• Spatial Information Research
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• 제21권6호
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• pp.43-55
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• 2013

최근 실내 공간에서의 재난, 화재와 테러 등 대피상황을 재현하여 이를 가시화하기 위한 연구가 주목 받고 있으며, 실내 공간에 대한 모델을 설계하고 인명 안전 평가를 통한 신뢰성 있는 분석이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 실제적인 건물 화재 위험 요인을 고려하여 피난 안전성 분석과 피난 경로 안내가 가능한 시뮬레이션 모델을 개발하고자 하였다. 이를 위해 인천터미널역 역사를 대상으로 3차원 화재 및 피난 모델을 설계하고, 실내 내장재의 재질을 바탕으로 열 매개변수와 화재 인지 장치를 이용하여 화재 위험 분석을 수행하였다. 둘째, 인명안전을 위한 평가에 있어 화재 시뮬레이션인 FDS(Fire Dynamics Simulator)와 피난 시뮬레이션을 통해 재실자가 인체에 손상 없이 견딜 수 있는 피난허용시간(ASET: Available Safe Egress Time)을 산출하였다. 또한 화재를 감지하고 안전한 장소까지 완전하게 피난하는데 소요되는 피난요구시간(RSET: Required Safe Egress Time)을 계산하고 이를 비교 분석하였다. 결과적으로 연구대상의 3차원 공간적인 정보를 기반으로 한 실내 공간 모델과, 고시된 안전기준을 반영한 열차 내 화재 및 피난 위험도 측정 시뮬레이션 분석을 통해 보다 실제적인 안전성 평가를 수행 할 수 있었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.53-61
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• 2016

본 논문은 미시적 대피시뮬레이션 소프트웨어인 'EgresSIM'을 소개한다. 본 논문에서 개발한 EgresSIM은 미시적 보행모델인 Floor Field Model과 이를 발전시킨 개선된 모델을 기반으로 하는 3차원 보행자 대피시뮬레이터이다. 이 소프트웨어는 많은 층과 계단, 방, 출입구 등이 있는 대형건축물에 대한 시뮬레이션이 가능하다. 또한, 수백, 수천 명의 보행자를 실내 공간에 배치하고 이들의 움직임을 3차원 뷰어를 통해 실시간으로 확인할 수 있고, 개별 보행자들이 어떤 경로로 이동하는지, 대피시간은 얼마나 소요되는지, 각각의 출구에 얼마나 많은 대피자들이 몰렸는지 등 대피 상황에 대한 상세한 결과를 산출한다. 시뮬레이션에 필요한 건물 데이터는 사전에 정의된 실내 데이터 모델에 따라 XML 파일로 구축되며, 시뮬레이션 결과 정보도 XML 로그파일로 생성된다. EgresSIM에서 지원하는 두 가지 보행모델의 민감도 파라미터를 조정함으로써 보행자들의 이동 패턴을 여러 가지로 나타낼 수 있다. 이를 통해 최단 거리 출구로 이동하는 상황, 정전이 일어난 암흑 상황 등 여러 상황을 가정한 대피시뮬레이션 수행이 가능하다.

• KIEAE Journal
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• 제16권1호
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• pp.89-94
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• 2016

This study is part of three-dimensional(3D) heat transfer analysis program developmental process. The program is being developed without it's own built in 3D-modeller. So 3D-model must be created from another 3D-modeller such as generic CAD programs and imported to the developed program. After that, according to the 3D-geometric data form imported model, 3D-mesh created for numerical calculation. But the 3D-model created from another 3D-modeller is likely to have errors in it's geometric data such as mismatch of position between vertexes or surfaces. these errors make it difficult to create 3D-mesh for calculation. These errors are must be detected and cured in the pre-process before creating 3D-mesh. So, in this study four kinds of filters and functions are developed and tested. Firstly, 'vertex error filter' is developed for detecting and curing for position data errors between vertexes. Secondly, 'normal vector error filter' is developed for errors of surface's normal vector in 3D-model. Thirdly, 'intersection filter' is developed for extracting and creating intersection surface between adjacent objects. fourthly, 'polygon-line filter' is developed for indicating outlines of object in 3D-model. the developed filters and functions were tested on several shapes of 3D-models. and confirmed applicability. these developed filters and functions will be applied to the developed program and tested and modified continuously for less errors and more accuracy.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권12호
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• pp.1110-1116
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• 2013

