• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제5권1호
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• pp.151-171
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• 2018

Transmission tower-line systems are commonly slender and generally possess a small stiffness and low structural damping. They are prone to impulsive excitations induced by cable rupture and may experience strong vibration. Excessive deformation and vibration of a transmission tower-line system subjected to cable rupture may induce a local destruction and even failure event. A little work has yet been carried out to evaluate the performance of transmission tower-line systems in mountain areas subjected to cable rupture. In addition, the control for cable rupture induced vibration of a transmission tower-line system has not been systematically conducted. In this regard, the dynamic response analysis of a transmission tower-line system in mountain areas subjected to cable rupture is conducted. Furthermore, the feasibility of using viscous fluid dampers to suppress the cable rupture-induced vibration is also investigated. The three dimensional (3D) finite element (FE) model of a transmission tower-line system is first established and the mathematical model of a mountain is developed to describe the equivalent scale and configuration of a mountain. The model of a tower-line-mountain system is developed by taking a real transmission tower-line system constructed in China as an example. The mechanical model for the dynamic interaction between the ground and transmission lines is proposed and the mechanical model of a viscous fluid damper is also presented. The equations of motion of the transmission tower-line system subjected to cable rupture without/with viscous fluid dampers are established. The field measurement is carried out to verify the analytical FE model and determine the damping ratios of the example transmission tower-line system. The dynamic analysis of the tower-line system is carried out to investigate structural performance under cable rupture and the validity of the proposed control approach based on viscous fluid dampers is examined. The made observations demonstrate that cable rupture may induce strong structural vibration and the implementation of viscous fluid dampers with optimal parameters can effectively suppress structural responses.

• 대한화장품학회지
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• 제30권1호
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• pp.59-62
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• 2004

본 연구는 다양한 종류의 에멀젼에 전단응력을 가하며 그때 일어나는 에멀젼의 상 변이를 전기, 유변학적 특징을 통해 실시간으로 측정해보는 것이다. 전기 전도도의 변화는 자체 제작한 JELL $I^{TM}$ (Joint Electro-rheometer for Liquid-Liquid Inversion) 칩을 이용하였으며, 동시에 유변물성측정장치(rheometer)를 이용하여 유변물성의 변화를 측정하였다. JELL $I^{TM}$ 과 인조 피부를 유변물성측정장치 사이에 장착하고 그 사이에 다양한 종류의 에멀젼을 얇게 발라준 후, 일정한 전단응력을 주며 시간에 따른 저항과 전도값의 변화를 측정하였다. O/W 제형의 경우 시간에 따라 저항값이 커지는 경향을 보였으며 저항값은 내부 상이 많을 수록 더 급격한 변화를 나타냈다. 이때의 점도 변화를 보면, 저항값의 변화가 클수록 점도의 변화도 큼을 볼 수 있었다. 이것은 내부 상의 파괴로 인해 외부의 힘에 저항하는 힘이 약해졌기 때문이라고 예상된다. 이런 결과를 이용하여 전단응력에 의한 에멀젼 상 변이 특성과 정도를 실시간, 정량적 비교할 수 있었다., 정량적 비교할 수 있었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제16권3호
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• pp.115-125
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• 2013

계절 및 지형 등 다양한 환경요인으로 인하여 하천관리 전반에 대한 체계적인 관리가 어려워지고 있으며, 특히 여름철 집중호우와 하천개발사업 등 자연적 인위적인 요소에 의해 하천지형이 급격히 변화하는 특성을 보이고 있다. 이렇듯 변화하는 조건에서 효율적이고 능동적인 하천유지관리를 위해서는 하천지형 조사를 통한 데이터의 주기적인 획득과 조사 자료의 지속적인 관리업무지원을 위한 선진 하천유지관리체계 구축이 필요하다. 따라서 국가하천의 통합적인 정보제공 기반인 하천관리지리정보시스템(RIMGIS)의 기능개선 및 고도화를 통한 효율적인 체계구축의 필요성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 신규 하천지형 조사 자료의 체계적인 관리와 하천동적변화 관련 데이터의 효율적인 활용을 위하여 데이터베이스 및 시스템을 설계하여 하상변동 자료관리 프로그램을 개발하였다. 하천의 다양한 동적변화를 관리 및 분석하는 기능을 제공하고 있으며, 주요기능으로 하천조사자료 구축현황 조회, 하천 종 횡단면 모니터링, 하상변동 자료 분석 기능을 제공하여 하천 유지관리업무에 활용할 수 있도록 기반 아키텍처를 구성하였다. 하천동적변화와 관련된 유지관리업무에 본 프로그램을 활용함으로써 하천지형 조사 자료를 체계적으로 관리하고 효율적으로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 지구물리
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• 제6권1호
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• pp.1-11
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• 2003

