• 도시과학
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• 제11권2호
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• pp.45-54
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• 2022

Recently, regulations on automobile exhaust gas emission are being strengthened. Accordingly, automobile exhaust gas emissions are expected to decrease and continue to decrease. On the other hand, many countries do not yet consider the emission of non-exhaust air pollutants from automobiles as important. Automobile non-exhaust substances are classified into three categories: tire dust emissions, brake wear emissions, and road scattering dust. In particular, in the case of tire dust, research results exist that pollutant emissions increase as the weight of a vehicle increases. Since the weight of trucks varies according to the load and the load along the axles is also different, it can be expected that the emission of PM10 from the tire dust will be different depending on the loading method. Therefore, this study was conducted on the amount of PM10 generated in tire dust considering the axle load of the truck according to the loading method. However, it was confirmed that the total amount of PM10 was less than that all loads are loaded in the front or rear when the load was evenly distributed in the front and rear of the cargo compartment. In particular, if the load is distributed evenly in the front and back of the cargo compartment and the load in the front part is divided into 2 to 6 and loaded, as the number of divided loading increases the amount of PM10 generated decreases. And when the load is divided into 6 pieces, the total amount of PM10 generated is 0.3952g, the minimum value. If the load is divided into 6 or more and loaded evenly, the total PM10 generated continuously increases and converges to about 0.3964g.

• 방사성폐기물학회지
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• 제6권3호
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• pp.217-224
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• 2008

사용후핵연료 심지층처분에 있어서 처분용기의 건전성 확보는 내부에 적재되어 있는 사용후핵연료로부터 방사성물질이 누출되는 것을 방지하고 격리하여 처분장의 안전성을 보증하기 위한 필수적인 인자이다. 이러한 처분용기는 심지층 처분의 목적인 방사성 독성이 인간 및 자연환경에 영향을 미치지 않도록 장기간 동안 격리하고 누출을 지연시키기 위한 공학적 방벽의 중요한 요소 중의 하나이다. 심지층 처분장 설계시 주요한 요건은 처분시스템의 안전성을 유지를 위하여 처분용기에 적재되어 있는 폐기물로부터 발생된 붕괴열로 인하여 완충재의 온도가 100$^{\circ}C$를 넘지 않도록 하는 것이다. 또한, 처분용기는 지하 심부 500 m 깊이에서의 수압과 완충재의 팽윤압 등 하중에 구조적 건전성을 유지하여야 한다. 본 연구에서는 직접 처분대상으로 고려하고 있는 중수로(CANDU) 사용후핵연료에 대한 처분용기의 개선된 개념을 설정하고, 심지층 처분환경에서의 열적 및 구조적 안정성을 분석하였다. 열적 안정성 해석결과 처분터널 및 처분공 간격이 40 m, 3 m 인 경우 처분 후 37년이 경과한 후에 처분용기 표면온도가 최고 온도에 도달하며, 이때 온도는 88.9$^{\circ}C$로서 처분장 온도제한 요건(100$^{\circ}C$)에 만족하였다. 또한, 정상적인 경우와 극 상황에 따른 하중에 대한 처분용기 구조해석 결과 안전율은 각각 2.9와 1.33 으로 나타나 심한 지층 처분환경에서 처분용기는 구조적 건정성을 유지하는 것으로 판단되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.23-30
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• 2015

