• 지구물리와물리탐사
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• 제26권3호
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• pp.114-125
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• 2023

편미분방정식의 해를 구하기 위한 여러 수치해법들의 한계와 순수 데이터 기반 기계학습의 단점을 극복하기 위해 물리정보신경망(physics-informed neural network, PINN)이 제안되었다. 물리정보신경망은 편미분방정식을 손실함수 구성에 직접 활용하여 기계학습 훈련에 물리적 제약을 주는 기법으로 파동방정식 모델링에도 활용될 수 있다. 그러나 물리정보신경망을 이용하여 파동방정식을 풀기 위해서는 신경망 훈련 시 입력에 대한 2차 미분이 수행되어야 하고, 그 결과로 출력되는 파동장은 복잡한 역학적 현상들을 포함하고 있어 섬세한 전략이 필요하다. 이 해설 논문에서는 물리정보신경망의 기본 개념을 설명하고 파동방정식 모델링에 활용하기 위한 고려사항들에 대해 고찰하였다. 이러한 고려사항에는 공간좌표 정규화, 활성함수 선정, 물리손실 추가 전략이 포함된다. 훈련자료의 공간좌표를 정규화한 후 사용하면 파동방정식 모델링을 위한 신경망 훈련에서 초기 조건이 더 정확하게 반영되는 것을 수치 실험을 통해 보였다. 또한 신경망을 통한 파동장 예측에 가장 적절한 활성함수를 선정하기 위해 여러 함수들의 특성을 비교했다. 특성 비교는 각 활성함수들의 입력자료에 대한 미분과 수렴성을 중심으로 이루어졌다. 마지막으로 신경망 훈련 중 손실함수에 물리손실을 추가하는 두가지 시나리오의 결과를 비교하였다. 수치 실험을 통해 훈련 초기부터 물리손실을 활용하는 전략보다 초기 훈련단계 이후부터 물리손실을 적용하는 커리큘럼 기반 학습전략이 효과적이라는 결과를 도출했다. 추가로 이 결과를 물리손실을 전혀 사용하지 않은 훈련 결과와 비교하여 PINN기법의 효과를 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.87-97
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• 2009

지진계수는 지진재해도 함께 지표면에서의 설계응답스펙트럼을 생성하는데 사용된다. 지진계수는 일반적으로 결정론적인 방법으로 도출되는 반면 지진재해도는 확률론적으로 계산되어 이들은 혼용될 수 없으나, 국내외 내진설계기준에서는 이들을 명확한 근거없이 혼용하고 있다. 이와 같은 근본적인 문제점을 해결하기 위해서 본 연구에서는 기존의 지진재해분석과 암반노두에서는 동일한 결과를 재현하되 지반응답해석 기능을 추가하여 토층에서의 부지증폭현상을 고려한 확률론적인 지진계수를 도출할 수 있는 신(新) 지진재해분석 기법을 적용하였다. 신(新) 지진재해분석 기법의 또다른 장점은 지반의 불확실성과 임의성을 합리적으로 고려할 수 있다는 점이다. 본 연구에서 계산된 확률론적 지진계수는 내진설계기준(II)과 국내에서 제안된 지진계수 세트들과 비교하여 차이점을 분석하였다. 비교 결과, 내진설계기준(II)과는 현격한 차이가 있는 반면, 또다른 지진계수와는 일부 지반분류에서만 차이가 나는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5A호
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• pp.887-899
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• 2006

본 연구의 목적은 교량 거더 단면의 공기역학적 특성을 나타내는 기본 자료인 공기력계수와 플러터계수가 동적응답과 어떠한 상관관계를 가지는지를 규명하는데 있다. 이를 위해 세 단계의 단면모형실험이 수행되었다. 첫 번째 단계에서는 총 7개의 거더 단면 즉, 6개의 플레이트거더 단면과 1개의 박스거더 단면이 고려되었으며 거더 단면의 기하학적 형상, 영각, 바람의 방향 그리고 기류조건이 공기력계수인 항력계수, 양력계수 그리고 모멘트계수에 미치는 영향을 정적 단면모형실험을 통해 살펴보았다. 두 번째 단계에서는 동적실험을 통해 각 단면의 공기력계수와 동적응답의 상관성을 검증하였다. 마지막으로 2자유도하의 동적 단면모형실험을 통해 세 개의 거더 단면의 플러터계수를 산출하고 이를 동적실험결과와 비교하였다. 주어진 단면형상에 대한 비정상 공기력에 의해 변화되는 시스템의 감쇠와 강성을 가장 잘 반영하는 플러터계수는 초기변위-자유진동시스템을 이용하여 추출하였다. 이를 위해 등류조건에서 풍속별로 교량단면의 수직 및 비틀림 초기변위의 시간에 따른 진폭의 감쇠를 측정하였다. 본 연구에서 제시한 교량단면의 공기력계수와 플러터계수는 공탄석해석 및 버펫팅해석을 위한 기본 자료로 유용하게 쓰일 것으로 보인다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6A호
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• pp.625-639
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• 2009

