• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1996년도 제6회 학술강연회논문집
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• pp.85-93
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• 1996

비선형 해석의 중요성이 증가하고 있는 혼합형 고체 추진제의 비선형거동중 재료비선형에 대한 거시적/미시적 현상을 설명하고, 그 주요한 원인으로서 Mullin 효과와 결합제/충전미립자 사이의 접착분리(Dewetting)를 주로 고찰하였다. 이를 응용한 지금까지의 비선형 구성방정식의 개발동향을 검토하여 비교하였으며 최근에 제시되고 있는 손상변수를 분석하였다. 여러 변형률 크기에 대한 응력이완 모듈러스 실험을 통하여 변형률 크기가 손상변수로서 적합하지 않음을 보였으며, 변형률 크기에 따라 모듈러스의 저하가 크기 때문에 비선형 점탄성 해석이 중요한 문제임을 제시하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권10호
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• pp.869-875
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• 2006

본 연구에서는 최적화기법과 전산유체역학의 기술을 이용하여 저항의 관점에서 최적의 형상을 가지는 선형을 개발하는 알고리즘을 개발하였다. 최적화기법으로는 SQP(sequential quadratic programming)을 사용하였으며, 목적함수인 저항을 구하기 위하여 먼저 조파저항은 비선형 자유수면 경계조건을 고려한 선체주위 포텐셜유동을 계산할 수 있는 수치해석기법인 상 방향 패널이동법을 사용하였고, 선체에 미치는 전 저항을 구하기 위하여 ITTC 1957년 모형선-실선상관곡선을 이용하였다. 선형최적화 과정 중의 선체의 변경이나 계산 격자의 생성은 NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)기법을 사용하여 구현하였다. 이와 같은 방법을 사용하여 개발된 선형최적화 기법의 타당성을 검증하기 위하여 선형이 비교적 잘 알려진 건형인 Wigley선형과 Series 60(CB=0.6)선형에 대하여 설계속도 Fn=0.316에서 선형최적화를 위한 수치해석을 수행하고 그 결과를 초기선형과 서로 비교하였다.

• 선박안전
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• 제17권
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• pp.24-43
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• 2005

최근 우리나라 어선어업은 한중일 어업협정, 연안 어업자원 감소 및 연안오염 등 사회적, 환경적 변화가 급변하고 있어 이들을 고려한 어선 선형개발이 필요로 한다. 현재 우리나라의 어선 중 연안지역에서 조업하는 5톤 미만의 소형어선은 전체 어선 중 $65\%$ 이상으로 구성되어 있으나 선박의 크기가 작고 부가가치가 낮은 관계로 지금까지 전문적인 연구는 거의 없었던 것이 현실이다. 한편, 서$\cdot$남해 연안에서 작업 및 항해하는 연안어선들의 해양사고 발생율은 전체사고의 $69.6\%$로 매년 증가하고 있는 추세이다. 전체 어선 안전사고 중 부유폐어망, 로프 등이 추진기에 감긴 사고는 전체 사고의 $10.4\%$로 매년 증가하고 있다. 이에, 추진기 손상에 의한 어선 사고와 연관하여 추진기를 보호하기 위한 장치로서 물분사 추진기(Water-Jet), 펌프제트(Pump-Jet)장치들이 있으나 이들은 고가 수입품으로서 영세한 어민들의 소형어선에 장착하기에는 한계가 있어, 본 연구에서는 폐그물, 로프 등 해상 부유물에 의한 추진기 손상이 발생되지 않는 프로펠러 보호터널 부착 추진장치를 개발을 목적으로 한다. 프로펠러 부착 추진장치는 기존 선미를 수정하여 추진기를 선체 안쪽으로 배치하며 돌출되는 부분은 덕트로 보호하고 있으며 이러한 추진기는 워터제트 추진기와는 달리 가격이 싸고 그물이나 부유물에 걸리지 않고 고장 시 신속한 대응이 쉬워 소형 연안어선에 적합할 뿐만 아니라 그물, 부유물, 갯벌이 많은 국내의 서$\cdot$남해 연안에서 작업 및 항해 시 매우 유용할 것으로 판단된다. 본 연구는 `프로펠러 보호터널 부착 연안어선의 선형개발`을 최종목표로 수행하였으며, 연구개발 내용은 기존 소형 연안어선의 분류 및 특성 조사 연구, 프로펠러 보호터널형 선미 선형 개발, 기존 선형 및 보호터널형 선형의 모형시험, 개발선의 구조강도 특성, 프로펠러 설계 및 단독시험, 보호터널 부착 추진기의 효율 검증 및 개발 대상 어선의 조선공학적 제 계산, 설계도작성 등을 실시하였다. 주요 요소 기술로서는 프로펠러 보호터널 부착 선형의 모형시험을 통하여 선미선형을 개발하며 FRP판부재의 구조강도 특성을 분석하고 그 결과를 활용하여 4톤급 연안어선의 시제선을 건조하고 시운전을 통하여 주요성능을 확인하였다.

