• 제목/요약/키워드: Upper-bound Analysis

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터널내 교량의 이동차량하중 작용시 충격계수에 대한 사례연구 (A Case Study on Impact Factor of Bridge in Tunnels Subjected to Moving Vehicle Load)

  • 김재민;이중건;이익효;이두화
    • 터널과지하공간
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    • 제9권3호
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    • pp.185-193
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    • 1999
  • 본 연구에서는 2개 터널의 교차부에 설치된 교량에 이동차량하중이 작용될 때 동적해석결과를 제시하였다. 이와 같은 터널내에 위치한 교량은 매우 회귀한 사례로서 구조물의 동적특성은 통상적인 것으로 가정할 수 없을 것이다. 본 연구에서 조사한 교량은 서울 남산1호터널과 남산2호터널의 교차부에 설치된 철근콘크리트교이다. 교차부는 강구조물로된 가시설구조물에 의해 지지되며 이는 2호터널내의 라이닝이 교체되는 기간 동안에 설치될 것이다. 동적해석은 범용유한요소해석 프로그램인 SAP2000을 이용하였다. 이때 구조물, 터널의 라이닝 그리고 주변 암반은 3차원입체요소에 의해 표현되었으며 터널에서 방사되는 탄성파에너지를 모의하기 위하여 외부경계에 점성감쇠장치를 설치하였다. 주행속도에 따른 몇 가지 차량형태를 해석에서 고려하였다. 차량하중을 포함한 유한요소모델은 계측된 속도와 계산된 최대질점속도를 비교하여 검증되었다. 해석으로부터 이 교량에 대한 충격계수는 0.21로 추정되었다. 그러므로 이와 같은 교량구조물의 설계시 충격계수는 설계시방서에서 정한 상한값을 사용할 경우 안전측일 것으로 판단되었다.

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두꺼운 축대칭 쌍곡형 쉘의 3차원 진동해석 (Vibration Analysis of Thick Hyperboloidal Shells of Revolution from a Three-Dimensional Analysis)

  • 심현주;강재훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.419-429
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    • 2003
  • 두꺼운 축대칭 쌍곡형 쉘의 고유진동수를 결정하는 3차원 해석법이 제시되었다. 수학적으로 2차원적인 전통적인 쉘 이론과는 달리, 본 연구의 해석법은 3차원적인 동탄성방정식을 근간으로 하였다. 반경방향, 원주방향, 축방향으로의 변위성분인 u/sub r/, u/sub θ/, u/sub z/를 시간에 대해서는 정현적으로, θ에 대해서는 주기적으로, r과 z방향으로는 대수 다항식으로 표현하였다. 쌍곡형 쉘의 위치(변형률)에너지와 운동에너지를 정식화하고 리츠법을 사용하여 고유치문제를 해결하였으며, 진동수의 최소화과정을 통해 고유진동수를 엄밀해의 상위경계치로 구하였다. 대수 다항식의 차수가 증가하면 진동수는 엄밀해에 수렴하게 된다. 축대칭 쌍곡형 쉘의 하위 5개의 진동수에 대해서 유효숫자 4자리까지의 수렴성 연구가 이루어졌다. 쌍곡형 쉘의 서로 다른 2개의 두께 비, 3개 의 축비(axis ratio), 3개의 shv이 비를 가진 총 18개의 형상을 지닌 자유 경계의 축대칭 쌍곡형 쉘의 수치결과를 도표화하였다. 프와송 비( ν)는 0.3으로 고정하였다. 본 연구의 해석법은 매우 두꺼운 쉘 뿐만 아니라 얇은 쉘에도 적용이 가능하다.

변두께를 갖는 두꺼운 반구형 쉘과 반구헝체의 3차원적 진동해석 (Three-Dimensional Vibration Analysis of Solid and Hollow Hemispheres Having Varying Thickness)

  • 심현주;장경호;강재훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.197-206
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    • 2003
  • 임의의 경계조건과 변두께를 갖는 축대칭 반구형 쉘과 반구형체의 진동수와 모우드형상을 결정하는 3차원적 해석법이 소개되었다. 수학적으로 2차원적인 전통적인 쉘이론과는 달리 본 연구의 해석법은 3차원 동적 탄성방정식을 사용하였다 자오선방향 (Φ), 법선방향(z), 원주방향(θ)으로의 변위성분인 μ/sub Φ/, μ/sub z/, μ/sub θ/는 시간에 대해서는 정현적으로, θ에 대해서는 주기적으로, 와 z 방향에 대해서는 대수다항식으로 표현될 수 있다. 축대칭 반구형 쉘의 변형률 에너지와 운동 에너지를 정식화하고, 리츠법으로 고유치문제를 계산하였다. 진동수의 최소화과정을 통해 엄밀해의 상위 경계치 진동수를 구하였으며, 이 때, 다항식의 차수를 증가시키면 진동수는 엄밀해에 수렴하게 된다. 자오선방향으로 선형적으로 꿩 두께가 변하는 반구형 쉘과 반구형체치 3차원적 진동수를 최초로 계산하였으며, 축방향으로 난 조그만 원추형 구멍이 진동수에 미치는 영향도 분석하였다. 상두께와 자유경계조건을 갖는 두꺼운 축대칭 반구형 쉘에 대한 3차원적 리츠해와 3차원적 유한요소법에 의한 진동수를 서로 비교하였다.