본 연구에서는 f/L비가 다른 CFT 트러스 거더의 구조거동에 관한 실험 및 해석적 연구를 수행하기 위해서 2개의 실험체를 제작하였고, CFT 트러스 거더의 구조특성을 평가하기 위하여 휨실험을 수행하였다. ABAQUS에 의한 비선형 유한요소해석을 통해서 축력과 모멘트를 받는 CFT 부재의 비선형 재료모델을 비교분석하였다. CFT 부재의 구속 콘크리트 및 강재의 응력-변형률 모델은 많은 연구자들에 의해서 제시되어 왔다. 본 연구에서는 Mander, Sakino, Han, Susantha 및 Ellobody 등이 제안한 구속 콘크리트의 응력-변형률 모델을 적용하여 비선형해석을 수행하였고, 해석결과를 통해서 CFT 트러스 거더의 하중-처짐 관계, 하중-변형률 관계 등을 비교하였다. 하중-처짐 관계에서 Mander와 Susantha의 모델을 적용한 해석결과는 실험결과보다 약 12.0~13.8% 높은 하중을 예측하며, Sakino의 모델은 실험결과보다 약 7.6% 높은 하중을 예측하였다. Han과 Ellobody의 모델은 실험결과보다 약 0.2~1.2% 높은 하중을 예측하여 실험치와 가장 잘 맞는 결과를 보였다. 그러나 각 연구자의 응력-변형률 모델을 적용한 비선형 해석을 통해 산정된 하중-변형률 관계는 하중-처짐 관계와는 반대로 안전측의 결과를 보여 전반적으로 실험치보다 큰 수준의 변형률을 보였다.

• 천문학회보
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• 제46권2호
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• pp.58.1-59
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• 2021

Exploration of asteroids' internal structure is essential for understanding their evolutional history. It also provides a fundamental information about the history of coalescence and collision of the solar system. Among several models of the internal structures, the rubble-pile model, confirmed by the near-Earth asteroid (25143) Itokawa by Hayabusa mission [1], is now widely regarded as the most common to asteroids with size ranging from 200 m to 10 km [2]. On the contrary, monolithic and core-mantle structures are also possible for small asteroids [3]. It is, however, still challenging to look through the interior of a target object using remote-sensing devices. In this presentation, we introduce our ongoing research conducted at Seoul National and propose an idea to infer the internal structure of Apophis using available instruments. Itokawa's research provides an important benchmark for Apophis exploration because both asteroids have similar size and composition [4][5]. We have conducted research on Itokawa's evolution in terms of collision and space weathering. Space weathering is the surface alteration process caused by solar wind implantation and micrometeorite bombardment [6]. Meanwhile, resurfacing via a collision acts as a counter-process of space weathering by exposing fresh materials under the matured layer and lower the overall degree of space weathering. Therefore, the balance of these two processes determine the space weathering degrees of the asteroid. We focus on the impact evidence on the boulder surface and found that space weathering progresses in only 100-10,000 years and modifies the surface optical properties (Jin & Ishiguro, KAS 2020 Fall Meeting). It is important to note that the timescale is significantly shorter than the Itokawa's age, suggesting that the asteroid can be totally processed by space weathering. Accordingly, our result triggers a further discussion about why Itokawa indicates a moderately fresh spectrum (Sq-type denotes less matured than S-type). For example, Itokawa's smooth terrains show a weaker degree of space weathering than other S-type asteroids [7]. We conjecture that the global seismic shaking caused by collisions with >1 mm-sized interplanetary dust particles induces granular convection, which hinders the progression of space weathering [8]. Note that the efficiency of seismic wave propagation is strongly dependent on the internal structure of the asteroid. Finally, we consider possible approaches to investigate Apophis's internal structure. The first idea is studying the space weathering age, as conducted for Itokawa. If Apophis indicates a younger age, the internal structure would have more voids [9]. In addition, the 2029 close encounter with Earth provides a rare natural opportunity to witness the contrast between before and after the event. If the asteroid exhibits a slight change in shape and space weathering degree, one can determine the physical structure of the internal materials (e.g., rubble-pile monolithic, thick or thin regolith layer, the cohesion of the materials). We will also consider a possible science using a seismometer.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.161-168
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• 2023

