• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.128-135
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• 2021

박판관은 충돌안전을 위한 에너지 흡수장치 중의 하나로써 가벼우면서도 에너지 흡수 효율이 좋아 널리 이용되어 왔다. 그러나 일반적인 박판관은 충돌 초기 피크하중(IPCF: Initial Peak Crushing Force)이 높게 유발될 뿐 아니라 반복적으로 나타나는 피크하중으로 인하여 충돌에너지 흡수장치로써의 안정성이 다소 떨어진다는 단점이 있다. 충돌 초기 피크하중을 감소시키고 충돌에너지 흡수장치의 안정성을 키우기 위하여 박판 파형관이 도입되었다. 파형관의 성능은 기하 형상에 큰 영향을 받기 때문에 최적설계 기법을 적용하여 파형관의 성능을 최적화할 수 있다. 본 논문에서는 충돌안전도 해석에 기반한 형상 최적설계를 수행하기 위하여 적응 근사모델(adaptive surrogate model)을 활용한 최적설계 기법을 활용하였다. 파형의 진폭 및 파장 뿐 아니라 형상의 곡률 변화를 설계 변수로써 고려하였다. 형상 설계 매개변수화를 수행하기 위하여 몰핑(morphing) 방법을 채택하였다. 수치 예제를 통해서 적응 근사모델에 기반한 최적설계 결과와 기존 근사모델에 기반한 최적설계 결과를 비교하고 적응 근사모델에 기반한 최적설계 방법이 좀 더 효율적인 결과를 도출함을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.604-613
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• 2018

전 세계적으로 철도의 노후화 및 고속화 등으로 인한 열차탈선사고가 증가하고 있으며, 그로인한 인적 물적 피해가 증가하고 있는 실정이다. 특히 철도교량의 경우에는 가드레일 또는 방호벽 등을 설치하고 있으나, 이는 탈선열차차량(train body level)이 방호벽과 충돌함으로써 열차의 탈선운동을 억제하여 정지시키는데 목적이 있다. 이와 같은 차량에 의한 탈선방호는 인명피해 위험성 및 2차 피해발생 가능성이 높다. 그러므로 본 연구에서는 주행레일 사이에 일탈방호시설물(DCP, Derailment Containment Provision)을 설치하여, 차륜 또는 차축(wheel/bogie level)에서 탈선열차를 방호할 수 있는 시설물을 개발하였다. 또한, 기존 철도교량의 일탈방호성능을 확보할 수 있도록 DCP의 급속시공이 가능하도록 설계하였으며, 방호벽에 작용하는 충돌하중과 급곡선부에서의 관성력을 감소시킴으로써 일탈된 열차가 교량 밖으로의 전도 낙하방지 및 반대편 선로의 침입하는 것을 최소화 하고자 하였다. 본 논문에서는 LS-Dyna을 이용하여, 설계한 DCP의 열차 충돌위치 및 콘크리트 궤도 접합조건에 따른 거동에 대하여 해석적으로 변수연구를 수행하였다. 특히 접합조건은 접합재료의 물성치에 따라 끊어짐을 모사하는 Tiebreak contact과 완전 부착되었다고 가정하는 Perfect bond contact으로 나눠 해석적으로 검토하였다. DCP의 변위, 앵커 및 콘크리트의 응력, 변형률을 확인한 결과 Tiebreak contact이 실제 충돌하중에 대한 거동을 보다 유사하게 모사하는 것으로 판단하였다. 또한, 충돌위치에 따른 변위는 접합구간에서 가장 큰 변형이 발생하였으며, DCP 블록의 중앙에 충돌이 가해질 경우, 충돌하중이 가해지는 DCP 배면에서 휨 파괴가 발생하였다. 본 연구에서 수행한 충돌해석은 실제 충돌실험의 어려움에 의해 사전적으로 해석을 수행하였으며, 이를 바탕으로 DCP 앵커 설계변경은 필요할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.16-24
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• 2021