• 대한조선학회지
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• 제32권5호
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• pp.33-35
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• 1995

수치 해석적 방법으로서의 CFD(Computational Fluid Dynamics)는 급속한 전산기성능의 발달과 더불어 많은 발전을 거듭하고 있으며, 특히 선박분야에 있어서도 일반선형에 대한 주위의 유 동장해석 및 성능추정, 초기설계에의 응용에서 그 활용성이 입증되고 있다. 따라서, 초고속선에 대하여도, CFD의 대표적 장점이라 할 수 있는 실선에 대한 수치실험이 짧은 시간에 저가의 경비로 가능하다는 것과 그 결과가 모형선 실험결과보다 상세하고 충실한 정보의 확보가능 등을 감안한다면, 앞으로 초기 초고속선 선형개발단계에서 CFD의 적용을 기대해 볼만 할 것이다. 이러한 관점으로부터, 본 고에서는 초고속선의 선형개발에 있어서 CFD의 활용성에 관하여 고 찰해 보고자 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.15-22
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• 1994

컴퓨터를 이용하여 선박의 선형설계 작업을 개선하고자 하는 노력은 컴퓨터가 개발되어 이용되기 시작한 1960대부터이다. 우리나라에서도 FORAN 등의 도입된 소프트웨어를 통해 일찍부터 관심을 가졌으나, 자체 개발을 위한 활동은 최근에야 활발해지고 있다. 선형설계 시스템의 개발에 제한된 개발자원을 효율적으로 이용하기 위해서는 업무의 분담과 통합을 위한 공통의 개발모델이 필요하다. 이 글에서는 국내외의 관련연구, 특히 조선 이외 분야의 연구를 포함하여, 기술개발 현황을 분석하고, 이를 바탕으로 전산 선형설계 시스템의 개발을 위한 하나의 기준모델을 제시하였다. 이 과정에 전산선형설계를 구성하는 요소기능들이 새롭게 분류되었으며, 이들 간의 조합을 통해 기준모델을 구성하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.89-92
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• 2009

본 논문에서는 비선형구조물의 위상최적화를 위하여 개발된 요소 연결 매개법 (Element Connectivity Parameterization Method)을 이용하여 기하비선형 구조물의 고유진동수(Eigenfrequency)를 최적화하는 연구를 소개한다. 기존의 밀도를 기반으로 한 위상최적화기법은 비선형 구조물의 위상최적화를 수행할 때 약한 탄성계수를 가지는 요소가 대변형을 일으켜 전체 강성행렬(Tangent Stiffness Matrix)이 양정정성(Positive definiteness)를 잃어버리는 문제점이 있어서 위상최적화를 수행하기 어렵다. 이 문제점을 해결하기 위하여 최근에 요소 연결 매개법(Element Connectivity Parameterization Method)이 개발되었다. 이 요소 연결 매개법은 요소의 강성을 설계하는 것이 아니라 요소의 연결성을 설계하는 기법으로 이를 이용하여 비선형 구조물의 위상최적화를 효과적으로 수행할 수 있다. 이 연구에서는 요소 연결 매개법을 동적인 문제에 적용하기 위한 연구를 수행하며 이를 이용하여 비선형 구조물의 고유진동수를 최적화 하는 위상최적화 문제에 적용하였다. 비선형 수치 예제를 통하여 기하 비선형 구조물의 고유진동수를 최대화를 통하여 기하 비선형 구조물의 강성최대화 문제와 같은 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.213-220
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• 2002

본 연구에서는 최근에 개발된 Unscented Particle Filter (UPF)를 사용한 비선형 동적 구조계의 구조계수 규명기법이 연구되었다. 일반적인 비선형 구조계수 추정 문제의 일반 해는 존재하지 않으나, 그에 대한 대안으로써 선형 근사 기법인 extended Kalman filter (EKF)가 비선형 동적 구조계수의 추정에 주로 사용되어왔다. 그러나, EKF는 구간 선형(piecewise linear) 가정으로 인해 biased estimator이고 비선형성이 상대적으로 높을 때 오차가 큰 추정치를 주는 단점을 가진다. 이를 보완하기 위해서 UPF가 개발되었고, 이 기법은 particle filter의 일종으로써 Unscented Kalman filter (UKF)를 사용하여 importance proposal distribution을 생성한다. 수치실험이 SDOF와 MDOF에 대하여 3가지 경우에 대해서 수행되었다. 비선형 SDOF의 수치 실험으로부터 잡음이 가해진 상태에서 UKF가 EKF에 비해 초기 공분산 행렬의 가정에 대해 정확하고 강인한 추정결과를 보여줌을 보였다 최하층의 column에 비선형 거동이 발생하는 5층 전단 빌딩모형의 수치실험으로부터 UKF가 복잡한 구조물의 구조계수 추정능력이 있음을 보여주었다. 여러 가지 수치실험은 UPF가 EKF보다 비선형 동적 구조계수 추정에 있어서 더 나은 방법임을 보여 주었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1995년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.163-172
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• 1995

