• 터널과지하공간
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• 제23권5호
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• pp.428-441
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• 2013

TBM을 적용하기 어려운 터널과 다양한 조건의 광산에서 기계 굴착장비인 로드헤더의 수요가 증가하고 있다. 하지만 우리나라에서 로드헤더의 적용 실적은 거의 전무하며, 일부 국가에서만 로드헤더의 설계 제작기술을 보유하고 있다. 따라서 본 연구에서는 로드헤더의 최적 선정과 설계를 위한 로드헤더의 굴착 원리 및 핵심설계항목들을 분석하였다. 또한 전 세계 143개의 로드헤더 설계 정보들을 데이터베이스화하고 로드헤더의 설계에 활용하기 위한 통계적인 상관관계들을 도출하였다. 마지막으로 데이터베이스에 기반하여 로드헤더를 설계하기 위한 절차를 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.149-158
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• 2019

본 논문에서는 다수의 구성품으로 구성된 시스템에 대해 Hidden Failure를 고려하여 최적의 계획 정비 스케줄링 문제에 대해 연구하였다. 계획 정비 스케줄링의 목적은 장기 운용 유지비용 최소화이다. 시스템 측면에서는 다수의 구성품을 그룹화하여 검사함으로써 시스템이 정지함으로 인해 발생할 수 있는 비용을 최소화 할 수 있다. 또한 각 구성품 별로 적절한 검사 주기를 선정하여 고장을 조기에 확인함으로써 고장 발생으로 인한 비용을 최소화 할 수 있다. 본 논문에서는 계산의 복잡성을 줄이기 위해 기존 연구에서 사용한 "Base interval approach"를 적용하였으며 추가적으로 다수 구성품의 동시 검사를 통한 검사비용 절감 효과를 고려하였다. 검사비용은 소요되는 시설, 장비 및 인력 비용으로 구성된다고 가정하였으며 유사한 구성품을 동시에 검사함으로써 검사비용이 절감되는 경우에 대한 분석을 실시하였다. 본 논문에서는 검사비용 절감 효과를 비교하기 위해 기존 연구에서 활용한 사례를 대상으로 분석을 실시하였고 이에 따른 비용 절감 효과를 시뮬레이션을 통해 비교하여 제시한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.160-160
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• 2015

지진은 인간의 통제가 불가능한 자연재해의 하나로 중요한 사회기반시설인 상수관망 시스템에 큰 피해를 유발하여 사회기능의 마비로 이어질 수 있다. 이러한 피해를 경감하기 위해서는 재해발생 이전에 시스템의 사전 보강을 통해 내구성을 강화하고, 재해피해 상황을 사전에 모의하여 필요한 복구전략, 복구자원 등의 대책을 마련하고, 실제 지진이 발생한 상황에서는 최대한 신속하게 피해를 복구하는 노력이 필요하다. 본 연구에서는 재해발생 상황을 고려하여 상수관망시스템의 지진피해를 모의하고 복구전략을 수립함으로써 복구대책을 마련할 수 있는 방안을 모색하고자 한다. 재해가 발생한 이후의 비상상황을 모의한 후, 시스템의 취약도 및 수리분석을 통해 최적의 복구대책 및 전략을 수립하기 위한 컴퓨터 기반의 시뮬레이션 모형을 개발하였다. 먼저, 지진발생 시 발생 가능한 상수관망시스템의 관 파손, 누수, 배수지(정수지) 파손, 펌프시설 파손 및 전력차단으로 인한 펌프운영 중단, 기타 구조물의 파손 등의 취약도 분석을 통해 시스템 파괴 모의를 한 후, 복구 우선순위와 복구에 필요한 소요인력, 장비 등을 결정한다. 시스템의 피해상황을 관망 수리해석 모형인 EPANET 모형에 반영하여 정밀한 수리해석을 실시함으로써 재해 상황에서의 용수공급 상황을 실제와 가깝게 재현하도록 한다. 다음으로, 복구전략에 따른 실제 복구진행상황(파손관의 수리, 전력회복에 따른 펌프재가동 등)을 시간별로 모의하여 절점별 공급 가능량을 계산한다. 효율적인 복구전략을 마련하기 위해 다양한 민감도분석을 실시하여, 가장 효과적인 복구전략을 선정하였다. 본 연구에서 개발한 컴퓨터 기반의 시뮬레이션 모형은 복구 소요시간 예측, 복구 소요자원 산출, 시 공간적 복구 진행상황 등을 정량화한 의사결정 시스템의 역할을 수행 할 수 있다. 또한, 상수관망에 발생할 수 있는 다양한 지진피해를 모의하여, 해당 시스템에 가장 효과적인 복구전략을 마련하는데 도움을 줄 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.515-515
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• 2016

