• 제목/요약/키워드: estimated natural frequency

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지진동 모사를 통한 역사지진 규모와 진앙 평가 (Assessment of Historical Earthquake Magnitudes and Epicenters Using Ground Motion Simulations)

  • 김성룡;이상준
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제25권2호
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    • pp.59-69
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    • 2021
  • Historical records of earthquakes are generally used as a basis to extrapolate the instrumental earthquake catalog in time and space during the probabilistic seismic hazard analysis (PSHA). However, the historical catalogs' input parameters determined through historical descriptions rather than any quantitative measurements are accompanied by considerable uncertainty in PSHA. Therefore, quantitative assessment to verify the historical earthquake parameters is essential for refining the reliability of PSHA. This study presents an approach and its application to constrain reliable ranges of the magnitude and corresponding epicenter of historical earthquakes. First, ranges rather than specific values of ground motion intensities are estimated at multiple locations with distances between each other for selected historical earthquakes by reviewing observed co-seismic natural phenomena, structural damage levels, or felt areas described in their historical records. Based on specific objective criteria, this study selects only one earthquake (July 24, 1643), which is potentially one of the largest historical earthquakes. Then, ground motion simulations are performed for sufficiently broadly distributed epicenters, with a regular grid to prevent one from relying on strong assumptions. Calculated peak ground accelerations and velocities in areas with the historical descriptions on corresponding earthquakes are converted to intensities with an empirical ground motion-intensity conversion equation to compare them with historical descriptions. For the ground motion simulation, ground motion prediction equations and a frequency-wavenumber method are used to consider the effects of possible source mechanisms and stress drop. From these quantitative calculations, reliable ranges of epicenters and magnitudes and the trade-off between them are inferred for the earthquake that can conservatively match the upper and lower boundaries of intensity values from historical descriptions.

스마트폰 내장 가속도계와 카메라를 이용한 케이블 장력 추정에 관한 연구 (A Study on Cable Tension Estimation Using Smartphone Built-in Accelerometer and Camera)

  • 이형진
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.773-782
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    • 2022
  • Estimation of cable tension through proper measurements is one of the essential tasks in evaluating the safety of cable structures. In this paper, a study on cable tension estimation using the built-in accelerometer and camera in a smartphone was conducted. For the experimental study, visual displacement measurement using a smartphone camera and acceleration measurement using a built-in accelerometer were performed in the cable-stayed bridge model. The estimated natural frequencies and transformed tensions from these measurements were compared with the theoretical values and results from the normal visual displacement method. Through comparison, it can be seen that the error between the method using the smartphone and the normal visual displacement is sufficiently small to be acceptable. It has also been shown that those errors are much smaller than the difference between the values calculated by the theoretical model. These results show that the deviation according to the type of measurement method is not large and it is rather important to use an appropriate mathematical model. In conclusion, in the case of cable tension estimation, it can be said that the visual displacement measurement and acceleration using a smartphone can be a sufficiently applicable method, just like the normal visual displacement method. It is also noteworthy that the smartphone accelerometer has a larger magnitude error and has more limitations such as high-frequency sampling instability compared to the visual displacement method, but shows almost the same performance as the visual displacement method in this cable tension estimation.

가속도 및 임피던스 신호를 이용한 PSC 거더교의 하이브리드 손상 모니터링 체계 (Hybrid Damage Monitoring Scheme of PSC Girder Bridges using Acceleration and Impedance Signature)