3D-ray tracing tool은 신호의 반사, 투과, 그리고 회절까지 고려하여 3차원 공간에서 더욱 정확한 네트워크 성능을 분석하기 위한 소프트웨어이다. 통신표준에서는 통신 자원을 효율적으로 제공하기 위해 소형셀을 포함한 Heterogeneous Networks (HetNets)을 도입하고 있다. 매크로셀에 비해 좁아진 커버리지를 사용하는 소형셀 환경에서는 3D 공간에서 성능분석이 중요해 졌다. 또한 지형구조와 건물의 배치 그리고 3D 빔포밍(beamforming) 기술 등의 사용으로 인해 네트워크 환경이 복잡해지기 때문에 기존의 2차원 수학적 모델들을 이용하여 성능을 분석하기에는 어려움이 따른다. 본 논문에서는 소형셀 네트워크 성능을 더욱 효율적으로 분석하기 위한 3D-ray tracing tool을 활용한 성능평가 방법을 소개한다. 성능평가 결과 기존의 방법보다 3D-ray tracing tool을 활용한 성능평가 방법이 소형셀 환경에서 더욱 적합하다는 결론을 내렸다.

• 화약ㆍ발파
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• 제23권1호
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• pp.65-77
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• 2005

최근 도심지 고층 구조물의 수가 증가하면서 수명이 오래된 구조물에 대한 재건축 수요가 증가하고 있는 실정이다. 기존 구조물을 철거하는 방법에는 기계식 해체 공법과 발파 해체공법이 있으나 10여층 이상의 고층건물일 경우 발파해체공법을 사용하는 겅이 경제적으로 유리한 것으로 알려져 있다. 발파해체공법을 사용할 경우, 발파에 앞서 미리 그 붕괴거동을 예측하는 일은 안전한 발파를 위해서 뿐만 아니라 발파해체의 실패를 방지하기 위해서 필수적으로 요구된다. 과거의 연구에서 이차원 입자결합모델을 사용하여 구조물 해체과정을 모사한 사례가 있었지만, 실제 발파붕괴 거동을 적절히 모사하는 데는 많은 제약이 있었다. 본 연구에서는 개별요소법을 기반으로 입자결합모델을 사용한 상용 프로그램인 PFC3D를 사용하여 구조물의 3차원 해체발파를 모사하였다. 삼차원 해석에서는 해석 시간이 오래 걸리는 단점으로 인하여 현실에 가까운 모사를 완성할 수 없었지만 몇 가지 입력변수를 바꾸어가며 그들의 효과를 관찰하였다. 보다 현실에 가까운 결과를 얻기 위해서는 입력변수의 설정과 부재 특성의 모사에 보다 많은 노력이 필요할 것으로 보인다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.81-98
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• 1999

도심지 터널 건설에 있어서 중요한 고려 사항중 하나가 지상 건물에 대한 터널 굴착의 영향을 평가하는 문제이다. 일반적으로 터널 굴착에 의한 지표침하로 인접구조물이 영향을 받기도 하지만 기존 인접구조물이 터널 굴착에 따른 지표침하에 영향을 미치기도 한다. 이러한 터널 굴착에 의한 기존 인접구조물의 침하억제 효과와 구조물 손상 평가인자의 감소효과를 규명하기 위해서 3차원 탄소성 유한요소해석을 수행하였다. 또한, 본 연구에서는 터널 굴착에 기인한 지반침하가 인접구조물에 미치는 영향과 인접구조물이 지표침하에 미치는 영향을 규명하기 위해서 총 162개의 2차원 탄소성 유한요소 모델을 설정하고, 매개변수 변환연구를 수행하였다. 본 연구에서는 구조물의 폭과 구조물의 축강성 및 휨강성, 구조물의 위치, 터널 심도 등을 고려하였다. 그리고, 구조물과 지반침하의 상호작용을 표현하기 위해서 구조물의 손상평가 인자인 뒤틈각(angular distortion), 처짐비(deflection ratio), 건물의 최대침하량, 부등침하량 및 수평변형률 등의 변화를 관찰하였다. 한편, 지반의 강성과 구조물의 축, 휨강성을 대표할 수 있는 상대 강성비를 도입함으로써 터널 설계자가 활용할 수 있는 도표를 제시하였고, 구조물을 고려하지 않은 상태에서의 greenfield 지표침하 트라프를 수정할 수 있는 보정계수(modification factor) 개념을 도입하였다. 본 연구에서는 구조물과 지표침하와의 상호 간섭효과에 의한 지표침하의 억제와 인접구조물 손상평가 인자들의 감소효과를 고려할 수 있도록 하기 위해서 설계 단계에서 보정계수를 활용한 인접구조물의 합리적인 손상평가방법을 제안하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제40권3호
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• pp.19-32
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• 2022

