• 한국지진공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.25-35
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• 2023

Considering the non-linear behavior of structure and soil when evaluating a nuclear power plant's seismic safety under a beyond-design basis earthquake is essential. In order to obtain the nonlinear response of a nuclear power plant structure, a time-domain SSI analysis method that considers the nonlinearity of soil and structure and the nonlinear Soil-Structure Interaction (SSI) effect is necessary. The Boundary Reaction Method (BRM) is a time-domain SSI analysis method. The BRM can be applied effectively with a Perfectly Matched Layer (PML), which is an effective energy absorbing boundary condition. The BRM has a characteristic that the magnitude of the response in far-field soil increases as the boundary interface of the effective seismic load moves outward. In addition, the PML has poor absorption performance of low-frequency waves. For this reason, the accuracy of the low-frequency response may be degraded when analyzing the combination of the BRM and the PML. In this study, the accuracy of the analysis response was improved by adjusting the PML input parameters to improve this problem. The accuracy of the response was evaluated by using the analysis response using KIESSI-3D, a frequency domain SSI analysis program, as a reference solution. As a result of the analysis applying the optimal PML parameter, the average error rate of the acceleration response spectrum for 9 degrees of freedom of the structure was 3.40%, which was highly similar to the reference result. In addition, time-domain nonlinear SSI analysis was performed with the soil's nonlinearity to show this study's applicability. As a result of nonlinear SSI analysis, plastic deformation was concentrated in the soil around the foundation. The analysis results found that the analysis method combining BRM and PML can be effectively applied to the seismic response analysis of nuclear power plant structures.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.53-66
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• 2023

본 연구에서는 대규모 지반굴착 조건에서 흙막이 벽체로 적용된 벽강관말뚝의 탄소성보 해석, 유한요소 해석 및 최적화 설계 등의 결과를 제시하였다. 본 연구를 통해 고강도 내해수강 벽강관의 경우 부식에도 유리하고 허용응력이 커 구조적으로 우수하여 흙막이 벽체로써 활용성이 높고, C-Y형 이음부의 경우 기존 P-P형 대비 인장강도와 강성이 크게 개선되었음을 알 수 있었다. 또한, 시공 중 벽체 누수나 결함이 발생하더라도 용접, 덧댐 시공 등으로 확실한 보수가 가능한 장점이 있는 것으로 조사되었다. 벽강관 연속벽의 경우 CIP나 Slurry wall 대비 변위 순응 구조임과 동시에 동일 수평변위에 대하여 허용 휨응력이 매우 커 대심도 흙막이 측면에서 가장 우수한 것으로 평가되었다. 대규모 편토압 조건에서의 지반굴착임을 고려하여 탄소성보해석 및 유한요소 해석을 실시하고, 그 결과를 상호 비교한 결과, 굴착 시 전체적인 거동, 벽체의 변위나 부재력 등 각 항목별 발생 최대값에 대해서도 두 방법간에는 정량적 수치가 유사한 것으로 나타나 추후 설계 시 두 해석방법 모두 적용가능한 것으로 나타났다. 마지막으로, 동일 직경에서 가장 두꺼운 두께의 중공형보다는 가장 얇은 두께에 콘크리트로 속채움하는 방법, 그리고 변위와 부재력의 급격한 변화가 없는 깊이 즉, 정상성 검토를 통한 근입길이 결정 시 경제적인 설계가 가능함을 알 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권12호
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• pp.4571-4584
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• 2022

The analysis of rapid flow transients in Reactor Coolant Pumps (RCP) is essential for a reactor safety study. An accurate and precise analysis of the RCP coastdown is necessary for the reactor design. The coastdown of RCP affects the coolant temperature and the colloidal crud in the primary coolant. A realistic and kinetic model has been used to investigate the behavior of activated colloidal crud in the primary coolant and steam generator that solves the pump speed analytically. The analytic solution of the non-dimensional flow rate has been determined by the energy ratio β. The kinetic energy of the coolant fluid and the kinetic energy stored in the rotating parts of a pump are two essential parameters in the form of β. Under normal operation, the pump's speed and moment of inertia are constant. However, in a coastdown situation, kinetic damping in the interval has been implemented. A dynamic model ACCP-SMART has been developed for System Integrated Modular and Advanced Reactor (SMART) to investigate the corrosion due to activated colloidal crud. The Fickian diffusion model has been implemented as the reference corrosion model for the constituent component of the primary loop of the SMART reactor. The activated colloidal crud activity in the primary coolant and steam generator of the SMART reactor has been studied for different equilibrium corrosion rates, linear increase in corrosion rate, and dynamic RCP coastdown situation energy ratio b. The coolant specific activity of SMART reactor equilibrium corrosion (4.0 mg s^-1) has been found 9.63×10^-3 µCi cm^-3, 3.53×10^-3 µC cm^-3, 2.39×10^-2 µC cm^-3, 8.10×10^-3 µC cm^-3, 6.77× 10^-3 µC cm^-3, 4.95×10^-4 µC cm^-3, 1.19×10^-3 µC cm^-3, and 7.87×10^-4 µC cm^-3 for ²⁴Na, ⁵⁴Mn, ⁵⁶Mn, ⁵⁹Fe, ⁵⁸Co, ⁶⁰Co, ⁹⁹Mo, and ⁵¹Cr which are 14.95%, 5.48%, 37.08%, 12.57%, 10.51%, 0.77%, 18.50%, and 0.12% respectively. For linear and exponential coastdown with a constant corrosion rate, the total coolant and steam generator activity approaches a higher saturation value than the normal values. The coolant and steam generator activity changes considerably with kinetic corrosion rate, equilibrium corrosion, growth of corrosion rate (ΔC/Δt), and RCP coastdown situations. The effect of the RCP coastdown on the specific activity of the steam generators is smeared by linearly rising corrosion rates, equilibrium corrosion, and rapid coasting down of the RCP. However, the time taken to reach the saturation activity is also influenced by the slope of corrosion rate, coastdown situation, equilibrium corrosion rate, and energy ratio β.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권10호
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• pp.61-68
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• 2010