전로슬래그는 용광로에서 생산된 선철을 용융강으로 정제하는 과정에서 배출되는 부산물로, 컨버터에서 생산되는 양의 약 15 %가 배출된다. 이 전로슬래그는 유리 CaO 함량이 높아 콘크리트 골재로 사용 시 팽창균열 가능성이 있어 재활용이 어렵다. 이를 해결하기 위해 전로슬래그를 야드에서 숙성시키지만 완벽하게 제어하기는 어렵다. 본 연구에서는 전로슬래그에 모르타르 제제를 혼합하여 연구를 수행함으로써 골재가 아닌 시멘트 대체재로 전로슬래그를 사용할 수 있는 가능성을 검토하였다. 실험에 사용된 전로슬래그의 EDS 결과, 분말상 대비 골재상일 때 자력선별을 진행하는 것이 T.Fe를 제거하는데 더 효과적인 것을 확인하였다. 분쇄효율 실험은 T.Fe가 많이 분류된 비자착분이 가장 높은 분말도를 나타내었다. 이런 고분말도로 인해 전로슬래그를 15 % 치환했을 때 Plain 대비 비자착분의 플로가 가장 많이 감소하였다. 전로슬래그를 혼입한 모르타르의 길이변화는 재령이 증가할수록 변화율이 커지지만 Plain 대비 유사한 변화율이 나타났다. 압축강도에서는 Plain 대비 비자착분은 치환율 15 %까지 91.9~97.1 %의 강도 발현을 나타내었다. 추후 전로슬래그 미분말을 시멘트 대체재로 활용할 경우, 분쇄 전 자력(Gauss) 조절을 통한 최적의 자력선별 조건을 찾아 더 효율적인 T.Fe 선별 방법이 필요할 것으로 판단되며, EDS 및 Mapping은 국부적인 분석방법으로 큰 편차율을 보이기 때문에 다수의 시료 평가가 필요할 것으로 판단된다.

• 전기화학회지
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• 제26권4호
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• pp.43-55
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• 2023

나노포어와 같은 다공성 나노구조물은 물질전달 기초연구뿐만 아니라 수처리, 에너지 변환, 바이오센서 등 다양한 응용 가능성으로 현재 큰 주목을 받고 있다. 초기연구는 수백 나노미터 지름의 포어를 이용한 양/음전하 선택성 물질전달에 주로 집중되었고 현재는 수 나노미터 또는 그 이하의 나노포어를 통한 다기능성 물질전달 시스템이 보고되고 있다. 대표적으로 특정 표적물질(target)과 특이적 결합을 할 수 있는 수용체(receptor)를 포어 내벽에 고정하여 바이러스, 분자, 이온까지 다양한 크기와 성질을 가지는 물질을 선택적으로 수송, 검출할 수 있는 생체모사형 스마트 나노포어 구현 사례가 증가하고 있다. 이와 더불어 생체채널 메커니즘에 기인하여 소수성 나노포어에 전기장, 빛과 같은 외부 자극을 통해 물질전달을 on-off 밸브 형태로 흐름을 능동적으로 제어하는 나노포어도 최근 특히 주목을 받고 있다. 이번 총설에서는 나노포어의 크기(지름, 길이, 구조형태 등), 포어 내벽의 물리화학적 성질을 조절하여 특정 전하, 분자, 이온을 선택적으로 수송 및 제어할 수 있는 나노포어 기반 물질전달 조절 시스템에 관한 동향을 알아본다. 더불어 이를 기반으로 최근 보고된 응용 연구 사례도 함께 소개한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.509-516
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• 2023

콘크리트의 염해저항성을 향상시키기 위한 방법으로 콘크리트에 황(S)을 사용하는 것이 다양하게 연구되어 왔으나, 유황은 고체로 존재하고 분말화가 어렵기 때문에 시멘트, 콘크리트 등의 혼화제나 혼합물로 활용하기 어려운 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 디시클로펜타디엔 등의 고분자를 사용하여 황을 개질한 바 있으나, 이 역시 개질 후 끈끈한 상태로 존재하여 근본적인 문제를 개선하지 못한다. 이에 새롭게 개질한 바이오 황이 시멘트 수화에 미치는 영향을 검토한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 소석회 개질 바이오 황은 반응 조건에 따라 미반응 황 및 소석회, 칼슘-황(Ca-S) 화합물 및 물을 함유한 슬러리 상태로 존재한다. 소석회 바이오 황을 시멘트 혼합물로 사용하는 경우, 소석회 개질 바이오 황을 첨가한 모르타르의 내염해성은 일반 모르타르에 비해 우수하며, 이는 소석회 개질 바이오 황을 함유한 시멘트 수화물의 구조가 ettringite의 지속적인 존재로 인해 일반 시멘트 수화물의 구조보다 더 치밀하기 때문인 것으로 판단된다.

