• 제목/요약/키워드: 공간곡선

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굴착단면 형상에 따른 터널 초기탄성변위의 수치해석적 연구 (A numerical study for initial elastic displacement at tunnel side-wall due to configuration of the tunnel excavation)

  • 김상환;정혁일;이민상
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.175-184
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    • 2002
  • 일반적으로 터널 굴착시 지보재의 설치시기에 대한 예측을 위하여서는 지반반응곡선 (Ground reaction curve)을 활용하고 있다. 이 지반반응곡선은 굴착에 따른 지반의 변위 특성을 나타내며, 일반적으로 원형단면이고 등방상태 (K = 1.0)로 가정하여 단순화시킨 Closed Form Solution을 통해서 구해진다. 그러나, 원형단면이 아니고, 비등방 응력상태인 실질적인 현장조건을 고려해 본다면, 이 지반반응특성 예측식을 현장조건에 적용함에 있어서 어떠한 한계점을 갖는지에 대하여 규명할 필요가 있다. 이를 위해, 본 논문에서는 굴착단면 형상에 따른 측벽에서의 초기탄성변위 및 임계지보압의 변화 특성에 대하여 연구하였다. 터널굴착 형상은 단면의 높이 (b)와 폭 (a)의 비, 즉 굴착형상 계수 S (=b/a)값이 1.0, 0.8, 0.6, 0.4로 변화하도록 하였으며, 각각의 굴착형상마다 초기등방응력을 5~30 MPa사이에서 변화시켜가면서 수치해석을 통해 지반반응곡선을 얻었다. 수치해석을 통해 얻어진 측벽에서의 지반반응곡선을 분석하여 그에 따른 특성을 제시하였다. 검토결과 지반의 자립성을 평가하는데 있어서 Closed form solution의 사용에는 한계가 있는 것으로 판단된다.

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도시부 도로에서 주행차량의 횡방향 이격량 분석을 통한 곡선부 차로폭 연구 (A Study on Lane Width of Curved Section by Sway Distance Analysis of Running Vehicle on Urban Roads)

  • 이영우
    • 한국도로학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.57-65
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    • 2011
  • 본 연구에서는 도시부도로의 곡선구간에서 주행차량의 횡방향 이격량을 분석하여 차량 주행에 필요한 최소 소요차로폭을 산정하였으며 본 연구결과와 선행연구에서 제시된 직선구간에서의 최소 소요차로폭을 비교 분석하였다. 이를 바탕으로 도로의 선형과 차종에 따라 곡선구간에서의 최소 소요차로폭을 제시하였다. 조사대상 곡선구간 도로의 차로폭은 2.79m~3.40m이다. 주행차량의 횡방향 이격량의 분포 및 조사대상 차량의 85%를 기준으로 누적분포를 분석하였다. 분석결과 곡선구간에서의 최소 소요차로폭이 소형차량의 경우 2.31m~2.58m, 대형차량의 경우 2.80m~3.27m로 산정되었다. 본 연구결과는 녹색교통 도입을 위한 공간, 도로공사 중, 소형차 전용도로의 건설 등에 활용될 수 있을 것이다. 또한 설계자의 목적에 따라 유연한 차로폭 설계기준의 적용에 필요한 기초적인 연구로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

LSTM 순환 신경망을 이용한 재료의 단축하중 하에서의 응력-변형률 곡선 예측 연구 (Prediction of the Stress-Strain Curve of Materials under Uniaxial Compression by Using LSTM Recurrent Neural Network)

  • 변훈;송재준
    • 터널과지하공간
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    • 제28권3호
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    • pp.277-291
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    • 2018
  • 이 논문에서는 재료의 단축하중 하에서의 응력-변형률 곡선을 예측하기 위하여 순환 신경망의 일종인 LSTM(Long Short-Term Memory) 알고리즘을 사용하였다. 석고와 규사를 혼합해 만든 재료에 일축압축시험을 수행하여 얻은 응력-변형률 데이터를 이용하였으며, 낮은 응력 구간의 초반 데이터를 활용해서 파괴 전까지의 거동을 예측하였다. 앞부분의 데이터를 활용하여 단계적으로 뒤쪽 구간의 값을 예측하는 LSTM 순환 신경망의 구조상 큰 응력에 대응하는 변형률을 예측할 경우에는 앞쪽 구간의 오차가 누적되어 실측값과 차이가 늘어났으나 전반적으로 높은 정확도로 응력-변형률 곡선을 예측하였다. 예측에 사용한 초기 데이터의 길이가 늘어나는 경우 정확도는 조금 증가했다. 그러나 접선을 이용한 단순 예측과의 성능 차이는 초기 데이터의 길이가 작은 경우에 두드러졌으며, 적은양의 데이터로도 응력-변형률 곡선 전체 구간의 예측을 가능하게 한다는 점으로부터 신경망 모델의 필요성을 확인하였다.