농경지에서의 액비 수요는 최근 증가하고 있으나 적정 액비시비량에 대한 기준과 사후 관리에 대한 명확한 기준이 없어 환경문제에 대한 고찰이 필요하다. 본 연구에서는 시험포장을 선정하고 논에서의 질소 및 인의 동태를 모니터링하고, 관개수, 침투수, 및 배출수 중 영양물질의 부하량을 평가하였다. 시험구는 대조구(화학비료 표준시비구, A)와 양돈분뇨액비 표준시비처리구(B)로 구성하였으며, 기상관측 측정을 위하여 자동기상관측기, 유입량, 유출량 측정을 위한 계측장비를 각 처리구별로 설치하였다. 담수의 경우 B 처리구에서 시비 시기별로 영양물질의 수질 농도가 첨둣값을 보여주었으며 평균적으로 높게 나타났다. 대표 이벤트 중 6월 25-26일 강우에 따른 유출수의 분석결과는 액비의 영향으로 T-N 및 T-P의 경우 초기 강우시 상대적으로 높게 나타났다. 7월 21-22일 강우 분석 결과는 T-N, T-P(50배)가 상대적으로 높은 분포를 보여주었다. 침투량은 많으나 수질변화는 처리구별로 유의한 차이는 나타나지 않았다. 부하량은 각 이벤트별 10분 간격의 유량 측정과 30분 및 1시간 간격(첨두 이후 탄력적 적용)으로 수질 모니터링을 실시하였다. B 처리구에서 부하량이 전체적으로 높게 나타났으며, T-N의 경우 2.2배, 그리고 T-P의 경우 6.6배 높게 나타났다. 2015년까지의 데이터는 평년대비 강수량의 부족으로 추가적인 데이터 축적을 통한 분석이 필요하며 이를 바탕으로 원단위 부하량을 평가할 계획이다. 또한 본 연구는 액비시용에 따른 농경지에서의 영양물질 유출에 따른 관리방안 개발을 위한 연구로 지속적인 모니터링을 통하여, 향후 새만금 유역내 축산밀집지역에서 나타날 수 있는 축산분뇨 관리정책 개발의 기초자료로 활용될 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.227-227
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• 2021

하천수의 효율적인 관리와 균형적인 물배분을 위해 신뢰도 있는 하천수 사용량 계측자료가 필수적이다. 공업·생활용수는 유량계를 설치하여 취수량에 대한 신뢰도 있는 자료를 홍수통제소에 보고하고 있으나, 농업용수는 유량계 설치 지점이 적고, 수문조작 등의 간접적인 계측방법 허용으로 취수량 자료의 신뢰도가 낮은 실정이다. 본 연구에서는 만경강 상류의 취수보를 대상으로 시험 유역 운영 및 검증을 통해 직접 계측방법의 취수량 산정 정확도를 비교하였다. 적용한 직접 계측방법은 초음파법, 전자파법, 수위-유량관계법으로 산정된 취수량 자료간의 절대오차 비교를 통해 정확도를 평가하였다. 점단위 취수량 자료 비교시, 현장측정값 대비 초음파법 5.86%, 전자파법 7.28%, 수위-유량관계법 11.84%의 오차가 발생하는 것으로 산정되어 초음파법이 가장 높은 정확도를 가지는 것으로 나타났고, 일단위, 월단위 자료 비교시 기준값으로 설정하였다. 일단위 취수량 자료 비교시, 초음파법으로 산정한 일평균 취수량 대비 전자파법 6.62%, 수위-유량관계법 8.62%의 오차가 발생하였다. 월단위 취수량 자료 비교시, 초음파법으로 산정한 월평균 취수량 대비 전자파법 5.81%, 수위-유량관계법 11.03%의 오차가 발생하였다. 산정된 취수량의 정확도는 초음파법, 전자파법, 수위-유량관계법 순이다. 고가의 첨단 계측장비를 적용하여 연속적인 유속 계측을 통해 산정한 취수량이 신뢰도가 높은 것으로 나타났다. 농업용수는 사용시설별 취수량 규모 편차가 크기 때문에, 추후 중요도가 높은 사용시설과 비교적 낮은 시설간의 구분을 통한 직접 계측방법의 최적 선정 후속연구가 필요하다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.51-63
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• 2011

