고정반복법에 의한 암시적 HHT 시간적분법을 이용하여 3층 3경간 철근콘크리트 골조구조물을 수치해석모형과 물리적 분구조모형으로 나누어 실시간 하이브리드실험을 실시하였다. 물리적 부분구조모형으로는 1층 내부 비연성기둥 1개소가 선택되었고, 수치해석모형에 일축 방향의 지진하중을 시편이 심한 손상에 의하여 파괴에 이를 때까지 작용시켰다. 비선형 유한요소해석 프로그램인 Mercury가 실시간 하이브리드실험을 위하여 새로이 개발 및 적용되었다. 실험결과는 물리적 부분구조모형의 상부 수평방향 층간변위비를 OpenSees에 의한 수치해석시뮬레이션과 진동대실험의 그것과 비교하였다. 본 실험은 가장 복잡한 실시간 하이브리드실험 중의 하나이고, 하드웨어, 알고리즘 그리고 모형에 대한 기술적인 내용을 본 논문에 자세히 설명하였다. 수치해석모형의 개선, 물리적 부분구조 모형 접선강성행렬의 유한요소해석 프로그램에서의 평가 그리고 하중기반 보-요소의 요소상태결정의 연산시간을 줄이기 위한 소프트웨어의 개선이 이루어진다면 실시간 하이브리드실험과 진동대실험결과의 비교는 권장할 만하다. 그리고 "지진과 같은 동적하중하의 복잡한 구조물의 수치해석시뮬레이션"이라는 목적을 위하여 실시간 하이브리드실험은 동적하중에 대한 실험적 검증을 점진적으로 수치해석모형으로 대체하기 위한 저비용-고효율 실험법으로서의 가치를 충분히 가지고 있다고 할 수 있다.
본 연구의 목적은 탱크모형의 매개변수를 시행착오범으로 산정할 경우, 불확실성을 개선하기 위해 Kalman filter로 매개변수를 실시간 예측하여 저수유출의 예측에 효과적인 알고리즘을 얻고자 하였다. 유역특성을 다양한 구조로 나타낼 수 있는 탱크모형은 각 단 탱크에 부착된 유출공으로부터 유출한 총 유출량이 관측유량에 유사하게 나타나야 하지만 유출환경의 영향으로 수렴성이 좋지 않았다. 이러한을 보완하기 위하여 탱크모형의 매개변수를 Kalman filter의 상태공간 모형에 의하여 실시간으로 추정한 결과, 시간 경과에 따라 추정치와 관측치의 수렴도가 높아 일정한 값을 유지하였으며, 이때의 유출환경을 나타내는 상태공간의 매개변수변화가 정적임을 알 수 있었다. 따라서 Kalman filter에 의한 탱크모형의 매개변수 추정기법은 저수유출 예측에 특히 효율성이 좋았으며 유량이 급변하는 곳에서도 어느 정도 적응하여 기존 탱크모형의 구조를 자동기법으로 정하는 예측시스템 보다 유출예측 시스템에 의한 탱크모형의 구조적 알고리즘이 적합한 모형임을 입증하였다.
사서교사가 독서교육을 성공적으로 수행하기 위해서는 독서에 관한 학생들의 특성을 파악하고 있어야 한다. 그러나 현재 학생들의 독서 관련 특성을 파악하기 위한 도구가 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 구조방정식 모형을 이용하여 독서 플로우 유형을 분류하고 독서 플로우 유형을 측정할 수 있는 검사도구를 제안하였다. 독서 플로우의 유형을 분류하기 위해서 4개의 연구모형(워너, 던과 던, MBTI, flow 구성모형)을 설정하고 각 모형을 AMOS 구조방정식 모형에 대입하여 적합성을 검증하였다. 그 결과 4개의 연구모형 중 flow 구성 모형이 가장 적합한 모형임을 확인하였다. flow 구성 모형을 바탕으로 독서 플로우 유형을 분류하고 독서 플로우 유형 검사를 위한 도구를 제안하였다. 제안한 독서 플로우 유형은 4 차원 16 가지의 세부 유형으로 구성되고 있고 검사도구는 4개 영역, 28개 문항으로 설정하였다. 본 연구에서 사용한 데이터는 본 연구자의 선행연구를 위해 수집한 1,836개의 데이터를 재사용하였다.
