• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.715-722
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• 2011

본 논문에서는 항공기 충돌에 의한 원전 격납건물의 거동을 병렬해석을 통해 수행하였다. 지금까지의 원전 격납건물에 대한 항공기 충돌관련 연구는 항공기의 경우, Riera의 충격하중-시간함수를 이상화하여 대상 구조체의 일정영역에 대해 충격하중으로 적용하는 방법을 사용해 왔고 충돌대상 구조체의 경우, 단순 철근콘크리트 벽체나 빌딩에 머물러 왔다. 하지만 본 논문에서는 항공기(Boeing-767, http://www.boeing.com)와 가상의 원전 격납건물을 실제와 유사하게 모델링하여 해석을 수행하였으며, 항공기모델은 충돌평가 가이드인 NEI 07-13(2009)에서 허용하는 Riera의 식에 따른 충돌하중이력곡선과 비교하는 방법으로 검증되었다. 또한, 일반적으로 고속 충돌해석은 짧은 시간동안 두 개 이상의 물체가 접촉하고 동적 대변형을 일으키는 비선형성이 강한 문제로 많은 계산시간이 요구되기 때문에 이를 효과적으로 다루기 위해서는 단일 CPU만으로는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 해석의 효율성을 향상시키기 위해 자체 구축한 리눅스 클러스터 시스템을 이용하여 Message-Passing MIMD 형태의 병렬해석을 수행하였고 병렬성능에 대한 평가를 위해 무근콘크리트(Plain Concrete, PC), 철근콘크리트(Reinforced Concrete, RC), 내부 Liner Plate를 부착한 철근콘크리트(RC with Containment Liner Plate, CLP), SC구조(Steel-Plate Concrete, SC)등 4가지 경우에 대한 수치해석 효율성이 비교 검토되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.1025-1037
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• 2015

지반과 상부 구조물 사이의 경계에서 유연성이 확보된 지진동 격리 받침 시스템을 설치한 후에 전체 구조물의 고유 주기를 연장하고 구조물에 전달되는 지진 가속도를 저감하여 구조물을 보호하는 면진 설계 방식이 최근 건설 현장에서 널리 활용되고 있다. 하지만 도심지의 현대 구조물이 점차 대형화 및 고층화 되면서 기존의 면진 받침을 그대로 사용하기에는 지진 발생시 저항 능력의 부족으로 인한 전단파괴 혹은 잔류변형이 발생하여 구조물의 사용성 향상을 위한 보수 및 붕괴 위험에 따른 철거의 문제점을 발생시킨다. 따라서 본 연구에서는 기존에 주로 사용되는 면진 받침의 저항 강도와 복원성을 향상시키기 위하여 부가적인 개장 시스템을 설치하고 지진 하중에 대한 성능을 평가하고자 한다. 초탄성 형상기억합금 소재의 보강 봉을 납 적층 고무 받침에 설치한 면진 시스템을 설계하고 단자유도 스프링 모델로 모형화하여 지진 데이터를 활용하고 비선형 동적 해석을 실시하였다. 본 연구에서 제안된 면진 시스템이 성능적인 우수성을 입증하기 위하여 기존에 사용된 면진 받침과 여기에 추가로 강재 봉으로 보강된 면진 시스템과의 극한 전단 저항력, 복원성 및 잔류변형 발생 등을 해석을 통하여 비교 평가하였다. 그 결과 초탄성 형상기억합금 소재의 제어 봉으로 보강된 면진 받침이 다른 면진 받침과 비교하여 지진저항 성능에 있어서 우수함을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.875-888
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• 2013

최근에는 초탄성 형상기억합금을 구조물 일부에 설치하여 지진과 같은 외부 충격하중으로 인해 발생되는 영구적인 소성 변형을 줄이고 자동치유가 가능한 변위제어 시스템을 개발하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 초탄성 형상 기억합금은 상당량의 변위를 가하더라도 별도의 열처리 없이도 상온에서 단지 하중만을 제거하여도 원형으로 복원이 가능한 독특한 합성 금속재료이다. 뼈대 구조물에서 변형이 집중이 되는 부위에 기존에 사용된 강재를 대신하여 초탄성 형상기억합금을 사용한다면 시스템의 복원 효과를 극대화 시킬 수 있다. 따라서 본 연구는 내진성능이 우수한 좌굴방지 가새프레임에 초탄성 형상기억합금 소재를 접목시킨 새로운 구조 시스템을 제안하고 자 한다. 본 연구에서 제안된 구조시스템의 성능을 검증하기 위하여 현재 사용되는 설계코드를 참고하여 6층의 가새프레임 빌딩을 설계를 하고 2차원적인 유한요소 프레임 모델에 각각의 지진 위험도 레벨의 가속도 데이터를 사용하여 비선형 동적 해석을 실시하였다. 해석결과를 바탕으로 초탄성 형상기억합금 가새시스템을 사용한 프레임 구조물과 기존의 가새시스템을 성능적인 측면에서 서로 비교하였다. 해석결과는 지진하중 이후에 초탄성 형상기억합금 가새시스템은 구조물에 잔류 처짐을 감소하는데 매우 효율적임을 보여주고 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6D호
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• pp.809-817
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• 2008