이 연구에서는 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 면내·외 거동에 대한 내진성능을 평가하였다. 강봉 트러스 시스템 보강은 무보강 조적벽체 1면에 2개의 강봉 트러스 시스템 유닛을 배치하였다. 면내 거동에 대한 실험결과는 무보강 조적벽체 및 벽체 1면에 1개의 강봉 트러스 시스템 보강된 조적벽체와 비교하였으며, 면외 거동에 대한 실험결과는 무보강 조적벽체와 비교하였다. 실험 결과, 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 면내·외 초기 강성은 무보강 조적벽체에 비해 각각 1.9배 및 2.3배 높았으며, 면내·외 최대 내력은 각각 1.8배 및 1.9배 높았다. 특히 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 면내·외 에너지 소산능력은 무보강 조적벽체에 비해 각각 6.1배 및 2.4배 높았으며, 등가 감쇠비는 각각 5.1배 및 1.2배 높았다. 즉, 강봉 트러스 시스템은 무보강 조적벽체의 면내 방향으로의 내진성능 향상뿐만 아니라 면외 방향으로의 내진성능 향상에도 유리할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.73-80
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• 2022

이 연구는 3D 프린팅 복합재료에 대하여 굳지 않은 상태에서는 시간에 따른 경시변화와 레올로지 특성을 평가하였으며, 굳은 상태에서는 적층된 시험체와 몰드 시험체에 대하여 압축강도와 쪼갬 인장강도 특성을 평가하였다. 3D 프린팅용 복합재료는 압출 30분 후부터 급격한 물성변화가 시작되고 90분까지 재료의 점도가 유지되는 경향을 나타나지만, 이송성능과 적층성능의 품질을 확보하기 위해서는 배합 후 60분 이내의 시공이 효과적임을 확인하였다. 적층 시험체의 압축강도는 몰드 시험체 대비 전 재령에서 동등이상의 성능을 나타내었다. 적층 시험체의 응력-변형률 곡선에서 초기 기울기는 몰드 시험체와 유사하게 나타났지만, 최대 응력 이후의 하강 기울기는 몰드 시험체 대비 평균적으로 1.9배 높게 나타나 상대적으로 취성적인 거동을 하였다. 적층 패턴으로 수직으로 측정한 쪼갬인장강도는 몰드 시험체 대비 약 6% 낮게 나타났으며, 적층 패턴을 수평으로 측정할때는 몰드 시험체와 거의 동일한 쪼갬 인장강도를 나타내었다. 이는 적층 시험체의 패턴 방향에 따라 수직하중에 대한 계면간의 부착력이 영향을 받기 때문으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.333-342
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• 2022

경험식에 기반한 폭발 해석방법은 폭압-시간 이력곡선을 하중으로 적용하여 해석하는 방법이다. 이 방법은 모델링이 간단하고 해석시간이 짧아 효율적이지만, 일부 연구에 따르면 근거리 폭발 해석에는 적합하지 않음이 보고되고 있다. 본 연구에서는 예로써 환산거리 0.4~1.0의 근거리 폭발조건에 있는 RC 보에 대해 해석방법에 따른 결과의 차이 및 원인을 분석하였고, 이를 통해 경험식 방법을 이용한 해석의 적용 범위를 구체적으로 검토 및 확인할 수 있었다. 사용된 유한요소해석 프로그램은 LS-DYNA이다. 해석결과에 따르면, 원거리 폭발 실험 데이터를 근거로 하는 경험식 해석방법은 충격량을 과소평가하고 있었다. 이로 인해 RC 보의 처짐은 측정된 처짐 또는 ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian) 해석결과에 비해 작게 계산되었다. 구조체의 응답이 크게 나타나는 근거리 폭발에 대해서는 ALE 해석방법을 사용하는 것이 더 적합할 것으로 사료된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권10호
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• pp.41-49
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• 2023

산악지역 및 경사지반과 같은 비대칭지반에 설치된 교각과 같은 구조물은 바람, 온도, 지진등의 다양한 하중을 받게 된다. 비대칭지반에 설치된 교각과 같은 구조물을 안정적으로 지지하기 위해 보편적으로 말뚝기초가 많이 사용되고 있다. 교각을 지지하는 말뚝기초의 거동은 다양한 하중조건에 의해 변화하게 된다. 특히 지진과 같은 동적하중이 작용하는 교각을 지지하는 말뚝기초의 거동을 분석하기 위해서는 지반-말뚝-구조물 상호작용이 검토되어야 한다. 지진이 작용하는 비대칭지반에 설치된 말뚝기초는 지반경사, 진동방향에 따른 지반저항력 차이, 지반 변위 등에 의해 말뚝기초와 지반의 동적 상호작용은 매우 복잡해진다. 본 연구에서는 비대칭지반으로 경사사모래지반의 소단에 설치된 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 동적거동에 경사지반의 기울기가 미치는 영향을 확인하기 위해 1g 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과, 경사지반의 기울기가 증가함에 따라 말뚝캡, 상부구조물의 가속도는 감소하는 것으로 확인되었으며, 말뚝의 동적 p-y 곡선의 할선기울기는 감소하는 것으로 확인되었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.572-581
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• 2023

