• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.17-23
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• 2016

본 연구에서는 터널을 대상으로 비대칭 분기부 암반 필러의 거동을 3차원 수치해석 방법으로 검토하였다. 터널 비대칭 분기부의 경우 필러부의 안정성을 확보하는 것이 본 터널의 안정성을 좌우하는 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 암반 필러의 거동에 영향을 미치는 매개변수로 암반 필러의 이격거리, 토피고, 암반등급 변화에 따른 안전율을 평가하였다. 터널 비대칭 분기부 암반 필러의 이격거리가 증가할수록 토피고와 암반등급에 따른 안전율 변화 곡선은 비선형 거동을 보였으며, 터널 비대칭 분기부에서 암반 필러의 거동 특성을 최소 안전율을 기준으로 안전율 도표로서 제안하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권4호
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• pp.475-480
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• 2014

플랜트 배치 최적화 문제의 목적은 장치를 연결하는 파이프의 길이를 최소화 하는데 있다. 하지만, 기존 연구들은 대체적으로 단일 층의 배치 문제를 다루고 있으며, 또한 장치 간 유지 보수에 필요한 최소 공간 확보, 사고 예방을 위한 장치 간 이격 거리등 안전 요소를 간과해 왔다. 본 연구에서는 장치 간 유지 보수에 필요한 최소 거리 확보 및 안전 이격 거리를 고려하여 플랜트 배치 문제를 MILP(Mixed Integer Linear Programming) 형태의 문제로 정의하였다. 본 문제의 목적함수는 장치 간 연결하는 파이프 비용이며 제약조건은 안전을 위한 장치 간 최소 이격 거리, 유지 보수에 필요한 공간으로 설정하였다. 하지만, 공정 특성에 따라 필요한 공간 및 작업자의 통행 등 다양한 제약조건을 수반하게 된다. 이에 따라 플랜트 배치 문제를 일반적인 수학식으로 표현하는 데 많은 제약이 있으며, 따라서 함수의 미분식을 이용하는 기존 최적화 방법론을 이용하여 문제를 해결하는 데 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 함수의 미분식을 적용하지 않고 이용이 가능한 경험적 최적화 기법 중 하나인 PSO(Particle Swarm Optimization)를 이용하여 최적화를 수행하였다. 본 연구에서 개발한 모델의 검증을 위해 Ethylene Oxide 공정을 2층으로 배치하는 최적화를 수행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권2호
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• pp.273-279
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• 2019

현재 국내의 도로는 교통 편리성 향상 및 낙후 지역 개발로 산지부 개발이 많아지고 있어 터널과 입체교차로가 빈번하게 근접되는 구간이 많이 발생하고 있다. 이러한 구간에서는 터널 계획 및 입체교차로의 형식 또는 연장에 영향을 주고 있지만 더 크게는 노선 선정에 많은 영향을 미치고 있다. 국내 설계기준에서는 각각의 기준을 제시하고, 그 기준 값은 비슷한 값을 제시하고 있으며, 도로 계획 시에는 최소 값을 적용하는 실정으로 현장의 여건이 다를 경우에는 교통 안전상 문제가 발생 할 수 있다. 본 연구는 터널 출구에서 입체 교차로 간 이격거리 산정 시 문제점이 발생할 수 있는 조건의 현장을 사례로 시뮬레이션하여 설계속도, 조도순응거리, 차로 변경구간의 문제점을 분석하였다. 본 연구 수행으로 얻어진 결과는 다음과 같다. 설계속도의 일률적인 적용은 주행속도와 많이 차이나는 여건에서는 안전하지 않으므로 주행속도를 적용하여야 한다. 조도순응거리는 일반적인 경우가 아닌 직광에 영향을 받고 있는 구간에서는 그 영향 거리를 포함 하여야 한다. 또한, 차로 변경거리는 연속적인 차로변경이 필요한 구간에서 차로변경 후 다음차로의 상황을 파악 할 수 있는 시간이 포함 되어야 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권1호
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• pp.51-57
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• 2019

