복합재로 된 회전날개깃을 상자보로 모델링하고 수동/능동 감쇠를 주기 위해 ACL(Active Constrained Damping Layer)을 상하양면에 부착하고 복합변위이론에 기초한 유한요소방법을 이용하여 구조해석을 수행하였다. 이 이론은 ACL내의 복합재와 점탄성층 그리고 압전층의 전단변형효과를 정확하게 모델링하는데 효과적이다. Hankel 의 특이값을 이용해 축차모델을 유도하였으며 축차모델과 측정된 출력에 기초한 LQG 제어기를 설계하였다. 그러나 LQG 제어기는 공칭 운전속도에서는 좋은 성능을 보여주었으나 운전속도가 변하는 상황에 대해서는 강인안정성을 보여주지 못했다. 이 LQG제어기의 강인안정성을 개선하기 위하여 루프전달회복을 통한 강인한 제어기를 설계하였다. 수치 예를 통해 제시된 제어기가 회전날개깃의 공기역학적인 안정성을 개선하는데 효과적이며 동체모드와 연계된 리드-래그 모드감쇠를 증가시켜 회전날개깃의 진동을 효과적으로 억제하는 것을 보였다.
본 논문에서는 클러스터링을 뉴로-퍼지 모델에 직접 적용하여 모델을 최적화하는 방법을 제안하였다. 기존의 오차미분기반 학습을 통한 뉴로-퍼지 모델의 최적화 과정과는 달리 제안된 방법은 클러스터링 학습과 연계하여 모델을 구성하며 자율적으로 클러스터의 수를 추정하며 동시에 최적화를 수행한다. 순차적인 학습 기법에서는 각각의 학습 기법을 따로 적용하여 모델링을 실시하였으나 제안된 기법에서는 하나의 클러스터링 학습으로 전체 모델의 학습을 실시하였다. 또한 제안된 방법에서는 클러스터링이 수렴하는 만큼 전체 모델의 연산량이 감소하여 학습과정에서 발생하는 연산량 문제를 개선하였다. 시뮬레이션을 통하여 기존의 연구 결과들과 비교하여 제안된 기법의 유용성을 보였다.
본 논문에서는 계절적 환경변화로 인한 동결-융해 반복과정에 노출되는 옹벽의 시간 의존적 거동에 대한 수치 해석 연구 내용을 다루었다. 이를 위해 먼저 동결-융해 반복과정에 노출되는 옹벽에 대한 열-수리-응력 연계해석 기반의 모델링 기법을 정립하였으며 이러한 모델링 기법을 토대로 다양한 온도변화 조건에 대한 매개변수 연구를 수행하였다. 그 결과 다양한 온도변화 특성 중 옹벽의 거동에 미치는 주된 영향인자는 계절적 평균동결온도와 반복회수인 것으로 나타났다. 반면 동결온도의 지속시간에 대한 영향을 검토한 결과 벽체변위 및 수평토압에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 검토되었다. 한편, 벽체에 작용하는 수평토압은 동결-융해 작용에 의한 영향을 거의 받지 않는 것으로 검토되어 결국 동결-융해로 인한 벽체 변위 증가 현상은 토압 증가에 그 원인을 찾기 보다는 동결-융해 현상으로 인한 재료적 열화 현상에 그 원인을 찾아야 할 것으로 검토되었다.
본 논문에서는 계절적 환경변화로 인한 습윤-건조 반복과정에 노출되는 옹벽의 시간 의존적 거동에 대한 수치 해석 연구 내용을 다루었다. 이를 위해 먼저 습윤-건조 과정에 노출되는 옹벽에 대한 응력-간극수압 연계해석 기반의 모델링 기법을 정립하였으며 이러한 모델링 기법을 토대로 다양한 옹벽조건 및 강우조건에 대한 매개변수 연구를 수행하였다. 그 결과 다양한 강우 특성 중 옹벽의 거동에 미치는 주된 영향인자는 강우강도로 나타났다. 한편, 강우가 발생하기 이전 선행하는 선행강우는 지반내 포화도, 즉 모관흡수력, 분포를 좌우하는 것으로 나타나 지반구조물의 안정성은 선행강우량에 의해 큰 영향을 받는 것으로 검토 되어 강우로 인한 습윤-건조 반복 사이클에 노출되는 옹벽구조물의 거동 예측시 선행강우량에 대한 현실적인 평가가 매우 중요한 것으로 검토되었다.