반응벽제 기법을 이용해 지하수내 6가 크롬($CrO_4^{2-}$)과 카드뮴($Cd^{2+}$)을 동시 제거할 경우, 새로운 반응물질인 Fe-loaded zeolite의 적용성을 평가하기 위해 파일럿 규모의 모형 토조 실험을 수행하였다. 이를 위해, 폭 2.5m, 길이 3m, 높이 1.3m의 표가를 가지는 토조를 모래로 채우고, 양단에 수두차를 주어 지하수 흐름을 유도함으로써 대수층을 묘사하였다. 이후 6가 크롬과 카드뮴을 포함한 용액을 대수층에 주입하여 오염운을 발생시키고, 지속적인 모니터링을 통해 Fe-loaded zeolite로 구성된 모형 반응벽체의 오염운 정화거동을 관찰하였다. 실험결과, Fe-loaded zeolite로 구성된 반응벽체는 6가 크롬과 카드륨 오염운을 효과적으로 제거하며, 반응벽에 고정화된 오염물은 재탈착/유출되지 않음을 알 수 있었다. 이를 통해 Fe-loaded zeolite는, Cr(VI)과 Cd과 같이 서로 다른 이온 형태를 가진 무기 오염 물질로 동시에 오염된 지하수 정화에 반응벽체를 적용함에 있어 효과적인 충진물질이 될 수 있다는 결론을 도출하였다.

• 한국포장학회지
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• 제29권1호
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• pp.1-7
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• 2023

본 연구에서는 PEBAX/PEG-CA 복합필름을 제조하여 내부에 아염소산나트륨 분말을 포함한 스마트 샤쉐를 제작하였다. 또한, TGA, DSC, FT-IR, UV-vis를 통해 샤쉐의 화학적 구조 및 열적 특성과 더불어 샤쉐 적용성 평가를 위해 이산화염소 가스 방출량을 측정하였다. PEBAX/PEG-CA 복합필름은 친수성 및 혼화성을 바탕으로 매트릭스 내에서 강한 화학적 상호작용을 하는 것을 확인하였다. 특히, 구연산의 함량이 높아질수록 복합필름의 열 안정성이 저하되었지만, 저온 및 상온의 유통환경과 필름 제작 온도 범위(<℃)에서 열분해가 발생하지 않았으므로 샤쉐의 제작 및 적용이 가능할 것으로 사료된다. 본 연구의 핵심인 이산화염소 가스 방출량 측정에서는 스마트 샤쉐가 측정 기간인 14일 동안 내부 아염소산나트륨의 이산화염소 가스 방출을 지속적으로 활성화했으며, 산층의 구연산 함량이 높아짐에 따라 방출량이 증가하는 것을 확인하였다. 따라서, 스마트 샤쉐 내부의 아염소산나트륨 함량 및 산층의 구연산 함량 조절 또는 포장크기의 변경 등을 통해 이산화염소 방출량을 효과적으로 조절할 수 있으며, 이는 별도의 설비 및 고가의 장비 없이도 살균 효과를 연장시키는 이점이 있다. 위 실험 결과에 따라 제품 특성 및 포장 용적에 따라 스마트 샤쉐의 응용 적용이 가능할 것으로 판단된다. 하지만, 확실한 소비자 안정성 확보와 스마트 샤쉐의 적용 확장성을 확인하기 위해 항균성 및 저장성 측면에서 향후 연구가 필요하다.

