• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권2호
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• pp.270-287
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• 2015

According to the increase of the operating cost and material cost of a ship due to the change of international oil price, a demand for the lightening of the ship weight is being made from various parties such as shipping companies, ship owners, and shipyards. To satisfy such demand, many studies for a light ship are being made. As one of them, an optimal design method of an existing hull structure, that is, a method for lightening the ship weight based on the optimization technique was proposed in this study. For this, we selected a hatch cover of a bulk carrier as an optimization target and formulated an optimization problem in order to determine optimal principal dimensions of the hatch cover for lightening the bulk carrier. Some dimensions representing the shape of the hatch cover were selected as design variables and some design considerations related to the maximum stress, maximum deflection, and geometry of the hatch cover were selected as constraints. In addition, the minimization of the weight of the hatch cover was selected as an objective function. To solve this optimization problem, we developed an optimization program based on the Sequential Quadratic Programming (SQP) using C++ programming language. To evaluate the applicability of the developed program, it was applied to a problem for finding optimal principal dimensions of the hatch cover of a deadweight 180,000 ton bulk carrier. The result shows that the developed program can decrease the hatch cover's weight by about 8.5%. Thus, this study will be able to contribute to make energy saving and environment-friendly ship in shipyard.

• 한국항해항만학회지
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• 제26권3호
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• pp.317-322
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• 2002

본 논문은 마그네트 천장크레인 거더에 대한 경량화를 위한 구조최적설계를 수행하였다. 최적화는 ANSYS 소프트웨어를 사용하여 거더의 중량에 대하여 수행되어졌으며, 특히 거더의 상판, 하판, 옆판 그리고 보강판의 두께인 치수에 초점을 맞추었다. 마그네트 크레인의 중량은 처짐, 응력, 고유진동수와 좌굴강도의 제한을 만족하며 약 15%까지 감량되었으며 또한, 구조적인 안전성이 거더의 판넬구조물의 좌굴해석에 의해 입증되었다. 구조최적화로 중량감소에 대해 예로부터 경험적으로 설계된 구조물을 설계하는 것에 매우 유용할 것으로 생각된다. 또한, 본 논문에서는 설계변수들이 목적함수와 상태변수에 미치는 민감도를 평가하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권5호
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• pp.709-718
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• 2010

This paper deals with two contents: first, distributions of plate slenderness ratios, stiffened plate slenderness ratios, and stiffener slenderness ratios, which include dimensions and material variables of stiffened plates, of stiffened plates of large-sized in-service vessels, and, second, comparison of compressive strengths. The investigated vessels consist of 59 tankers, 49 bulkers, 28 product carriers, 15 container carriers, and 12 multi-purpose vessels. The tankers are ranged from handymax class to VLCC and larger than Suezmax class. The sizes of the bulkers are 20K to 200K deadweight. The maximum size of containers is less than 5000TEU class. Two parameters for normal distributions of the slenderness ratios (mean and standard deviation) are suggested and probable ranges of the slenderness ratios are also graphically presented. The ultimate strengths of the stiffened plates are presented using the various simplified formulas and nonlinear FEAs. As well, average compressive strength curves, which are necessary for the estimation of the hull girder moment capacities, are proposed. It is proved that formulas for stiffened plates in CSR overestimate slightly in overall average strain range. Mode5 formula (plate buckling mode) in CSR show unreasonably conservative results with respect to the ultimate strengths rather than post-ultimate average compressive strengths.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권1호
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• pp.91-97
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• 2022

The cohesive non-swelling soil (CNS) cushion technology has been widely applied in the subgrade and slope improvement at expansive soil regions. However, the mechanism of the inhibition effect of the CNS layer on expansive soil (ES) has not been fully understood. We performed four outdoor model tests to further understand the inhibition effect, including different kinds of upper layer and thickness, under the unidirectional seepage condition. The swelling deformation, soil pressure, and electrical resistivity were constantly monitored during the saturation process. It is found that when a CNS layer covered the ES layer, the swelling deformation and electrical resistivity of the ES layer decreased significantly, especially the upper part. The inhibition effect of the CNS layer increases with the increase of CNS thickness. The distribution of vertical and lateral soil pressure also changed with the covering of a CNS layer. The electrical resistivity can be an effective index to describe the swelling deformation of ES layer and analyze the inhibition effect of the CNS layer. Overall, the CNS deadweight and the ion migration are the major factors that inhibit the swelling deformation of expansive soil.