최근 한국의 교육인구가 급격히 감소함에 따라 대학 환경에 많은 변화가 일어나고 있다. 특히 지역사회에 연계한 전문대학의 경우 다양한 교육의 변화, 즉 기존의 일률적인 2년제 학제에서 3년제로의 학제전환, 일학습병행제를 통한 근로자 학위 수여, 산업체 근로자 야간 위탁교육 등의 실시를 통해 위기에 대응하고 있다. 하지만 이러한 교육대상 및 내용의 변화는 한정된 강의실을 적절히 전공과목에 배정해야 하는 새로운 형태의 강의실 배정문제를 일으키고 있다. 본 논문에서는 강의실 배정을 위해 준수해야 하는 제약을 반드시 준수해야 하는 절대 제약과 가능한 준수 해야 하는 상대제약으로 구분하고, 이를 수리적으로 모델링 하여 최적화 소프트웨어를 통해 최적의 강의실 배정을 하였다. 절대제약에는 한 강의실에 2개 교반 이상 배정이 되면 안 되는 등과 같은 물리적인 제약들이며, 상대제약은 교수의 편의성을 고려한 강의 시수 배정 등과 같은 논리적인 제약이다. 결과는 만족스러웠으며 기존의 사람을 통한 강의실 배정보다 여러 가지 지표면에서(강의실 활용률과 교수 만족도) 월등한 결과를 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 능동현가장치의 해석 및 설계에 최소위상시스템개념을 적용하여 제어시스템설계에 응용 할 수 있는 이론적 수식모델링에 관한 연구를 수행하였다. 최근의 현가장치설계에서는 강성과 댐핑을 능동적으로 제어하는 기술의 적용이 일반화 되고 있으며, 다른 차량안정성제어장치와의 연계성이 높아짐에 따라, 제어시스템설계에서 보다 내구성이 강하고 제어효과의 응답성이 빠르며 정도 또한 높은 제어장치의 필요성이 요구되고 있다. 본 연구는 센서와 액츄에이터의 위치관계에 따른 능동현가장치의 위상시스템을 해석하여 위와 같은 빠른 응답성과 높은 정도의 제어가 가능한 제어시스템을 해석, 설계하기 위하여 제어장치의 대칭성에 관한 해석을 하였다. 그리고 대칭인 대상시스템에 관한 대칭 제어시스템을 설계하기 위한 모델링 및 적용방법을 수식적으로 해석하였으며, 현가장치의 제어시스템설계에 중요한 내외란성 향상을 위한 강인제어시스템설계에 적용하는 방법에 관해 고찰하였다.
남강은 낙동강에 유입되는 지류 중 가장 큰 하천으로서 낙동강 하류의 수질에 매우 큰 영향을 미치고 있다. 남강댐은 저수 용량에 비해 유역면적이 주요 저수지들에 비하여 월등하게 크므로 홍수시 순간적으로 다량의 유량 및 오염물질이 방류되어 낙동강에 유입되는 특성을 가지고 있다. 남강댐은 서북측에서 유입되는 경호강과 남쪽에서 댐축과 가까이 유입되는 덕천강이 공간적으로 멀리 떨어져 있음으로 인해, 주요 유입물질이 유입되는 시기에 횡방향 및 종방향으로 농도차이를 나타내고 있으며, 과거에 설치되었던 댐이 수중에 존재함으로 인해 국지적인 정체현상이 발생하고 있다. 남강은 현재 경남권은 물론, 거제 및 부산권의 용수원을 공급하거나 예정으로 있으므로 수질관리에 가장 큰 우선순위를 두어야 한다. 남강댐의 합리적인 수질관리를 위해서는 호 내의 공간적 시간적 수질변화에 대한 이해와 수질변화 여건에 있으며 이용되는 만큼 호 내의 정밀한 유체거동 해석이 필수적이다. 본 연구에서는 남강댐의 수리-수질 특성을 진단하고 예측하기 위하여 3차원 수리동역학 모델인 EFDC와 수질모델인 WASP을 연계하여 사용하였다. 유량 경계조건은 한국수자원공사 및 국가수자원관리 종합 정보시스템(WAMIS)의 남강댐 운영 자료를 바탕으로 남강댐의 유입량과 유출량 자료를 작성하였다. 남강으로 유입되는 지천 및 호 내의 수온, SS 및 수질농도 등은 환경부의 물환경정보시스템의 월 측정자료를 사용하였으며, 기상조건은 진주 기상대의 자료를 사용하였다. 본 연구에서 가용한 입력자료를 이용하여 남강댐의 수리 및 수질 및 부유물질 특성을 모의하였으며 EFDC-WASP 모델을 이용하여 성공적인 보정이 가능한 것을 확인하였다. 그러나 자세한 분석과 대책을 수립하기 위해서는 남강댐의 유입 수질 및 유량 자료에 대한 실질적인 모니터링이 수행되는 것이 필요하다고 판단된다.
