• 한국지반공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.5-11
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• 2007

최근 사용이 증가 추세에 있음에도 불구하고 마이크로파일의 하중전이곡선에 관한 연구는 매우 미미한 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내지반 및 시공조건이 반영된 실물크기의 시험말뚝에 대한 현장시험을 실시하여 마이크로파일의 주면하중전이곡선을 산정하는 경험식을 제안하였다. 말뚝재하시험 결과로부터 깊이별 하중전이곡선을 구하고, 이를 쌍곡선 함수형태로 전환 시킨 후, 하중전이함수와 지반의 표준관입시험 저항치(N)와의 관계를 정립하였다. 이러한 일련의 과정을 거친 결과를 토대로 유한차분법과 문헌자료를 활용하여 개발된 하중전이함수로부터 풍화토에서 마이크로파일의 주면마찰력을 추정할 수 있음을 평가하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제32권5호
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• pp.319-338
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• 2023

The study presents a new hybrid data-driven method by combining radial basis functions neural networks (RBF-NN) with the Jaya algorithm (JA) to provide effective structural health monitoring of arch dams. The novelty of this approach lies in that only one user-defined parameter is required and thus can increase its effectiveness and efficiency, as compared to other machine learning techniques that often require processing a large amount of training and testing model parameters and hyper-parameters, with high time-consuming. This approach seeks rapid damage detection in arch dams under dynamic conditions, to prevent potential disasters, by utilizing the RBF-NNN to seamlessly integrate the dynamic elastic modulus (DEM) and modal parameters (such as natural frequency and mode shape) as damage indicators. To determine the dynamic characteristics of the arch dam, the JA sequentially optimizes an objective function rooted in vibration-based data sets. Two case studies of hyperbolic concrete arch dams were carefully designed using finite element simulation to demonstrate the effectiveness of the RBF-NN model, in conjunction with the Jaya algorithm. The testing results demonstrated that the proposed methods could exhibit significant computational time-savings, while effectively detecting damage in arch dam structures with complex nonlinearities. Furthermore, despite training data contaminated with a high level of noise, the RBF-NN and JA fusion remained the robustness, with high accuracy.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권1호
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• pp.83-96
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• 2024

This paper suggests an analytical approach to investigate the free vibration and stability of functionally graded (FG) beams with both perfect and imperfect characteristics using a quasi-3D higher-order shear deformation theory (HSDT) with stretching effect. The study specifically focuses on FG beams resting on variable elastic foundations. In contrast to other shear deformation theories, this particular theory employs only four unknown functions instead of five. Moreover, this theory satisfies the boundary conditions of zero tension on the beam surfaces and facilitates hyperbolic distributions of transverse shear stresses without the necessity of shear correction factors. The elastic medium in consideration assumes the presence of two parameters, specifically Winkler-Pasternak foundations. The Winkler parameter exhibits variable variations in the longitudinal direction, including linear, parabolic, sinusoidal, cosine, exponential, and uniform, while the Pasternak parameter remains constant. The effective material characteristics of the functionally graded (FG) beam are assumed to follow a straightforward power-law distribution along the thickness direction. Additionally, the investigation of porosity includes the consideration of four different types of porosity distribution patterns, allowing for a comprehensive examination of its influence on the behavior of the beam. Using the virtual work principle, equations of motion are derived and solved analytically using Navier's method for simply supported FG beams. The accuracy is verified through comparisons with literature results. Parametric studies explore the impact of different parameters on free vibration and buckling behavior, demonstrating the theory's correctness and simplicity.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제89권3호
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• pp.225-238
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• 2024

In this paper, a quasi-3D hyperbolic shear deformation theory for the bending responses of a functionally graded (FG) porous micro-beam is based on a modified couple stress theory requiring only one material length scale parameter that can capture the size influence. The model proposed accounts for both shear and normal deformation effects through an illustrative variation of all displacements across the thickness and satisfies the zero traction boundary conditions on the top and bottom surfaces of the micro-beam. The effective material properties of the functionally graded micro-beam are assumed to vary in the thickness direction and are estimated using the homogenization method of power law distribution, which is modified to approximate the porous material properties with even and uneven distributions of porosity phases. The equilibrium equations are obtained using the virtual work principle and solved using Navier's technique. The validity of the derived formulation is established by comparing it with the ones available in the literature. Numerical examples are presented to investigate the influences of the power law index, material length scale parameter, beam thickness, and shear and normal deformation effects on the mechanical characteristics of the FG micro-beam. The results demonstrate that the inclusion of the size effects increases the microbeams stiffness, which consequently leads to a reduction in deflections. In contrast, the shear and normal deformation effects are just the opposite.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권12호
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• pp.47-58
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• 2018