• Computers and Concrete
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• 제30권5호
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• pp.311-321
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• 2022

The interfacial bond strength of partially encased composite (PEC) structure tends to 0, therefore, the cast-in-place concrete theoretically cannot embody better composite effect than the fabricated structure. A total of 12 specimens were designed and experimented to investigate the energy dissipation and damage of fabricated PEC beam through unidirectional cyclic loading test. Because the concrete on both sides of the web was relatively independent, some specimens showed obvious asymmetric concrete damage, which led to specimens bearing torsion effect at the later stage of loading. Based on the concept of the ideal elastoplastic model of uniaxial tensile steel and the principle of equivalent energy dissipation, the energy dissipation ductility coefficient is proposed, which can simultaneously reflect the deformability and bearing capacity. In view of the whole deformation of the beam, the calculation formula of energy dissipation is put forward, and the energy dissipation and its proportion of shear-bending region and pure bending region are calculated respectively. The energy dissipation efficiency of the pure bending region is significantly higher than that of the shear-bending region. The setting of the screw arbors is conducive to improving the energy dissipation capacity of the specimens. Under the condition of setting the screw arbors and meeting the reasonable shear span ratio, reducing the concrete pouring thickness can lighten the deadweight of the component and improve the comprehensive benefit, and will not have an adverse impact on the energy dissipation capacity of the beam. A damage model is proposed to quantify the damage changes of PEC beams under cyclic load, which can accurately reflect the load damage and deformation damage.

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권2호
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• pp.151-163
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• 2020

Grouting method is an effective way of reinforcing cracked rock masses and plugging water gushing. Current grouting diffusion models are generally developed for horizontal cracks, which is contradictory to the fact that the crack generally occurs in rock masses with irregular spatial distribution characteristics in real underground environments. To solve this problem, this study selected a cement-sodium silicate slurry (C-S slurry) generally used in engineering as a fast-curing grouting material and regarded the C-S slurry as a Bingham fluid with time-varying viscosity for analysis. Based on the theory of fluid mechanics, and by simultaneously considering the deadweight of slurry and characteristics of non-uniform spatial distribution of viscosity of fast-curing grouts, a theoretical model of slurry diffusion in an oblique crack in rock masses at constant grouting rate was established. Moreover, the viscosity and pressure distribution equations in the slurry diffusion zone were deduced, thus quantifying the relationship between grouting pressure, grouting time, and slurry diffusion distance. On this basis, by using a 3-d finite element program in multi-field coupled software Comsol, the numerical simulation results were compared with theoretical calculation values, further verifying the effectiveness of the theoretical model. In addition, through the analysis of two engineering case studies, the theoretical calculations and measured slurry diffusion radius were compared, to evaluate the application effects of the model in engineering practice. Finally, by using the established theoretical model, the influence of cracking in rock masses on the diffusion characteristics of slurry was analysed. The results demonstrate that the inclination angle of the crack in rock masses and azimuth angle of slurry diffusion affect slurry diffusion characteristics. More attention should be paid to the actual grouting process. The results can provide references for determining grouting parameters of fast-curing grouts in engineering practice.

• 한국항만경제학회지
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• 제29권2호
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• pp.137-157
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• 2013

우리나라의 해운업은 2011년 실질 지배선대 기준으로 5천 5백만톤(DWT)를 소유함으로서 그리스, 일본, 독일, 중국에 이어 세계 5위를 차지하고 있으며, 연간 300억불 이상의 운임수입을 벌어들임으로써 경상수지 개선에도 기여하는 중요한 산업이다. 또한 물동량 처리측면에서 수출입물동량의 99% 이상을 수송하는 국가 기간산업이다. 지난 10여년 사이에 우리나라 외항선대는 420척에서 979척으로 대폭 증가하여 향후 전망을 밝게 하고 있다. 선행연구를 분석해보면 이처럼 우리나라 외항상선대가 크게 증가한 원인으로 2004년 선박투자회사제를 통한 선박펀드의 도입, 2005년 톤세제 도입 등의 단편적인 요소에 의한 것으로 제시되고 있다. 하지만 해운기업이 선박투자에 관한 의사결정을 할 때 어떤 요인들을 주로 고려하고, 또한 정부지원 정책 중 어떤 정책에 대한 영향을 크게 느끼고 있는지에 대한 분석은 제한적이었다. 이러한 측면에서 해운기업의 투자의사결정 시 중요한 요소 8가지와 정부의 해운정책 8가지에 대하여 퍼지방법론을 사용하여 중요도 분석을 수행하였다. 먼저, 해운기업의 투자의사결정 시 중요한 요소 8가지측면에서는 '해운시황 및 향후 전망', '현재 선가 및 향후 전망', '화물확보와 향후 수익 전망' 등을 가장 중요한 요인으로 고려하여 의사결정을 하고 있는 것으로 나타났다. 정부의 정책측면에서는 '정책금융기관의 금융지원', '해운보증기금' 및 '선박금융공사의 설립' 등 선박금융 관련 정책을 중요한 요인으로 인식하고 있는 것으로 분석되었다.