GIS는 속성자료와 관련하여 공간자료를 다루는데 강력한 수단이다. 그러나 GIS는 동적인 계획문제(dynamic planning problems)를 다루는데 있어서 분석기능과 인터페이스기능이 부족하다. 의사결정지원 체계(Decision Support Systems: DSS)는 그래픽사용자인터페이스(Graphic User Interface: GUI)기능, 모델링기능과 데이터베이스기능을 제공하여 GIS의 부족한 면을 보완한다. DSS의 새로운 분류인 공간의사 결정지원체계(Spatial Decision Support Systems: SDSS)는 공간차원의 문제를 취급할 시 표현기능, 기본적인 분석기능, 그리고 공간, 비공간자료 취급기능과 같은 GIS의 기능과 그래픽사용자인터페이스기능, 모델링기능, 그리고 데이터베이스기능과 같은 DSS의 기능을 통합한다. 계획지원체계(Planning Support Systems: PSS)는 SDSS의 기능에 더 진보된 공간분석기능과 시간기능을 추가한다. 이 연구에서는 GIS, 가치공학(value engineering: VE), 그리고 생애주기비용(life cycle costing: LCC)에 의한 토지이용계획에 따른 상수도관망의 용량확장을 위한 PSS의 구축에 초점을 맞추고자 한다. 이러한 PSS는 토지이용계획에 따른 상수도 필요량을 공급하고 도시성장 규제를 위한 일련의 용량확장대안을 작성하고 도시성장에 연관되는 상수도관망의 투자에 관한 문제를 다룬다.
밀폐 및 차폐 공간을 갖는 핫셀에서 사용후핵연료와 같은 고방사선 물질을 취급하고 있으며, 핵주기시설에서 마스터-슬레이브 매니퓰레이터는 원격취급장비로서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 차세대관리공정의 디지털 목업을 구축하고 원격유지보수를 위한 매니퓰레이터의 작업영역 및 작업분석을 수행하였다. 실제 환경과 동일한 가상 작업환경을 갖는 디지털 목업은 3차원 그래픽으로 모델링 된 공정장치 및 원격 취급장비들로 구성된다. 모델링 된 매니퓰레이터는 기구학 및 동작범위에 대한 속성을 부여되고 외부 입력장치는 space ball을 사용하여 매니퓰레이터의 동작을 구현하였다. 또한, Tele-operation 인터페이스를 사용하여 6축 외부 입력장치와 연계한 시스템을 개발하였으며 외부 입력에 따른 매니퓰레이터의 동작에 대한 동기는 만족할 만한 응답을 보였다. 이는 가상환경에서 작업자 교육을 위한 시스템 개발에 유용할 것이다.
지하수개발 기술의 발전과 생활여건 개선으로 지하수의 사용이 증가되면서 지하수에 대한 관리상 어려움과 여러 문제점들이 발생하고 있다. 지하수관리체계의 부실, 관리 인원의 부족, 무분별한 개발 등으로 지하수 오염 및 수량부족 현상이 가중되고 있고, 또한 지하수관 정의 관리가 어려워 지역적인 과잉개발이나 폐공이 방치되는 현상이 나타나고 있다. 본 논문은 GIS를 이용한 지하수관리의 시스템구축 모델을 제시하고, 지하수관리시스템에 필요한 분석기능 및 지하수관리 방법을 구현하여 효율적인 지하수관리가 이루어질 수 있도록 하는데 목적이 있다. 지하수개발의 위치정보를 기록하고 개발자료와 현장조사자료 등의 여러 자료를 D/B화 하였다. 또한 위성영상을 이용한 선구조 분석 자료와 수리시험 자료, 수질조사 자료 등을 활용하여 지역별 특성 값을 주제도로 작성하였고, 이러한 자료들을 활용하여 지하수 모델링 기초자료를 자동 생성할 수 있도록 하였다. 신규 지하수개발 위치에 대하여 주변의 지하수개발현황 및 오염원 현황, 선구조의 발달, 오염취약성도(DRASTIC), 수질조사 등의 자료를 손쉽게 파악할 수 있는 장점이 있다. 지하수관리시스템은 이러한 기능들을 이용하여 지하수개발 적지선정이 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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