연구목적:이력형 댐퍼에 하중이 작용할 때 편심에 의해서 부재가 면외 방향으로 거동하는 것을 방지하여 응력-변형율 곡선의 불규칙성을 개선하고 감쇠효과의 계산 시 정확성을 기하고자 하는 것이 본 연구의 목적이다. 연구방법:본 연구에서 사용하는 강재 스트립의 제원은 동일하게 하되 각각의 댐퍼를 구성할 스트립의 곡률은 다르게 한다. 곡률이 다른 각각의 강재 스트립을 댐퍼 1개당 3개씩 정삼각형으로 배치하여 곡률이 다른 5개의 댐퍼를 제작한 후 반복하중 실험을 수행하고, 에너지 소산량을 계산하여 댐퍼의 감쇠성능을 측정하였다. 연구결과: 시험 결과, 댐퍼 중에서 초기곡률이 조금이라도 있는 경우는 없는 경우보다 에너지 소산량은 상당히 감소하지만, 곡률의 크기에 따른 에너지 소산량의 변화는 크지 않으며, 곡률의 유무가 중요한 변수로 사료된다. 결론:댐퍼를 적용한 해석적 검토에서 주기는 T=0.3sec에서 T=0.536sec로 약 78.7% 정도 장주기화 되었고, 응답 스펙트럼 가속도는 Sa=0.54g에서 Sa =0.229g로 줄었으므로 댐퍼의 감쇠효과는 충분히 존재한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권7호
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• pp.57-67
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• 2023

우리나라에 분포하는 산지 태양광 발전시설에 의해 강우시 사면파괴가 발생하고 있다. 이때 불투수면인 태양광 패널을 따라 흐르는 강우로 인해 침투 작용이 일반적인 사면과 달라 간극수압 분포가 차이를 보이며 태양광 구조물의 하중에 의해 지반 거동에 차이가 있다. 따라서 본 연구에서는 강우시의 태양광 발전시설이 설치된 사면의 안정성 평가 방법을 개발하고, 최대 사면 변위 지점을 통해 취약지점을 분석하였다. 강우의 침투에 따른 안정성을 평가하고 거동을 예측하기 위해 침투해석과 유한차분법 수치해석을 연계하였다. 대상 현장에 대해서는 함수특성곡선 변수, Mohr-Coulomb 파괴 기준을 만족하는 강도 정수 및 지반 물성치, 사면의 각도와 기반암의 깊이 등의 지형적 인자를 가정하였으며 이들 중 안전율에 가장 큰 영향을 미치는 인자에 대해 검토하였다. 태양광 발전시설의 유무에 따라 침투 양상 및 안전율에 차이가 있으며 강우 침투에 따라 안전율이 감소하는 경향을 보이는 것으로 나타났다. 또한 최대 변위 지점은 사면의 상단부와 하단부 인접 지점에 집중적으로 분포하였다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제42권3호
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• pp.342-350
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• 1995