측지망 조정에는 여러 가지 기법이 있으나 가장 보편적인 것이 최소자승법이다. 지각 변위 연구 등 지구역학적 연구를 위해 GPS 자료를 처리할 때 일반적으로 두 가지 망조정 기법이 사용되는데 그 중 하나는 자유망 조정법이고 나머지 하나는 제한적망 조정법이다. 이 두가지 기법 중에서 어느 것이 더 지구역학적 목적에 적절한지 결정하기 위해 두 개의 다른 측지망 즉, "이집트의 시나이 측지망"과 "한국의 HGN 측지망"의 데이터를 사용하여 조사하였다. 사용된 두 개의 망은 서로 모양이 다를 뿐만 아니라 지진학적 활동이 다른 지역에 위치해 있다. 이 연구의 결과는 두 기법이 모두 RMS 입장에서 보면 고정밀성을 가지고 있고 큰 차이가 없을을 보인다. 그러나 좌표값 결과를 볼 때 제한적망 고정법이 자유망 조정법에 비해 더 많은 왜곡을 일으켰을 분만 아니라 측지망을 정의하는 고정점이 변하면 좌표값도 다르게 결정되었다. 이러한 왜곡은 측정점의 위치 이동량은 물론 자료처리 결과의 지구역학적 해석에 중요한 역할을 하는 변위요소들의 추정에도 영향을 미친다. 이 연구의 대상 지역에 대해 널리 알려진 지구역학 모델과 두 기법으로부터 얻어진 결과를 비교해 보면, 자유망 조정법의 결과가 이들 모델에 확실히 잘 맞는 반면 제한적망 조정법의 결과는 전혀 맞지 않는것으로 나타났다. 이런 결과를 종합해 볼 때 자유망 조정법이 지구역학적 목적에 더 부합하는 측지망 조정기법이라고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.165-175
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• 2006

사면거동 및 파괴를 분석하기 위하여, 일반적으로 암반사면에는 Polynomial model, 토사사면에는 Growth model을 별도로 적용하여 사용하여 왔다. 이 기법은 사면의 파괴예측보다 사면의 누적변위를 묘사하기 위한 그래프 형태 위주이다. 따라서 본 연구에서는 사면의 거동보다는 파괴 예측에 초점을 맞추어 일반적으로 사용되는 두 모델을 병합하여 파괴예측을 위한 Asymptote(점근선)과 누적변위량도 같이 묘사할 수 있는 3차 방정식 모델 (3-degree polynomial model)로 단일화 할 것을 제안하여 현장 계측 data를 분석하였다. 국도 절취 사면부인 단양군 고수재 사면과 영덕군 축산면에 위치한 영덕 사면에 본 해석 모델을 적용하였다. 고수재는 토사사면으로 Growth model에 다른 거동을 나타내었고, 영덕사면은 Polynomial model에 따른 거동을 나타내었다. 분석결과, Polynomial model 과 Growth model로 구분된 해석 모델 형태를 $y=ax^3+bx^2+cx+d$ 의 형태를 가지는 3차 방정식을 사용하면, 하나의 모델로 사면의 거동 및 파괴를 해석할 수 있으며, 그 거동 해석 및 파괴 예측능력이 더 우수하다는 것이 증명되었다. Polynomial model의 경우, 방정식의 차수를 증가시켜도, 그래프의 $R^2$값과 형태가 유사함을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권11호
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• pp.31-37
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• 2021

