• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.177-190
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• 2016

잠제와 같은 중력식구조물 하부 해저지반에 고파랑이 장시간 작용하는 경우 토립자내 간극의 체적변화를 일으키는 과정에서 과잉간극수압이 크게 발생될 수 있고, 이에 따른 유효응력의 감소에 의하여 구조물 근방 및 하부의 해저지반에 액상화가 발생될 수 있다. 지반액상화가 발생 및 발달되면 종국적으로 구조물이 파괴될 가능성이 높아진다. 이에 대하여 Lee et al.(2016)은 규칙파를 대상으로 검토하였고, 여기서는 불규칙파랑을 대상으로 규칙파 해석에서 적용된 동일한 수치해석법을 적용하여 불규칙파동장하에서 잠제의 동적변위, 그리고 해저지반내에서 간극수압(진동성분과 잔류성분), 간극수압비 등과 같은 지반거동의 시 공간변화를 규칙파의 경우와 대비하면서 액상화 가능성을 정량적으로 평가한다. 이로부터 한정된 본 계산결과이지만 잠제하의 해저지반내에서 액상화 평가시 불규칙파의 유의파에 해당하는 파랑조건을 규칙파로 해석하는 것이 더욱 안정적인 설계로 된다는 등의 중요한 결과를 도출할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.287-296
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• 2019

본 논문에서는 지반경계조건의 설정이 프리캐스트 아치구조물의 폭발저항성능 평가에 미치는 영향을 수치해석적 기법을 사용하여 파악하고자 하였다. 지반경계조건은 고정조건과 PML(perfectly matcher layer)을 이용한 경계조건의 두 가지로 적용하였으며, 폭발하중은 대상 구조물의 설계하중보다 큰 하중을 사용하여 경계조건의 영향을 명확히 비교할 수 있도록 하였다. 폭발압력의 분포 및 경로, 구조물에 발생하는 변위, 콘크리트의 파쇄여부, 콘크리트 및 철근의 응력을 비교 분석하였으며, PML을 적용하였을 때 지반 경계면에서 발생하는 반사파를 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였다. 또한, 이로 인해 구조물 기초부의 변위가 감소하는 것으로 나타났다. 하지만, 콘크리트의 파쇄여부, 콘크리트 및 철근에 발생하는 응력을 포함한 전반적인 구조물의 거동에는 뚜렷한 차이가 발생하지 않았다. 따라서 방호시설의 설계를 목적으로 폭발시뮬레이션을 수행하는 경우에는 지반경계조건에 고정조건을 적용하였을 때 안전측의 결과를 얻을 수 있으며, 해석시간이 단축되는 이점도 있으므로 이러한 면을 종합적으로 고려하여 지반경계조건을 고정조건으로 적용하는 것이 합리적이라고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.573-582
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• 2021

본 연구에서는 고폭탄과 같은 고위험 탄약에 대한 신뢰성 시험을 수행하는 기관에서 갖추어야 할 방호벽에 대해 유효 방호력을 평가하였다. 고폭탄이 인원에게 줄 수 있는 영향은 폭발압력에 의한 고막, 폐의 손상 등과 폭발과 동시에 발생한 파편에 의해 받을 수 있는 관통상이 있다. 따라서 COMP B가 충전되어있는 고폭탄을 기준으로, 피해 정도를 산정하기 위한 폭발방호 이론과 수치적 계산과 시뮬레이션을 통한 방호력 검증을 수행하였다. 수치적 계산 결과 시나리오로 설정된 방호벽과 폭발원점의 거리(7 m)에서 고폭탄 폭발 시 방호벽에 미치는 최대 폭발압력은 77.74 kPa이었으며, 50 mm 두께의 방호벽에 대한 파편의 관통력은 41.34 mm로 계산되었다. AUTODYN을 활용한 시뮬레이션 검증에서는 방호벽과 인원에게 영향을 주는 최대 폭발압력은 각각 58.68 kPa과 18.175 kPa이었으며, 파편의 관통력은 35.56 mm였다. 이 수치는 인간의 피해 한계보다 낮은 수치로 방호벽의 방호력은 유효할 것으로 판단되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.335-345
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• 2022