이 연구는 국립중앙도서관 디지털도서관(NDL) 정보광장에 대한 고객만족도를 측정하기 위한 구조방정식모형을 설정하고 이 모형에서 이용자와 직원 모두에게 적용할 수 있는 모형을 검증하여, 도서관의 서비스품질과 만족도, 충성도에 대해 이용자의 인식과 직원의 예측 사이의 차이를 분석하고, LCSI의 공식에 따라 디지털도서관 정보광장의 고객만족지수를 산출하였다. 분석 결과 디지털도서관 정보광장의 고객만족을 측정하기 위한 모형은 부분매개모형보다는 완전매개모형이 더 적합하였으며, LCSI의 공식에 따라 고객만족지수를 산출한 결과 디지털도서관 정보광장의 고객만족지수는 75.69점으로 나타났다. 이용자의 고객만족도에 대한 도서관 직원들의 예측을 파악하기 위해 이용자와 동일한 모형을 사용할 수 있는지를 검증한 결과 우수한 적합도를 보여 이용자와 직원에게 모두 동일한 모형을 적용할 수 있음이 밝혀졌다. 이러한 검증결과를 바탕으로 이용자와 직원이 예측한 서비스품질 및 만족도, 충성도를 비교한 결과, 디지털도서관 정보광장 이용자들은 직원이 예측한 것보다 모든 면에서 더 높게 인식하는 것으로 나타났다.
'80년대 중반 들어 주가지수 예측모형으로 애용되던 시계열 예측모형에 대한 근본적인 의문이 제기되었다. 이것은 기존 예측모형이 선형 데이터 생성과정을 기본가정으로 채택하고 있지만 진정한 데이터 생성과정은 비선형일 수도 있다는 점에서 출발한다. 주가지수의 변동을 유발하는 경제의 기본구조가 비선형임에도 불구하고 이를 선형모형으로 접근한다면 주가의 움직임을 제대로 설명할 수 없을 뿐만 아니라 이러한 설정오류는 모형의 신뢰성을 크게 손상시킨다. 이와 같은 점에 착안하여 본 연구는 업종별 주가지수의 비선형 검정을 통해 주가가 어떠한 형태의 경제구조에서 생성되었는지 여러 가지 방법으로 정정한다. 10개 업종지수의 검정결과 보험업을 제외한 대부분의 업종지수가 카오스 끌개를 보유하고 있다는 증거가 포착되었다. 표본외 예측을 위해서 국지적 가중회귀법을 채택하였는데 예측결과 모형에 따라 $6{\sim}7$개 업종에서 통상최소자승법보다 예측력 우위를 보였다.
대규모 댐의 운영으로 인한 인위적인 유량 교란은 물리 기반 수문모형의 정확한 하천유량 모의를 어렵게 만든다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 상류의 자연형 유역 모의를 위한 물리 기반 수문모형 Variable Infiltration Capacity model과 댐 운영 모의를 위한 딥러닝 기반 모델을 결합한 하이브리드 모델링 프레임워크를 개발하였다. 본 연구는 수도권의 주요 상수원이자 대규모 댐들이 존재하는 팔당댐 유역을 대상으로, 물리 기반 수문모형만을 기반으로 구축한 단일 및 계단식 구조의 모델과 하이브리드 모델의 예측 성능을 비교하였다. 2015년부터 2019년까지의 검증 기간 동안, 하이브리드 모델, 단일 및 계단식 구조 모델의 Nash-Sutcliffe Efficiency는 각각 0.6410, -0.1054 그리고 0.2564로 하이브리드 모델의 성능이 가장 높은 것으로 나타났다. 이는 머신러닝 알고리즘을 이용한 댐 운영 고려가 정확한 하천유량 평가를 위해서 필수적임을 시사한다. 이러한 결과는 수자원 관리, 홍수 예측 등 다양한 분야에서 활용될 수 있으며, 특히 미래의 지속 가능한 물 관리를 위해 실무자에게 정확한 자료를 제공하는 데 기여할 수 있다.
본 논문에서는 액티브 라우터를 이용 Enhanced Mobility Management(EMM) 알고리즘을 사용 하는 이동성관리 구조에서, 이동노드의 신뢰성 확보를 위한 AAA프레임워크와의 연동모형을 전제로 한다. 액티브 라우터로 구성된 능동망내에서 액티브 캡슐에 의한 EMM모듈의 운용시 발생할 수 있는 노드의 망 접속인증과 이동노드로의 인증모형을 기존의 AAA구조와 연계하여 해결하는 방안을 제시한다. 지역등록시 발생하는 통신지연 문제를 해결하기위한 강화된 AAA구조와의 연동기법을 설계하여 보다 더 부드럽고 안전한 핸드오프 과정을 제안한다.
본 연구에서는 하상변화가 존재하는 자연하천에서의 물질거동을 해석하기 위한 주기적저장대모형을 개발하였다. 저장대 구조에 따른 저장효과를 살펴보기 위하여 자연하천의 특성을 고려한 4개의 주기적 여울-소 구조를 갖는 와 흐름에서 소금물과 염료를 이용하여 실험한 모형실험결과를 이용하였다. 염료실험 결과, 물질이동 및 혼합거동은 하상 및 하안의 구조에 영향을 받는 것으로 나타났다. 기존의 저장대분산모형이 주기적으로 변화하는 저장대 구조에 의한 이동 및 질량교환 효과를 정확히 재현하지 못하는 것에 비해서 경계변화에 따른 질량교환 효과를 보다 효과적으로 재현할 수 있는 주기적저장대모형은 모형 실험 결과를 잘 재현하는 것으로 나타났다. 새로운 저장대모형을 미국 텍사스주의 Sabin River에 적용하였으며, 그 결과는 실험을 통해서 수집된 농도분포를 잘 재현하는 것으로 나타났다.
