• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.667-679
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• 2022

선박의 피로 손상 해석에는 운항적인 요소를 고려한 매개 변수들을 포함하고 있다. 이러한 운항적인 변수들 때문에 설계 단계에서 예측하는 피로 손상도와 실제 운항 조건을 고려한 피로 손상도간의 차이가 발생한다. 마찬가지로 피로 해석에서 적재 하중 조건을 고려할 때 실제 컨테이너선은 다양한 적재 상태가 존재하지만 설계 단계에서 대표 하중 조건을 선택하여 피로 손상도를 계산한다. 실제 하중 조건과 설계시 하중 조건을 적용하였을 때 피로 손상 계산 결과의 차이가 예상됨에도 불구하고 컨테이너선의 하중 조건에 따른 피로 손상 기여도에 관한 연구는 거의 이루어지지 않은 실정이다. 본 연구에서는 컨테이너선의 화물 중량 분포를 변화시켰을 때 피로 손상기여도를 분석하고자 하였다. 일반적으로 설계 단계에서 적용하는 하중 조건뿐만 아니라 다양한 하중 조건을 생성하고 유체동역학 계산으로 얻을 수 있는 선체 거더 하중 및 스펙트럴 피로 해석을 수행하여 얻은 피로 손상도를 확인하였다. 그 결과, 컨테이너선에서 화물 중량 분포 변화는 선체 거더 하중을 변화시켰으며 선체 거더 응력에 영향을 주어 피로 손상의 변화를 야기시키는 것을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.68-76
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• 2021

적재설비는 지진으로 인한 막대한 손실이 발생한 사례가 있으나, 현재까지 관련 연구 및 규정이 구조요소에 비하여 상대적으로 미비한 대표적인 비구조 요소이다. 본 연구에서는 적재설비의 기둥-기초 연결부의 고정조건에 따른 외력으로 인한 적재설비의 거동특성을 실험적으로 분석하고자 하였다. 일반적으로 적재설비의 기둥-기초 연결부는 설치 기준 및 규정 없이 사용자의 편의에 따라 설치되고 있다. 이러한 이유에서 본 연구에서는 대표적인 4가지 적재설비의 기둥-기초 연결부 조건을 적용한 4가지 full-scale 적재설비를 대상으로 거동특성 분석 실험을 수행하였다. 거동특성 분석 실험은 El-Centro 지진파로 진동대를 2방향 동시 가진하며 수행하였으며, 지진하중의 크기에 따른 거동특성을 확인하기 위하여 지진파의 50% ~ 150% 까지 각 실험 별 50%씩 증가하며 진행하였다. 추가로 각 적재설비의 기초 고정조건별 고유진동수를 확인하기 위하여 공진 탐색실험을 진행하였다. 실험을 통하여 획득한 데이터 중 최상층의 변위와 실험 후 발생한 영구 변위를 각 조건별로 비교하여 적재설비의 기둥-기초 고정조건에 따른 거동특성을 분석하였다. 그 결과, 적재설비는 기초 조건의 변화에 따른 고유진동수의 변화가 미소하였으며, 입력 하중의 고유진동수의 영향보다는 적재설비 기초 고정조건의 변화로 인한 복원력 차이로 인한 영향으로 인하여 거동특성이 변화되는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.495-495
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• 2017

