• Structural Engineering and Mechanics
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• 제43권6호
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• pp.711-724
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• 2012

The goal of this study is to conceptually orientate optimized layouts of outrigger belt trusses which are in widespread use today in the design of tall buildings by strut-and-tie truss models utilizing a topology optimization method. In this study unknown strut-and-tie models are realized by using a typical SIMP method of topology optimization methods. In tradition strut-and-tie model designs find the appropriate strut-and-tie trusses along force paths with respect to elastic stress distribution, and then engineers or designers determine the most proper truss models by experience and intuition. It is linked to a trial-and-error procedure based on heuristic strategies. The presented strut-and tie model design by using SIMP provides that belt truss models are automatically and robustly produced by optimal layout information of struts-and-ties conforming to force paths without any trial-and-error. Numerical applications are studied to verify that outrigger belt trusses for tall buildings are optimally chosen by the proposed method for both static and dynamic responses.

• Architectural research
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• 제22권2호
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• pp.41-52
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• 2020

Laboratory buildings with specialized equipment and ventilation systems pose challenges in terms of efficient energy use and initial construction costs. Additionally, lab spaces should have flexible and efficient layouts and provide a comfortable indoor research environment. Therefore, this study aims to identify the correlation between the facade of a building and its interior layout from case studies of energy-efficient research labs and to propose passive energy design strategies for the establishment of an optimal research environment. The case studies in this paper were selected from the American Institute of Architects Committee on the Environment Top Ten Projects and Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) certified research lab projects. In this paper, the passive design strategies of space zoning, façade design devices to control heating and cooling loads were analyzed. Additionally, the relationships between these strategies and the interior lab layouts, lab support spaces, offices, and circulation areas were examined. The following four conclusions were drawn from the analysis of various cases: 1) space zoning for grouping areas with similar energy requirements is performed to concentrate similar heating and cooling demands to simplify the HVAC loads. 2) Public areas such as corridor, atrium, or courtyard can serve as buffer zones that employ passive solar design to minimize the mechanical energy load. 3) A balanced window-to-wall ratio (WWR), exterior shading devices, and natural ventilation systems are applied according to the space programming energy requirements to minimize the dependence on mechanical service. 4) Lastly, typical laboratory space zoning categories can be revised, reversed, and even reconfigured to minimize the energy load and adjust to the site context. This study can provide deep insights into various design strategies employed for construction of green laboratories along with intuitive arrangement of various building components such as laboratory spaces, lab support spaces, office spaces, and common public areas. The key findings of this study can contribute towards creating improved designs of laboratory facilities with reduced carbon footprint and greenhouse emissions.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제6권3호
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• pp.291-300
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• 2016

스마트 디바이스와 사물 인터넷의 등장은 온라인과 오프라인의 경계를 허무는 O2O 서비스의 등장으로 이어졌다. 이는 오프라인 시장에 온라인 서비스의 강점이 덧붙여지면서 오프라인 공간이 디지털화가 됨을 의미하며, 오프라인 산업의 판도를 바꾸고 있다. 이러한 오프라인 시장의 변화 양상과는 다르게 전시 산업은 오프라인 산업에서 꾸준한 성장세를 보이고 있으나, 전시 산업 또한 O2O 서비스와의 접목으로 새로운 부가가치를 창출이 가능한 것으로 보았다. 본 논문은 코엑스에서 열린 '2015 서울 디자인 페스티벌'에서 20명을 대상으로 설문을 진행하였다. 설문은 공간 구조에 대한 분석 용도 및 기계학습을 위한 데이터 세트를 생성하는데 사용되었다. 본 논문은 기존의 공간 구조에 대한 분석연구가 가진 문제점을 파악하여 공간 구조에 대한 새로운 분석 방법을 제안하였다. 또한 생성된 데이터 세트를 기반으로 기계학습을 진행하여 전시 공간 내 O2O 서비스 배치를 위한 평가 모델을 제안한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.453-460
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• 2017