LNG 플랜트의 설비 배치는 안전, 환경과 관련된 법규 및 유지 및 보수 공간, 작업자 이동 통로 등 작업자의 근무환경이나 안전과 관련된 다양한 설계 제약조건을 충족해야 한다. LNG 플랜트 설비 중 가장 중요한 초저온 공정인 액화공정의 경우, 배관 내 유체와 외부 대기와의 온도 차이에 의한 열 손실과 유체 흐름 시 발생하는 압력 손실이 발생하기 때문에 가능한 설비 간 배관 길이는 짧을수록 유리하다. 따라서, 액화 공정을 건설할 때 다양한 제약조건을 만족하면서 배관의 길이를 최소로 하는 설비 배치가 이루어져야 하며, 이러한 문제는 수학적 모델링으로 배관의 비용을 목적함수를 만들어 이를 최소화하는 최적화 문제로 다룰 수 있다. 이와 관련된 기존 연구들은 대체로 장치 간 유지 보수에 필요한 최소 공간 확보, 사고 예방을 위한 장치 간 이격거리 등 안전 요소를 간과해 왔다. 또한, 기존 연구는 대체로 개념설계를 이용한 배치를 다루어 왔으며, 이미 건설된 실제 배치 결과와 최적화 결과를 비교하여 배치 최적화 문제가 실제 어느 정도 비용 절감 효과가 있는지 검증한 내용은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 작업자의 근무나 안전과 관련된 장치 간 이격거리와 유지 보수와 관련된 제약조건 식을 세우고 장치를 연결하는 파이프의 총 비용을 목적함수로 하는 MILP(Mixed Integer Linear Programming) 형태의 문제를 설계하였다. 하지만, 식이 복잡하고 공정 특성에 따라 다양한 제약조건을 추가해야 하는 경우가 있으므로 목적함수의 미분식을 이용하여 푸는 기존의 최적화 방법론으로 풀기에는 많은 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 목적함수의 미분식 없이 최적해를 찾을 수 있는 PSO (Particle Swarm Optimization)를 이용하여 최적화를 수행하였다. 실제로 가동 중인 C3MR (Propane precooling Mixed Refrigerant) 공정에 대한 최적화를 수행하여, 본 연구에서 제안한 방법이 어느 정도 효과가 있는지 검증하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.597-606
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• 2015

지금까지 유턴차로의 설치방법들에 관한 연구는 다양하게 이루어져 왔다. 그러나 구체적인 기준이 제시되지 못하고 있어 유턴차로 설계기준의 마련이 시급한 것으로 판단된다. 본 연구에서는 인천광역시 상업지역을 대상으로 현장조사를 수행하고, 해당 자료를 활용하여 도시부상업지역 내 신호교차로의 효율적인 좌회전 처리를 위한 유턴허용구간의 적정길이와 전방교차로로부터 유턴 허용구간까지의 최소거리를 산정하여 구체적인 설계기준을 제시하였다. 연구 결과 유턴허용구간의 적정길이는 32m로 산출되었고, 전방 교차로로부터 유턴허용구간의 시점까지의 최소 이격거리는 좌회전 차로수가 1차로인 경우 72m, 2차로인 경우 40m, 3차로인 경우 24m인 것으로 도출되었다. 이렇게 도출된 결과값을 현장조사 값과 비교한 결과 유턴허용구간의 길이 및 전방교차로로부터 유턴허용구간 시점까지의 최소 이격거리가 유사한 조건하에서도 차이가 크게 남을 확인할 수 있었다. 이는 유턴차로의 설계에 관한 구체적인 기준이 제시되어있지 않아 발생된 결과로 판단된다. 본 연구의 결과를 향후 유턴차로의 설계에 반영한다면 보다 안전하고 효율적인 교차로 운영이 가능해 질 수 있을 것으로 판단된다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.171-180
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• 2023

