하여 얻은 평균 연직응력은 지반보에 작용하는 간극수압의 크기에 가까운 값을 보였다. 지반보의 중앙 근처에서의 연직변위량을 비교해 볼 때 3개의 요소로 구성된 지반보에 대한 유한요소해석을 통해 얻은 값은 해석해에 의한 값의 35% 였으며 6개의 요소로 구성된 지반보에 대한 유한요소해석을 통해 얻은 값은 해석해에 의한 값의 57% 였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권10호
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• pp.33-45
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• 2019

본 연구에서는 국내 철도 및 고속도로 등 각종 토목사업이 진행되면서 발생하는 많은 양의 파쇄암 특히 풍화 이암을 도로 노상이나 성토 재료로 활용하기 위해 직경 5cm, 높이 10cm의 원주형 공시체를 제작하여 공학적 특성을 평가하였다. 포항지역 토목현장에서 강우 시 빠르게 풍화되는 이암을 채취한 다음 2mm체를 통과한 파쇄 이암에 시멘트비, 모래비, 양생조건, 양생기간에 따른 풍화 이암 고결토를 제작하였다. 각 조건에 따라 공시체를 3개씩 제작한 다음 일축압축강도, 내구성시험 및 SEM 분석을 실시하였으며, 양생조건, 시멘트비 및 모래비가 고결토의 공학적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 28일 양생한 경우, 대기중보다 수중 양생한 공시체의 일축압축강도가 32-55% 정도, 그리고 내구성지수는 평균 15% 정도 더 높았다. 또한, 시멘트비가 8%에서 16%로 증가할 경우, 수중 양생한 순수 이암 고결토의 일축압축강도는 약 1.6배 정도 증가하였으며, 내구성지수는 약 1.9배 증가하였다. 모래비가 0%에서 50%로 증가할 경우, 순수 이암 고결토보다 모래비가 10%인 경우 일축압축강도가 약간 감소하거나 변화 없다가 30-50% 정도 함유됨에 따라 최대 51%까지 증가하는 경향을 보였다. 한편, 내구성지수는 일축압축강도와 달리 모래비가 증가함에 따라 계속 증가하는 경향을 보였다. SEM 분석 결과 모래비가 0%인 경우보다 50%인 경우 모래 입자간의 연결이 증가하면서 서로 연결된 구조를 보였으며, 이러한 입자간 연결로 고결토의 강도가 증가하였다.

• 과학교육연구지
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• 제44권3호
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• pp.331-344
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• 2020

본 연구는 한국과 캐나다의 수학 교과서 중 수와 연산 영역을 초등학교 5, 6학년을 중심으로 비교·분석하여 한국 초등학교 수학교육과정 및 교과서 개발에 의미 있는 시사점을 찾는 데 목적이 있다. 이를 위해 한국과 캐나다 초등학교 수학과 교육과정 및 수학 교과서의 교과서 구성 체제를 비교·분석하고, 수학 교과서 수와 연산 영역의 학년별 도입 시기 및 초등학교 5, 6학년 수와 연산 영역의 학습 내용을 비교·분석하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 학습한 수학적 개념과 연산을 사칙연산의 종류나 수학 영역에 구애받지 않고, 실생활과 밀접하게 연관된 문제 상황 속에서 자연스럽게 도입하여 통합적으로 문제를 해결할 수 있는 교과서 구성이 필요하다. 둘째, 실제 사진과 수학, 과학, 기술, 공학, 예술 등의 소재를 사용한 문항 구성 및 읽을 거리로 수학의 필요성과 유용성을 느낄 수 있도록 하는 교과서 구성이 필요하다. 셋째, 다양한 실제 교구 및 수학 모델의 사용을 통한 충분한 수학 원리 학습, 공학 도구를 사용하여 문제해결 전략에 초점을 맞춘 교과서 구성이 필요하다. 넷째, 분수와 소수 학습에 대한 학습 지도 시기나 학습 내용 구성 및 전개 방법에 대한 깊이 있는 논의가 필요하다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.75-84
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• 2020

