항공기 연료셀은 추락 상황에서 승무원의 생존성과 직결되는 중요 구성품으로 회전익 항공기에 적용되고 있는 내충격성 연료셀은 추락시 승무원의 생존성 향상에 큰 역할을 하고 있다. 미육군은 항공기가 처할수 있는 다양한 상황에서 연료셀이 제 기능을 발휘할 수 있도록 1960년대 초부터 MIL-DTL-27422 이라는 연료셀 개발규격을 제정하여 현재까지 적용해 오고 있다. 해당 개발규격에 규정된 시험 중에서 충돌충격시험은 연료셀의 내충격 성능을 검증하는 시험으로써, 해당 시험을 통과하는 연료셀은 생존가능 충돌환경에서 화재가 발생하지 않아 승무원의 생존성이 대폭 향상될 수 있음을 의미한다. 그러나 충돌충격시험은 작용하는 하중 수준이 너무 높기 때문에 실패 위험성이 가장 큰 시험이기도 하다. 연료셀이 해당 시험을 통과하지 못하는 경우에는 재시험을 위한 비용과 준비기간이 상당히 소요되어 항공기 개발일정에 심각한 지장을 초래할 가능성도 높다. 따라서, 연료셀 설계 초기부터 내충격성능 만족여부에 대한 예측을 위해 충돌충격시험의 수치해석을 통한 실물시험에서의 실패 가능성을 최소화해야 한다는 필요성이 제기되어 왔다. 본 연구에서는 충돌모사 프로그램인 LS-DYNA에서 지원하는 유체-구조 연성해석 방법인 SPH 방법을 사용하여 연료셀 충돌충격시험 수치 모사를 수행하였다. 수치해석 조건으로 MIL-DTL-27422에서 요구하는 시험조건을 고려하였고, 실물 연료셀의 시편시험을 통해 확보한 물성데이타를 해석에 반영하였다. 그 결과로 연료셀 자체의 응력수준을 평가하고 취약부위에 대한 고찰을 수행하였다.
조류 충돌은 항공 운항에서 안전에 관한 가장 중요한 설계 요인이며 고정익 및 회전익 항공기에 심각한 손상을 가하는 원인 중 하나로 분류된다. 본 연구를 통해 조류 충돌 과정을 오일러-라그랑지안 기법을 적용하여 헬리콥터에 장착된 복합재 블레이드의 응답을 MSC.DYTRAN 소프트웨어로 모사하였다. 임의의 라그랑지안 오일러리안(ALE) 방법과 적절한 상태 방정식을 선정하여 조류 모델링에 적용하여 복합재로 구성된 로터 블레이드의 앞전의 조류충돌 구조 건전성을 입증하였다. 조류충돌 해석을 적용하기 위해서 블레이드 앞전 물성치와 조류의 강도와 물성의 차이가 크기 때문에, 충돌 후 조류의 파편을 유체로 가정하여 Euler 요소로 적용하였다. 조류충돌 해석을 통해 설계된 로터 블레이드의 앞전 구조는 조류 충돌에 대해 새의 크기(50.8mm)를 적용하여 TSAI-FILL 파괴기준으로 1.18의 여유마진을 확인하였다. 복합재 블레이드의 조류충돌 해석 결과는 충분히 신뢰성을 가진 것으로 평가되며 다양한 해석조건으로 시험을 대체할 것으로 평가할 수 있다. 향후 제시된 방법으로 다양한 하중 조건, 다양한 조류 모델링을 적용하여 로터 블레이드의 구조 안정성을 평가할 수 있다.
본 연구는 교통사고의 발생 유형과 교통사고 심각도(Severity)와의 관계를 규명함으로써 위험유형을 제시하고, 운전자 특성과 교통사고의 관계를 규명하고자 하였다. 교통사고 유형을 여덟 가지로 세분하고, 결과의 객관성 확보를 위해 안전벨트 착용여부를 추가하여 상해정도와의 관계를 분석하였으며, 위험그룹의 분류를 위한 운전자의 특성은 성별, 차종, 연령 등을 대상으로 하였다. 카테고리 자료의 분석을 위하여 로그-선형 모형 및 로짓 모형을 사용하였다. 분석결과 사고유형과 심각도와의 관계에서는 정면충돌 사고와 앞지르기시, 우회전시 사고가 부상 또는 사망사고에 연루될 가능성이 높았다. 위험그룹 분석에서는 20세 미만의 이륜차 운전자, 41세에서 50세까지의 택시 운전자가 가장 위험한 집단으로 분석되었으며 또한 남자보다는 여자가 승용차와 중형화물 등에 관계되었을 때 더 위험한 것으로 분석되었다. 따라서 교통사고 발생시 인명 피해를 줄이기 위해서는 정면충돌 사고와 앞지르기시, 우회전시 발생하는 사고를 줄일 수 있는 방안이 연구되어야 하고, 교통사고 취약계층으로 분석된 위험그룹에 대한 교통안전 교육 및 단속이 강화되어야 할 것이다.