최근 지구 온도 상승에 따라 전 세계적으로 기후변화가 가속화되고 있으며, 한반도 주변 해역의 해수 온도 상승으로 태풍의 강도가 점점 더 증가하고 있다. 태풍 강도의 증가는 바람에 의한 피해뿐만 아니라 폭풍해일에 의한 연안 지역의 피해도 증가시킬 것으로 예상된다. 이에 따라 본 연구에서는 증가하고 있는 폭풍해일의 피해에 대응하기 위해 방재를 목적으로 폭풍해일 저감 방법에 관한 연구를 수행하였다. 태풍에 의해 해상에서 발생한 폭풍해일은 태풍의 이동 경로상에 위치한 구조물에 의해 영향을 받을 것으로 예상할 수 있으며, 미국에서는 동부 해안과 멕시코만의 해안을 따라 위치한 barrier island에 의한 폭풍해일의 영향을 연구한 사례가 있다. 본 연구는 이러한 부분에 착안하여 태풍의 경로상에 위치한 제주도에 의해 한반도 남해안 지역의 폭풍해일이 직간접적으로 영향을 받을 수 있다고 생각하여 관련 연구를 수행하였다. 제주도가 폭풍해일에 미치는 영향을 분석하기 위해 수치해석 모델을 사용하여 다양한 상황에 대해 시뮬레이션을 수행하였다. 제주도를 활용한 결과는 초대형 태풍에 대응하는 신형 방재구조물 연구에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권2호
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• pp.40-49
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• 2023

기후변화로 인한 극한홍수의 피해를 저감하면서 동시에 자연친화적 수변구역의 홍수완충공간을 조성하기 위해 제방이 건설되기 이전의 홍수범람 범위와 하천구역을 참조하여 홍수터 복원을 수행할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 금강 대상구간에 대해 고지도를 활용하여 홍수터 복원가능 공간의 입지 선정 방법을 제안하고 홍수터를 홍수완충공간으로 활용할 경우 홍수위 저감 효과를 부정류 수치모의를 통해 분석하였다. 고지도를 활용하여 하천구역 변화를 분석한 결과, 1919년에 비해 2020년 하천구역 면적이 단계적으로 총 27.8% 감소 (1,059,380 m²)한 것으로 추정되었으며, 과거 홍수범람 구역이었던 제내지를 offline 저류지로 복원할 경우 2,200,868 m³의 유효 저류용량을 가지는 것으로 나타났다. HEC-RAS 부정류 모의를 통해 분석한 홍수위와 홍수량 조절 효과는 대상구간의 하류 단면에서 16 cm와 219.01 m³/s인 것으로 나타났다. 본 논문의 수치모의에는 홍수완충공간이 offline 저류지 형식으로 적용되었으며, 제방 후퇴/이설을 통한 홍수터의 확대가 적용될 경우 홍수위 저감 효과는 다르게 나타날 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.1277-1285
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• 2015