100 MW급 유류연소 드럼형 열병합발전소의 주증기온도 제어를 위한 비선형 process model based control (PMBC)을 개발하고 그 성능을 PID 알고리즘과 비교하였다. 비선형 PMBC에서는 프로세스의 메캐니즘을 비교적 충실히 반영하는 모델이 필요한데, 사용된 모델은 first principle approach를 사용하여 개발된 것으로 제어기 성능 평가와 설계에 적합한 정교한 것이다. 비선형 PMBC는 비선형 피드백, feedforward, decoupling을 제공하고 분산제어에 적합하면서 모델링 오차에 민감하지 않은 장점이 있다. PMBC와 PID 제어의 성능을 부하증가와 연료의 열량변화등의 외란에 비교한 결과, PMBC가 PID에 비하여 속응성, 절대오차 적분치, 제어노력등에서 월등하게 우수한 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.105-115
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• 2000

본 연구는 현실에 부합하는 연약지반의 압밀거동을 예측하기 위한 연구로서, 일단 3차원 배수 조건하에서 지반의 자중 및 압축성과 투수성의 비선형적 성질이 고려된 비선형 압밀모델을 구성하였다. 또한 연직 배수재의 시공과정에서 발생할수 있는 지반의 교란현상 및 다양한 이질층의 구성, 점증적인 하중재하 조건, 연직배수재의 부분관입 조건에 대한 고려가 가능하도록 비선형 압밀모델을 수정, 보완하였다. 이상의 연구결과를 바탕으로 유한차분방법에 의한 수치해석을 실시하였고 최종적으로 각종 희귀분석과정을 도입한 3차원 비선형 압밀해석 프로그램을 개발하였다. Ska-Edeby의 시험시공 사례를 통한 개발 프로그램의 검증을 실시하였는데, 시험시공 사례의 경우, 현장에서 측정한 깊이별 침하량 및 간극수압 결과를 개발 프로그램에 의한 예측결과와 비교, 분석하였다. 또한 개발 프로그램을 이용하여 다층지반 해석과 관련된 기존 해석방법의 문제점 및 지반의 교란효과와 연직배수재의 부분관입조건, 점증적인 하중재하 조건등이 지반의 압밀거동에 미치는 영향에 대해 살펴보았다.

• 대한교통학회지
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• 제20권4호
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• pp.109-122
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• 2002

본 연구에서는 교차로의 비용 및 특성을 고려한 도로선형최적화 모형을 유전자 알고리즘(Genetic Algorithms)을 이용하여 개발하였다. 기존의 도로선형최적화 모형은 교차로 특성을 고려하지 못해서 실제 적용에 심대한 문제점을 내재하고 있다. 본 논문에서는 특정 도로선형에 교차로 건설의 필요가 있을 경우, 민감(Sensitive)하고 지배적인(Dominating) 교차로 비용 항목들 즉, 토공비용, 보상비, 포장비, 사고비용, 지체 및 연료소모비용 등의 산정이 시도되었다. 또한 비교적 우수한 도로선형 대안을 유전자 알고리즘을 이용한 탐색과정 중에서 비효율적으로 강제 퇴화시키는 단점 보완을 위한 교차로 국소 최적화 방법(Local Optimization of Intersections)이 개발되어 기존 모형을 보완하였다. 공간상의 도로선형은 매개변수적 묘사(Parametric Representation)를 통하여 구현하였으며 벡터운영(Vector Manipulation)을 통해 교차로비용 산정의 근간인 교차점과 다른 중요점들의 좌표를 찾을 수 있었다. 개발된 교차로 비용산정 모형이 보다 정밀하게 교차로 비용을 산정함이 증명되었으며 궁극적으로는 기존의 최적화 모형의 단점을 보완할 수 있음이 제시되었다. 또한, 새로이 제시된 교차로 국소 최적화 방법이 최적대안 탐색과정의 유연성을 증대하였으며, 결과적으로 효율적인 교차로의 유지에 기여함을 알 수 있었다. 제시된 교차로 국소 최적화 방법은 추후 단일노선이 아닌 도로망 최적화시의 기초를 제시함은 주목할 만 하다. 두개의 예제에서 도출된 최적노선 및 교차로 비용 등의 검토 결과, 도로상의 교차로 건설비용은 도로선형 최적화에 큰 영향을 미치는 실질적이며 민감한 비용 항목임이 검증되었으며 이는 도로선형최적화 모형이 교차로 비용을 반드시 검토 및 평가할 수 있어야 함을 반증한다.