매설관으로부터의 누수에 의한 지반 내 공동 및 이완구간 형성에 따른 사고를 사전에 방지하기 위하여 매설관의 파손 및 누수와 동반한 지반 내 함수상태 변화의 평가가 요구된다. 흙의 함수상태 평가를 위한 기법으로써 시계열반사계(TDR)의 적용이 고려될 수 있으나 표준 TDR 프로브의 경우 세장비가 매우 큰 전극을 이용하므로 지반 내 설치 시 전극의 변형 및 파손이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 지반 내에서 안정적으로 형태를 유지하며 함수상태를 평가할 수 있는 매립형 TDR 모듈을 개발하였다. 매립형 TDR 모듈은 동축케이블의 내부도체 및 외부도체에 연결되는 세 개의 전극과 지반 내에서 전극의 변형방지 및 평행배열 유지를 위한 MC Nylon 재질의 케이싱으로 구성된다. 매립형 TDR 모듈로부터 획득된 유도전자기파의 신뢰도 검증을 위하여 표준 TDR 프로브로부터 획득한 유도전자기파와 상호비교 하였으며 보정실험을 통하여 체적함수비와 유도전자기파의 전파시간 상관관계가 수립되었다. 매립형 TDR 모듈의 현장적용 적정성을 평가하기 위하여 실내 모형실험이 수행되었으며, 모형 매설관으로부터의 누수에 따른 흙 시료의 체적함수비 변화가 명확히 관찰되었다. 그러므로 본 연구에서 개발된 매립형 TDR 모듈은 도심지 포장 하부에 설치된 매설관의 건전도 평가 및 매설관 주변부 지반의 함수상태 평가에 효과적으로 이용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제23권4호
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• pp.234-252
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• 2020

계측기기만을 이용한 현장 상황대응의 재래적 방식에서 벗어나 온라인 '첨단기술(Hi-Technology)'과 오프라인의 '직관적 경험(Hi-Experience)'을 융합한 하이브리드(Hybrid) 재해관리 기법의 유효성을 검증하였다. 이를 위해 대상 현장에 매설된 상시 계측기 GNSS(RTK) 5대를 지상기준점(Ground Control Point, GCP)으로 사용하였다. 또한, 인근 지점에 크기 불변 특징점(Scale Invariant Feature Transform, SIFT) 4곳을 추출하여 검사점(Control Point, CP)으로 활용하였다. 이를 통해 현장 실측치와 드론기반 3차원 측정 결과치와의 정확도를 각 좌표값의 차이의 평균제곱근오차(Root Mean Square Error)를 이용하여 분석하였다. 결과적으로 드론에 의해 획득된 3차원 수치 모델을 정밀하게 후처리 분석함으로써 피사체의 모든 지형지물이 변위추적의 객체로 활용할 수 있음을 확인할 수 있었다. 포인트 클라우드(Point cloud) 기반의 3-D 수치 영상은 현장 그대로의 모습을 초실감, 고정도 가시화 함으로서 직관적인 경험에 공감할 수 있는 친화적인 솔루션을 제공하며, 단순 신호처리 기반의 계측기기 하드웨어 중심의 재해관리를 탈피해 인명피해/예산 절감 등 비탈면 유지관리에 최적의 플랫폼을 제공할 수 있을 것으로 판단된다. 특히, 특정 위치에 설치된 특정지점(Pin-point) 센서에 의존한 국지적인 정보의 한계를 뛰어넘어 기술생산 중심에서 재난관리의 중심으로 신속하게 전환될 수 있는 매개체가 될 것으로 기대한다.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.610-622
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• 2021