본 연구에서는 DCM으로 개량된 연약점토지반에 관한 실내모형실험 결과를 바탕으로, DCM 개량 형식에 따른 연약점토지반의 융기량을 분석하였다. 즉, 무보강 및 3종류의 DCM 개량 형식에 대한 하중 재하에 따른 연약지반의 융기 특성을 평가하였다. DCM이 적용되지 않은 경우에는 4단계 하중조건에서부터 연약점토지반의 측방변형이 크게 증가하면서 미성토구간의 융기가 급격하게 발생하였다. 그리고 최종 하중단계에서의 융기량은 지표면의 인장파괴가 발생되었다. DCM 개량 형식에 따른 지반의 최대 융기량은 최종 하중단계에서 발생하였으며, 융기량의 크기는 말뚝식, 벽식 및 격자식 순으로 감소하였다. 특히, 격자식 개량체가 적용된 경우에는 최종 하중단계에서 재하부 지반의 극단적 파괴에도 불구하고, 지반 융기에 대한 억지효과가 매우 크게 나타났다. 또한 계측위치별 최대 융기량을 분석한 결과, LVDT-1의 위치에서 격자식은 말뚝식과 벽식에 비하여 각각 3.1% 및 1.6% 수준의 융기량을 보였고, LVDT-2의 위치에서는 각각 1.0% 및 2.1%의 융기가 발생하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권spc1호
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• pp.1037-1051
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• 2021

주요한 수질지표 중의 하나인 생물화학적 산소요구량(BOD) 농도는 호소와 하천에서 생태학적 측면에서 관측항목으로 취급하고 있다. 본 연구에서는 대한민국의 도산 및 황지지점에서 BOD 농도예측을 위하여 새로운 이단계 하이브리드 패러다임(웨이블릿 기반 게이트 순환 유닛, 웨이블릿 기반 일반화된 회귀신경망, 그리고 웨이블릿 기반 랜덤 포레스트) 을 활용하였다. 이러한 모형들은 각 대응하는 독립모형들(게이트 순환 유닛, 일반화된 회귀신경망, 그리고 랜덤 포레스트) 과 함께 평가되었다. 다양한 수질 및 수량지표들이 여러 개의 입력조합(분류1-5) 을 기본으로 하여 독립 및 이단계 하이브리드 모형을 개발하기 위하여 구현되었다. 언급한 모형들은 root mean squared error (RMSE), Nash-Sutcliffe efficiency (NSE), 그리고 correlation coefficient (CC) 를 포함한 세 개의 통계지표로서 평가되었으며, 통계결과치를 분석하면 이단계 하이브리드 모형들이 항상 대응하는 독립모형들의 예측 정도를 개선하지 않은 것으로 나타났다. 대한민국의 도산관측소에서는 DWT-RF5 (RMSE = 0.108 mg/L) 모형이 다른 최적모형과 비교하여 BOD 농도의 더 정확한 예측을 나타내었으며, 황지관측소에서는 DWT-GRNN4 (RMSE = 0.132 mg/L) 모형이 BOD 농도를 예측하는 최고의 모형이다.

• 한국지리정보학회지
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• 제25권2호
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• pp.30-47
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• 2022

본 연구는 경상남도 창원시 도시지역을 대상으로 공간유형에 따른 찬공기 유동 특성을 분석하였다. 공간유형은 창원시 도시생태현황지도의 토지이용현황도와 건물 정보, 지형 특성을 활용하여 군집분석을 통해 분류하였다. 찬공기 유동은 KLAM_21 모델링을 활용하여 시간의 경과에 따른 찬공기 양과 풍속으로 분석하였다. 그 결과, 공간유형은 건물의 밀집도와 높이, 토지이용 유형, 그리고 지형 특성인 평지, 계곡, 능선, 경사지가 고려되어 총 14개 유형으로 분류되었다. 찬공기 유동은 도시 외곽의 산림지역 계곡부에서 찬공기가 생성되어 도로와 평지를 통해 이동하여 저지대인 창원국가산업단지에 축적되기 시작하고, 이후 도시지역 전반에 찬공기가 확산되는 것으로 나타났다. 건물이 높은 지역은 찬공기의 유동이 많았고, 경사지와 능선부는 찬공기 축적이 적어 유동량이 상대적으로 작았다. 본 연구결과는 건물 밀집도와 토지이용 유형, 지형 형태에 따른 찬공기 유동 특성 파악이 가능하였고, 이는 도시지역의 기후 완화 및 대기질 개선을 위한 도시 바람길 조성의 기초자료로 유용하게 활용될 것이다.