본 연구는 국내 보급을 위한 해양레저용 모터보트 개발을 목표로 하여 모터보트 설계부터 건조까지 개발 전과정에 대한 기반기술을 구축하고자 한다. 이번 호에서는 지난 호에 이어 일반배치도 및 구조도면 작성부분과 선박의 구매나 판매시 고객의 의견을 바로 가시화하여 확인할 수 있어 활용도가 높을 것으로 예상이 되는 맞춤형시스템 개발에 대한 부분에 대해 기술하고자 한다.
본 고에서는 구조공학과 관련된 분야에서 유용하게 사용될 수 있는 최근의 통합 자동화 시스템에 대하여 소개하는 내용을 담고 있는 Song Fong Jan 박사가 1994년 6월에 발표한 논문(ASCE Proceedings of the First Congress of Computing in Civil Engineering)을 번역하여 소개한다. 통합 자동화 시스템은 기본적으로 CAD 그래픽 소프트웨어와 지능구조 데이터베이스로 구성되고, 이러한 소프트웨어는 구조물의 모델링과 해석, 설계 및 도면 작성과 합성과정에서 통합적인 운용이 가능하도록 사용된다. 현재 사용되고 있는 여러가지 상업용 구조설계용 소프트웨어를 통합함으로써 구조물 설계분야에 보다 효율적인 시스템을 만들 수 있을 것이다. 여기서는 여러가지 다양한 시스템을 사용할 때의 장단점이나 적절한 프로그램 검증과 품질의 확보문제 그리고 구조공학 자동화분야의 미래 발전방향에 대하여 논의해 보고자 한다.
최근에 선박의 도킹해석은 3차원 전선 구조 해석을 통해 수행되어 왔으나 도킹해석 모델을 구성하는데 많은 시간과 노력이 필요하였다. 전선구조해석 모벨을 만들기 위해 필요한 선박구조 도면이 완성되기 전인 초기 설계단계에서 도킹시 반목배치를 조기에 확정하고, 구조 안정성을 확보하기 위한 노력이 요구되어 왔기 때문에 간이화된 도킹 해석 프로그램을 개발하게 되었다. 2차원 격자구조를 이용한 도킹해석기법을 통해 얻은 반목에서의 지지력이 3차원 전선해석모델을 사용하여 얻은 반목에서의 반력 결과와 비교해 타당한 결과를 보여 주고 있음을 확인하였다. 간이화된 도킹용 해석 프로그램을 개발하였으며, 다음과 같은 기능을 갖추어 사용자가 쉽게 격자 구조 모델을 생생하고 해석을 수행할 수 있도록 구성하였다. 향후 각 요소의 단면 특성치를 자동으로 산정하는 기능이 추가되어야 한다. 그리고 부유식 도크(Floating dock)에서의 도킹해석은 본 개발의 대상이 된 건식 도크(Dry dock)에서의 경우와 다른 고려사항이 추가되어야 하기 때문에 향후 추가적인 연구와 개발을 통해 새로운 기능으로 포함될 것이다.
본 논문에서는 GF(2m)상에서 Linear Feedback Shift Register 구조기반의 새로운 구조를 제안한다. 먼저 모듈러 곱셈기와 제곱기를 제안하고, 이를 기반으로 곱셈과 제곱을 동시에 수행할 수 있는 구조를 설계한다. 제안된 구조는 기약다항식으로 모든 계수가 1인 속성의 All One Polynomial 을 이용한다. 제안된 구조는 구조복잡도면에서 기존의 구조들보다 훨씬 효율적이다. 제안된 곱셈기는 공개키 암호의 핵심이 되는 지수기의 구현을 위한 효율적인 기본구조로 사용될 수 있다.