GIS 및 관망해석을 이용한 도시유역 분포형 유출해석 (Distributed Rainfall-Runoff Analysis of Urban Basin with GIS Technique and Network Analysis)

  • 유희상;김문모;김영섭;안원식
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.143-148
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    • 2010
  • 본 연구에서는 도시유역인 불광천 유역에 격자기반의 지표면 강우-유출해석과 기존의 ILLUDAS 모형을 결합하여 제시한 새로운 모형을 적용하였다. 지표면 유출해석으로 GIS기반의 자료를 이용하여 소유역별로 유출량을 산정한 후 관망해석을 통하여 최종 유출구 지점인 증산대교에서의 유출 수문곡선을 산정하였다. 산정된 유출 수문곡선은 증산대교 수위관측소에서 관측된 수위를 수위-유량곡선에 의하여 유량으로 환산된 값과 비교 분석 하였다. 4개 강우사상을 적용하여 유출수문곡선을 산정한 결과 총유출량은 11.70%~16.30%, 첨두유출량은 1.10%~6.96%의 상대오차를 나타내었고, 첨두시간은 1시간이내의 오차를 나타내어 실제 유출사상과 유사한 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서 제시한 분포형 모형은 재해방지를 위한 도시유역에서의 유출수문곡선 추정시 유용하게 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

지하수위 유형과 유역별 지하수 함양률의 관련성 연구 : 국가 지하수 관측망 자료의 분석 (A Study on the Relation between Types and Recharges of Groundwater : Analysis on National Groundwater Monitoring Network Data)

  • 문상기;우남칠;이광식
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제7권3호
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    • pp.45-59
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    • 2002
  • 본 연구의 목적은 국가 지하수 관측망 자료를 활용하여 우리나라 지하수위 변동 곡선의 유형을 구분하고, 각 유형별 함양률을 평가하여 지하수 함양률의 공간적 변동성을 규명하는 데 있다. 전국 지하수의 수위 변동 곡선을 구분하기 위하여 요인 분석 방법을 사용했으며 그 결과 총 5 개의 유형으로 구분하였다. 유형별 함양률은 95.44%의 신뢰도 수준에서 6.2 %(유형 I), 4.1 %(유형 II), 9.2 %(유형 III), 5.8 %(유형 IV), 15.3 %(유형 V)로 추정되었으며 한 유형에서도 관측 지점별로 약 6 %의 변화폭을 보였다. 지하수위 변동 곡선법을 이용하여 유역별로 지하수 함양률을 평가한 결과 한강과 금강 유역에서는 각각 강수량 대비 10.0 %, 8.3 %의 함양률을 보였고, 낙동강 및 영산강·섬진강 유역에서는 각각 6.1 %, 6.6 %의 함양률을 보였으며 기저유출법에 의해서 유역별로 함양률을 추정한 연구의 결과와 유사하게 나타났다 따라서 본 연구를 통하여 지하수 함양률이 수위 변동 곡선의 유형별 혹은 유역별로 변동성을 가짐을 규명할 수 있었다.

동역학파 기반 순간단위도를 이용한 강우-유출 예측기법의 개발 및 적용에 관한 연구 (A Study on the Development and Application of Rainfall-Runoff Prediction Method Using Dynamic Wave-Based Instantaneous Unit Hydrograph)

  • 정민엽;김대홍
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.98-98
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    • 2021
  • 동역학파 기반 순간단위도 (Dynamic wave-based Instantaneous Unit Hydrograph)를 이용하여 유역에서의 강우에 의한 유출을 예측하는 기법을 개발하였으며, 국내 실제 자연 유역에 적용하여 기법의 타당성과 적용성을 검증하였다. 본 연구에서 제시한 '동역학파 기반 순간단위도 방법'은 물리기반 수치모형인 동역학파 강우유출모형과 개념적 순간단위도 방법을 결합하여 사용함으로써 물리적으로 정확하면서도 빠르고 안정적으로 강우-유출을 예측하는 것을 목적으로 한다. 유역의 순간단위도는 유역의 지형, 조도계수와 동역학파 강우유출모형인 tRIBS-OFM을 이용하여 계산된 S-수문곡선을 수치적으로 미분함으로써 유도되며, 유도된 순간단위도는 강우강도에 따라 변화하므로 회선적분을 통한 유출수문곡선 예측 시 강우-유출 관계의 비선형성을 고려할 수 있다. 본 연구에서 유도된 순간단위도의 첨두 값과 첨두 발생시간은 강우강도 값과 각각 양과 음의 상관관계를 가졌으며 강우강도 값과 멱 함수 (power function)의 관계를 가졌다. 이는 Paik and Kumar (2004) 등 기존 연구들에서 밝힌 순간단위도의 특성과 일치하였으며, 본 연구에서는 더 나아가 멱함수의 지수를 산정한 후 임의의 강우강도 값에 대응하는 순간단위도를 멱함수 관계를 이용하여 보간할 수 있는 방법을 제시하였다. 실제 유역에 대한 적용은 강원도 인제군에 위치한 내린천 유역을 대상으로 수행하였다. 유역을 여러 개의 소유역으로 분할하여 강우의 공간적 분포를 고려하였으며, 각 소유역에서의 유출량을 동역학파 기반 순간단위도를 이용해 계산한 뒤 물리기반의 하도추적모형을 이용하여 전체 유역에서의 유출수문곡선을 예측했다. 예측된 유출수문곡선을 관측 유출 자료와 비교해본 결과 NSE (Nash-Sutcliffe model efficiency coefficient)가 0.6 이상으로 측정되어 적절히 유출을 예측한 것으로 판단되었다.