• KDI Journal of Economic Policy
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• 제12권4호
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• pp.97-111
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• 1990

본고에서는 소득(所得) 또는 부(富)의 불평등도(不平等度)가 상속과정(相續過程)에 의해 야기 될 경우, 재분배적(再分配的) 상속세(相續稅)의 도입이 소득분포(所得分布)의 불균등도(不均等度) 및 사회후생(社會厚生)에 어떠한 영향을 미치는가를 살펴보았다. 이를 위하여 유산동기가 서로 다른 개인(個人)들로 구성된 중복세대 모형을 설정하여 상속세율(相續稅率)의 변화시 정체균형간(停滯均衡間)의 비교정학적 분석을 통하여 분배(分配) 및 후생효과(厚生效果)를 고찰하였다. 본고의 분석에 의하면 비례적(比例的) 상속세(相續稅)를 이용한 재분배정책(再分配政策)은 소득분포(所得分布)의 불균등도(不均等度)를 완화시키는 역할을 하나, 장기적(長期的)으로 평균소득(平均所得) 및 자본량(資本量)에 미치는 효과는 효용함수(效用函數)의 형태(形態)에 따라 다르게 나타났다. 또한 조세왜곡(組稅歪曲)에 의한 후생상실효과(厚生喪失效果)로 말미암아 상속세율(相續稅率)의 증가가 재분배효과(再分配效果) 및 정(正)의 장기소득효과(長期所得效果)를 갖더라도 사회후생(社會厚生)은 오히려 감소할 수 있음을 보였다. 경험적(經驗的)으로 합당(合當)하리라 기대되는 상수(常數)값을 이용한 수량적(數量的) 시뮬레이션 결과에 의하면, 실질이자율(實質利子率)이 그 황금률 수준보다 높고 한계효용(限界效用)의 탄성치(彈性値)가 충분히 클 경우에 한하여 상속세율(相續稅率)의 증가는 분배개선효과(分配改善效果)와 아울러 공리주의적 사회후생함수(社會厚生函數)의 값을 높일 수 있는 것으로 나타났다. 만일 이러한 조건이 충족되지 않을 경우 상속세(相續稅)를 이용한 소득재분배정책(所得再分配政策)은 오히려 사회후생(社會厚生)을 낮추는 하향평준화(下向平準化)을 효과(效果)만을 갖게 될 수 있는 것으로 나타났다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제21권1호
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• pp.93-127
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• 2012

본 논문에서는 전력시장에서 원가 이하로 규제되고 있는 소매요금제도의 문제점을 분석하기 위해 규제된 소매요금 대신 시간별 도매시장가격의 변동을 반영하는 실시간 요금제를 도입할 경우 사회후생에 미치는 영항과 이와 같은 소매요금제도의 변화가 한국전력의 손실 규모를 어느 정도 보전할 수 있는지를 추정한다. 전력거래소의 전력통계정보시스템(EPSIS)과 에너지경제연구원 국가에너지통계종합정보시스템(KESIS), 통계청, 한국은행, 기상청의 2008~2010년 통계자료에 기초하여 실질소매가격, 온도, 가구수, 습도 실질 GDP, 그리고 요일 및 공휴일 더미 등을 설명변수로 이용하여 상대적으로 수요가 많은 여름(6~8월)과 겨울(12~2월)의 최대 부하시간대와 최저 부하시간대의 수요패턴을 분석하였다. 회귀분석을 통해 추정된 선형수요함수와 발전기별 한계비용에 기초하여 산정된 계단식 공급함수를 이용하여 규제된 소매요금이 시장균형가격인 실시간 요금으로 전환될 경우의 사회후생 변화를 살펴본 결과, 여름기간(6~8월)에는 사회후생이 약 674억 원 증가하는 것으로 나타났다. 또한 한전손실 총액 중 7,055억 원은 소비자잉여의 이전으로, 나머지 674억 원은 시중손실의 감소로 충당될 수 있음을 확인하였다. 겨울에는 사회후생 증대가 약 2,251억 원에 이르고, 한전의 손실 중 1조 1,743억 원이 소비자잉여의 전가로 보전될 수 있는 것으로 나타나 소매요금의 규제가 사중손실의 발생을 통해 전체 사회후생을 감소시키고, 한전에게 막대한 손실을 초래하고 있다는 결과를 도출하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.44-44
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• 1999

