• 한국결정성장학회지
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• 제32권6호
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• pp.251-261
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• 2022

본 연구에서는 냉간단조공정에서 성형하중과 금형내 응력집중 감소를 위해 자동차 엔진 밸브 스프링 리테이너 제품의 형상최적화를 위한 금형형상 최적설계를 수행하였다. 기존 생산에 사용되는 각 성형공정별 냉간단조 금형에 대한 유한요소해석 시뮬레이션을 통해 절단공정을 포함해 총 6공정으로 구성되어 있는 냉간단조공정 별 단조 프리폼의 성형 시에 발생하는 성형하중과 성형유동 특성을 분석하였으며, 이를 통해 금형 내 응력집중이 발생하는 주요 설계인자를 확인하였다. 상형금형과 하형금형부의 챔퍼(chamfer) 및 에지필렛(edge fillet) 형상을 대상으로 4인자 3수준 설계인자 및 변수 수준을 설정하고, 성형해석 시뮬레이션과 다구찌법을 활용하여 설계인자별 영향도를 분석하여 최적의 최적설계인자를 결정하였다. 본 연구를 통해 얻어진 최적설계변수를 적용하여 엔진밸브 스프링 리테이너의 최적설계 시뮬레이션 결과, 각 프리폼 성형공정별로 최대 36 %, 전체 공정 평균 20 %의 성형하중 감소 효과를 얻을 수 있었다. 엔진의 고효율, 고출력, 고성능화 목표가 지속적으로 높아짐에 따라 고강도 소재의 활용이 많아지게 되어 이에 대응할 수 있는 성형공정 및 금형설계의 최적화가 필요하며, 향후 연구 결과를 활용하여 현업에 적용하여 제품단조성형성 개선 및 금형수명관리를 위한 기술자료로 활용하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권12호
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• pp.899-907
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• 2022

초경량 비행장치인 드론의 최대 허용 비행 고도는 지상 150m로 이는 난류의 영향을 받아 바람의 변동성이 강한 대기경계층 내에 존재한다. 또한 대기경계층 내에서의 바람 변동성은 지리적 위치에 따라 다른 특성을 가지므로 드론 관련 안전사고 방지를 위해서는 비행 지역에서의 각 고도의 바람 특성에 대한 명확한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 인천국제공항 인근에 위치한 항공기상관측장비 테스트베드에서 윈드라이다(WindMast 350M)를 사용하여 2022년 7월과 9월에 바람의 연직 구조 관측을 수행하였고, 이러한 관측된 바람 자료를 활용하여 드론의 안전비행을 위한 정보를 생산하는 분석 방안을 제시하였다. 우선 윈드라이다를 통해 수집된 바람 자료에 푸리에 변환 분석 방법을 사용하여 수평 풍속의 시간 규모 특징을 각 고도별로 살펴보았다. 또한 강수와 무강수 사례의 바람장의 스펙트럼으로부터 드론 비행에 중요한 바람의 시간 규모인 1시간 이하 규모의 수평 풍속의 분산을 분리하여 전체 규모에 대한 1시간 이하 규모의 기여도를 각 고도별로 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.31-38
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• 2022

최근 기상이변으로 불규칙성의 집중호우가 자주 발생하여 산사태 피해가 늘어나고 있다. 우리나라의 경우 전체 토지의 70% 이상이 산지로 이루어져 있는 만큼, 집중강우 시 산사태를 예방할 수 있는 적절한 방안이 필요한 실정이다. 사면 표층부에 개량토를 적용할 경우 강우 침투로 인한 지하수위 상승을 억제하고 사면의 안정성을 확보할 수 있다. 본 연구에서는 풍화토사면에 개량토를 적용하여 지하수위 상승량을 확인하고 안정성을 확보할 수 있는 개량토 적절한 심도를 연구하였다. 해석단면의 경사는 풍화토지반에 대한 표준경사 대하여 총 3가지의 경우를 확인하였다(1:1.5, 1:1.8, 1:2.0). 강우 조건은 국가 수자원 관리 종합정보시스템에서 제공한 지역 빈도 확률강우량을 참고하여 500년 빈도 강수량 최대지속시간 48시간으로 가정하여 단계별 지하수위 상승량을 확인하였다. 연구결과, 자연사면의 경우 강우지속시간 48시간 이전에는 비탈면이 완전 포화되어 붕괴의 가능성이 있었다. 반면, 1:1.5 경사의 사면에서는 강우지속시간과 무관하게 지표면으로부터 1m 이상의 심도가 적절하며, 1:1.8 사면에서는 36시간 이상 지속 시에 1m의 심도가 적절한 것으로 평가되었다. 또한, 1:2.0 사면의 경우 48시간 이상 지속시에 0.5m 이상의 개량토를 적용하여야 안전성이 확보되는 것으로 나타났다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권5호
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• pp.641-651
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• 2022

