• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.104-110
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• 2019

콘크리트는 시멘트와 골재를 포함한 복합재료로써 건조 수축이라는 특성을 가지고 있으며, 이에 대하여 많은 연구가 콘크리트를 균질재료로 가정하여 수행되어 왔다. 그러나, 수축은 콘크리트를 구성하는 특정 구성 성분에만 작용하는 현상이기 때문에 기존의 평균화된 유효물성(effective properties)의 개념으로 규명하기에는 어려움이 있다. 따라서, 본 논문에서는 콘크리트의 특징적인 거동 중의 하나이며 지금까지 많은 연구들이 수행되어 왔지만, 아직 불확실성이 많은 콘크리트의 수축 현상을 비균질성을 고려한 전산해석(heterogeneous simulation)을 통해 분석하는 방법을 제안하였다. 골재와 모르타르를 별도로 모델링하는 메소모델을 이용하여 모르타르에만 수축 변형을 가하는 방법으로 콘크리트의 수축 해석을 수행하였다. 해석 결과에 따르면 콘크리트의 수축에 의한 균열 발생은 골재의 강성과 부재의 구속도에 의해 크게 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 또한, 수축에 의한 콘크리트의 균열발생은 단순한 하나의 값으로 나타내지 못하는 현상이며, 골재의 강성과 부재의 구속도는 그에 큰 영향을 주는 요소들이었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.358-368
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• 2011

FVCOM을 이용하여 시화호의 부영양화 메소코즘 내 부유생태계 변화 현장실험 결과를 재현하였다. 용존산소는 부영양화된 연안의 지화학생태 반응 결정에 중요한 역할을 하는 요소이나 FVCOM에서는 이를 모의하지 않아 용존산소 모듈을 추가하였으며, 그 적용성을 확인하였다. 수질생태 관련 상태변수를 영양염, 식물플랑크톤(극미소, 미소, 소형), 동물플랑크톤(원생동물 2군, 중형동물플랑크톤), 쇄설성 유기물, 용존성 유기물, 박테리아 그룹으로 설정하고 경기만과 시화호에서 측정된 생물군 간 먹이 상관관계 자료를 기반으로 모델을 구성하였다. 영양염 증가에 따른 메소코즘 내 크기별 식물플랑크톤의 변화 특성과 실험 초기에 나타나는 < 20 ${\mu}m$ 빈섬모충류 우점에서 scuticociliates로의 원생동물 천이 양상 등을 재현할 수 있었으며, 박테리아와 저산소의 영향을 파악하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.134-134
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• 2017

전 세계적으로 지구온난화로 인한 기후변화에 의해 다우지역의 집중호우 빈도 및 강도가 증가하여 치수 구조물의 설계 홍수 빈도를 초과하는 홍수 피해가 발생하고 있다. 이러한 피해를 경감하기 위한 홍수 예 경보의 선행시간 확보에는 정확한 강우 및 홍수예측이 필수적이다. 하지만 기존의 홍수예측 시스템은 관측 강우를 수문모형의 입력 자료로 사용하여 홍수 유출량을 계산하게 되는데, 태풍 및 국지성 집중호우 등과 같은 기상조건에서는 관측강우를 이용하여 홍수 예 경보 시스템을 운영할 경우 선행시간 확보의 어려움으로 인해 방재 효율성이 감소하게 된다. 이에 예측유량의 선행시간을 확보하기 위해서 정확한 강우예측이 선행되어야하며, 이를 위해서는 기상과 수자원 분야의 연계를 통한 홍수 예 경보 시스템 구축이 하나의 대안으로 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 최근 기후 변화로 인한 국내의 홍수기 강우의 시 공간적 집중 현상으로 인한 호우 피해와 관련하여 신속하고 정확도 높은 홍수 예보의 중요성을 인지하고, 이에 대해 단기간 수치기상예보 자료를 활용하여 국내에 그 적용성을 평가하였다. 수치예보자료는 일본 기상청의 수치기상예보 모델인 중규모 모델(Meso-Scale Model, MSM)을 이용하였으며, 수문 모형은 강우-유출-범람모델(Rainfall-Runoff-Inundation, RRI)을 사용하였다. 대전광역시의 도심지를 통과하는 갑천유역을 대상 유역으로 하였으며, 홍수경보가 발생했던 강우 사상에 대해 강우 및 홍수 예측 정확도를 평가하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2019년도 추계학술발표대회
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• pp.141-143
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• 2019

본 연구에서는 메소스코픽 교통 시뮬레이션 모델의 하나인 LCTM(Lane Cell Transmission Model) 모델을 GPU 기반의 병렬 교통 시뮬레이션의 형태로 구현하여, 수행한 시뮬레이션 시간을 측정하였다. 본 논문에서는 LCTM 교통 시뮬레이션의 병렬화 고려사항들을 언급하고, GPU 를 사용한 병렬 교통 시뮬레이션 구현 시, 성능에 영향을 미치는 요소들을 분석한 후, 측정하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.20-27
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• 2021

이 연구에서는 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 내진거동을 합리적으로 평가하기 위하여 범용프로그램인 Abaqus를 이용한 비선형 유한요소해석 절차를 제시하였다. 조적벽체의 유한요소 모델은 콘크리트 손상 소성(concrete damaged plasticity, CDP)모델 및 벽돌-모르타르 계면 특성은 Yang et al.이 제시한 조적 프리즘의 압축 및 인장의 응력-변형률 모델과 전단마찰모델을 기반으로 메소-스케일법을 적용하였다. 유한요소 해석결과를 다양한 변수조건에서 실험결과와 비교한 결과, 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 균열진전, 파괴 모드, 강체회전 내력 및 최대내력 그리고 횡하중-횡변위 관계에 대한 실험결과와 잘 일치하였다. 따라서 제시된 유한요소해석 절차는 조적벽체의 내진보강 설계에 합리적으로 이용될 수 있다고 판단된다.