• Elastomers and Composites
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• 제37권4호
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• pp.244-257
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• 2002

주사슬에 나프탈렌고리와 테트라메틸렌 및 헥사메틸렌 유연격자를 가지면서 트라이어드메소겐을 갖는 새로운 열방성 방향족 액정 폴리에스테르(TLCP)를 용액중합법에 의하여 합성하였다. TLCP의 함량을 달리하는 TLCP/PEN in situ 복합재료를 용융방사하여 연신비가 각각 다른 단섬유를 제조하고 그들의 열적, 기계적 특성 및 모폴로지를 조사하였다. 합성된 TLCP는 네마틱 액정중합체였으며 고체상에서 액정상으로의 전이 온도는 249 ℃였다. 블렌드내의 TLCP 도메인들은 매트릭스 고분자인 PEN에 잘 분산 되었으며 어떠한 거대 상 분리 현상도 보여 주지 않았다. TLCP 함량의 증가에 따른 블렌드내 PEN의 cold crystallization 온도가 낮아진 것으로 보아서 TLCP가 PEN에 대한 조핵제 역할을 하였음을 알 수 있었다. 블렌드 섬유내의 TLCP의 도메인 크기는 대략 40 ~ 50 nm정도의 미세한 크기였으며 매트릭스와의 사이에 좋은 계면 접착력을 보였다. 또한 cold 및 hot-drawing 과정을 거친 낮은 draw ratio(DR)에서는 거의 fibril이 형성되지 않았지만, 높은 DR에서는 잘 발달된 fibril들을 보여 주었다. TLCP의 강화효과로 인하여 10 wt% TLCP/ PEN 블렌드 섬유의 초기 모듈러스는 270 %, 인장강도는 235 %의 증가를 보여주었다. 반면에 신장률은 DR의 증가와 함께 감소 하였다.

• 트랜스-
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• 제14권
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• pp.35-63
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• 2023

파킨슨병은 신체 움직임을 담당하는 도파민의 부족으로 신체 기능의 장애로 기본적인 일상생활까지 영향을 미치는 퇴행성 신경질환이다. 현재 의술로는 완치가 힘들어 병의 지연과 예방 차원으로 운동치료에 관심을 모으고 있다. 이에 본 연구에서는 펠든크라이스 기법®을 파킨슨병 환자에게 적용하여 심신의 상태를 스스로 돌볼 수 있는 신체 움직임 프로그램을 설계하고 보급하는데 목적을 갖는다. 펠든크라이스 기법®은 신체 움직임을 이용한 심신 자각 학습 방법으로 신경가소성의 기능인 뇌와 행동을 연결하여 신경계를 재교육하는 방법론이다. 본 연구에서는 연구자가 개발하고 검증한 신체 움직임 프로그램을 펠든크라이스 기법®의 자각(⾃覺)에 초점을 맞추어 수정·보완하였다. 24회기의 신체 움직임 프로그램은 파킨슨병 환자의 자기관리능력을 향상하기 위해 5단계로 구성하였다. 첫 번째 단계는 자기 인식이고 두 번째 단계는 자기 관찰이다. 셋째, 자기조직화, 넷째, 자기 통제. 그리고 다섯 번째 단계는 자기 관리다. 전반적인 변화는 자신의 상태를 인식하고 내적 감각과 외적 환경의 변화를 감지하는 능력을 향상시킨다. 결론적으로 파킨슨병 환자에게 심신 기능의 향상과 자기관리가 가능한 신체 움직임 프로그램을 펠든크라이스 기법을 적용하여 설계하였다. 앞으로 설계된 프로그램을 현장 적용 가능성 여부는 후속과제로 남긴다. 나아가 노년층의 웰니스를 위한 움직임의 참고자료로 메타버스를 적용한 과학분야와의 융합적 협력을 통해 보다 폭넓게 확산될 수 있도록 체계적 구조를 구축할 필요가 있다.

• Computers and Concrete
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• 제33권5호
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• pp.497-507
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• 2024

In squat reinforced concrete walls, the displacement capacity for lateral deformation is low and the ability to resist the axial load can quickly be lost, generating collapse. This work consists of testing two squat reinforced concrete walls. One of the specimens is built with conventional detailing of reinforced concrete walls, while the second specimen is built applying an alternative design, including stirrups along the diagonal of the wall to improve its ductility. This solution differs from the detailing of beams or coupling elements that suggest building elements equivalent to columns located diagonally in the element. The dimensions of both specimens correspond to a wall with a low aspect ratio (1:1), where the height and length of the specimen are 1.4 m, with a thickness of 120 mm. The alternative wall included stirrups placed diagonally covering approximately 25% of the diagonal strut of the wall with alternative detailing. The walls were tested under a constant axial load of 0.1f'cAg and a cyclic lateral displacement was applied in the upper part of the wall. The results indicate that the lateral strength is almost identical between both specimens. On the other hand, the lateral displacement capacity increased by 25% with the alternative detailing, but it was also able to maintain the 3 complete hysteretic cycles up to a drift of 2.5%, reaching longitudinal reinforcement fracture, while the base specimen only reached the first cycle of 2% with rapid degradation due to failure of the diagonal compression strut. The alternative design also allows 46% more energy dissipation than the conventional design. A model was used to capture the global response, correctly representing the observed behavior. A parametric study with the model, varying the reinforcement amount and aspect ratio, was performed, indicating that the effectiveness of the alternative detailing can double de drift capacity for the case with a low aspect ratio (1.1) and a large longitudinal steel amount (1% in the web, 5% in the boundary), which decreases with lower amounts of longitudinal reinforcement and with the increment of aspect ratio, indicating that the alternative detailing approach is reasonable for walls with an aspect ratio up to 2, especially if the amount of longitudinal reinforcement is high.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.147-156
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• 2023