댐 건설은 홍수 및 가뭄에 대응하기 위한 구조적 방법으로써 우리나라와 같이 지표수에 의존적인 지역에서는 가용 수자원을 확보하기 위한 확실한 수단으로 활용되어왔다. 신규 댐의 건설은 대상 하천의 수리학적 특성에 큰 변화를 야기할 수 있으며, 댐의 안정성 및 하천의 하도보호를 위해 댐 주변의 수리적 특성의 변화에 대해서도 사전에 인지하여 설계 시 반영할 필요가 있다. 수공구조물 신설에 따라 변화되는 수리학적 특성을 분석하는 방법으로는 그 수단에 따라 상사법칙을 적용한 수리모형실험과 수치기법을 활용한 수치모형실험으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통한 실험적 방법을 이용하여 댐 상하류 구간의 수리학적 특성을 분석하였다. 해당 실험은 한국농어촌공사 농어촌연구원의 대형수리모형실험시설에서 수행되었다. 적용대상 댐의 제원은 높이 약 70m, 길이 약 230m이며, 폭 55m의 여수로를 포함하는 구조로 설정하였다. 수리모형은 Froude 상사법칙을 적용하여 1/30 규모로 축소하였으며, 콘크리트 및 아크릴 재료를 이용하여 제작되었다. 댐 모형이 설치되는 하천구간은 댐 구조물을 포함하여 실규모를 기준으로 흐름방향으로 약 800m, 하폭방향으로 약 450m의 범위를 포함하도록 설계되었으며, 하류구간에 사행하천이 존재하는 것이 특징이다. 본 실험에서 유량은 총 12개의 펌프를 이용하여 공급되었으며, 최대 4cms에 해당하는 유량공급이 가능하도록 설계하였다. 공급유량은 정교한 절차에 의해 보정된 전자식 유량계를 통해 통제되었으며, 사용된 유량계의 허용오차는 약 0.5% 수준인 것으로 나타났다. 수위 측정은 오차범위 0.05mm 수준의 초음파 수위측정기를 이용하였으며, 유속측정은 약 0.5cm/s의 정확도를 지닌 3차원 전자기 유속계를 이용한 접촉식 측정과 흐름구조 가시화를 위한 비접촉식 입자추적기법을 병행하였다. 실험조건은 실규모 기준으로 방류량 3,000~5,000cms에 대해 수행하였으며, 각 방류량별 댐 상하류의 흐름패턴에 대해 정량적으로 분석하였다.
최근 지구 온난화의 영향으로 태풍의 파괴력이 증가함에 따라 부유식 해상풍력발전기의 막대한 유실과 붕괴에 대한 우려가 깊어지고 있다. 부유식 해상풍력발전기의 안전한 운영을 위해 새로운 형태의 탈착형 계류 시스템 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서 고려한 새로운 반잠수식 계류 풀리는 기존의 탈착형 계류 장치에 비해 계류 라인으로 부유식 해상풍력 터빈을 보다 쉽게 탈부착할 수 있도록 고안되었다. 8MW급 부유식 해상풍력발전기에 적용 가능한 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 검토하기 위해 3D 프린터를 이용하여 축소구조모형을 제작하고, 이 모형에 대한 구조시험을 수행하였다. 축소 모형의 구조시험을 위해 3D 프린팅에 사용된 ABS 소재의 인장 시편을 제작하고 인장시험을 수행하여 소재의 물성을 평가하였다. 인장시험에서 얻은 재료 특성과 축소모형 구조 시험과 동일한 하중 및 경계 조건을 적용하여 반잠수식 계류 풀리의 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 반잠수식 계류 풀리의 구조적 취약 부분을 검토하였다. 반잠수식 계류 풀리의 주요 하중조건을 고려하여 구조모형시험을 수행하였으며, 재료의 최대인장응력 이상이 발생하는 위치에 대해 유한요소해석과 시험 결과를 비교하였다. 유한요소해석과 모형시험의 결과로부터 작동조건에서는 Body와 Wheel의 연결부 구조가 취약한 것으로 파악되었고, 계류조건에서는 Body와 Chain stopper의 연결부 구조가 취약한 것으로 검토되었다. 축소모형 구조시험에서 나타난 SMP의 구조 취약부는 구조해석의 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 연구 결과를 통해 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 실험적으로 검증할 수 있었다. 또한, 본 연구 결과는 상세설계 단계에서 반잠수식 계류 풀리의 구조 강도를 향상시키는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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