이동하중에 의한 아스팔트 포장의 변형률과 피로수명을 예측할 수 있는 유한요소해석 프로그램을 개발하고 그 성능을 현장 및 가속시험의 계측결과로 검증하였다. 본 논문에서는 아스팔트 혼합물의 점탄성 연속체 손상(ViscoElastic Continuum Damage, VECD)모형을 유한요소해석 프로그램인 VECD-FEP++(Finite Element Program in C++)로 구현하는 과정을 다루고 있다. 아스팔트 혼합물의 피로손상은 열역학 이론에 근거한 Schapery의 일 포텐셜 이론(work potential theory)과 일축 단일 변형률 인장 시험으로 정의하고 이를 VECD 모형의 입력변수로 사용하였다. 실제 포장의 동적 변형률을 예측하기 위하여 한국도로공사 시험도로에서 이동하중 시험을 실시하고 그 결과를 비교하였다. 또한 4가지 서로 다른 아스팔트 혼합물(일반밀입도, SBS, Terpolymer, CR-TB)을 사용한 포장가속시험을 실시하고 각각의 피로 특성을 유한요소해석으로 예측하였다. 아스팔트 기층상부와 기층하부에서의 횡방향 변형률은 계측과 수치해석결과가 잘 일치하였다. 반면에, 표층과 중간층에서의 응답은 차량접지하중의 복잡한 영향으로 인하여 이를 반영할 수 없는 현재의 유한요소해석모델의 예측결과와는 다소 차이가 있었다. 포장가속시험결과 SBS 혼합물의 피로저항능력이 가장 우수한 것으로 평가 되었으나 VECD-FEP++에 의한 수명은 이와는 다르게 Terpolymer가 가장 우수한 것으로 예측되었다.

• 대한핵의학회지
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• 제37권6호
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• pp.418-427
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• 2003

목적: $^{99m}-lactosylated$ serum albumin ($^{99m}Tc-LSA$)은 간세포에 특이적으로 결합하는 간수용체 영상용 방사성의약품으로 새로이 합성되었다. 간섬유화를 유발하는 dimethylnitrosamine (DMN)을 투여한 간 손상 흰쥐 모델에서 $^{99m}Tc-LSA$의 역동학적인 간섭취를 조사하고 간효소치의 변화와 조직학적 소견을 비교하여, LSA의 간섭취가 간기능의 변화를 반영하는지를 연구하였다. 대상 및 방법: SD계 흰쥐에 DMN를 27 mg/kg으로 복강 내 주사하여 급성 간손상을 유도하고 대조군과 비교하였다. DMN을 주사한 흰쥐를 3일(DMN-3), 8일(DMN-8), 21일(DMN-21)에 $^{99m}Tc-LSA$ (1,665 mg/kg) 29 MBq를 정맥 주사하여, 30분 동안 동적 영상을 획득하고 간과 심장부위에 관심영역을 설정하여 간과 심장부위의 시간방사능 곡선을 얻었다. 간기능 평가를 위해 시간방사능 곡선을 이용하여 간섭취지수와 혈중제거지수를 구하였고 곡선 최적화를 시행하였다. DMN 투여군과 대조군의 간효소치의 변화와 간조직의 광학현미경 소견을 비교하였다. 결과: 대조군에서는 $^{99m}Tc-LSA$가 빠르게 간에 섭취되고 혈중에서 제거되었으나 DMN을 처리한 군에서는 간섭취가 낮았다. 간섭취지수의 비교에서 대조군에 비해 DMN 처리군에서 유의하게 간섭취지수가 낮았다(DMN-3: 0.842, BMN-8: 0.898, DMN-21: 0.91, 대조군: 0.96, p<0.05). 혈중제거지수의 비교에서도 대조군에 비해 DMN 처리군에서 혈중제거지수가 유의하게 높았다(DMN-3: 0.731, DMN-8: 0.654, DMN-21: 0.604, 대조군: 0.473, p<0.05). 비선형 회귀분석에서 $R_2$값은 0.9이상으로 좋은 일치를 보였고, 대조군에서 K값이 DMN처리군에 비해 크고 (DMN-3: 0.28, DMN-8: 0.41, DMN-21: 0.46, 대조군: 0.97, p<0.05), $T_{1/2}$값은 작았다(DMN-3: 2.5, DMN-8: 1.7, DMN-21: 1.5, 대조군: 0.7, p<0.05). 간효소치의 변화는 DMN-3군에서는 대조군에 비해 상승하였으나 DMN-8, DMN-21군에서는 간효소치의 상승이 관찰되지 않았다. 간조직 소견의 경우 DMN-3군에서 중심정맥 주위에 괴사가 관찰되었으나 DMN-8군, DMN-21군에서는 미약한 정도의 염증세포 침윤만이 관찰되었다. 결론: $^{99m}Tc-LSA$ 간신티그래피의 간섭취 정도는 간손상과 반비례하였으며 간섭취의 변화는 조직학적 손상이 심한 정도와 간손상후 회복되는 과정을 반영하여 주었다. $^{99m}Tc-LSA$ 간신티그래피가 간손상을 평가하고 간손상후 회복되는 과정을 추적하는 간수용체 영상용 방사성 의약품으로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.