개인형 이동수단의 이용이 활성화됨에 따라, 관련한 PM 사고도 급격하게 증가하였다. 이러한 사고 증가에 대응하기 위해, 2021년 5월 13일 정부에서는 관련 규정을 강화하였지만, PM 가해사고의 증가 추이는 피해사고의 증가 추이보다 크게 감소하지 않았다. 이러한 PM 가해사고의 대부분은 보행자와의 충돌 사고로, 보행자들의 안전이 위협받고 있는 것을 알 수 있었다. 이에 본 연구에서는 PM 대 보행자 충돌사고를 중점적으로 규제 및 기상환경, 도시건조환경 특성 등을 반영하여, PM 대 보행자 교통사고 심각도에 영향을 미치는 요인들을 분석하였다. 2020년부터 2021년 간 서울시에서 발생한 PM 대 보행자 교통사고를 수집하였으며, 이항 로지스틱 회귀분석을 활용하여 분석을 수행하였다. 주요 분석결과를 통해 정책적 시사점을 도출하였다.
평택당진항은 매립지 관할권, 국제여객터미널 건립, 연육교 건설 등 주요 사안에서 해양수산부, 경기도, 충청남도, 평택시, 당진시, 아산시 등의 의견이 갈려 갈등이 일어나고, 심각한 경우에는 법적 분쟁으로까지 이어지고 있다. 이와 같은 갈등의 원인을 거버넌스 차원에서 해석하면 2가지 문제점이 지적될 수 있다. 첫째, 현행 평택당진항의 거버넌스 구조는 참여주체 간, 이해관계자 간 충돌 및 분쟁 가능성이 높은 구조로 되어 있다. 둘째, 현행 평택 당진항의 거버넌스 구조는 평택당진항의 미래 발전을 책임지고 이끌어갈 수 있는 주도기관의 부재가 중요한 문제점으로 거론된다. 이에 따라 충돌가능성을 저하하고, 주도기관이 존재하는 거버넌스를 설립하는 것이 무엇보다 중요하다. 충돌가능성을 저하하는 방안으로는 갈등조정기구의 설치, 항만개발 및 운영에 관한 사실관계 및 관련 법규의 명확화, 이해관계자 간 교류의 활성화 등이 제시되었다. 주도기관을 설립하기 위한 거버넌스 도입 방안은 단일 거버넌스의 도입, 평택당진항 항만공사(PA)의 신설, 중앙-지방 연합형 거버넌스의 도입, PA에 대한 실질적인 권한의 전면 부여 등이 검토되었다.
도로변에 설치된 중대형 지주구조물은 적절히 방호되지 않고 차량에 노출된 경우 충돌 시 심각한 차량 파손과 탑승자 상해로 이어진다. 북미지역이나 유럽은 차량에 노출된 지주에 대한 충돌피해를 줄이기 위하여 일반적으로 분리식 지주를 사용하고 있으나 분리된 지주의 낙하 시 2차 사고의 위험이 상존한다. 이를 해결하기 위한 방법으로 슬라이딩 지주가 제안되었다. 본 논문은 국도와 지방도에 많이 쓰이는 무게 507 kg의 편주식 지주구조에 대하여 기존의 방식으로 기초에 강결된 경우와 슬라이딩 지주로 개선된 경우에 대한 1.3 ton-60 km/h, 1.3 ton-80 km/h의 충돌실험을 실시하여 강결지주의 위험도를 보이고 슬라이딩지주의 감충성능(Crashworthiness)을 입증하였다. 한편 차량중심에서 계측된 가속도가 차량과 지주의 운동을 동시에 나타낸다고 보는 기존의 충돌해석 방법 대신 고속촬영 데이터를 이용하여 지주를 차량의 운동과 분리시켜 충돌과정을 단계별로 설명함으로써 감충성능을 갖는 지주설계의 기초를 제시하였다.
항공기 기체와의 체결부위가 많은 연료탱크는 체계연관성이 큰 대표적인 핵심 구성품 중의 하나로 다루어져 왔다. 회전익항공기에 광범위하게 적용되고 있는 내충격성 연료탱크는 항공기 추락 시 탑승자의 생존성 향상에 크게 기여하고 있다. 미육군에서는 항공기 추락 후 화재에 의한 인명손실을 원천적으로 방지하기 위해 군용 회전익기 역사의 초기 단계부터 연료탱크 고유의 내충격성에 관련된 군사규격을 제정하여 적용해 왔다. V-22 등의 잘 알려진 사례에 따르면 미군사규격(MIL-DTL-27422D)에서 요구하고 있는 연료탱크 충돌충격시험을 원활하게 통과하지 못하는 경우, 해당 연료탱크가 장착되는 항공기 자체의 개발일정에 심각한 지장을 초래한다. 연료탱크 충돌충격시험은 시편자체의 제작비용 및 준비기간이 상당히 소요되므로, 설계 초기단계부터 충돌충격시험에 대한 일련의 수치적 모사(numerical simulation)를 통해 실물에 의한 시행착오의 가능성을 최소화해야 한다. 본 연구에서는 충돌모사 프로그램인 Autodyn을 이용하여 연료탱크 충돌충격시험에 대한 수치적 모사를 수행하였으며, 그 결과로 구해진 등가응력 및 내부압력 평가를 통해 회전익항공기용 연료탱크의 내충격 성능을 고려한 설계방향을 제시하였다.
