80년대의 거품경제 붕괴 후로는 가격, 용도, 품질, 실질 성 등 상품 기본가치를 중시하는 성숙된 소비사회로 전환될 수 있는 가치를 상품이 실현하고 있는 가이며, 딸서 기본에 충실하고 합리적인 차별화를 제시하는 등 소비자가 자신의 실생활에 있어서 중요하게 생각하고 있는 가치관과 조화를 이루는 상품성이다. 이러한 조건 속에서 소비자 수요의 단순한 발견에 의해 디자인 개념을 설정하는 것을 뛰어 넘어 소비자의 다양한 수요를 이끌어 갈 수 있고 기업의 시장 우위확보를 위한 경쟁력 제고 및 정체성 정립을 위한 방법의 하나로 디자인 인자 지향적 프로세스(factor oriented process)를 기초로 한 다원적 프로세스(multi-sequential process)를 제안한다. 이 인자 지향적 프로세스는 프로세스 내부의 요인 분석(分析) 및 특히 이들의 합성(合成)을 중시하여 이에 의해 새로운 해결안을 그 특성으로 하고 디자인 개발에 합리적인 근거를 제시하도록 한다. 이는 합성과정이란 분류된 인자의 특성에 의해 인자들을 체계적으로 조합하는 과정에 내재하는 제한 요소 사이의 상관관계를 분석하여 우위 인자(dominant factor)를 발견하고 이에 의해 가능한 몇 가지 코드를 만들어 디자인 개념의 방향을 제시하게 되어 디자인 모체를 만드는 과정이다. 다원적 디자인 프로세스란 폭 넓은 접근 방법으로 안으로는 제품 내에 존재하는 우위 인자의 규명에 의한 차별화된 대안들을 찾아내고 밖으로는 관련제품과의 연계성(連繫性)까지 고려한 선행 인자(anterior factor-다 가치 적 기준으로 디자인 방향을 결정해 주는 방향인자)를 찾아내 디자인 방향의 당위적 결정을 유도하는 디자인 프로세스이다.
층간분리는 복합재 적층판에서 발생하는 특수한 파손 모드이다. 유한요소해석기법을 활용하여 균열 성장방향이 확실히 예측되는 일방향 복합재 적층판의 층간분리 거동과 관련된 많은 수치적 연구가 수행되었다. 반면에 여러 방향으로 적층된 복합재 적층판의 층간분리는 층간 균열 뿐 만 아니라 기지재료 파손 및 섬유 브릿징을 수반하는 층내 균열이 발생한다. 또한 층간 균열과 층내 균열이 불규칙적인 비율로 나타나고 층내 균열도 임의의 각도로 성장한다. 이러한 직교적층 복합재 적층판의 균열 성장 방향에 대한 예측은 확정론적 해석 방법 보다는 확률론적 해석 방법이 유리하다. 본 논문에서는 직교적층 탄소섬유/에폭시 복합재 적층판에 모드 I 하중이 가해질 때 균열 경로를 분석하여 향후 확률론적 해석의 기반 자료로 사용할 수 있는 확률 데이터를 수집하고 분석하였다. 직교이방성 재료의 균열선단에서의 응력장 해석결과를 활용하여 균열 성장 방향을 분석할 수 있는 두 가지 기준을 제안하였다. 제안한 방법을 이용하여 직교적층 탄소섬유/에폭시 복합재 적층판의 균열 성장 방향을 정성적, 정량적으로 분석하고 실험값과 비교분석하였다.