  • 김정태;박재형;홍동수;나원배
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1A호
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    • pp.135-146
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    • 2008
  • 본 논문에서는 가속도 및 임피던스 신호를 이용하여 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 거더교에 적합한 하이브리드 손상 모니터링 체계를 제안하였다. PSC 거더교의 주된 손상유형으로 텐던의 긴장력 감소와 콘크리트 거더의 휨 강성 저하를 고려하였다. 제안된 하이브리드 체계는 손상경보, 손상분류 및 손상평가와 같이 크게 3단계로 구성하였다. 첫 번째 단계에서는 가속도 특성 변화를 모니터링하여 전역적인 손상의 발생을 경보한다. 두 번째 단계에서는 임피던스 특성 변화를 모니터링하여 손상유형이 긴장력 감소인지 휨 강성 저하인지를 분류한다. 세 번째 단계에서는 손상유형에 적합한 손상평가기법을 이용하여 손상의 위치와 크기를 평가한다. 손상유형이 휨 강성 저하인 경우에서는 모드형상기반 손상검색 기법을 적용하였고, 손상유형이 긴장력 감소인 경우에서는 고유진동수기반 긴장력 추정 기법을 적용하였다. 모형 PSC 거더 실험을 통해 제안된 하이브리드 손상모니터링 체계의 유용성을 평가하였다.

IPCC AR5 RCP 8.5 시나리오 기반 태풍발생 공간분석 (Spatial Analysis of Typhoon Genesis Distribution based on IPCC AR5 RCP 8.5 Scenario)

  • 이승수;김가영
    • Spatial Information Research
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    • 제22권4호
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    • pp.49-58
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    • 2014
  • 최근 전 세계적으로 지구온난화에 따른 기후변화로 태풍, 폭염, 폭설등과 같은 자연재해의 피해가 대규모로 확대되고 있다. 근본적으로 지구온난화를 유발하는 가장 큰 원인은 대기 중의 온실가스를 들 수 있으며, 온실가스의 농도 증가로 인해 우리나라가 속해있는 북반구는 점점 더 지구표면온도가 증가하고 있고, 그에 따른 극한 기상 발생률이 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는 최근 이산화탄소 농도 추세를 반영한 RCP(Representative Concentration Pathway) 8.5 시나리오를 이용하여 미래의 태풍발생의 공간분포를 추정하였다. 공간분포를 추정하기 위해 먼저 RCP 8.5 월 자료를 사용하여 1982~2100년 기간 동안의 태풍발생지수(GPI; Genesis Potential Index)를 계산하였다. 1982~2010년 동안 발생한 태풍의 발생위치정보와 월평균 GPI 값을 이용하여 태풍발생의 확률분포(PDF)를 추정하였으며, PDF의 0.05, 0.1 및 0.15에 해당하는 GPI의 범위를 설정하여 0.05GPI, 0.1GPI 및 0.15GPI로 정의하였다. 이를 바탕으로 1982~2010년, 2011~2040년, 2041~2070년, 2071~2100년의 태풍발생의 공간 확률 분포를 추정 하였으며, 공간 확률 분포와 함께 과거 태풍발생정보를 이용하여 공간밀도를 분석하였다. 분석 결과, 미래에 태풍이 발생할 가능성이 높은 지역이 필리핀의 동쪽에 위치한 위도 $10^{\circ}{\sim}20^{\circ}$ 영역으로 나타났다. 이러한 결과를 통해 추후 미래의 태풍발생 가능지역을 추정하고, 이를 기반으로 태풍의 경로를 추정하는데 활용하여 태풍의 발생 위치에 따라 한반도에 미치는 영향을 추정하는데 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

지렁이 움직임 감지 시스템을 이용한 중금속 오염 토양의 생태독성 발현 메커니즘에 대한 연구 (Study on the Mechanism of Manifestation of Ecological Toxicity in Heavy Metal Contaminated Soil Using the Sensing System of Earthworm Movement)