Duncan & Chang(1970)는 던컨-창 모델을 제안하면서 흙시료의 초기 접선계수와 극한 축차응력을 구하기 위하여 쌍곡선이론을 사용하여 삼축압축시험의 응력-변형률의 비선형관계를 변환된 변형률/축차응력-변형률의 선형관계로 재구성하였다. 그러나 변환된 응력-변형률 관계는 이론적으로 선형관계를 나타내지만, 실제로는 시험이 시작되는 변형률이 작은 구간과 시료가 파괴에 이르는 변형률이 큰 구간에서는 비선형관계를 보인다. 이러한 현상은 삼축압축시험의 응력-변형률 곡선이 완전한 쌍곡선 형태가 아님을 나타낸다. 따라서 변환된 응력-변형률 곡선의 전 구간에 대하여 선형 회귀분석을 실시하여 직선의 식을 구하게 되면, 비선형관계를 나타내는 구간의 범위에 따라 선형관계식의 산정에 편차가 발생하게 된다. 이러한 편차를 줄이기 위하여 본 연구에서는 변환응력-변형률 관계에서 비선형을 나타내는 초반과 종반 구간을 제외한 구간에 대하여 선형회귀분석을 실시함으로써 초기접선계수와 극한 축차응력을 산정하는 수정회귀분석법을 제안하였다. 수정회귀분석법을 검증하기 위하여, 풍화토의 다짐시료에 대하여 압밀-배수 삼축압축시험을 실시하였다. 삼축압축시험의 응력-변형률 곡선으로부터 구한 변환응력-변형률 관계에 대해서 수정회귀분석을 실시하여 Duncan et al.(1980)이 제안한 2점법으로 구한 결과와 비교하였다. 분석결과 수정회기분석법에 비해 Duncan의 2점법으로 산정한 초기 접선계수는 4.0% 크게, 그리고 극한 축차응력은 2.9% 작게 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권7호
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• pp.17-25
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• 2007

연약점토지반에 도로, 대규모 단지조성공사에 따른 지지력의 부족과 과대한 침하량으로 인하여 여러 가지 어려운 문제가 발생하며 최종 침하량 및 침하시간의 정확한 예측은 지반개량공법의 선정은 물론 사업비, 사업기간에 중대한 영향을 미치게 된다. 현재 사용되고 있는 침하량 예측기법으로는 Terzaghi의 압밀이론을 응용한 Asaoka법과 경험식인 Hyperbolic법, Hoshino법 등이 있다. 그러나 이러한 방법들에 의하여 예측된 침하량과 실제 침하량이 정확히 일치하지 않는 경향이 있다고 알려지고 있다. 게다가 이런 방법 등은 계측결과가 없는 설계단계에서는 사용할 수 없는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 국내 단지조성공사에서의 데이터와 다양한 테스트 결과값를 이용하여 성토시 침하를 보다 정확하게 예측하기 위해 인공신경망 기법인 Jordan 모델과 Elman-Jordan 모델을 적용하여 가장 적합한 모델구조를 얻고자 하였다. 개선된 인공신경망 모델에 의한 예측치를 실측치와 비교하였고, 결과값에 의하면 Jordan 모델이 Elman-Jordan 모델보다 실측치와 잘 일치하고 콘관입 저항을 이용한 예측치가 표준관입시험을 이용한 결과치보다 실제에 더 가깝다는 것을 알 수 있다. 따라서 더 많은 현장실험 데이터가 확보된다면 콘관입시험을 이용한 순환형 인공신경망 기법이 침하량 예측에 있어 가장 효과적인 방법이 될 것이라 사료된다.

• 수산해양기술연구
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• 제37권1호
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• pp.18-23
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• 2001

해상의 축양장에서 초음파 핑거를 부착한 참돔의 유영행동을 원격계측 시스템으로 추적한 현장실험의 관측결과로부터 수치 모델의 파라메터를 최소자승법으로 추정한 결과와 정규난수를 이용한 시뮬레이션에 의해 각 개체의 추정위치의 시계열 데이터를 구하여 유영궤적, 유영속도, 유영깊이, 축양교의 벽과 개체 사이의 근접거리, 개체 상호간의 최근접거리 등의 유영특성을 나타내는 지표에 대해 현장보험에 의한 결과와 시뮬레이션에 의한 결과를 비교한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 초음파 핑거를 부착한 참돔을 방류하여 120분 동안의 유영행동을 추적한 현장보험에 의한 유류궤적은 고류 후 30분이 경과한 때에는 축양권의 중심 부근으로 이동하고, 주로 축양노의 좌하 모퉁이와 우상 모퉁이의 대각선 방향으로 분포하는 경향을 나타내었으며, 시뮬레이션에 의한 유영궤적도 이와 유사한 경향을 나타내었다. 2. 현장보험의 결과로부터 계산된 어군의 평균 유영속도는 39.2 cm/sec (1.4BL cm/sec)였으며, 시뮬레이션에 의한 평균 유영속도는 44.4 cm/sec (1.6BL cm/sec)로서 보험에 의 한 결과와 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 3. 현장보험에서 계측된 어군의 평균 유영 깊이는 238 cm였으며, 시뮬레이션에 의한 결과는 248 cm로서 큰 차이가 없었다. 4. 현장보험에서 구한 축양노의 벽과 개체 사이의 평균 근접거리는 132 cm였으며, 시뮬레이션에 의한 결과는 129cm로서 비슷한 것으로 나타났다. 5. 현장보험에 의한 개체 상호간의 평균 최근접 거리는 83 cm였으나, 시뮬레이션에 의한 결과는 61cm로서 다소 차이가 있는 것으로 나타났다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제38권1호
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• pp.1-6
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• 1995