다양한 산업 분야의 구조물은 여러 부구조의 조합으로 구성되며, 시스템의 자유도 또한 무수히 많다. 높은 복잡성을 가지는 구조물의 해석 및 계산 효율을 향상시키기 위해서 해석 모델의 단순화 및 자유도 축소가 요구된다. 지난 50여 년 동안 규모가 큰 공학적 문제를 단순화하기 위해 다양한 부분구조화 기법들이 개발되어 왔다. 이러한 부분구조화 기법들은 Newton-Raphson 알고리즘 등과 같은 반복계산을 동반하는 비선형 구조해석 문제 해석에 매우 효과적이다. 본 논문에서는 기 개발된 비선형 부분구조화 기법 중의 하나인 모드미분(modal derivatives)을 이용하여 기하비선형 보의 모델 축소에 적용하고자 한다. 모드미분은 모드 기반 축소 기저의 2차항의 형태로, 선형모드의 조합으로 근사 가능한 변위벡터를 미소변위에 대한 Taylor 급수를 통해 확인할 수 있으며, 시스템의 고유치 문제를 모드 좌표로 미분을 함으로써 얻어진다. 모드미분에는 비선형 접선 강성행렬의 미분을 포함하고 있으며, 이는 유한차분법 등의 근사를 통해 계산할 수 있다. 제안된 방법론은 기하학적 비선형 문제에 우수한 성능을 보이는 동시회전 유한요소법에 적용하였다. 수치예제를 통해 보의 경계가 수평으로 움직일 수 있는 문제에서는 기존의 모드축소기법이 매우 비효율적임을 알 수 있었다. 한편 모드미분을 이용한 축소기법은 다양한 경계조건에 대하여 우수한 성능을 보임을 확인하였다.
하이브리드 실험은 수치해석 모형과 물리적 부분구조 모형사이의 상호작용을 통하여 구조물의 거동을 예측하는 실험법이다. 본 연구에서는 지진하중 재하 시 1경간 2층 강 뼈대 구조물에 대한 다자유도 하이브리드 실험을 수행하고 유효성을 확보하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 전용 하이브리드 수치해석 프로그램인 FEAPH을 개발하였으며, 최적화된 시스템을 구축하였다. FEAPH은 고정 반복법(Fixed iteration)과 병렬화(Parallelization) 기법을 적용하여 순차적 해석에서 발생되는 비효율적 연산을 개선하였다. 또한, 종전에 데이터 통신과 부분구조물과 해석프로그램간의 인터페이스를 간략화하여 하이브리드 시스템 구성을 최적화 하였다. 그 결과, 입력 가진시간(30초) 대비 약 10%의 실험시간이 소요되었다. 시스템의 신뢰성을 검증하고 선형실험과 강 뼈대 구조물의 동적거동을 예측하기 위해 비선형 실험을 수행하였으며 수치해석과의 변위응답이력은 거의 일치 하였다. 그러나 최대변위에 대한 응답은 다소 차이를 보였으며, 이는 재료 비선형성에 대한 해석상의 오차와 영구변형에 의해 발생한 것으로 판단된다. 따라서 적절한 재료 비선형 모델과 알고리즘의 개선이 이루어지면, 실시간 하이브리드 시스템은 구조물의 동적거동을 예측하는데 유용하게 활용될 것이며, 추후 진동대 실험을 대체할 수 있는 효과적인 실험 방법이 될 것으로 판단된다.