  • 이우춘;이상훈;전지훈;이상우;김순오
    • 자원환경지질
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    • 제54권3호
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    • pp.399-408
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    • 2021
  • 배경토양에 카드뮴(Cd), 납(Pb), 아연(Zn) 등의 중금속 오염물질을 인위적으로 오염시킨 후 진동센서 등으로 구성된 시스템(ViSSET)을 이용하여 지렁이 움직임 특성을 실시간으로 모니터링하였다. 이로부터 얻어진 지렁이 움직임의 누적 횟수와 전통적인 지렁이 행태지표(실험 전후의 체중 변화, 생체축적농도) 등을 이용하여 중금속 오염물질의 토양 내 생태독성 발현 기작을 규명하였다. 중금속별 농도 증가에 따른 지렁이 움직임을 살펴보면, Cd는 농도가 증가함에 따라 지렁이 움직임은 감소하다가 증가하는 경향을 보였고, Pb는 농도 증가에 따라 지렁이 움직임이 급증하였으며, Zn의 경우는 농도가 증가함에 따라 지렁이 움직임은 지속적으로 감소하는 것으로 나타났다. 지렁이의 체중은 Zn 오염 토양에서 가장 크게 감소하였으며, Cd와 Pb에서는 지렁이 체중 변화가 유사한 것으로 조사되었다. 생물축적농도는 Cd, Zn, Pb의 순으로 높게 조사되었고, 특히 Pb의 경우에는 토양 내 농도에 따른 생체축적농도의 변화가 뚜렷하게 나타나지 않았다. Cd는 metallothionein-bound 형태로 결합되어 지렁이 생체 내에 장기간 축적되며, 특히 고농도에서는 임계효과(critical effect)에 의해 지렁이 움직임에 악영향을 주는 것으로 판단된다. Pb는 섭취에 의하여 생태독성이 발현되는 것이 아니고 피부를 자극시키거나 감각기관을 손상시킴으로서 독성을 발현시키는 것으로 생각된다. Zn은 소화기관의 세포막을 손상시키거나 물질대사를 과도하게 증가시킴으로써 지렁이 움직임과 체중이 감소하는 것과 같은 생태독성을 발현시킨다. 지렁이 움직임에 대한 실시간 모니터링 결과를 분석하여 도출한 Pb의 50% 최대 영향농도(half maximal effective concentration, EC50)는 751.2 mg/kg로 기존 연구와 유사한 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 기존에 이용되어온 지렁이 행태 지표와 새롭게 제시한 지렁이의 움직임을 실시간으로 모니터링하여 얻어진 결과를 통합적으로 해석함으로써 중금속 오염물질의 생태독성 발현 기작을 규명하는 것이 효과적임을 확인할 수 있었다.

서해 해상풍력단지 조성 예정해역의 대형저서동물 군집 생체량에 대한 생태학적 평가 (Ecological Evaluation on the Biomass of Macrobenthic Communities Observed from a Planned Offshore Wind Farm Area, West Coast of Korea)

  • 정수영;이채린;김성현;김성태;명정구;오승용;박진우;진승주;유재원
    • Ocean and Polar Research
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    • 제41권4호
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    • pp.311-318
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    • 2019
  • We analyzed the preliminary survey data (2014-2016) of macrobenthic community biomass (n = 112) from the wind farm area located in the southern part of the west coast of Korea and compared this data with data from the entire west coast (n = 369; 2006-2008). Modal classes from frequency distributions were 6 times higher in the latter (5 vs. 32 g/㎡). The mean and median values of the latter were 1.3 and 1.7 times higher (mean, 20.7 vs. 27.8 g/㎡; median, 17.1 vs. 29.5 g/㎡), and the maximum value was 3.4 times higher. Mood's median test showed significant difference at p-value = 0.01. We estimated the biomass-to-depth relationships from each data set by using Akaike Information Criterion and regarded the non-overlap of the 95% confidence intervals as indicating significant difference. The biomass was different from a 10 m depth below, and 3 times higher in the west coast at around 20 m compared with the maximum depth of the wind farm area. A local event of catastrophic sedimentation ranging from 1 to 2 m was observed in the wind farm during winter surveys. This could be a probable source of the lower biomass, but information on biomass seasonality and a natural experimental approach seem to be needed for the conduct of further studies. This study is meaningful in that it provided the background to assess future changes by understanding the lower level of benthic productivity in the area. We expect this study will contribute to the preparation of measures that can remove or mitigate the source of the lower biomass and improve the productivity of fishery resources in the area.