도시화는 불투수면의 증가를 야기 시켜 물순환 왜곡, 다양한 오염 물질의 유입으로 인한 비점오염물질 유출, 인공 배출열의 증가로 인한 도시열섬효과 등 다양한 문제를 유발한다. 이러한 수리수문학적 및 환경생태학적 문제를 저감하기 위하여 도시지역과 같은 개발 사업에서는 수환경을 가능한 자연 상태로 복원하는 저영향개발(Low Impact Development, LID)기법이 중요한 대안으로 제시되고 있다. LID기법 중 하나인 옥상녹화는 에너지 이용을 최소한으로 한 자연 녹음의 효과적인 이용을 도모하여 환경공생도시 조성과 식물을 매개로한 자연 순환 과정을 도시구조에 도입하여 순환 시스템 재생이 가능 하도록한다. 노지녹화는 두꺼운 자연 토양을 이용하는 반면 옥상녹화는 적재하중의 제약(옥상의 적재하중 조건은 $150{\sim}180kgf/m^2$이다. 비중이 1.6~1.8인 토양을 20cm 객토한 경우, 약 $320kgf/m^2 $이상의 적재하중이 되기에 식재기반의 경량화는 중요한 사안이다.)으로 인해 용적밀도가 작은 인공경량토양 또는 개량토양을 이용하며, 토양 두께도 얇게 설정된다. 또한 토양의 두께는 식물의 크기와 종류 및 토양의 조성에 따라 다르기에 적재하중 조건을 고려한 적절한 토양과 식재 식물의 크기와 종류 결정은 중요하다. 이에 본 연구에서는 옥상녹화식생에 대한 평가와 이에 대한 시험 프로세스가 가능한 실험 장치를 개발하였다. 옥상녹화 효율성 검증실험장비는 1m*1m*0.6m 아크릴 재질의 녹화셀로 경사조절이 가능하도록 설계하여 경사변화에 따른 유출, 침투, 증발산량의 탄성도 모의 평가를 할 수 있다. 또한 4점식 형태의 로드셀을 이용하여 녹화셀에서 발생하는 증발산량을 측정하고 관측된 증발산량은 RS-232c 이상의 통신프로토콜을 사용하여 주기적인 관측치의 송수신이 가능하며 주기적 자료송수신 외에도 옥상 녹화셀의 측면에 하중 표시기를 설치하여 관측이 가능하다. 또한 저면에 바퀴설치를 통하여 이동 실험이 용이하며 현재 부산대학교 양산캠퍼스 한국 GI&LID 실증단지 연구센터 내 옥상녹화 실험장에 옥상녹화 효율성 검증 실험 장비를 설치하여 자연 혹은 인공강우를 통한 유출, 침투, 증발산량의 시험계측을 실시중이다. 이러한 옥상녹화 효율성 검증실험장비는 최대 하중 2,000kg, 측정해상도 0.02kg 이상을 허용하는 로드셀과 녹화셀을 이용하여 하중을 고려한 식생의 종류에 따른 평가가 가능하므로 최적 식재기반 단면구조 개발에 이용될 수 있을 것이다. 또한 토양 함수량 변화 측정으로 옥상녹화에 이용되는 다양한 종류의 식물의 염분에 대한 저항성과 식물의 성장능력을 평가하여 녹화공간에 따른 옥상녹화에 사용할 식생을 결정할 수 있다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 추계학술발표회 자료집
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• pp.17-20
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• 2010

기존의 무량판 구조와 동일한 이방향 슬래브구조인 TVS(two-way void slab)공법은 구조적 하중지지 성능이 불필요한 슬래브 단면상의 중앙부 콘크리트를 제거하여 슬래브의 자중을 줄이고 무량판 구조의 단점을 보완하여 장점을 극대화시킨 구조형식이다. 그러나 이러한 장점을 보유한 공법을 현장적용하기 위해서는 내화성능평가를 통해 화재안전성을 확보하여야 하므로, 이에 대한 화재 실증실험을 수행하여 현장적용을 위한 최소 요구내화 시간에 따른 내화성능 확보방안의 도출이 제시되어야 한다. 이에 본 연구에서는 TVS공법의 실제 스팬길이로 슬래브 피복두께에 따른 화재거동 영향성 분석을 위하여 화재실험을 수행하였다. 하중조건은 고정하중과 적재하중을 고려하여 실험체에 등분포 조건으로 사전재하하였으며, 표준화재조건으로 재하가열 실험을 수행하였다. 슬래브의 화재가열 노출면으로부터의 깊이별 온도변화와 처짐변형 특성을 측정하였으며, KS F 2257-1 평가기준에 의거하여 슬래브의 내화성능을 평가하였다. 실험결과 피복두께 50 mm를 확보할 경우, EPS중공체로 제작한 실험체의 경우 약 2시간정도의 내화성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.64-72
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• 2011