Rhodocyclus gelatinosus KUP-74의 고농도 휴지균체로부터 ${\delta}-aminolevulinate$(ALA)를 연속적으로 생산하기 위한 최적조건을 검토하였다. 균체외 ALA양은 20 mg cells/ml의 균체농도까지는 농도 증가에 따른 rectangular hyperbola의 증가양식을 보였으나, 그 이상의 균체농도는 ALA 생산에 전혀 증가효과를 보이지 않았다. 20 mg cells/ml의 반응계에서, 균체외 ALA의 효과적 생산을 위한 첨가물질의 최저농도는 levulinate 4 mM과 L-glutamate 5 mM로 나타났으며, 배양 3시간후 ALA 양의 최대치를 보였다. 한편, Ca-alginate를 이용한 포괄법으로 고정화시킨 균체로부터 효과적으로 ALA를 생산하기 위한 첨가물질의 최적농도는 levulinate 6 mM과 L-glutamate 10 mM로 나타났으며, 배양 6시간째에 균체외 ALA 양의 최대치를 보였다. 또한, 이 조건 하에서 고정화균체와 고농도의 휴지균체에 의한 ALA의 연속생산성을 검토한 결과, 이들 균체에 의한 50% ALA 생산성은 각각 185시간과 100시간에서 나타났으며, 생산된 균체외 ALA의 회수를 위해서는 균체를 고정화시키는 방법이 효과적이었다.

• 한국광학회지
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• 제29권4호
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• pp.166-172
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• 2018

본 논문에서는 우주의 진공환경에서 반사경 코팅이 흡수한 습기를 방출하면서 나타나는 경면 형상의 변화를 예측하기 위한 새로운 방법론을 제안한다. 직경 50 mm, 두께 1.03 mm의 원형 시편과 간섭계를 통해 진공환경에서 나타나는 시편 형상 변화량을 측정하고 제르니케 프린지 다항식(Zernike fringe polynomial) 곡률항으로 나타내었다. 그 결과 습기 방출에 따른 코팅 스트레스는 152.7 Mpa로 계산되었다. 계산된 스트레스는 1.25 mm 두께 시편의 수치모사 모델에 적용하여 변화된 형상의 곡률항을 측정결과의 표준편차 이내($78.9{\pm}5.9nm$)로 예측할 수 있음을 검증하였다. 이 방법론을 2019년에 발사 예정인 차세대중형위성의 직경 600 mm 쌍곡면경에 적용, 습기 방출에 의한 경면 형상 변화를 계산하여 반사경의 초점거리가 약 $2.005{\mu}m$ 만큼 ?아짐을 예측하였다. 초점거리 변화는 광학 탑재체의 MTF를 한계공간주파수(Nyquist frequency)에서 2.3% 가량 낮추지만, 요구 사양을 만족하여 우주에서도 문제없이 운용 가능함을 확인하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.706-712
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• 2022

연구목적: 본 연구에서는 우리나라 중부 내륙지역의 연약지반 침하특성을 분석하여 실무에 활용할 수 있도록 하기 위하여 현장실험연구를 실시하였다. 연구방법: 현장실험에서 실측한 10개의 침하계측 자료를 이용하여 설계예측값과 비교분석을 실시하였다. 설계예측값은 Terzaghi의 일차원 압밀침하량분석을 사용하였다. 실험에서 현장계측은 지표침하판을 이용하였다. 연구결과: 예측값과 실제값의 침하거동은 대체로 유사하였으나 침하량 값에서는 실제 침하량 값이 예측 침하량 값에 비하여 30%이하의 침하거동을 보였다. 본 연구지역의 압밀침하율은 9.6%~27.0% 범위를 나타내었으며 평균값은 18.21% 로서 우리나라 중부지역 내륙의 평야지대에 분포된 실트질 연약지반의 침하량 예측은 비교적 매우 과다하게 예측될 수 있는 것으로 분석되었다. 결론: 우리나라 중부지역 내륙의 평야지대에 분포된 실트질 연약지반의 침하량 예측 설계에서는 과다설계 가능성이 있으므로 정밀한 지반조사와 세밀한 예측이 필요한 것으로 판단된다.