소입경 골재노출콘크리트포장은 콘크리트 포장 시공 시 포장표면에 적정 응결지연제를 분사한 후 표면 모르타르를 제거하여 굵은 골재를 노출시킴으로서 표면조직을 형성하는 공법으로써 기존 콘크리트 포장의 소음문제를 해결할 수 있는 저소음 공법이다. 소입경 골재노출 콘크리트 포장은 강도를 크게 개선할 뿐만 아니라 소음저감 효과 및 우수한 미끄럼 저항성을 확보하여 도로이용자의 안정성을 확보할 수 있는 공법이다. 현재 국외 도로 선진국의 경우 골재노출 포장의 상용화가 이루어진 상태이지만 국내의 경우는 실용화 초기단계이기 때문에 현장적용을 위해서는 국내 여건에 맞는 합리적인 관리 기준이 필요하다. 이를 위하여 소입경 골재노출 콘크리트 포장의 최적배합 및 노출기법 연구, 굵은 골재의 선정 및 입도 설계, 환경하중 저항성 평가 등 실내시험을 수행하였으며, 소입경 골재노출 콘크리트 포장의 시공을 위한 시공 장비를 제작하였다. 따라서 본 연구에서는 시험시공을 통해 도출된 결과와 기존 실내시험에서 도출된 결과를 비교 분석하였으며, 시험시공 분석을 통하여 골재 탈리 방지, 강도 및 내구성 확보를 위한 표준배합을 제시하였다. 환경 및 시공조건이 상이한 3차례 시험시공 구간을 선정하여 시공현장여건에 유동성으로 대처할 수 있는 시공 기술 및 시공 기준을 제시하였다. 또한 장 단기 공용성 평가를 통하여 도로 포장의 기능성 측면에서 우수한 소음저감 및 미끄럼 저항성을 확보할 수 있는 노면조직의 품질관리 기준을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.227-235
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• 2018

본 연구에서는 차량용 레인센서를 이용하여 고해상도의 강우관측을 위한 관계식을 개발하였다. 차량용 레인센서는 8개의 채널로 이루어져 있으며, 각 채널은 강우발생시 차량의 전면유리창에 내리는 우적량을 감지하여 센서시그널을 생성하는데, 강우량이 높을수록 센서시그널은 낮은 값으로 형성된다. 레인센서에서 생성되는 센서시그널의 이러한 특징을 이용하여 관계식을 개발하였다. 특정강우를 발생시키기 위하여 인공강우 발생장치를 제작하였으며, 인공강우발생장치에서 분사되는 강우량의 변화에 따른 센서시그널의 변화 값을 분석하였다. 이 중 민감도 분석을 통해 다양한 강우량을 잘 반영하는 최적의 센서 채널을 선정하였다. 선정된 채널을 이용하여 5분 단위 센서시그널를 생성하였고 생성된 5분 단위 센서시그널의 대표 값을 평균, 25분위, 50분위, 75분위로 설정하여 관계식을 구축하였다. 구축된 관계식을 이용하여 실강우 데이터에 적용하여 강우량 값을 환산하였고, 환산된 강우량은 지상강우관측소에서 관측된 강우량 값과의 비교를 통해 관계식의 신뢰도를 검증하였다. 검증결과 데이터의 이상치가 발견되어 관계식의 신뢰도는 다소 떨어졌지만, 해당 잔차 범위의 실험 데이터가 부족한 것으로 판단되었다. 개발된 관계식을 실강우에 적용시켜 강우량 값을 환산한 하였고, 신뢰도 검증을 위해 동시간에 관측된 지상강우 관측 장비에서 생성된 강우량 값과 비교를 하였고 관측 결과 레인센서는 0.5mm 이하의 미세한 강우량까지 측정하였고 평균 관측 오차는 0.36mm로 나타났다.

• 공학교육연구
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• 제11권1호
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• pp.64-75
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• 2008