이 연구는 숙박시설이 있는 특정소방대상물 수용인원의 산정 방법에 따라 피난가능시간을 기준으로 피난시뮬레이션을 실시하여 고시원 화재 발생 시 계단 폭의 변화에 따른 피난소요시간을 비교·분석하였다. 현재 숙박시설로 분류하는 고시원(바닥면적 합계 500m² 이상)은 소방시설법, 건축법, 주차장법이 정하는 맹점을 이용, 적은 면적의 대지 위에 고층으로 건축물을 신축하여, 적지 않은 양의 호실을 만들어 대다수의 고시원이 학생과 고시생을 위한 곳이 아닌 변형된 숙박시설의 형태로 변질되어가고 있다. 이는 건축주의 영업이익에 부합하므로 지속적인 증가 추세를 보일 것으로 예상된다. 고시원 피난 시간의 골든타임 확보는 우리 사회의 경제적 약자에 속하는 고시원 재실자의 최후의 보루로 본 연구가 사회적 안전망 구축을 위한 관계법령의 개정 논의에 시발점이 되길 바라며, 피난시뮬레이션 분석의 결과 피난훈련이 실행된 집단과 피난계단의 폭을 200cm로 확장한 경우에 피난소요시간이 가장 적게 나타났으며, 기존 건물의 계단 폭의 변화 없이 피난시뮬레이션을 실시한 피난소요시간이 648.4초와 시나리오 6을 비교하면 최대166.3초가 단축되는 결과를 보였다. 이와 같은 분석 결과를 통하여 고시원의 피난안전성 개선을 위해 피난계단의 폭을 다중이용업소의 안전관리에 관한 특별법의 안전시설 등 종류에 추가하여 관련 법령의 개정에 활용할 수 있는 근거를 마련했다는 점에서 의의가 있다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제38권4호
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• pp.236-245
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• 2023

본 연구에서는 베이커리 빵 7종의 품질안전한계기간을 분석하여 소비기한을 산출하였다. 각 제품은 50일 동안 5℃, 15℃, 25℃, 35℃에서 보관하였으며, 보관 중 수분, 미생물, 관능평가, 부패시 우점균을 분석하였다. 품질 및 안전기준은 식품공전 및 KS기준으로 설정하였다. 그 결과 5℃에 보관된 모든 제품은 50일 동안 세균수가 기준치에 적합하였으나 관능은 기준치 이하로 품질이 떨어졌다. 15℃에서 보관된 시료는 3일에서 39일까지 시료별로 품질안전한계기간의 차이가 높았다. 25℃에서는 2-20일의 품질안전한계기간 설정되었으며 하나의 시료는 유통기한과 동일하였다. 35℃에서 보관된 빵은 품질안전한계기간이 가장 짧았다. 식빵에 소비기한 설정 가이드라인을 참조로 0.87의 안전계수를 고려하면 제품별로 1.7-13.1일의 소비기한을 계산할 수 있다. 따라서 같은 유형의 제품이라도 제품의 종류에 따라 소비기한을 설정하는 것이 필요하다. 베이커리에서 유통되는 빵 제품 중 상온 제품 (1-35℃)으로 관리되는 제품은 최대 35℃의 온도 범위에서 유통 및 보관이 가능하므로 제품의 특성을 고려하여 품질유지기간을 설정하고 안전계수를 식품의 특성에 맞게 신중히 고려하는 것이 중요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.128-128
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• 2023