대형 구조물의 건설과 지하공간의 활용을 위한 대규모 굴착 공사에 축방향 압축력에 대한 저항성능이 뛰어난 버팀보가 요구된다. 팔각형강관은 2축대칭 폐단면구조로 단위 길이 당 중량이 같은 경우 사각형강관에 비하여 단면2차모멘트가 크고 판의 폭-두께비는 작아 휨좌굴 및 국부좌굴에 대한 압축강도가 더 크다. 또한, 원형강관에 비하여 실제 시공단계에서 버팀보의 설치, 해체, 운반 및 적재 시 유리한 장점이 있다. 이 연구에서는 길이 9.6m의 팔각형강관 2개를 현장에서 볼트로 맞대기 이음하고, 양 끝에 주철로 제작한 지점연결요소를 볼트로 접합시킨 길이 20m의 팔각강관 버팀보에 대해 설계기준, 중심축의 초기폄심에 따른 유한요소해석 결과, 그리고 버팀보 재하 시험에서 얻은 결과를 서로 비교하고, 버팀보의 성능을 평가하였다. 시험 결과, 모든 버팀보 시험체의 축방향 압축강도는 도로교설계기준(2012)에 따른 값과 거의 동일하거나 그 이상인 것으로 나타났다. 초기편심은 측정한 변형률 값을 이용하여 추정할 수 있으며, 모든 버팀보 시험체의 경우 L/450 이하인 것으로 나타났다. 초기편심이 증가하면 버팀보의 압축강도는 감소하며, 횡방향하중으로 상재하중이 재하된 버팀보는 자중만 작용하는 경우에 비하여 초기편심의 증가로 인한 영향이 작은 것으로 나타났다. 이 연구 결과, 제작 및 설치에 의해 발생하는 오차와 자중에 의한 처짐을 고려한 초기편심을 L/350 이하로 관리하면 도로교설계기준(2012)의 압축강도를 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.843-850
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• 2020

본 연구의 목적은 국내 위험물 운송용 탱크화차의 충돌안전설계 가이드라인 제안을 위해 해외 충돌안전 기준에 따른 국내 위험물 운송화차에 대하여 비선형 충돌해석을 하여 위험성을 평가하고, 구조적 취약부를 분석하는데 있다. 유럽의 EN 12663-2에서 규정하는 화차의 완충시험 및 북미 49CFR179에서 규정하는 탱크 펑크시험기준을 분석하였으며, 상용 유한요소 해석 솔버인 LS-DYNA를 이용하여 각각 기준에 따른 비선형 유한요소모델을 모델링하였다. EN 규격의 완충시험 해석결과 충돌속도 6 km/h 이하에서는 소성변형이 발생하지 않을 것으로 예측하였지만, 8 km/h 이상의 충돌속도에서 중앙연결기를 통한 하중 전달으로 차체의 센터실 후방 및 탱크 중앙 지지부에서 소성변형을 확인하였다. 북미 법규의 탱크 펑크시험 해석결과 국내 탱크화차는 두부 충돌모드에서 충돌차량의 운동에너지를 4 % 이상 흡수시 두부의 코너부에서 탱크 외벽의 파괴가 발생하였으며, 측면 충돌모드에서 운동에너지 30 % 이상 흡수시에 충격체가 접촉하는 탱크 외벽의 파괴가 발생하여 내부 적재물의 누출을 예상하였다. 국내 유류 운송용 탱크화차의 해외 충돌안전 기준의 만족을 위해서는 차체 구조보강 설계 및 탱크 방호설계 수준을 향상시킬 필요가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.32-38
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• 2020

본 연구에서는 1차원 충돌해석 방법을 이용하여 기존 철도차량 화물차량의 충돌 가속도 분석을 통해 기존 차량의 문제점을 확인하고, 충돌 안전성 향상 대안을 제시하고자 한다. 화물 철도차량의 국내 충돌사고 사례 및 유럽 및 북미 규격 분석을 통해 입환충격 상황과 충돌사고 상황 시나리오를 선정하였다. 차량의 질량과 연결기의 하중-변위 특성을 고려하여 화차용 1차원 충돌해석 모델을 개발하였으며, 상용 유한요소 해석솔버인 LS-DYNA를 이용한 1차원 충돌 해석을 수행하였다. 해석 결과 충돌속도 10km/h 이내의 입환충격 상황에서 화차의 가속도 레벨은 EN 12663 규격에서 제시하는 2g 이하로 안정된 수준으로 예측되었지만, 충돌속도 15~30 km/h 사이의 충돌사고 상황에서는 연결기의 완충용량 부족으로 차체의 변형 및 가속도 레벨의 증가가 예측되어 차체 구조 및 적재 화물의 안전에 취약한 구조임을 확인하였다. 충돌안전성 향상 방안으로 화차에 재료의 소성변형을 이용한 비가역적 충돌에너지 흡수장치를 적용하여 동일 시나리오로 충돌해석을 수행하였고, 기존 차량 대비 최대 12% 수준으로 가속도 레벨이 감소된 것을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.260-268
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• 2017