신제품의 개발 및 제품실현화 과정은 창의적 문제해결과정을 통한 아이디어를 창출하고 피드백과 순환적인 과정을 통해서 이를 발전시키고 보완해 나가는 과정이다. 이러한 제품실현화 과정의 초기 단계인 개념설계와 제품개발의 단계가 절약가능한 비용요소의 대부분을 차지하며 이 단계의 최적 설계를 위한 방안으로 다구치가 제안한 강건설계 방법이 효과적이다. 품질은 검사를 통해서가 아니고 공학적 접근을 통해 향상될 수 있다. 강건설계는 제품의 연구개발 단계에 있어서 행해지는 공학적 방법론으로서 제품의 품질에 영향을 미치는 변화자체를 제거하지는 않고 변화에 의한 효과를 최소화함으로써 품질을 향상시키고 최적 디자인 파라미터를 얻고자 하는 것이다. 본 연구의 목적은 강건설계 방법을 이용하여 제품개발단계에서 효과적인 설계 파라미터를 탐색하는 방법을 소개하고, 이를 공학교육의 창의성 개발과 관련하여 적용해 보는 사례를 소개하고자 하는 것이다. 주된 연구내용은 창의적 문제해결과정과 강건설계의 파라미터 선정 과정을 제시하고, 강건설계 방법을 창의성 교육에 활용하는 과정 및 이에 따른 실습내용이다. 강건설계의 실습을 위해서 투석기를 이용하였고, 실험한 투석기와 유사한 기능을 수행 할 수 있는 장비를 창의적 접근방법으로 디자인 하도록 하였다. 또한 레퍼런스 모델을 제시하여 아이디어를 비교평가 하게 함으로써 창의적 문제해결의 반복 순환적 과정을 체험하게 하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.217-225
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• 2019

본 연구의 목적은 CT와 3.0T MRI 기기를 이용하여 간문맥을 묘출하는데 있어서 신호대 잡음비와 대조 도대 잡음비의 정량적인 수치를 비교 분석 하여 최적의 영상장치를 알아보고자 하였다. 2018년 2월부터 2018년 4월까지 C대학교병원에서 CT와 3.0T MRI 간 검사를 시행한 20명의 환자를 대상으로 의료영상저장전송시스템로 전송된 데이터를 무작위로 선정하였다. 정량적 평가를 위하여 간문맥의 4부위(주문맥, 우문맥, 좌문맥, 중간문맥)의 동일한 관심영역을 선정 후 신호평균값과 표준편차를 측정하여 SNR과 CNR값을 평가하였다. 평가결과 SNR은 CT에서 우문맥 : $9.18{\pm}0.72$, 좌문맥 : $9.41{\pm}0.84$, 중간문맥 : $9.54{\pm}0.59$, 주문맥 : $9.55{\pm}0.75$이고 3.0T MRI에서 우문맥 : $22.29{\pm}2.03$, 좌문맥 : $25.89{\pm}3.19$, 중간문맥 : $24.39{\pm}2.87$, 주문맥 : $26.64{\pm}2.30$으로 측정되었다(p<0.05). CNR은 CT에서 우문맥 : $3.75{\pm}0.66$, 좌문맥 : $3.44{\pm}0.65$, 중간문맥 : $3.71{\pm}0.39$, 주문맥 : $3.79{\pm}0.68$이고 3.0T MRI에서 우문맥 : $9.49{\pm}0.65$, 좌문맥 : $11.00{\pm}01.90$, 중간문맥 : $12.70{\pm}1.75$, 주문맥 : $10.01{\pm}0.98$으로 3.0T MRI가 CT보다 높은 수치로 측정되었다(p<0.05). 결론적으로 4부위의 간문맥을 분석한 결과 SNR과 CNR값이 3.0T MRI에서 높은 것으로 나타났다. 따라서 CT와 3.0T MRI에서 간문맥을 묘출하기 위한 최적의 영상장비는 비전리 방사선을 이용하는 3.0T MRI가 우위로 나타났다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권6호
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• pp.155-166
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• 2016

전자유도 가열시설에서 정밀하고 일정한 주파수 성분에 의해 가열물체에 발열을 유도하려면 LC공진회로 설계단계에서 출력 주파수에 대한 커패시터의 정전용량(C)과 워크코일의 유도계수(L) 설정이 중요하다. 하지만 고유의 발열계수를 가진 물체의 가열위치와 범위에 직접유도를 하는 워크코일은 고정적으로 설계되는 반면 커패시터는 가변되도록 설계되어야만 전체장비의 활용도가 높아진다. 본 논문에서는 $1000V_{MAX}$ 최대전압과 $200I_{MAX}$ 전류에서 최대 700kHz의 고주파 LC공진 출력이 되도록 커패시터 내부구성 원자재 선정 및 공정설계 단계까지 단일전극 용량별 샘플을 추출하였다. 그리고 정전용량 규격변화에 따라 주파수 변화특성과 출력 파라메타 결과를 바탕으로 HF-LC공진용 전도냉각 커패시터의 최적설계를 위한 관계를 증명하는 기초 실험결과를 제시하였다.