수소에너지 기술은 4차 산업 시대에서 주목받는 중요한 분야로 수소와 산소를 활용하여 전기 에너지를 생성하는 기술이다. 이 기술을 군사 차량에 적용할 경우, 온실가스 감소, 무소음, 저 진동 및 낮은 발열량의 효과로서 군사적으로 전략적 이점을 얻을 수 있어 다국에서 수소 군사 차량을 위한 연구 중이다. 우리나라 또한 미래 군사 차량에 수소를 적용하고 소형화 및 AI를 통한 스마트화 시키는 미래전을 대비한 전략인 Army Tiger4.0 계획을 수립하였다. 또한 국방부는 군용 수소충전소 설치에 따라 군 내 수소차 보급에도 탄력이 붙을 것으로 예상하여 환경부와의 협력으로 군용 수소충전소를 전국적으로 확충하기 위한 계획을 수립하였다. 하지만 수소는 화재와 폭발 위험물질로 안전한 충전소 구축과 효과적인 관리를 위한 체계적인 제도가 필요하다. 현재 군에서는 지정한 수소충전소 시설의 분류와 설치 조건을 군 시설 설계지침서를 통해 확인하였다. 그 결과, 충전소는 주유 시설로 분류되며 인접 건물과의 최소 안전거리를 2m 이상으로 이격시키는 것만 명시되어 있을 뿐 안전거리에 대한 그 외의 내용은 명시되지 않았다. 폭발의 규모가 큰 수소의 특성을 고려하여 과학적 기법을 통해 사고 피해 범위를 정량적으로 파악하고 피해 거리 밖으로 최소 안전거리를 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.703-712
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• 2021

본 연구에서는 주민대피 대비물질 16종 중 급성노출기준 AEGL값이 존재하는 13종에 대하여 지방자치단체에서 주민대피 및 알림을 결정할 수 있도록 화학물질사고대응정보시스템을 활용한 피해영향거리 산정식을 도출하고자 하였다. 화학물질안전원에서는 2018년 사고대비물질 97종 중 물리·화학적 특성 및 독성, 발화성, 반응성, 사고발생 가능성 등을 고려하여 누출 시 사고 원점 인근의 주민에게 피해가 예상되는 물질 16종을 선정하여 주민대피 대비물질로 명명하였으며, 주민대피 대비물질의 화학사고 발생 시에는 실내대피 또는 주민소산 등의 가능성이 있으므로 지방자치단체는 긴급재난문자 등 주민알림에 대비하여야 한다. 충청북도 충주시를 중심으로 화학물질사고대응정보시스템을 사용하여 주민대피 대비물질 13종의 피해영향거리를 모델링 하였으며, 모델링 결과를 바탕으로 각각의 AEGL-2조건에서의 적합한 피해영향거리 산정식을 도출하였다. 모든 조건에서 결정계수 R2은 0.99 이상이었으며 최소 0.9921~최대 0.9999의 범위를 나타내었다. 도출된 산정식으로 얻어진 피해영향거리와 화학물질사고대응정보시스템 모델링으로 얻어진 피해영향거리 수치간의 상대표준편차를 비교하였으며, 실제 화학사고 대응 상황을 고려하여 최소 이격거리를 보정한 결과 0.58~5.97 % 범위로 조사되었다. 주민대피 대비물질 13종에 의한 누출사고 발생 시 연구에서 도출된 산정식을 사용하여 현장에서는 피해영향거리를 산정할 수 있으며, 지방자치단체는 주민대피 및 알림 여부를 결정할 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제16권1호
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• pp.15-21
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• 2012