케이블 교량의 거동은 동적 응답에 의해 지배적이며 상대적으로 복잡하므로 교량의 상태를 평가하기 위한 장단기 현장 계측이 요구되는 경우가 빈번하다. 영구적인 SHMS(Structural Health Monitoring System)가 설치되지 않은 경우 성능평가를 위해 이동식 모니터링 시스템이 필요하다. 이 경우 교량의 위치와 형태에 따라 전력, 통신 등의 제한된 여건으로 인해 이동식 모니터링 시스템 운영에 어려움이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 국내는 물론 동남아 지역 교량의 장 ‧ 단기 모니터링에 효과적으로 활용될 수 있는 포터블 기반의 스마트 구조응답 모니터링 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 현장에서 자체 전원 공급 시스템을 이용하여 장시간 운용이 가능한 다채널 휴대용 데이터 수집 및 분석 장비이며, 실시간 데이터를 이용하여 케이블 교량의 동적 특성을 자동으로 분석할 수 있는 알고리즘을 탑재하고 있다. 개발된 시스템의 현장 적용성을 평가하기 위해 한국과 베트남의 케이블 교량에서 현장 실증을 수행하였으며, 이를 통해 개발된 시스템의 현장 운영의 신뢰성과 효율성을 확인하였고, 추가적으로 케이블 교량 모니터링 분야에서의 해외 시장 적용 가능성을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권8호
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• pp.441-449
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• 2015

본 연구에서는 시아노박테리아 배양액을 대상으로 여러 종류의 금속이온의 첨가에 의한 응집 및 응결 효과를 흡광도 또는 제타포텐셜 측정을 통하여 조사하였다. 흡광도 측정으로부터 얻은 시아노박테리아의 응결효율은 $Al^{3+}$>$La^{3+}$>$Ho^{3+}$>$Fe^{2+}$>$Ca^{2+}$ 순으로 높았으며, 특히 동일한 전하량을 갖는 +3가 금속이온의 경우, 응결 시 수반되는 금속 제거율을 측정한 결과, $Al^{3+}$>$La^{3+}$>$Ho^{3+}$ 순으로 응결효율과 상응하는 결과를 얻었다. 시아노박테리아의 제타포텐셜은 음의 값을 나타냈으며, 그 농도가 증가할수록 제타포텐셜 값도 증가하였다. 또한, 시아노박테리아 용액의 pH를 증가시킬 때 pH < 5.5 이하에서는 빠르게 제타포텐셜 값이 감소하였으나, $5.5{\leq}pH{\leq}10$ 범위에서는 거의 일정한 제타포텐셜 값($-46{\pm}1mV$)을 보였다. 일정한 시아노박테리아의 농도($A_{730}=0.25$)에서 금속이온의 농도에 따른 제타포텐셜 증가 효과는 $Al^{3+}$>$Ho^{3+}$>$La^{3+}{\gg}Mg^{2+}{\geq}Ca^{2+}{\gg}K^+$ 순으로 나타났다. 일정한 금속이온 농도에서 시아노박테리아의 농도에 따른 제타포텐셜 변화를 측정한 결과, $K^+$, $Mg^{2+}$ 및 $Ca^{2+}$이온의 경우 시아노박테리아의 농도가 증가하더라도 제타포텐셜의 변화가 미미하였다. 반면에, +3가 이온 중 $Ho^{3+}$와 $La^{3+}$이온의 경우에 시아노박테리아의 농도가 증가할수록 제타포텐셜 값이 감소하였으며, 감소율 면에서 $Ho^{3+}$이온이 $La^{3+}$이온보다는 작게 얻어졌다. 이와는 달리, $Al^{3+}$이온의 경우에는 시아노박테리아의 농도가 증가함에 따라 제타포텐셜 값이 증가하다가 감소하였다. $Al^{3+}$이온은 가수분해 중합체 생성의 영향으로 제타포텐셜 측정만으로는 응집 내지 응결 효과를 해석하기가 어려웠다.