연구배경: 만성폐쇄성폐질환 환자에서 기관지확장제 사용후 임상 증상의 호전을 보이는 경우에도 폐기능 검사상 $FEV_1$의 증가가 뚜렷하지 않은 경우가 종종 관찰된다. 이러한 현상은 만성폐쇄성폐질환 환자에서 $FEV_1$이 환기기능의 변화를 예민하게 반응하지 못하기 때문으로 알려져 있다. 만성폐쇄성폐질환 환자에서 기저 병태생리는 호기시 기도폐쇄이지만 결과적으로 흡기시 호흡시스템의 부하가 증가하는 것이다. 그러므로 기관지확장제로 인한 환기역학의 개선으로 임상 증상이 호전되는데 이는 흡기시 부하가 감소된 결과일 가능성이 있다. 이에 저자들은 기관지확장제에 대한 흡기시 환기역학의 반응을 보기 위한 연구를 시행하였다. 방법: 대상은 17명의 만성폐쇄성폐질환환자이며 이중 3명은 여자였고 14명은 남자였다. 나이는 45세에서 80세 사이였으며($65.5{\pm}9.4$세) 검사전 최근 2주사이에 급성악화의 병력이 없는 안정상태에 있었다. 먼저 안정상태에서 호기와 흡기의 노력성유량-기량곡선(Forced F1ow-volume Curve)을 측정한 후 salbutamol($Ventolin^{(R)}$) 용액 10mg을 jet nebulizer($Devilbiss^{(R)}$ model 646)를 이용하여 4분간 흡입후 15분 뒤 다시 각각 호기와 흡기의 노력성유량-기량곡선을 측정하였다. 결과: 17명 환자의 기관지확장제 홉입전 $FEV_1$은 $0.92{\pm}0.34L$($38.3{\pm}14.9%$), FVC는 $2.25{\pm}0.81L$($71.1{\pm}21.0%$), $FEV_1$/FVC%는 $43.1{\pm}14.5%$였다. 기관지확장제 흡입후 $FEV_1$, FVC, Peak Inspiratory Flow(PIF)의 증가는 각각 $0.15{\pm}0.13L$, $0.58{\pm}0.38L$, $1.0{\pm}0.56L/sec$ 였으며, 초기값에 대한 변화율은 각각 $17.0{\pm}14.3%$, $29.0{\pm}22.5%$, $37.5{\pm}16.7%$ 였다. PIF의 증가는 $FEV_1$ 증가의 2배이상 되었으며(p<0.001), 기관지 확장제 흡입후 $FEV_1$의 증가가 거의 없었던 3례에서도 PIF의 증가는 각각 35.0%, 44.0%, 55.2% 였다. 결론: 만성폐쇄성폐질환 환자에서 기관지확장제에 의한 환기역학의 호전은 호기의 지표보다 흡기의 지표가 더 예민하게 반영하는 것으로 보인다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제36권12호
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• pp.1553-1559
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• 2007

본 연구는 생식을 정상성인에게 섭취시켰을 때 혈당반응에 미치는 영향을 연구하고, 생식의 혈당지수를 구하여 당뇨병 환자의 혈당 조절식으로 이용가능성을 조사하기 위하여 시판중인 생식 4(ES, HS, BS, SS)종을 섭취 전, 섭취 후 120분 동안 15분 간격으로 채혈하여 혈당을 측정하였다. 생식 섭취 후 혈당수치는 포도당 섭취시보다 전반적으로 낮게 나타났으며, ES는 $15{\sim}75$분, SS는 $15{\sim}75$분, HS는 $15{\sim}45$분, BS는 15분 후의 혈당이 포도당보다 유의적으로 낮게 나타났다. 식이 섭취 후 측정한 시간에 따른 혈당값을 이용하여 혈당반응 곡선의 면적을 구한 결과, 생식 섭취군은 포도당 섭취군보다 면적이 적은 것으로 나타났으며, 상기 면적을 이용하여 GI를 산출한 결과, ES는 $43.1{\pm}12.6$으로 Low GI(55이하) 범위에 속하였으며, 그 외 생식은 Medium GI($56{\sim}69$) 범위에 속하였다. 생식의 소화, 흡수 형태를 알아보기 위하여 상기에서 구한 혈당반응곡선 면적을 일반적인 최고 혈당값 나타내는 시간인 30분을 전후로 하여 LAR(혈당상승기)과 RAR(혈당감소기)을 구한 결과, 생식은 혈당 상승과 감소를 완만하게 해주는 것으로 나타났으며, 생식섭취 후 최고 혈당값을 포도당을 섭취했을 때보다 유의적으로 감소시켰으며, 최고 혈당값을 나타내는 시간은 생식 ES에서 연장되는 경향을 나타내었다. 위의 결과들을 종합해 볼 때, 생식의 섭취는 체내 당의 소화와 흡수 과정을 천천히 진행시키며, 식후 최고 혈당수치를 감소시켜 전반적인 혈당반응을 원만하게 하는 것으로 나타났으며, GL은 ES(14.1)이 가장 낮았으며 HS, BS, SS($19.2{\sim}19.5$) 수준으로 GL 역시 낮은 수치를 나타내었다. 위의 연구결과 생식은 당뇨병 환자의 식후 혈당상승을 조절하여 유익한 영향을 미칠 수 있을 것으로 사료되며, 생식의 조성에 따라 그 효과는 차이를 보이며, 사용하는 당의 특징과 곡류군의 조성, 식이섬유의 종류, 과일소재의 첨가 등에 따라 달라지므로 추후 심화된 연구가 필요할 것이다.