멸종위기종 반달가슴곰의 현장 내 복원을 위한 행동권 평가 (Evaluating Home Ranges of Endangered Asiatic Black Bears for In Situ Conservation)

  • 강혜순;백경진
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제28권6호
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    • pp.395-404
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    • 2005
  • 지리산국립공원에 멸종위기종인 반달가슴곰을 현장 내 복원하는 시도가 이루어지고 있으나 반달가슴곰의 최소 존속 개체군(MVP)의 유지에 필수적인 행동권과 최소 역동 면적(MDA)에 대한 자료는 거의 없는 상태이다. 본 연구에서는 2001년 지리산에 시험방사 된 바 있는 두 반달가슴곰의 위치 자료를 이용하여 곰의 이동 양상을 추적하고 두 가지 다른 방법으로 행동권을 산출하였다. 또한 곰에게 적합하다고 판정된 서식지와 실제 행동권의 크기와 위치를 비교하여 곰의 MVP보전 가능성을 평가하였다 곰의 출현빈도는 포장도로와 법정 탐방로의 밀도가 높아짐에 따라 급격히 감소하였다. 두 반달가슴곰의 행동권은 100% MCP 중간값이 376.85 $km^2$, 95% AK 중간값이 50.76 $km^2$이었고, 행동권 중첩면적은 각각 126.0 $km^2$와 3.99 $km^2$이었다. 핵심 활동 지역은 출입 통제 지역임에도 불구하고, 탐방로가 개방된 지역이 아니라 대부분 탐방로가 폐쇄된 곳에 밀집되어 있었다. 핵심 활동 지역과 적합 서식지의 불일치는 공원 내 도로를 통한 차량과 탐방객 유입의 결과인 것으로 판단된다. 결론적으로, 절멸위기종인 반달가슴곰의 현장 내 성공적 복원에는, 곰을 보호하고 곰의 행동권을 확보하여 MVP를 유지하기 위한 계획적 서식지 관리가 반드시 필요하다.

엔드테이핑 처리들이 백합나무 원반의 고주파진공건조 중 건조결함 예방에 미치는 영향 (Effect of End-taping Treatments on Prevention of Drying Defects during Radio-Frequency/Vacuum Drying of Domestic Yellow Poplar Log Cross Section)

  • 이남호;;장세환;신익현
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제36권6호
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    • pp.59-68
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    • 2008
  • 본 연구에서는 엔드테이핑(End-taping) 처리가 두께가 20~75 mm이고, 직경이 120~470 mm인 백합나무 원반들의 고주파진공건조중 건조결함 예방 미치는 영향에 대하여 조사하였다. Inside end-taping (Inside-ET)과 Outside end-taping (Outside-ET)의 경우 두께 33 mm, 직경 270 mm 이하 원반에서 할렬의 예방효과가 우수하게 나타났다. 직경이 30 cm 이하이고, 두께 60 mm와 두께 75 mm의 원반에서도 전처리을 통하여 경계할렬을 예방할 수 있을 것으로 기대되었다. 경계할렬의 발생위치는 0.50~0.63 diameter 지점으로서 직경에 따라서 상이하였으며, 따라서 횡단면의 부분 엔드테이핑 처리의 경계선도 원반의 직경 따라 적정하게 선정할 필요가 있는 것으로 조사되었다. 중경재의 경우 0.3 diameter 지점이 경계할렬 예방을 위한 전처리의 경계점일 가능성이 높을 것으로 해석된다. 대경재의 경우 경계할렬과 V형 크랙에 의한 손상이 매우 심하였으며, 이는 방사방향으로의 함수율 분포변이가 극심한 백합나무 고유의 재질특성에 기인한 것으로 해석된다. 따라서 대경재의 경우 원반으로 활용하는 것은 적절하지 않는 것으로 생각된다.