3차원 위상 자료는 응급상황 처리와 3차원 네트워크 분석 등의 3차원 공간분석에 필수적으로 요구된다. 이 연구에서는 현재까지의 3차원 위상 데이터 모델에 대해 살펴보고, 건물을 설계하기 위해 사용되는 2차원 CAD 도면 데이터로 부터 3차원 위상적 노드-관계 데이터를 추출하는 방법을 개발하였다. 이 방법은 중심축 변환과 위상적 노드-관계 알고리듬들을 이용한 두 단계로 이루어진다. 첫번째 단계는 중심축 변환 알고리듬을 이용하여 CAD 데이터에서 폴리곤이나 이중 선으로 표현되는 벽으로부터 그 중심선을 생성하여 벽의 골격을 추출하는 것이다. 두번째 단계는 추출된 벽의 골격 자료를 이용하여 방을 3차원 노드로하고 방들간의 연결을 관계로하는 위상적 노드-관계 구조를 생성하는 것이다. 따라서, 그러한 연결들은 노드들간의 이웃성 또는 연결성을 표현하게 된다. 결론적으로, 이러한 변환방법으로 미시적 수준의 개별 건물들의 내부구조를 표현하는 3차원 위상구조 데이터는 건물의 도면 작성에 자주 사용되는 CAD 데이터로 부터 쉽게 생성될 수 있을 것이다.
벽식구조 아파트에 대한 재개발의 수요가 증가함에 따라 RC구조 아파트와는 다른 새로운 해체기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 벽식구조 아파트의 발파해체를 위한 기초적인 자료를 제공하기 위해 실시설계 도면을 토대로 벽식구조 아파트를 주동 형태 및 규모에 따라 분류하고, 아파트의 높이(H), 폭(B), 길이(L)의 발파 패턴 요소를 이용하여 벽식구조 아파트의 발파해체에 적합한 발파해체공법을 분석하였다.
기하형상이나 엔지니어링에 관한 정보를 3차원 모델기반으로 다루는 BIM기술은 기존의 2차원 도면작업들에 비해 업무의 효율성이나 신속성, 비용측면 등에서 많은 이점을 제공할 수 있어 건축계획 및 설계, 엔지니어링, 시공, 유지관리, 에너지분석 등 건설산업의 전 분야에 활용되고 있다. 본 논문은 BIM용 프로그램들간에 정보교환을 위해 사용되는 건물의 국제표준 정보모델인 IFC 파일로부터 구조해석을 위한 건물형상모델을 자동으로 구축하기 위한 방법을 제시하고, 실제 구현한 프로그램으로 적용사례를 보여준다.
CIS국가는 구소련국가연합을 지칭하는 말로써, 각 국의 설계 규준은 구소련의 규준인 SNiP을 기본으로 작성하여 서로 유사한 부분이 많이 존재한다. 내진 SNiP 규준은 강진지역인 카자흐스탄을 중심으로 정립되어 구소련의 기준으로 사용되었으며, 독립이후 각 국의 상황에 맞게 발전되었다. 일정규모 이상의 건물은 SNiP 이외 별도의 기술지침 (TU)을 발급받아야 하며, 건축 계획시부터 내진에 유리한 방향으로 설계를 진행한다. 본문에서 소개된 주거복합시설은 계획단계에서부터 내진 안정성을 우선적으로 고려하였으며, 해석프로그램 및 배근방법을 현지에 맞게 적용하였다. 또한 실제 도면 표기방법에서도 국내표기방식과 현지 표기방식을 절충하여 현지와 맞는 도면을 작성하였다.
초고층 강제어초를 대상으로 3차원 형상표현, 도면 자동 추출, 자재물량정보 산출, 구조해석 입력정보 산출 등이 가능한 모델링 프로그램이 연구(I)에서 개발된 이래 강제어초에 미치는 유체 항력을 구하기 위해 해양공학광폭수조에서 모형시험을 수행하였으며, 구조적인 문제를 점검하기 위해서 구조해석을 수행하였다. 또한 새로운 형태의 초고층 강제어초를 설계할 수 있는 통합시스템을 구축하였다.
이 연구에서는 세월호 사고를 계기로 선박의 구조가 인명 생존율에 미치는 영향에 대해 분석하고자 한다. 분석 기법은 피난전용시뮬레이터를 이용하여 선박의 다양한 구조 및 상황을 적용하여 분석한다. 향후 정확한 선박의 도면 및 실제 상황을 적용하여 정확하고 세밀한 분석 결과를 도출하면 승객 및 선박 승무원의 생존율 향상에 필요한 여러 가지 조건 중 하나로 사용될 수 있을 것으로 본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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