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광통신에 이용되는 배열 수신기의 측정과 통계적 해석 (Staistical analysis and measurements of array receivers for use in optical communication)

  • 성평식
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.57-64
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    • 2007
  • 본 논문은 공간적으로 변화하지 않는 신호장 $S_\jmath(t)$의 합과 부가적이고 동차이고 공간적으로 등방성(x축 평면배열)이고, 분리할 수 있는 Covariance이며, Zero-mean Gaussion random 잡음장 n(t, x)를 처리하기 위해 n개의 동일 검파로 구성되는 검파 시스템을 고찰할 수 있도록 최적산란 대기공간 광통신용 배열 수신기와 공분산회로를 구성하여 최대 이득의 직접 광검파를 통계적으로 해석한 이론값과 실험을 통해 얻은 측정값과 비교 해석한다. 또한 측정값이 joint Gaussian 이론곡선과 일치함을 확인한다.

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유한요소법과 전계-열전자 방출 모델에 의한 절연유체 내 공간전하 전파해석 (Analysis of Space Charge Propagation in a Dielectric Liquid Employing Field-Thermal Electron Emission Model and Finite Element Method)

  • 이호영;이세희
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.1406_1407
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    • 2009
  • Fowler-Nordheim의 전자 방출과 열전자 방출 메카니즘을 이용하여 절연유체 내 전계에 의한 도체의 음극에서 전자 방출현상과 열에 의한 열전자 방출현상을 고려하고 유한요소법(Finite Element Method)을 이용하여 해석하였다. 절연유체 내 공간전하에 대한 해석기법으로 푸아송 방정식, 양이온, 음이온, 전자에 대한 전하연속 방정식, 온도에 대한 열 확산 방정식으로 이루어진 5개의 지배방정식에 Fowler-Nordheim의 전계 방출과 Richardson-Dushman의 열전자 방출을 경계조건으로 부여하였다. 단자 전류는 유한요소법과 잘 부합하는 에너지법으로 계산되었다. 쌍 곡선형 PDE의 공간전하 전파에 대한 지배 방정식은 일반적으로 수치적인 불안정성을 가지므로 인공 확산 항을 고려하여 이를 해결하였다. 제안된 해석법은 세 개의 캐리어를 가진 x-y 좌표축의 2차원 평판 모델에 적용하여 그 유효성을 확인하였다.

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지하대공간 구조물의 내화성능확보를 위한 슬래브가열실험 및 열전도해석검토에 관한 연구 (A study on the heating experiment of slab and interpretation of heat conduction for fire resistance in underground space)

  • 강승구;김동준;이재영;;한병찬;권영진
    • 한국화재소방학회:학술대회논문집
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    • 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
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    • pp.46-49
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    • 2012
  • 지하대공간은 특수한 가연물 및 높은 밀도의 화재하중을 지닌 가연물이 많으나, 국내 내화성능기준은 이를 고려하지 않고 있다. 이에 본 연구는 슬래브실험체를 제작하여 표준가열곡선(ISO834)과 지하대공간의 화재하중을 고려한 화재조건으로 내화실험과 수치해석을 실시하였으며, 그 결과 모든 실험체에서 0.96~1.03로 10%내의 오차범위에 있는 것을 확인 할 수 있었다.

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NOAA AVHRR 영상 및 GIS 기법을 이용한 국내 5대강 유역의 융설 매개변수 추출 (Extraction of Snowmelt Parameters using NOAA AVHRR and GIS Technique for 5 River Basins in South Korea)

  • 신형진;박근애;김성준
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.76-81
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    • 2007
  • 융설 모형의 중요 매개변수인 적설분포면적은 실제 우리나라에서 적설과 관련한 관측 자료의 부족으로 인해 매개변수 추정이 어렵다. 이러한 문제점 해결을 위해 원격탐사기법을 활용하여 적설분포면적을 추출하였다. 본 연구에서는 1997년 부터 2006년 까지의 겨울철 NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)의 AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer) 위성영상의 8 sets의 총 108개 영상을 이용하여 적설분포면적을 추출하였고,기상청의 지상기상관측소의 최섬적설심 자료를 이용하여 GIS 자료를 구축함으로써 적설심의 공간적 분포를 추출하였다. 이를 국내 5대유역인 한강,낙동강,금강,영산강,섬진강 유역에 대하여 융설모형의 주요 매개변수인 적설분포면적,유역 평균, 최대 적설심과 적설분포감소비곡선을 구축하였다. 그 중 적설분포면적감소곡선 (SDC : Snow cover Depletion Curve)는 적설분포면적의 감소형태를 나타내 주는 지표로써 융설의 가장 민감한 매개변수이다. 이를 국내 5대 강 유역에 대해 구축하여 정량화 하였다.

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