해양구조물 등에서 해상 현장과 육상시설 사이에 물자나 운용 인력을 수송하기 위한 수단으로 헬리콥터가 주로 이용된다. 헬리데크는 헬리콥터가 해양구조물에 착륙하기 위해 필수적으로 탑재되는 구조물로서, 해양구조물의 종류나 탑재되는 위치 등에 따라 다양한 형태의 헬리데크가 존재한다. 그 중에서 캔틸레버식 헬리데크는 해양구조물의 탑사이드 공간 확보에 용이하며, 헬리콥터와의 충돌 등의 미연의 사고로부터 보다 안전하다. 본 논문에서는 캔틸레버식 헬리데크를 연구대상으로 선정하고, 이를 구성하고 있는 하부 트러스 구조에 대해서 위상 최적설계를 적용하였다. 또한 상용 구조해석 프로그램을 이용하여 유한요소 모델을 생성하고, 다양한 착륙 상황과 풍하중을 적용하여 구조해석을 수행하였다. 이를 바탕으로 헬리데크의 각 구조 부재에 발생하는 응력이 사용 재료의 허용응력을 넘지 않도록 부재의 세부 단면 치수를 결정하여, 보다 안전하면서도 경량화된 헬리데크 설계를 얻을 수 있다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권4호
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• pp.373-381
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• 2017

A Collaborative Optimization (CO) methodology for ring-stiffened composite material pressure hull of underwater vehicle is proposed. Structural stability and material strength are both examined. Lamination parameters of laminated plates are introduced to improve the optimization efficiency. Approximation models are established based on the Ellipsoidal Basis Function (EBF) neural network to replace the finite element analysis in layout optimizers. On the basis of a two-level optimization, the simultaneous structure material collaborative optimization for the pressure vessel is implemented. The optimal configuration of metal liner and frames and composite material is obtained with the comprehensive consideration of structure and material performances. The weight of the composite pressure hull decreases by 30.3% after optimization and the validation is carried out. Collaborative optimization based on the lamination parameters can optimize the composite pressure hull effectively, as well as provide a solution for low efficiency and non-convergence of direct optimization with design variables.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집(I)
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• pp.269-274
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• 1999

Various method have been developed for mass concrete structures to reduce the temperature increase of concrete mass due to exothermic hydration reactions of concrete compounds and thereby to avoid thermal cracks. One of the methods widely acceptable for practical use is pipe cooling, in which cooling is achieved by circulating cold water through thin-wall steel pipes embedded in the concrete. A numerical simulation was performed to investigate the effectiveness of pipe cooling. A three-dimensional finite element method was proposed to analyse the transient three-dimensional heat transfer between the hardening concrete and the cooling water in pipe and to predict the stress development during the curing process. The effects of the cement type and content and the environment were taken into consideration by the heat generation rate and the boundary conditions, respectively. In order to test the validity of the numerical simulation, a model RC structure with pipe cooling was constructed and the time-dependent temperature and stress distributions within the structure as well as the variation of the temperature of cooling water along the pipe were measured. The results of the simulation agreed well the experimental measurements. The results of this study have important implications for the optimal design of the cooling pipe layout and for the estimation of thermal stress in order to eliminate thermal cracks.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.349-358
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• 2010

대부분의 터널은 시간이 지남에 따라 유입량 증가, 작용수압의 변화 등 지하수의 영향을 받는다. 이러한 수리영향에 대응하기 위하여 터널 시공 시 지하수의 유입과 라이닝의 간극수압을 줄이기 위한 그라우팅을 적용한다. 본 연구에서는 효과적인 그라우팅을 위해 수치 해석결과를 바탕으로 다양한 그라우팅 조건에 대한 영향을 분석하였다. 그라우팅 영향 특성을 분석하기 위하여 그라우팅의 상대 투수계수 해석, 그라우팅의 두께, 그라우팅의 거리 등을 영향요소로 다르게 하였다. 해석결과는 지반하중, 수압, 라이닝 위치에 따른 수압, 라이닝 주변 수압분포, 유입량으로 나누어서 고찰하였다. 라이닝의 작용하는 지반 하중은 모든 조건에서 거의 동일했으며, 라이닝에 작용하는 수압은 그라우팅의 투수계수가 감소할수록, 두께가 증가할수록, 그라우팅 영역 거리가 가까울수록 감소하였다 유입량은 그라우팅 투수계수가 작을수록 감소하며, 그라우팅 두께와는 반비례한다. 본 그라우팅 영향 평가를 활용하여 지반 조건에 따른 그라우팅의 효과적인 적용을 할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.195-202
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• 2006