본 연구는 세연정의 공간구조 및 형식과 공감각적, 상징적 인지적 요소에 내재하는 전통색채를 분석함으로써 첫째, 세연정 작정에 내재한 전통 색채를 찾아내고 동시에 그 의미를 해석함으로써 세연정 작정의 또 다른 해석 방법을 제시하고 둘째, 기존에 제시된 별서정원의 전통색채 분석 방법론의 신뢰성과 타당성을 검증함을 부목적으로 하였다. 연구방법으로는 전통색채 및 세연정의 작정 배경과 이론, 전통색채 분석 방법 등에 대해서는 문헌연구를 통해 수행하였으며, 전통색채 분석 방법을 세연정 별서에 실증적으로 적용하여 연구 결과를 도출하는 방법을 사용하였다. 특히, 전통색채 분석 방법으로는 세연정에서 나타나는 공간적 요소를 크게 시각적, 공감각적, 상징적 인식적 공간 요소로 구분하여 시각적 공간으로 공간 및 경물의 위치와 방위, 공감각적 공간으로 계절과 시간 및 오관, 상징적 인식적 공간으로 칠정과 사단 등으로 구분하고 각각의 공간요소에 대한 오정색 체계 분석하여 그 의미를 해석하도록 하였다. 연구 결과를 정리 하면 다음과 같다. 첫째, 세연정에서 나타난 공간구조 및 형식은 세연정(洗然亭)을 중심으로 하여 세연정의 사각형 누각의 평면 형태에 따라 동남, 서북의 두 개의 방위 축으로 구분될 수 있었다. 둘째, 세연정에 나타나는 전통색채는 '백색', '청색', '흑색', '적색', '황색 '순으로 나타났다. 셋째, 전통색채 분석에서 청렴과 순결을 상징하는 '백색'이 가장 많이 출현하는 것은 작정자인 윤선도가 맑고 깨끗하게 정치적 미련 없이 세속에 묻혀 살아가는 것을 즐기고자 작정하였다는 해석의 여지를 남겼다. 또한 자연의 생명력을 상징하는 청색의 출현이 우세를 보이는 가운데 지혜를 상징하는 '흑색', 신성하고 숭고한 생명력을 상징하는 '적색'이 유사한 비율로 출현하고 높고 고귀한 지위를 상징하는 '황색'이 제일 낮은 빈도로 출현하는 것은 윤선도가 세연정을 통해 벼슬 등 지위보다는 자연을 즐기며, 그를 통해 지혜를 쌓고, 춤과 시 짓기 등 놀이를 통해 윤선도 스스로 신성하고 고귀한 존재로 여생의 삶을 영위하고자 하는 의도로 작정되었다는 것과 일치되거나 적어도 연관되어 해석될 여지를 보였다. 넷째, 이상의 연구 결과는 본 연구에 선행된 소쇄원의 전통색채 분석과 의미 해석과 비교 고찰해 보았을 때 소쇄원에 처음으로 적용된 전통색채 분석 방법론에 대한 신뢰성과 타당성을 검증할 수 있었다.
안전측면에서 교통류를 효율적으로 운영${\cdot}$관리하기 위해서는 교통류의 위험정도를 명확하게 판단할 수 있는 기준 및 모형개발이 필요하다. 이를 위해, 본 연구에서는 불완전한 추종으로 인해 발생할 수 있는 교통류 위험을 후미추돌위험의 관점에서 파악하였다. 과거 사고 예측 및 도로위험도 평가모형의 경우 운전자 반응을 고려하지 않았기 때문에, 모형의 신뢰성에 다소 문제가 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 이러한 한계 및 문제점을 극복하기 위해 사고발생 가능성이라는 개념을 도입함으로써 위험과 사고 사이에 존재하는 운전자 반응을 모형에 반영하였다. 즉, 추종이론 및 안정성 이론을 바탕으로 후미추돌과 관련된 미시적 변수 즉, 운전자의 반응시간과 감속도를 반영하여 운전자를 고려한 모형을 개발하였다. 위험도를 대표할 수 있는 지표 개발을 위해 소음영향평가에서 사용되는 척도를 활용하였으며, 상대적인 위험도 우위를 평가하기 위해 위험강도 및 지속시간을 고려한 ‘등가위험도’를 개발하였다. 서울시 도시고속도로를 대상으로 직접 실험${\cdot}$조사를 수행하였으며, 미시적 교통류 자료수집을 위해 직접 실험차량을 제작하였다. 수집된 자료를 바탕으로 구간별, 차로별, 교통상황별 위험도를 도출하였다. 모형에 의해 도출된 위험도를 해당구간에서 수집된 차로별 사고자료와 비교하여 본 결과, 교통상황 및 사고자료 패턴과 일치하는 결과를 보여주었다. 본 연구에서 개발된 모형은 안전진단 및 도로설계에서부터 첨단안전차량 제어알고리즘의 안전성평가에 이르기가지 다양한 분야에서 활용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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