수소가스의 제트 누출에 의한 확산, 화재, 그리고 폭발에 의한 위험 범위를 분석하고, 안전거리 기준을 설정하기 위한 위험거리를 확산, 화재, 그리고 폭발에 대한 단순한 예측 식들을 제시하였다. 핀홀에 의한 누출과 같은 소량 수소가스 누출속도에 있어서 피해거리는 제트누출 확산에 의한 피해거리가 제트화재에 의한 피해거리보다 크며, 압력의 제곱근에 그리고 누출 홀의 직경에 비례하고 이는 수 십 미터에 이른다. 배관의 완전 파손 또는 저장 탱크의 큰 홀 발생과 같은 대량의 수소가스 누출속도에서는 제트화재의 피해거리가 개방공간의 가스운 폭발에 의한 피해거리보다 크며, 수 백 미터에 이른다. 수소충전소와 건물과의 최소이격거리 즉 안전거리 설정 기준을 대량 수소가스누출 사고시나리오를 기반으로 한다면, 도심지에 수소충전소는 안전거리 기준을 만족시키기 어려울 것이다. 따라서 대량의 수소가스 누출사고를 안전장치들을 통하여 예방하고, 안전거리 기준을 소량의 수소가스누출사고 기준으로 설정 할 수 있다. 그러나 대량누출 가능성이 있는 경우 학교와 병원 등 인구밀집 건물은 수 백 미터의 안전거리를 유지하여야 한다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.23-32
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• 2016

오늘날 주민 생활공간과 인접해 있는 산업단지의 노후화 문제는 지역사회 안전을 위협하는 원인으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 현행의 위험도 분석 및 지역사회 고지범위를 제고하기 위해 대안의 사고시나리오의 영향범위와 계절별 기상 최빈값을 활용하여 모사된 영향범위를 비교 분석하였고, 시간대별로 관측된 풍향을 계절별로 검토하여 독성물질 누출 시 피해 가능성이 높은 지역을 예측하였다. 또한 인명피해를 최소화하기 위한 한계 대피시간 및 최소 이격거리를 제시하였으며, 비상대응에 활용되고 있는 위해관리계획서를 고찰하여 인근 근로자 및 주민에 대해 한층 더 합리적인 안전대책이 이루어질 수 있도록 제언하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제28권1호
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• pp.27-39
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• 2010

측정된 지반진동의 최대입자속도 자료에 대한 통계분석을 통해 환산거리 개념에 기초한 제어발파 설계조건식은 구할 수 있다. 이들 설계조건식들은 안전발파를 위한 다양한 허용기준에 따라 사용할 수 있는 환산거리의 최소값을 정의하는 형태로 되어 있다. 국내에서 널리 사용되는 환산거리에는 자승근 환산거리(SRSD)와 삼승근 환산거리(CRSD)의 두 가지가 있다. 따라서 SRSD와 CRSD의 설계조건식들은 각각 $D/\sqrt{W}{\geq}30m/kg^{1/2}$와 $D/\sqrt[3]{W}{\geq}60m/kg^{1/3}$의 형태가 된다. 제어발파 설계 시에는 이들 조건식들과 이격거리를 알고 있으므로 지반진동에 대해 구조물의 안정을 보장할 수 있는 최대 지발당장약량를 계산할 수 있다. 그러나 SRSD와 CRSD의 최대 지발당장약량은 각각 $W=O(D^2)$와 $W=O(D^3)$의 차원으로 나타난다. 따라서 SRSD에 비해 CRSD의 장약량은 두 회귀식의 유사한 적합도에도 불구하고 두 함수의 교점을 지나면 기하급수적으로 증가하게 된다. 따라서 본 논문에서는 CRSD의 지나치게 많은 장약량으로 인해 발생할 지도 모를 구조물의 피해를 방지하기 위해 CRSD는 어떤 특정한 거리 이내에서만 사용하도록 제한한다. 그 정확한 한계는 SRSD와 CRSD의 장약량 차가 교점 이내에서의 양자 간의 최대차를 초과하기 시작하는 점까지이다.