박판 구조물은 자동차를 비롯하여 항공기, 인공위성, 선박 등의 운송 수단과 건축물의 돔과 같이 효율적으로 활용되어지고 있으며 동시에 경량화를 필요로 하는 경우 널리 사용되는 구조물이다. 엔진, 변속기 등의 회전체의 부품을 보호하는 박판 구조물인 자동차 후드에서의 새로운 보강재 형상을 제시하였다. 자동차 후드는 엔진 룸에 장착되어 있는 회전체의 진동 영향을 민감하게 받아 공진현상이 발생할 우려가 있다. 따라서 설계하중을 지지할 강성을 가지며 동적 특성이 고려되어야 한다. 즉, 강성을 유지하면서 공진에 의한 진동도 고려해야 한다. 이는 곧 승차감과 직결된 중요한 문제이다. 그러므로 최적의 강성증대 설계결과를 얻기 위해서는 정적 동적 강성평가와 함께 고유진동수를 고려한 보강재의 최적설계가 도입되어야 한다. 본 연구에서는 고유진동수를 고려한 대표적인 박판 구조물인 자동차 후드의 보강재 위상을 구하고, 도출된 위상에서 보강재의 형상 최적 설계 후 제시된 보강재 단면의 최적 치수를 다구찌 방법을 이용한 직교 배열표상에서의 각 설계변수의 수준과 최적의 설계변수의 조건으로 구하였다.

• 디자인학연구
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• 제13권1호
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• pp.121-130
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• 2000

본 연구는 전시공간구성 실무진행 사례를 재집성한 것으로서 전시스토리라인상의 관람자-전시요소간 인터페이스의 적절한 조절, 연출을 통해 매혹적 전시공간의 한 전형을 도출하기 위해 음의 방법에 초점을 맞추었다. 전시구성의 핵심이라 할 수 있는 전시전달성 극대화를 위해 정연하게 함축된 전시언어의구조화 표현을 통해 양의 공간을 질의 공간으로 전이하며 풍부한 인터럭티브 요소가 내재한 체감형 전시공간이 되도록 하였다. 전시구성 프로세스에서 산발적으로 부연되어 있는 (다듬어지지않은, 원형그대로의) 가변적 전시구성요소(전시 Item, 전시 Text)들은 총합적 전시시나리오의 맥락적 흐름(Contextual Flow)으로 재집성할 때 주어진 조건하의 최저화 과정에서 더욱 완성도 높은 적정해를 도출하려고 하였다. 전시개체요소들을 새로운 이야기로 재구성하는, 즉 전시텍스트를 전시컨택트화 하여 맥락적 전시 시나리오 안에서 전시효과를 극대화하여 전시에 활기를 유도하였다. 프로젝트 수행시 이러한 맥락화는 가능한한 전시설계자의 구심적 역할 수행을 통해 체계화하였다. 전시환경의 시공간적 다양성에 일관적으로 부응하는 전시구성 방법의 전형이 있을 수 없는 바, 본 논고에서는 매년 개최되는 정보통신전시회인 Expo Comm Wireless Korea의 한국통신관 전시계획 내용을 중심으로 디자인 발의 , 조사, 분석에서부터 종합, 개발, 제안, 전달, 관리등의 일련의 프로세스를 실무적 연구결과의 사례로서 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.833-837
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• 2010

본 연구는 최소 압력 모사로 엔진 배기가스를 배출시키기 위한 최적 이젝터 크기를 결정하기 위한 것을 목적으로 한다. 실험 챔버로 유입되는 2차 냉각 공기는 유량제어 밸브들과 진공펌프가 장착된 배출구를 통해 엔진배기가스는 분리되어 배출된다. 기존 고도시험 장치와 달리, 본 연구에 제안한 형상은 기존 이젝터의 압력 회복을 개선한 좀 더 작은 포획 면적을 가진 배기 이젝트를 사용하면 가스에 스텔링 챔버로 부터 20% 냉각 공기를 부가하여 배출시키도록 크기가 정해진다. 제안된 형상은 벨마우스 이젝터와 엔진배기 출구의 면적비가 이론적으로 약 1.2를 갖는다. 제안된 형상의 혼합 공기 모사결과에 따르면 큰 에너지는 기존 시스템 비해 좀 더 개선된 압력 회복과 감소된 전력 소모를 같음을 확인하였다.