H-pile과 목재 토류판을 사용하는 흙막이 공법은 오랜 기간 굴착공사에서 사용되어 온 공법이지만 H-pile 사이의 간격이 일정치 않아 규격화된 목재를 절단하거나 덧대기 공정이 추가되는 문제점이 있다. 또한, 시방규정상 3회 재사용을 위한 목재 회수시 안전사고의 위험이 따르게 되며 이러한 이유로 목재를 회수치 않고 지중에 매몰하여 여러 차례 방송매체의 지적을 받은 바 있다. 이 연구에서는 이상의 문제점을 보완하기 위하여 기존의 목재 토류판을 대신하여 강재 요소를 적용하는 방안을 제시하였다. 강재 흙막이 구조체는 자유 확폭과 개별 흙막이 구조체를 연결하는 커넥터를 통해 시공 편의성 및 재활용을 위한 회수가 가능한 것이 특징이다. 또한, 해체 시 커넥터를 통한 구조체간의 연결성으로 지중인력투입없이 해체가 가능하다. 이러한 흙막이 구조체의 강도특성을 분석하기 위해 UTM장비를 사용하여 휨 강성시험, 반복 사용의 능력을 확인하기위한 피로 강도시험, 그리고, 흙막이 구조체의 회수 시 연결부 구조체의 성능을 확인하기위한 인장 강도시험을 수행하였다. 또한, 장점으로 부각된 내용이 현장에서 실제 가능한지 여부를 확인하기 위한 현장시험과 다양한 지반조건에 따른 수치해석을 통해 현장 적용성을 평가하였다. 연구결과, 구조적 특성뿐만 아니라 설치 및 해체시의 시공 편의성이 매우 탁월한 것으로 나타났으며 향후 구조체의 재사용과 함께 시공 경제성 증진에도 크게 기여할 것으로 판단된다. 특히, 다단굴착시 굴착배면에 흙막이 구조체가 밀착되어 설치가 가능한 점은 기존 공법에서 지적되어 온 배면지반의 뒷채움 불량이 발생할 여지가 없어 시공 및 시공 후 시설물의 안전성 증진에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국음향학회지
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• 제16권5호
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• pp.76-82
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• 1997

본 논문은 음원의 절대위치를 정확하게 추정할 수 있는 음향홀로그래픽법에 관하여 계산기상의 시뮬레이션 및 측정시스템을 이용한 실험과결과에 대하여 서술한다. 이 연구에서는 원거리 음장을 만족하도록 측정면을 설정하여 7개의 마이크로폰을 직선으로 배열한다. 음원의 측정은 음원면에 근접한 위치에 한 개의 기준 마이크로폰을 설치하고 측정면의 마이크로폰들을 등간격으로 스캐닝하면서 각지점의 음을 동시 기록한다. 수음한 기준음과 측정음간의 크로스 스펙트럼 알고리즘에 의하여 음원의 절대위치를 측정한다. 그리고 각 마이크로폰의 위상차는 기준 마이크로폰을 대상으로 위상보상 하였으며, 측정시의 시간지연은 제 1열 측정시점을 기준으로 시간보상을 행하였다. 측정면에 설정한 마이크로폰들의 최적 간격은 수치 시뮬레이션에 의하여 정한다. 음원신호는 정현파를 이용하고 S/N비를 30dB의 조건하에서 각각 실험을 행하였다. 시뮬레이션과 실험에서 결정한 최적 마이크로폰 간격은 2KHz인 정현파 음원을 기준으로 하여 공간상의 나이키스트 조건을 만족하도록 설정하였다. 무향실에서 측정한 실험결고, 500Hz 와 1KHz의 신호원에 대한 음원이 2KHz인 경우의 추정된 3차원 홀로그램의 주극폭이 각각 87%와 30%씩 감소하였고, 그 결과 수치 시뮬레이션의 타당성을 확인할 수 있었다. 그러므로 본 연구에서 제안하는 3차원 음향 홀로그래픽법을 이용한 음원위치 추정에 관한 연구의 유용성을 검증하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.272-281
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• 2014

전기 임피던스 단층촬영법을 이용한 정적 영상 복원에서 대표적으로 사용되고 있는 복원 알고리즘은 modified Newton-Raphson(mNR) 알고리즘으로 수렴 속도 및 추정 정확도 측면에서 비교적 다른 알고리즘들에 비해 좋은 성능을 나타낸다. mNR 알고리즘에서는 측정 전압과 계산 전압과의 차이, 즉 잔류오차를 최소화하도록 목적함수를 설정하고 이를 반복 연산하여 내부의 저항률 분포를 추정한다. 이때 EIT 역문제의 비정치성을 완화시키기 위해 조정방법을 사용하며 조정인자에 따라 서로 다른 영상 복원 성능을 나타낸다. 기존 기법에서는 반복 연산마다 일정한 상수 값의 조정인자를 사용하기 때문에 대상 물체의 내부 상태가 변하거나 측정 잡음 등이 있는 경우 때때로 조정인자에 따라 영상 복원이 수렴되지 않는다. 따라서 본 논문에서는 영상 복원 수렴 및 성능을 개선하기 위하여 잔류오차에 기반하여 반복 연산마다 자동적으로 조정인자를 수정하는 기법을 제안하였다. 시뮬레이션과 실험을 수행하여 제안된 기법의 영상 복원성능을 평가한 결과 비교적 양호한 성능을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.64-71
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• 2017