DECOVALEX 프로젝트는 고준위방사성폐기물 처분 시스템에서 발생하는 복잡한 열-수리-역학-화학적(THMC) 복합거동에 대해 수치해석을 통해 보다 더 깊이 이해하기 위해 수행되고 있는 대표적 국제공동 연구이다. 현재 DECOVALEX-2023이 7개 task를 기반으로 진행 중이며, 이 중 Task C는 Mont-Terri 지하연구시설에서 수행된 실규모 정치(FE) 시험을 대상으로 처분시스템 내 THM 복합거동을 모사하는 것을 목표로 하고 있다. 본 연구에서는 자체개발 해석 코드인 OGS-FLAC을 활용하여 수치해석 연구를 수행하였다. 수치모델에서는 FE 시험과 같이 일정 출력의 히터를 수평으로 위치시켰으며, 주어진 계측지점에서 압력 분포, 온도 변화, 역학적 변형을 계측하였다. 완충재 내부로 유입되는 유체 흐름은 완충재의 흡입력으로 인해 발생하였으며, 주변 영역에서는 열 팽창 및 열 압력이 지배적으로 작용함을 확인하였다. 해석 결과는 향후 타 참여 그룹 및 실험 결과와 비교 검증을 수행할 계획이다.

• 터널과지하공간
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• 제33권1호
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• pp.57-69
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• 2023

본 연구에서는 2차원 수리-역학적연계 개별요소모델링(DEM)을 사용하여 네델란드 그로닝엔(Groningen) 천연가스전 저류층의 유발지진을 모사하였다. 수치해석 코드는 ITASCA社의 상용프로그램인 PFC2D (Particle Flow Code 2D)를 사용하였으며 본 수치해석 연구에 적용하기 위해 수리-역학적 연계 모델 외 1) 비균질 저류층 압력분포 초기화, 2) 비선형 압력-시간이력 경계조건, 3) 국소 응력 분포 계산 등의 개별모듈을 추가개발, 적용하였다. 그로닝엔 가스전에 분포하는 복잡한 단층 형상을 포함하는 40 × 50 km² 크기의 2차원 모델을 생성하였고, 1960년부터 2020년까지 약 60년 동안의 가스생산, 즉 압 력저하로 인한 단층의 파괴거동을 모사하였다. 유발지진의 시공간적 발생을 수치해석모델로 재현하였고 그 발생 메커니즘을 규명하였다. 또한 저류층 압축으로부터 지표에서의 지반침하의 분포를 예측하였고 그로닝엔에서의 실측자료 사이에 유사성을 확인할 수 있었다. 이를 통해 본 연구에서 소개한 2차원 수리-역학적연계 개별요소모델링(DEM)의 복잡한 지질조건과 수리-역학적 연계 프로세스에 의한 단층거동을 구현할 수 있는 툴(tool)로서의 활용성을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.172-181
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• 2023

본 연구에서는 케이블의 손상에 대한 사장교의 실시간 손상평가를 진행하였다. 사장교의 실시간 손상평가를 위한 센서는 가속도 센서를 사용하였으며, KEOT(Kinetic Energy Optimization Techniques)를 이용하여 센서의 위치와 수량에 대한 최적의 조건을 선정했다. KEOT는 구조물이 외력에 의해서 진동할 때, 최대변형에너지의 값을 계측하여 최적 계측 위치와 센서의 수량을 결정한다. 본 연구에서의 손상 조건은 케이블의 파단으로 제한하였으며 사장교를 4개의 구간으로 나누어 구간별 케이블 손상을 주었다. 사장교 케이블의 실시간 손상평가 방법은 FE 구조해석을 통하여 실제 모델과 유사한 가상의 모델을 만들었다. 생성된 가상 모델과 모형 구조물에 랜덤 가진파를 가한 이후 모형 구조물의 케이블 손상을 주었다. 가상 모델에서 출력되는 응답을 무손상 상태의 응답으로 정의하고 실제 모델에서 계측되는 응답을 손상 상태의 데이터로 정의하여 두 데이터를 비교하였다. 무손상 상태의 사장교의 데이터로부터 손상 상태의 사장교의 데이터를 IMD(Improved Mahalanobis Distance) 이론에 적용하여 손상의 정도를 평가하였다. IMD 이론으로 손상을 평가한 결과 구간별 손상을 실시간으로 적절하게 찾아내어 실시간 모니터링에 적용할 수 있는 유용한 손상평가 기술로 확인되었다.