우리나라 농업용 저수지는 저수량만을 참조하여 운영한다. 이러한 현실을 개선하기 위해, 유입량을 고정시키고 저수지 물수지 분석에 의해 방류량을 생산하는 체계를 구축했다. 2018년부터 2021년까지 총저수량 142만m³의 옥서저수지, 106만m³의 홍동저수지에 적용하여 일별로 저수량을 모의하여 관측값과 비교하고, 저수지 물수지 분석에 의해 실시간 계측되는 수로유량의 신뢰도를 평가하였다. 장기간의 계측 자료를 보유하고 있는 인근 다목적댐인 보령댐의 운영자료(2018~2021)를 이용하여 유입량 모형의 매개변수(α=3.500)를 결정하고, 저수지 유입량을 모의한 결과 NSE 0.854, R² 0.858의 높은 신뢰도를 얻었다. 유입량을 고정시키고, 저수지 물수지 분석에 의해 방류량을 계산한 결과 옥서저수지는 일최대 방류량 5.7m³/s, 일평균 0.2m³/s, 홍동저수지는 각각 5.9m³/s, 0.2m³/s로 나타났다. 총방류량을 측정 수로유량과 여수로 방류량으로 분할하고, 저수지 물수지 분석에 의해 수로유량의 신뢰도를 평가한 결과 옥서저수지는 R²가 0.771, 일평균 저수위 오차 88.6cm, 일평균 저수량 오차 9.4%, 홍동저수지는 R²가 0.086, 일평균 저수위 오차 69.9cm, 일평균 저수량 오차 18.0%로 오차가 크게 나타났다. 저수지 수위가 만수위(FWL) 이하일 때는 여수로 방류량을 0으로 하여 총방류량을 여수로 방류량과 수로유량으로 분할한 후, 물수지 분석에 의해 신뢰도를 평가한 결과, 옥서저수지의 경우 R²는 0.941, 일평균 저수위 오차 2.6cm, 일평균 저수량 오차 0.35%를 나타내, 신뢰도가 크게 증가했다. 그러나 홍동저수지의 경우는 R²는 0.521, 일평균 저수위 오차 2.2cm, 일평균 저수량 오차1.02%를 나타냈지만, 낮은 신뢰도를 보였다. 측정 수로유량의 신뢰도는 두 저수지 모두 낮게 나타났다. 수로유량 조정을 통해 옥서저수지의 신뢰도는 향상 시킬 수 있었지만 홍동저수지의 경우는 향상 시킬 수 없었다. 이는 여수토 비상수문조작 실적과 저수지 사통 수문 조작 실적이 없어, 그 결과를 정확히 반영할 수 없었기 때문인 것으로 결론을 내렸다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.23-34
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• 2009

철도차량기지에서는 철도차량의 안전한 운행을 위해 연간검수 이상의 기기보전(지정보전, 장치보전), 차체 보전을 위한 장기계획에 의해 종합적인 유지보수 혹은 중대사고에 의한 차량의 파손으로 인한 차량의 보수작업이 이루어지는 중수선 작업을 수행한다. 본 연구에서는 용산기지 이전과 관련하여 대전철도차량관리단 부지 내에 계획 중인 CDC(Commuter Diesel Car)와 발전차를 정비하는 중수선 시설의 설계안에 대한 검증을 위한 시뮬레이션 모델을 개발하고 시뮬레이션 실험을 통하여 중수선 시설의 용량을 검증하였다. 시뮬레이션 모델은 철도공사의 중정비 검수공정도를 바탕으로 2가지 설계안의 설계용량을 검증하였다. 2가지 설계안을 평가하기 위하여 검수 완료 차량, 재장일, 작업장 점유율, 공정진행 차량수 및 입장검사 대기차량수 등 5가지를 분석하여 연간 검수용량이 충분한 설계안을 선정 하였다. 또한 우수한 결과를 보인 설계안의 연간 최대 검수 가능한 차량 수는 현재 연간 검수량 보다 약 15% 많은 총 340량임을 확인할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.23-33
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• 2023