저속 WPAN은 저속, 저전력, 저비용의 단거리 무선 네트워킹 기술이다. 저속 WPAN에서는 경쟁 기반의 CSMA/CA 알고리즘을 사용하여 디바이스들의 무선 채널 접속을 제어하기 때문에 프레임 전송시 언제라도 충돌이 발생할 수 있으며 이로 인해 네트워크 성능이 심각하게 저하될 수 있다. 본 논문에서는 저속 WPAN의 CSMA/CA 과정에서 프레임 충돌율을 줄이기 위해 네트워크 상황에 따라 백오프 구간을 동적으로 변화시키는 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션 수행 결과, CSMA/CA 과정에서 제안하는 동적 백오프 알고리즘은 백오프 구간을 정적으로 유지했을 경우에 비해 프레임 전달율과 지연 시간 측면에서 안정적이면서도 우수한 성능을 보이는 것을 확인하였다.
병행성(concurrency)과 객체지향 패러다임을 통합하는 문제가 여러 해 동안 많은 사람들의 목표가 되어 왔다. 병행 프로그래밍과 객체지향 프로그래밍 기법을 결합한 병행 객체지향 프로그래밍 언어는 병행 응용 프로그램을 개발하는데 여러 가지 이점을 얻을 수 있다. 그러나 병행성과 상속성은 서로 충돌하는 특성을 가지기 때문에 캡슐화를 심각하게 파괴하지 않고는 동시에 사용하는 것이 어렵게 된다. 이러한 상속변칙 현상은 응용성을 제한하게 되고, 동기화가 발생하는 모든 문제를 처리하지 못하게 된다. 본 논문에서는 상속성과 객체 기반의 병행성 사이의 충돌 현상 해결에 행위 기술 방정식을 도입하였다. 그 결과, 여러 가지 상속 변칙 문제를 해결할 수 있고 메소드의 재정의가 불필요하게 되었다. 따라서 동기화와 함수 코드의 재사용을 인하여 유연성을 가진 병행성 모델을 제공할 수 있다.
중이온가속기에서 잔류기체 분자와 가속 이온의 충돌이 발생하면 이온빔 전류의 손실을 야기하는 직접적인 효과 외에 잔류 기체분자 중에서 전리된 이온들이 반발력에 의해 용기 벽에 부딪힐 때 표면에 흡착되어 있던 기체분자들을 충격탈리(stimulated desorption)시킨다. 더 심각한 경우는 산란된 고속 이온이 용기 벽과 충돌하면서 핵반응을 일으켜 방사화 시키거나 벽에서 다량의 기체를 방출시키는 것이다. 최악의 경우에는 고속이온의 에너지에 의해 용기벽이나 부품들이 열적인 손상을 입을 수도 있다. 현재 설계 및 연구개발이 진행중인 기초과학원(IBS) RISP (Rare Isotope Science Project)의 RAON 중이온가속기는 입사기에서 실험영역까지 각 부분의 진공도 조건이 일반적으로 10-8~10-9 mbar 대에 있어서 이온빔 전류의 손실이나 전리 이온들에 의한 충격탈리는 무시할 수도 있지만 고속이온의 기체방출 수율이 ~104 정도로 높은 것을 감안할 때 고속이온의 충격탈리에 의한 압력 증가가 감내할 수준인지 검토할 필요가 있다. 압력증가는 추가적인 손실을 유발하고 이것은 다시 압력을 상승시키는 진공 불안정성(vacuum instability)을 야기할 수 있다는 축면에서 조심하는 것이 좋다고 판단된다. 고속 중이온과 잔류기체 분자와의 충돌에서 이온이 손실되는 반응에는 쿨롬(coulomb) 산란과 전하교환(charge exchange)이 있는데 전자는 후자에 비해 일반적으로 1/10000 가까이 낮아서 무시할 수 있고, 전자 포획(electron capture) 또는 전자 손실(electron loss, 이온의 전리에 해당)로 대별되는 전하교환 반응이 이온 손실을 주도하는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 다양한 전하교환 반응 단면적을 아우르는 비례칙(scaling law)을 사용하여 대표적인 중이온인 U33+ 및 U79+의 손실 및 잔류 기체의 전리율을 계산하고 충격탈리에 의한 표면방출 및 압력상승을 일차적으로 고려하여 진공도 조건의 타당성을 입증하려고 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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