이 연구에서는 풍동실험을 이용하여 선박 운송용 컨테이너의 풍력특성을 조사하고, 그 결과를 토대로 컨테이너의 크기 및 중량에 따른 피해발생 풍속을 평가하고자 한다. 실험결과, 컨테이너 폭의 직각방향에 작용하는 평균 풍력계수는 12ft, 20ft, 40ft, 40ft high cube 순으로 증가하는 것으로 나타났으며, 이와 달리 깊이의 직각방향에 작용하는 평균 풍력계수는 40ft high cube, 40ft, 20ft, 12ft 순으로 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 이유는 컨테이너의 풍상면(windward surface)의 모서리에서 박리된 난류의 전단층(shear layer)이 다시 컨테이너의 측면에 재부착(reattachment)되면서 깊이의 직각 방향에 작용하는 평균 풍력계수가 줄어든 것으로 판단된다. 전 풍향에서 컨테이너의 중량에 따른 피해발생 풍속을 평가한 결과, 컨테이너의 전도보다는 활동이 낮은 풍속에서 발생할 수 있음을 알 수 있다. 이때 가장 불리한 컨테이너는 40ft high cube이며, 활동발생 및 전도발생이 일어날 수 있는 풍속은 각각 20.4 m/s와 26.8 m/s으로 평가되었다. 또한 이 연구에서는 컨테이너의 중량과 피해발생 풍속과의 상관을 토대로 컨테이너의 중량에 따른 활동발생 및 전도발생 풍속을 평가할 수 있는 평가식을 제안하였다. 본 연구 결과는 컨테이너의 고박 설치하중평가 및 적재방법 등에 관한 가이드라인 정립에 있어 유용하게 활용될 것으로 판단된다.

• 대한조선학회지
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• 제26권1호
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• pp.46-62
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• 1989

최근 현대 선박해양연구소 구조연구실에서 4,800대 적재 자동차 전용운반선 2척에 대하여 울산 미국간 각각 왕복 1항차에 걸쳐 실선계측을 수행하였다. 계측의 주요 목적은 자동차 운반선의 부분 횡격벽의 횡강도 검토 및 항해중 파랑하중에 대한 선체 응답의 연구등이다. 계측된 data를 가지고 단기 응답해석(short-term analysis)을 하였는데 항해중 선체에 발생하는 응력의 진폭의 분포는 대체로 Rayleigh 분포를 잘따르고 있다. 그리고 횡격벽에서의 응력은 상갑판의 선측 방향 수평가속도와 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 단기 응답해석에서 얻어진 결과를 가지고 선박 운항시 발생 가능한 최대 응답치를 얻기 위하여 장기 응답해석(long-term analysis)을 수행하였다. 해석결과중 본 계측 대상선의 Fr.132 부분 횡격벽의 응력집중 부분에서 10년 동안의 예측 최대응력은 약 $2,150kg/cm^2$이었고 이 부분에 대한 예측 피로수명은 약 200일 이었는데 이 값은 실제 본선이 처녀해항후 crack손상을 입은 기간과 잘 일치하고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.73-80
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• 2019

본 논문은 기존 5ton 카고 트럭의 적재함을 개조하여 농기계의 상, 하차를 손쉽게 할 수 있도록 하는 전동 유압 슬라이딩 데크를 개발하기 위하여 전동 유압 슬라이딩 데크 시스템의 기본 설계를 수행하였고, 기구학적 해석을 통하여 슬라이딩 데크의 길이와 구조를 고안 하였으며, 구조해석을 통하여 안전성과 경제성을 고려한 재질을 선정하였다. 먼저 슬라이딩 데크 시스템의 기본 설계를 위하여 운송 대상 농기계를 조사하였고, 필요한 요소들을 선정하였다. 선정한 요소들을 충족시킬 수 있는 유압실린더를 이용한 시스템을 고안하였다. 단순화 모델링과 기구학적 다이어그램을 통하여 슬라이딩 데크 시스템의 작동 구조를 파악하였으며, 기구학 해석을 통해 슬라이딩 데크의 최소길이와 그 구조를 고안하였다. 안전성과 경제성을 모두 만족하는 재질을 선정하기 위하여, 자동차 구조물에 사용되는 대표적인 4가지 재질을 선정하였다. 해석이 필요한 부분을 선정하고, 단순화 모델링을 통해 최대하중을 받는 조건에서 재질에 따른 응력과 변형량을 비교하였다. 그 결과 SS41P 재질사용하면 단가를 줄이고 안전성을 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. 작동이 불가능한 농기계의 상, 하차를 위하여 윈치 시스템을 설계하고 적용하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권2호
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• pp.230-237
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• 2023