기존의 무량판 구조와 동일한 콘크리트 중공슬래브구조는 구조적 하중지지 성능이 불필요한 슬래브 단면상의 중앙부 콘크리트를 제거하여 슬래브의 자중을 줄이고 무량판 구조의 단점을 보완하여 장점을 극대화시킨 구조형식이다. 본 연구에서는 콘크리트 중공슬래브 공법의 실제 스팬길이인 7.5 m에서 슬래브 피복두께에 따른 화재거동 영향성 분석을 위하여 화재실험을 수행하였다. 하중조건은 고정하중과 적재하중을 고려하여 실험체에 등분포 조건으로 사전 재하하였으며, 표준화재조건으로 재하가열 실험을 수행하였다. 슬래브의 화재가열 노출면으로부터의 깊이별 온도변화와 처짐변형 특성을 측정하였으며, KS F 2257-1 평가기준에 의거하여 슬래브의 내화성능을 평가하였다. 실험결과 피복두께 50 mm를 확보할 경우, EPS 중공체로 제작한 실험체의 경우 약 2시간 정도의 내화성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.672-680
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• 2023

선박의 설계과정에 있어, 선박의 중량은 유체역학적 성능에 큰 영향을 미치는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 선박은 일반적으로 최적의 흘수와 배수량을 갖는 하나의 조건으로 설계되지만, 실제로는 연료의 소비, 선박 평형수의 충전과 적재 조건과 같은 운항 활동으로 인해 선박의 중량 및 흘수가 일정 범위 내에서 바뀐다. 본 연구에서는 소형선박을 대상으로 3가지 하중조건에 따른 선박의 저항성능 변화를 모형실험과 수치해석을 통해 연구하였다. 마지막으로 2050년까지 CO2 배출 가스를 50% 감축한다는 국제해사기구(IMO) 목표를 따라 선박의 저항 성능을 개선하여 동력 요구 사항을 줄이기 위해 선박의 중량 변화에 따른 저항성능의 민감도를 연구하였다. 연구 결과, 선박의 중량변화에 따른 효과는 낮은 프루드 수에서 크게 나타나는 것으로 확인되며, 저항성능에 대한 연구 결과, 설계 흘수의 적재조건을 기준으로 배수량이 11.1% 증가하고, 흘수가 5% 증가한 Over load의 적재조건에서 운항 시 선체의 총 저항이 모형시험과 CFD 시뮬레이션에서 각각 15.97%, 14.31%까지 증가하는 것을 볼 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.23-30
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• 2016

현재, 국내 랙크식 창고의 소화설비들은 연면적 및 층수만을 고려하는 평면적인 입장에서의 사양설계로 이루어지고 있다. 하지만 수직적인 구조를 갖는 랙크식 창고는 평면적인 소화설비뿐만 아니라 입면적인 측면도 함께 고려되어져야 하며, 상황에 따른 적절한 성능설계를 지향하기 위해서는 랙크 내 적재되는 물품의 화재하중 산정이 우선시되어야 한다. 이에 본 연구에서는 국내 현장조사 결과와 국외 적재물품 위험도등급 등을 함께 고려하여 구성된 표준 파렛트단위 적재물품(파렛트 +박스단위 적재물품 +비닐포장재)의 화재특성을 분석하였다. 그 결과로 화재하중 산정을 위한 열방출율 및 화재감지기 등의 소화설비를 위한 환경조건인 연기발생률을 도출하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권3호
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• pp.12-20
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• 1997