현재 국내에서는 흙막이 가시설 공사에서 계측기 설치 및 운영기준이 모호하여 공사현장에서 흙막이 공사의 붕괴사고를 사전에 예방하지 못하여 경제적 피해가 발생한 사례가 있다. 따라서 본 연구에서는 흙막이 가시설 설계도면에 제시되어 있는 계측기 중 지중경사계 및 변형률계의 적합한 설치 위치를 찾고자 수치해석을 통한 연구를 진행하였다. 해석결과 지중경사계의 설치 위치는, 평면변형 해석의 경우 가시설의 우각부에서, 3차원 해석의 경우는 굴착면의 중심부에서 가장 많은 변위가 일어나는 것으로 나타났다. 지반응력과 모멘트를 종합적으로 분석하였을 때 우각부가 취약지점으로 판단된다. 변형률계의 경우 평면 변형 해석과 3차원 해석에서 버팀대 끝단과 맞버팀대가 접하는 띠장 접속부에서 최대 휨 응력이 발생하였다. 이 지점에서 취약 부분으로 사고예방을 위해서는 접속부에 중점적 설치 및 관리가 필요한 것으로 분석된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.77-88
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• 2007

6개의 도심지 굴착현장에서 계측된 현장계측자료를 토대로 다층지반에 설치된 앵커지지 지중연속벽에 작용하는 측방토압과 벽체의 변형을 분석하였다. 앵커지지 지중연속벽에 작용하는 측방토압의 분포는 사다리꼴 모양이며, 최대 측방토압의 크기는 $0.45{\gamma}H$임을 알 수 있다. 그리고 굴착면 상부에서도 $0.1{\gamma}H$의 토압이 작용하는 것으로 나타났다. 제안된 측방토압의 크기는 Terzaghi and Peck(1967), Tschebotarioff(1973) 및 홍원표와 윤중만(1995a)이 제안한 연성벽체의 경험토압보다 약 2배 정도 크다. 지중연속벽의 변형거동은 지지방식과 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 앵커지지 지중연속벽의 수평변위는 굴착깊이의 0.1%이내에서, 버팀보 지지방식의 경우에는 굴착깊이의 0.25% 이내에서 발생하고 있어, 벽체의 지지효과는 앵커지지방식이 버팀보 지지방식보다 양호함을 알수 있다. 그리고 지중연속벽의 수평변위는 엄지말뚝으로 시공된 앵커지지 흙막이벽의 시공관리기준인 $\delta=0.25%H$ 보다 작으므로 지중연속벽으로 시공된 굴착현장의 안정성은 상당히 양호함을 알 수 있다.

• 지질공학
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• 제32권1호
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• pp.173-191
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• 2022

본 연구에서는 Flat TDR을 이용하여 지반의 전단파속도를 측정하였고 측정값의 정밀도 분석 및 현장적용성에 대한 검증을 수행하였다. Flat TDR 내 결합되어 있는 Piezo-stack을 이용하여 현장에서의 전단파속도 측정값을 도출하였고, 도출한 값의 검증을 위해서 들밀도시험, 동적콘관입시험(DCPT), 문헌조사 등을 적용하여 비교·분석하였다. 실험결과 그라우트재 주입시 재령 초기 전단파속도 변화의 평균값은 10.15 m/s이며, 7~14일차 이후의 전단파속도 변화의 평균값은 65.99 m/s로 재령일 증가하는 경향을 보였다. 또한 OMC를 기준으로 건조 측에서는 함수비가 증가할수록 건조밀도와 전단파속도가 증가하고, 습윤 측에서는 함수비가 증가할수록 건조밀도와 전단파속도가 감소하는 것을 알 수 있었다. 현장시험 결과 도출된 전단탄성계수 값이 최소 17.36 MPa에서 최대 28.13 MPa로 확인되어 참고문헌 값과 유사한 측정값을 확인하였다. 이를 통해 Flat TDR을 이용한 전단탄성계수의 측정값이 신뢰성이 있는 데이터임을 알 수 있고, 추후 현장 지반의 다짐관리를 효과적으로 할 수 있음을 판단할 수 있다.