• 경영정보학연구
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• 제22권1호
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• pp.33-57
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• 2020

블록체인 생태계의 혁신을 촉진하는 암호화폐가 여러 목적을 위해 발행됨에도 불구하고, 투자자들은 암호화폐를 시세 차익의 수단으로만 인식한다. 이는 암호화폐의 투기적 측면만을 부각해 암호화폐가 발행되는 근본적인 목적이 무시되고, 블록체인 생태계의 혁신을 방해한다. 본 연구에서는 암호화폐 투자자들의 투기적 행동 원인을 학문적 관점에서 규명한다. 개인들이 기존 주식, 벤처 투자 시 사용하는 의사결정 기준을 통합하고 암호화폐 투자 시 고려해야 할 기준을 추가해 통합하였다. 확립된 모델을 바탕으로 암호화폐에 대한 그릇된 인식의 원인을 제한된 합리성 이론으로 뒷받침한다. 의사결정 기준 정립을 위해 전통적인 벤처 및 엔젤 투자자들이 투자 의사결정 시에 사용하는 변수를 차용하고, 암호화폐 속성을 반영하기 위해 백서의 목차에서 나타난 키워드를 수집하여 암호화폐 투자에 적용 가능한 새로운 변수들을 도출하였다. 본 연구는 Simon이 제시하는 제약들로 인해 개인들이 암호화폐를 투기의 수단만으로 인식하고, 생태계의 건전성을 저해하는 비합리적인 의사결정을 행할 수밖에 없게 된다는 것을 설명한다. 이를 위해 우리는 제한된 지식과 불완전한 정보의 제약을 바탕으로 나누어진 표본이 내린 의사결정에서 합리성의 유의미한 차이가 있는지 분석한다. 그 결과, 불완전한 정보는 투자자들이 비합리적인 기준만을 고려하도록 야기했다. 이 결과로부터, 본 연구는 개인들의 합리적인 투자와 블록체인 생태계의 발전이 함께 추구되기 위해 정보 비대칭이 완화되어야 할 필요가 있음을 시사한다. 또한, 산업이 개인 투자자들의 의사결정에 대하여 더 나은 이해를 가능하게 함으로써, 추후 ICO에서 성공적인 자금 조달이 가능하도록 전략적 인사이트를 포착할 수 있다.

• Advances in nano research
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• 제16권6호
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• pp.565-577
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• 2024

Vibration investigation of fluid-filled functionally graded cylindrical shells with ring supports is studied here. Shell motion equations are framed first order shell theory due to Sander. These equations are partial differential equations which are usually solved by approximate technique. Robust and efficient techniques are favored to get precise results. Employment of the Rayleigh-Ritz procedure gives birth to the shell frequency equation. Use of acoustic wave equation is done to incorporate the sound pressure produced in a fluid. Hankel's functions of second kind designate the fluid influence. Mathematically the integral form of the Langrange energy functional is converted into a set of three partial differential equations. A cylindrical shell is immersed in a fluid which is a non-viscous one. These shells are stiffened by rings in the tangential direction. For isotropic materials, the physical properties are same everywhere where the laminated and functionally graded materials, they vary from point to point. Here the shell material has been taken as functionally graded material. After these, ring supports are located at various positions along the axial direction round the shell circumferential direction. The influence of the ring supports is investigated at various positions. Effect of ring supports with empty and fluid-filled shell is presented using the Rayleigh - Ritz method with simply supported condition. The frequency behavior is investigated with empty and fluid-filled cylindrical shell with ring supports versus circumferential wave number and axial wave number. Also the variations have been plotted against the locations of ring supports for length-to-radius and height-to-radius ratio. Moreover, frequency pattern is found for the various position of ring supports for empty and fluid-filled cylindrical shell. The frequency first increases and gain maximum value in the midway of the shell length and then lowers down. It is found that due to inducting the fluid term frequency result down than that of empty cylinder. It is also exhibited that the effect of frequencies is investigated by varying the surfaces with stainless steel and nickel as a constituent material. To generate the fundamental natural frequencies and for better accuracy and effectiveness, the computer software MATLAB is used.