수소는 다른 연료에 비해 에너지효율이 높고 유해물질이 배출되지 않아 미래의 청정에너지원으로 인식되고 있다. 그러나 수소는 밀도가 낮아 운반 및 저장시에 부피가 커서 압축하거나 특별한 운반체를 사용해야 하며, 공기중에 노출 시 화재나 폭발의 위험성이 있다. 수소-공기 혼합물의 폭발에 관한 실험이나 수치해석적 연구가 진행되어 오고 실물 수소 충전소를 대상으로 한 폭발 시뮬레이션에 관한 연구사례는 극히 드물다. 본 연구에서는 실제 수소 충전소를 대상으로 Lidar 스캐닝을 수행하여 point cloud 데이터를 획득하고 수소 충전소 3 차원 구조 모델을 작성한다. 3 차원 구조모델은 Ansys 사 AUTODYN 에 적용되어 수소 충전소의 수소폭발을 가정한 TNT 등가량의 폭발 시뮬레이션을 실시하고 주변에 전파하는 폭발압력을 계산하여, 수소 충전소 폭발에의한 주변 보안 건물의 안전거리에 관한 정보를 제공한다.

• 설비공학논문집
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• 제27권3호
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• pp.152-157
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• 2015

Stack effect on high-rise building have negative effect on living environment, energy and life-safety aspect. Thus, it's necessary to find the measure to reduce the stack effect. As a result of field test on a 31-story building, a circulating type stack effect reduction technology was developed, which supplies air in the low stairs and discharges air in the high stairs. To evaluate the performance of this circulating type stack effect reduction technology on building stairs, a 3D numerical analysis was carried out by using Momentum Loss Model for analyzing leakage flow between compartments in a building. Consequently, numerical analysis proved that the stack effect on building stairs was reduced by a circulating type stack effect reduction technology.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.1-12
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• 2011

강구조 접합부 설계에 '전강도 접합' 개념이 도입됨에 따라 비선형 정적 해석의 결과를 이용한 설계가 주목을 받고 있다. 그러나 현재 실무에 적용하기에는 생소한 개념이어서 어려움이 있다. 또한 대부분의 기존 연구가 가상의 고층 구조물에 대한 내용 이어서 실제 대다수 설계가 이루어지는 중 저층 산업용 구조물에 대한 연구는 부족하다. 이에 본 연구에서는 실제 진행 중인 중 저층 산업용 구조물의 비선형 정적 해석을 위한 간단 명료한 하중 패턴을 3차원 해석 모델에 대해 제시하여 해석을 수행하였고, 실무에서의 유용성을 위해 2차원 해석 모델에 대한 보다 간단한 하중 패턴을 제시하였다. 또한 해석 결과를 이용하여 접합부를 설계하는 과정에서 나타날 수 있는 문제점에 대해 비선형 정적 해석에 사용하는 힌지 특성을 간단한 유추를 통해 새롭게 제시하였다. 제시된 하중 패턴은 서로 다른 방법으로 구하였으나 동일한 결과를 보여 상호 신뢰성을 입증하였으며, 제시된 힌지 특성을 적용한 구조물의 해석 결과로부터 합리적인 결과를 얻어 그 타당성을 검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.615-622
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• 2002

철근콘크리트 무량판 구조의 내력 및 변위를 합리적으로 예측하기 위해서는 슬래브의 휨 강성을 고려한 해석모델이 필요하다. FEMA 273과 ACI 318-99에서는 횡 하중에 대한 슬래브의 해석모델들을 제시하고 있으나 실제적인 적용 방법론은 언급하고 있지 않다. 본 연구에서는 무량판 슬래브의 모델링 방법론을 정립하고 이를 내진설계에 어떻게 적용할 것인가에 대하여 연구하였다. 연구결과는 다음과 같다. 1) 무량판 구조의 3차원 해석시 슬래브의 휨 강성을 적절히 고려하기 위해서는 본 연구진이 제시하는 유효보폭 모델을 적용하는 것이 바람직하다. 2) 예제 무량판 건물 해석에서 슬래브의 균열효과를 고려한 유효보폭을 이용할 경우 해석결과는 횡변위에 대하여 상한값을 나타낸 반면 유효보폭 계수만을 고려한 모델은 접합부 불균형 모멘트에 대하여 상한값의 결과를 나타냈다.