Acoustic-based estimation of fish stocks in Widas Reservoir, East Java, Indonesia

  • Siti Nurul Aida;Agus Djoko Utomo;Safran Makmur;Tuah Nanda M. Wulandari;Khoirul Fatah;Yosmaniar;Indra Suharman;Ulung Jantama Wisha
    • Fisheries and Aquatic Sciences
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    • 제27권4호
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    • pp.240-255
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    • 2024
  • Widas Reservoir is situated in an area of 570 ha in the Pajaran Village, Madiun Regency, East Java Province, Indonesia, playing an essential role in fisheries, with the average fish catch per year of about 283 tons/year. This study explores the standing stock, growth parameters, mortality, and exploitation rates of several dominant fishes in Widas Reservoir. This study was carried out from February to November 2019. Fish stocks were estimated using acoustic tools, fish catch records, and sizes collected by local enumerators. Fish length frequency sampling was conducted on several dominant fish species, such as Oreochromis niloticus, Barbonymus gonionotus, and Osteochilus vittatus. Based on the length-frequency data, estimating fish population dynamics, the fish population dynamics (infinitive length (L) and growth coefficient (K)) estimation was run in a time series using the Fish Sock Analysis Tool, II (FISAT II) program package. Moreover, the estimation of natural mortality parameters, the fishing mortality parameter, and the exploitation rate was also performed. The approximated overall fish stock in the Widas Reservoir was about 79,848 kg, which lowered with the increase in water depth. Of particular concern, in the surface layer at a depth between 1-5 m, the fish stock reached 58,813 kg, while in the deeper zone (> 15 m), the value significantly lowered by about 98%, reaching 1,219 kg. These results indicate an overfishing in the Widas Reservoir. The value of the exploitation rate (E) of B. gonionotus was 0.748, O. niloticus 0.8, and O. vittatus 0.7, respectively, proving the overfishing states occurred in the study area. Therefore, regulations governing the number of catches and the use of fishing gear are crucial in Widas Reservoir, particularly the use of lift and gill nets with a mesh size of less than 2 cm.

섬진강 중.상류 수계에서 붕어 개체군의 생태학적 특성치 추정 (Estimation on Population Ecological Characteristics of Crucian Carp, Carassius auratus in the Mid-Upper System of the Seomjin River)

  • 장성현;류희성;이정호
    • 한국환경생태학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.318-326
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    • 2011
  • 섬진강 중 상류 수계에서 붕어의 자원량 및 자원관리의 기초로 사용되는 붕어의 개체군 생태학적 특성치를 추정하고자 하였다. 채집된 붕어의 전장은 95-288mm의 범위를 보였으며, 연령은 비늘의 윤문을 통해 결정하였다. 연령형질로서 비늘은 윤문이 뚜렷하게 구분되었으며, 이를 통해 확인된 최고 연령어는 5세로 나타났다. 전체 표본에서 2세 연령어가 가장 많은 양을 차지하였으며(n=38), 다음으로는 3세 연령어가 풍부하였다(n=22). 연변수지수 분석을 통해 매년 단일 윤문이 형성됨이 확인되었다. 체장과 체중 간의 관계식은 BW = $0.0038BL^{3.73}$($R^2$=0.96) (p<0.01)로 추정되었고, 인경과 체장 간의 관계식은 BL = 2.362R+2.76($R^2$=0.89)로 나타났다. 비선형 회귀분석을 통해 추정된 von Bertalanffy 성장 파라미터들은 이론적 최대체장 33.2cm이었으며, 이론적 최대체중 1,798.4g, 성장계수 0.20년$^{-1}$, 체장이 0일 때의 연령 -0.51년 등으로 추정되었다. von Bertalanffy에 의한 붕어의 성장식은 $L_t$ = 33.23($1-e-^{0.20(t+0.51)}$)($R^2$=0.98)로 확인되었다. 연간 생존율은 0.427년$^{-1}$로, 순간자연사망계수는 0.784년$^{-1}$로 추정되었으며, 순간어획사망계수는 0.067년$^{-1}$로 산출되었다. 생존율로부터 추정된 순간전사망계수는 0.851년$^{-1}$로 추정되었다.