본 연구에서는 재킷식 해상풍력터빈 지지구조물의 효과적인 건전성 모니터링을 위하여, 손상에 의한 구조물의 모드 특성 변화 및 군집신경망기법을 이용한 손상추정기법을 제안한다. 실용적 적용을 위하여 제한된 계측자료를 활용하고, 구조적으로 중요하며 손상이 발생될 확률이 큰 것으로 판단되는 중요부재를 대상으로 손상을 추정한다. 즉, 재킷식 지지구조물은 부재 개수가 많기 때문에, 모든 부재를 적절히 식별하기 위해서는 이에 상당하는 많은 수의 계측 데이터 채널 및 센서를 설치해야 한다. 이는 건전성 모니터링의 경제적 및 실용적인 측면에서 적절치 않다고 판단되며, 본 연구에서는 중요 구조부재에 대하여 제한된 계측자료를 활용하여 집중적으로 손상추정을 수행하기 위한 연구를 수행한다. 5 MW 해상풍력터빈에 적용될 수 있는 재킷식 해상풍력터빈 지지구조물을 모델링한 후, 수치 시뮬레이션을 수행하여 신경망의 훈련패턴을 생성한다. 이후, 군집신경망기법을 이용하여 중요부재에 대한 손상위치 및 손상정도를 20가지 손상경우에 대하여 추정한 결과, 모든 손상 경우에 대하여 성공적으로 손상을 판정할 수 있었으며, 군집신경망기법을 적용함으로써 추청결과의 정확성이 향상됨을 알 수 있었다. 또한 실험연구를 통하여 기법을 검증하였는데, 3가지 손상경우에 대하여 손상을 추정한 결과 합리적으로 손상을 추정할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권12호
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• pp.15-24
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• 2006

공학적 물성치로서의 저변형율에서의 전단탄성계수의 결정은 다양한 토목분야에서 매우 중요하다. 이러한 지반의 전단 파탄성계수 주상도는 비파괴 탄성파 실험을 통하여 결정될 수 있다. 비파괴 탄성파 실험은 대상지반의 분산곡선을 결정하고, 결정된 분산곡선에 대한 역산을 수행하여 대상지반의 전단파탄성계수 주상도를 결정한다. 이러한 비파괴 탄성파 실험은 결정되는 분산곡선의 종류에 따라 크게 두가지로 구분할 수 있다. 첫번째는 겉보기 속도 분산곡선을 사용하는 방법과, 두번째는 모드 분산곡선을 사용하는 방법이다. 모드 분산곡선을 결정, 역산에 사용하는 방법의 경우, 계산 시간의 감소와 역산의 모호성을 감소시킬 수 있다. 모드 분산곡선을 결정하기 위해서는 다수의 감지기를 사용하는 다채널 표면파 실험을 통해서만 가능하다. 이러한 다수 감지기의 필요성은 현장에서의 실제 적용에 있어 실용성을 떨어뜨릴 수 있다. 본 논문에서는 HWAW방법을 표면파 모드 분해 및 모드 분산곡선 결정에 적용하였다. 제안된 방법은 $1{\sim}3m$의 감지기 간격을 가지는 2개의 감지기를 사용하는 짧은 실험구성을 사용하여 대상지반의 모드 분산곡선을 결정한다. 제안된 방법을 검증하기 위하여 수치 모의 실험과 현장실험을 수행하였으며, 이를 통하여 제안된 방법의 타당성을 확인할 수 있었다.