• Composites Research
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• 제32권5호
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• pp.206-210
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• 2019

직조 구조의 복합재의 쓰임이 자동차, 항공 산업 등 여러 분야로 확장됨에 따라, 직조 복합재의 신뢰성 문제 및 물성예측에 대한 필요성이 대두되었다. 본 연구에서는 직조 구조가 다른 복합재료의 물성 예측을 위한 유한요소해석을 수행하여 실험으로 얻은 정적 물성과의 유사성을 검증하였고, 효과적인 모델링 방법을 개발하였다. 직조 구조의 특성을 반영하기 위하여 모델링은 메소 스케일의 대표 체적 요소(RVE)를 이용하였다. 섬유 다발과 순수 기지를 분리하여 3차원 모델링을 진행하였다. 하신 파괴 기준(Hashin's failure criteria)을 적용하여 요소의 파괴 유무를 판단하였고, 해석 모델은 복합재에 적합한 점진적 파괴 모델을 사용하였다. 최종적으로, 직조 구조에 따른 복합재의 물성을 성공적으로 예측하여 본 모델링 및 해석 기법에 대한 적합성을 검증하였다.

• 생태와환경
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• 제49권4호
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• pp.279-288
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• 2016

탄소와 질소 안정동위원소비를 이용한 먹이망 구조 해석 기법은 수생태계 연구에서 폭 넓게 활용되고 있으며, 먹이원의 정량적 기여율을 분석하는 믹싱모델에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 Bayesian 모델을 이용한 믹싱모델의 적용이 가능한 통계 패키지(R, SIAR package)의 사용방법을 제시하고, 사용 예로 저수지 및 메소코즘 배양조에서의 동물플랑크톤과 먹이원의 탄소, 질소 안정동위원소비를 이용한 섭식 성향 분석 방법 및 결과를 제시하였다. 분석 결과, 국내 저수지 및 대형하천 등에서 주로 우점하는 Daphnia galeata는 소형의 POM (<$50{\mu}m$)을 주로 섭식하는 것으로 나타나, 부영양화된 환경에서 녹조 발생시 먹이로의 활용이 용이하지 않은 것으로 나타났다. 논 생태계 등에서 빈번히 출현하는 패충류의 경우 D. galeata와 유사한 섭식 성향을 나타내었다. 반면 습지 등에서 주로 출현하는 Simocephalus vetulus의 경우, 부착성 POM이 아닌 부유성 POM을 주로 섭식하며 Microcystis를 포함하는 대형의 POM (>$50{\mu}m$)을 섭식하는 것으로 분석되었다.

• Composites Research
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• 제34권1호
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• pp.70-75
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• 2021

본 논문은 단섬유 칩으로 구성된 Sheet Molding Compound(SMC) 복합재료를 실험적으로 관찰된 특징들을 바탕으로 메소스케일(meso-scale) 대표체적요소(RVE: Representative Volume Element)를 재구성하는 새로운 알고리즘을 제시한다. 전산해석을 이용하여 SMC 복합재료의 비등방성 거동의 정확한 예측은 어려운 문제이다. 이를 극복하기 위해, SMC 복합재료를 위한 일련의 이미지 프로세싱 기술과 재구성 알고리즘 및 유한요소(FE: Finite Element) 생성기로 구성된 SMC RVE 모델을 개발하였다. 첫째, micro-CT 이미지 프로세싱은 SMC 물성에 직접적인 상관관계를 가지는 섬유칩의 배향 및 분산의 확률적 분포를 평가한다. 둘째, 해당 통계적 분포를 바탕으로 섬유칩 간의 겹침효과를 고려한 섬유칩 팩킹 재구성 알고리즘을 개발한다. 마지막으로, SMC 복합재료 멀티스케일 해석을 이용하여 매크로스케일(macro-scale)에서의 거동을 파악하고 실험데이터를 통해 검증을 수행한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권3호
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• pp.238-246
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• 2012

해양으로 유출된 유류는 다양한 풍화과정을 통해 환경에서 제거되며, 증발이 유출사고 초기에 가장 우세한 풍화과정이다. 본 연구에서는 허베이스피리트호 사고유 중 이란산 원유를 대상으로 실험실에서 표준화된 증발실험을 실시하여 시간에 따른 물리화학적 변화를 관찰하였다. 증발과정에 영향을 미치는 유막두께, 풍속 등의 변수를 제어하여 48시간까지 노출한 결과 $29.3{\pm}0.4%$의 재현성 있는 결과를 산출하였다(n=40, p<0.001). 미국해양대기청의 풍화모델인 ADIOS2를 이용하여 환경조건에서 증발을 시뮬레이션한 결과 29%의 증발율을 구할 수 있었으며, 본 실험과 일치하는 결과를 확인하였다. 증발율에 따른 원유의 조성변화를 분석한 결과 저분자량의 알칸과 PAHs가 제거되었으나, 바이오마커 화합물은 증발에 의한 영향을 받지 않는 보전적인 특성을 나타냈다. 바이오마커 중 $17{\alpha}(H)$, $21{\beta}(H)$-hopane을 이용한 풍화율 계산값은 48시간 최종 값이 24.4%로 물리적인 증발에 따른 양적변화와 유사한 결과를 보였다. 호판을 이용한 풍화율 계산값 비교결과 사고 초기 현장 표착유(1단계 풍화 28.9%)와 메소코즘 풍화 실험 5일차(26.5%)까지는 풍화과정이 주로 증발에 의한 것으로 확인되었다.