저진공(1 kPa~ 100 kPa)은 대기압 측정, 비행고도, 기체의 온도 측정, 질량의 부력 보정, 레이저의 굴절률 측정등에 사용되는 영역으로 과학적 중요성을 갖고 있다. 또한 대기압 이상의 압력 측정과 고진공 측정의 경계적 역할도 수행하고 있어 압력 표준기의 국제 비교에 필수적으로 권장되는 역역이다. 이 영역에 주로 사용되는 압력 표준기는 수은 압력계(Mercury manometer)와 분동식 압력계(Deadweight piston gauge or Pressure)가 있다. 이들은 이동이 불편하거나 불가능하므로 표준기의 국제 비교에 사용되는 전달 표준기로는 보다 이동이 간편한 탄성 압력계인 CDG(Capacitance diaphragm Gauge)가 있다. 이 게이지는 반도체 산업의 공정 제어용으로도 많이 사용되고 있다. 그러나 게이지와 함께 사용되는 컨트롤러의 부피가 크고 무거우며 영점 이동이 커서 측정때 마다 재조정하여야 하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이 같은 단점을 극복하기 위해 수정빔 진동형 진공 센서를 잔달 표준기로 사용하는 것에 대한 연구를 수행하였다. 수정빔 진동형 압력 센서는 수정빔으 공진주파수가 스트레인에 비례하는 것을 이용하여 제작된 센서로 주로 대기압 이상의 고압 측정에 많이 사용되고 있다. 먼저 수정빔의 압력과 주파수간의 관계를 측정하고 또한 내장된 수정 온도센서의 공진 주파수를 측정하여 온도 보상을 위한 자료로 사용하였다. 규격에 나와 있는 수정빔의 기하학적 형상으로부터 거동에 관한 이론 모델식을 구하고 압력교정 자료로부터 얻어진 데이터를 이 식과 비교 분석하여 적합한 특성식과 인자를 구하였으며 게이지의 불확도를 추정하였다.모델은 길이가 유한한 0-차원 실린더 모델로 가정하였고, 이에 대한 기하학적 성질 및 열역학적 성질은 유효계수를 고려하여 산출하였다. 진공용기 이중 벽 내부로 흐르는 질소가스의 유량과 온도의 계산은 진공용기 내벽과 외벽을 각각 독립적인 열전달 요소로 가정하여 구성한 모델을 이용하였다. 전체 해석에서 각 열전달 요소의 비열 값은 온도에 따라 변화하는 비열의 특성을 반영하였으며. 진공용기와 플라즈마 대향 부품의 방사율(emissivity)은 앞서 가정했던 각 온도 상승 곡선에 대해서 각각 0.1, 0.2, 1.3의 경우를 가정하여 계산하였다. 직선적으로 증가하는 온도 상승 곡선중 2$0^{\circ}C$/hr의 온도상승율을 갖는 경우가 다른 베이킹 시나리오 모델에 비해 효과적이라 생각되며 초대 필요 공급열량은 200kW 정도로 산출되었다. 실질적인 수치를 얻기 위해 보다 고차원 모델로의 해석이 필요하리라 생각된다. 끝으로 장기적인 관점에서 KSTAR 장치의 베이킹 계획도 살펴본다.습파라미터와 더불어, 본 연구에서 새롭게 제시된 주기분할층의 파라미터들이 모형의 학습성과를 높이기 위해 함께 고려된다. 한편, 이러한 학습과정에서 추가적으로 고려해야 할 파라미터 갯수가 증가함에 따라서, 본 모델의 학습성과가 local minimum에 빠지는 문제점이 발생될 수 있다. 즉, 웨이블릿분석과 인공신경망모형을 모두 전역적으로 최적화시켜야 하는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해서, 최근 local minimum의 가능성을 최소화하여 전역적인 학습성과를 높여 주는 인공지능기법으로서 유전자알고리즘기법을 본 연구이 통합모델에 반영하였다. 이에 대한 실