코로나 19 팬데믹 및 기후 변화 등으로 전 세계적으로 필수적인 생필품과 자원의 품귀 이슈가 지속해서 발생하고 있다. 이러한 현상을 극복하고자 교역량의 수요가 갑자기 증가하였으며 이 결과 컨테이너선의 운임이 대폭 상승하였다. 컨테이너선의 크기 변화는 1960년대 1,500TEU(twenty-foot equivalent unit)를 시작으로 2021년에는 24,400TEU로 대형화가 진행되고 있다. 컨테이너 적재 능력의 향상은 라싱브릿지 구조의 대형화와 긴밀하게 연관되어 있고, 안전한 컨테이너 고박 및 항해 시 발생하는 다양한 외력 하중에 안전한 구조설계를 해야 한다. 현재 주요 선급에서는 라싱브릿지 구조 안전성을 평가할 수 있는 구조해석 기반의 지침서를 배포하고 있으나, 허용기준 및 평가 방법이 달라서 설계 시 엔지니어들에게 혼선을 주고 있다. 본 연구에서는 결과에 영향을 줄 가능성이 큰 주요 변수들(모델링 범위, 오프닝 고려 여부, 메쉬 크기) 변화에 따른 강도 변화 특성을 정리하였다. 이 결과를 바탕으로 저자들은 합리적인 구조해석 기반 평가에 대한 검토사항을 제안하였고, 추후 선급 기준 개정 시 참고가 될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권4호
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• pp.332-340
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• 2016

침몰선박은 선체 내에 적재되어 있는 잔존연료 및 유해 화물 등의 유출로 인하여 주변 환경과 선박의 안전 항해에 피해 요인으로 작용할 수 있다. 대부분의 침몰선박은 해저에 침수된 상태로 비교적 안정적인 상태로 놓여있지만 선체 자중, 화물창의 잔존화물에 의한 하중과 해저면과의 접촉상태, 조류 및 해류 등의 영향으로 침몰선박 잔존연료 유출에 영향을 줄 수 있다. 침몰선박은 침몰 이후 부식이 진행되어 선체 구조부재의 두께가 지속적으로 감소하고 있는 상황이다. 따라서 침몰선박의 붕괴 가능성에 대한 구조안전성 평가가 필요하며 그 결과는 침몰선박의 위해도 평가요소 중 '유출가능성' 평가 항목에 반영되어야 한다. 본 연구에서는 침몰선박의 구조 안전성 평가 방법에 대한 단계별 절차를 제시하고, 집중관리대상 침몰선박으로 분류된 '제7해성호'를 대상으로 선체구조의 붕괴 가능성을 추정하기 위한 구조 안전성 평가 방안을 제시한다. 침몰 당시 선체 손상 상태와 침몰 이후 선체구조 부재의 부식량 추정을 바탕으로 대상 침몰선박의 선체구조 붕괴 가능성을 산정한 결과, 현 상태에서는 전체적인 선체구조 붕괴가 일어날 가능성이 낮은 편으로 추정되지만, 향후 시간에 따른 부식량 증가로 인한 선체구조 붕괴가 일어날 가능성은 다소 높은 것으로 판단된다. 따라서 부식 및 해양환경 변화가 침몰선체 구조 안전성에 미치는 영향 등의 연구는 지속적으로 수행 되어져야 할 것으로 사료된다.