구조의 용접접합부에는 재료의 항복응력 크기의 용접잔류응력이 발생되고, 이 잔류응력 상태에서는 응력비(최소응력/최대응력)의 영향이 거의 없다는 것이 일정 진폭 하중조건의 피로실험결과로부터 알려져 있다. 이와 관련하여, 용접구조의 설계 단계에서는 초기 용접잔류응력이 그래도 잔류한 소형실험편의 일정진폭하중 상태의 피로실험 결과로부터 도출된 피로설계선도(S-N 선도)를 이용, 변동하중에 의한 응력 진폭의 밀도분포만으로 일생동안의 누적피해도를 구해 피로강도를 평가하는 것이 일 반적이다. 지금까지는 선박용접구조의 경우도 이러한 개념으로 피로강도 평가를 수행 하였으나, 일반적인 육상 또는 해상 용접구조물과는 달리, 화물의 적재 등의 정하중 이력에 의한 응력변동폭은 피로를 유발하는 파랑 응력변동폭보다 상당히 크다. 그리 고, 정하중에 의해 용접접합부에 인장응력을 발생시키는 하중이력을 받을 경우, 초기 용접잔류 응력은 상당히 저하될 것으로 생각된다. 본 연구에서는 인장응력을 유발하는 정하중 이력에 의해 저하된 용접잔류응력분포와 이러한 잔류응력분포를 가진 선측 종늑골 용접접합부의 피로강도를 검토한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.32-39
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• 2021

최근 공사 기간 단축과 인건비 절감을 위해 철근 콘크리트 보 및 거더용 비탈용 거푸집의 필요성이 많은 구조물에서 강조 되고 있다. 본 연구의 목적은 타설하중, 시공하중, 적재하중에 따른 새로 개발된 SY Beam의 내하성능을 평가하는 것이다. SY Beam의 표준 단면 형상은 MIDAS GEN 프로그램을 통해, 다양한 두께의 강판 데크 구조 모델링을 수행하였다. 해석 모델링 결과, SY Beam의 크기는 높이와 너비가 각각 600 mm와 400 mm로 결정되었다. 총 3 개의 SY Beam에 대해, 실험변수는 강판 데크의 두께로 고려하였으며, 실제 균일 하중 조건을 모사 할 수 있는 모래, 콘크리트 블록, 철근으로 적재한 하중 하에서 수직 및 수평 변위를 측정하는 실험을 수행하였다. 그 결과, 수직 변위는 두께가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 수평 변위에서는 두께에 따른 추세가 명확하게 관찰되지 않았다. 하중 실험에 대한 평가에서 SY Beam은 작업성과 구조적 안전성을 모두 확보 할 수 있는 것으로 판단된다. 특히, SY Beam (1.2 mm)은 수평 변위가 거의 발생하지 않아 하중지지력이 우수하여, 즉시 상용화를 하여도 경쟁력이 있을 것으로 판단한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.465-473
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• 2018

냉동실 도어에 얼음디스펜서와 냉장실 도어에 홈바가 장착된 빌트인 양문형 냉장고 모델에 대하여 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 사용하여 캐비닛과 도어를 통합한 유한요소모델을 구성하고 변형해석을 수행하였다. 하중으로는 냉장고가 조립된 조건, 그리고 캐비닛 선반과 도어 배스킷에 적재되는 식품 부하물 하중과 냉장고 정상 작동 시의 온도분포에 의한 열하중조건을 고려하였다. 캐비닛과 도어의 변형량 해석결과에 기반하여 냉동실 도어와 냉장실 도어 사이의 상하단차와 앞뒤단차를 평가하고, 냉기 밀봉에 영향을 미치는 캐비닛 전면과 도어 내면 사이에 위치한 도어 개스킷의 간극의 증가량을 평가하였다. 부하물이 없고 냉장고가 작동하지 않는 조건의 해석결과 계산된 상하단차와 앞뒤단차는 제품 출하 시의 허용기준을 만족하는 것으로 나타났다. 부하물이 투입되고 냉장고가 정상 작동하는 열하중조건의 해석결과 계산된 상하단차와 앞뒤단차는 조립조건에 비해 증가하며 특히 앞뒤단차가 크게 증가시키는 것으로 나타났다. 열하중조건의 해석결과 계산된 캐비닛 전면과 도어 내면의 변위로부터 도어의 사각 테두리에 부착되는 개스킷 간극의 증가량을 평가하였다. 최대 간극 증가량은 냉동실 도어의 좌측 테두리에서 발생하며 제조업체에서 정한 허용기준을 만족하는 것으로 나타났다.