장기관측자료를 이용한 DOAS와 점측정 분석시스템의 바이어스 구조에 대한 평가 (Compatibility of DOAS and Conventional Point Monitoring System Through an Evaluation of Bias Structures Using Long-term Measurement Data in Seoul)

  • 김기현;김민영
    • 한국대기환경학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.395-405
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    • 2001
  • To make an assessment of the compatibility between DOAS and conventional point monitoring system (MCSAM-2: MS2), we investigated the concentrations of three criteria pollutants which include S $O_2$, N $O_2$, and $O_3$from a national monitoring station in Seoul during the periods of June 1999~August 2000. The average concentration values for the whole study period derived from hourly concentration data sets of those three species indicated that the mean differences between the two methods can be approximated as 18%. When the bias structure of two systems was evaluated through the computation of percent difference(PD) between the two such as ( $C_{DOAS}$- $C_{conventional}$ $C_{DOAS}$*100, differences between the two systems appeared to be quite systematic among different compounds. While the mode of bias peaked at 0~20% or 20~40% in terms of PD values, the cause of such positive bias mainly arised from generally enhanced concentration values of DOAS system. The structure of bias among different species was further assessed through linear regression analysis. Results of the analysis indicated that the dominant portions of differences observed from two monitoring systems can be accounted for by the systematic differences in their spanning and zeroing systems. S $O_2$(MS2)=0.6385 S $O_2$(DOAS)+2.0985($r^2$=0.7894) N $O_2$(MS2)=0.6548 N $O_2$(DOAS)+7.437($r^2$=0.7687) $O_3$(MS2)=1.0359 $O_3$(DOAS)-7.7885($r^2$=0.7944) The findings of slope values at around 0.64~0.65 from two species suggest that DOAS should respond more sensitively in upper bound concentration range. The offset values apart from zero indicate that more deliberate comparison needs to be made between these monitoring systems. However, based on the existence of strong correlations from at least 8,000 data points for each species of comparison, we were able to conclude that the compatibility of two monitoring systems is highly significant. With the improvement of calibration techniques for the DOAS system. its applicability for routine monitoring of airborne pollutant species is expected to be quite extendable.

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원형단면의 깊은 비선형 테이퍼 봉과 보의 3차원 진동해석 (Three-Dimensional Vibration Analysis of Deep, Nonlinearly Tapered Rods and Beams with Circular Cross-Section)

  • 심현주;강재훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.251-260
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    • 2003
  • 원형단면의 깊은 테이퍼봉과 보의 진동수와 모드형상을 결정하는 3차원 해석방법이 제시되었다. 수학적으로 1차원인 전통적인 봉과 보이론과는 달리, 본 연구에서는 3차원 동탄성방정식을 근간으로 하였다. 반경방향(r), 원주방향(θ), 축방향(z)으로의 변위성분인 u/sup r/, u/sub θ/, u/sub z/를 시간에 대해서는 정현적으로, θ에 대해서는 주기적으로, r과 z방향으로는 다수다항식의 형태로 표현하였다. 봉과 보의 위치(변형률)에너지와 운동에너지를 정식화하고, 고유치문제를 해결하기 위해 Ritz법을 사용하였으며, 진동수의 최소화과정을 통해 엄밀해의 상위경계치의 진동수를 구하였다. 이때 다항식의 차수를 증가시키면 진동수는 엄밀해에 수렴하게 된다. 봉과 보의 하위 5개의 진동수에 대해서 유효숫자 4자리까지의 수렴성 연구가 이루어졌다. 축방향으로 1차 직선적, 2차 및 3차 곡선으로 테이퍼된 9가지 형상의 봉과 보의 수치결과를 3차원 이론을 이용하여 최초로 계산하였다. 또한 선형 테이퍼 보의 예를 통해 3차원 Ritz법과 고전적인 1차원 Euler-Bernoulli 보이론과의 비교가 이루어졌다.

비선형 두께 변분을 갖는 두꺼운 원형판과 환형판의 3차원적 진동해석 (Three Dimensional Vibration Analysis of Thick, Circular and Annular Plates with Nonlinear Thickness Variation)

  • 장승환;심현주;강재훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.119-129
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    • 2004
  • 3차원 해석법을 이용하여 반경방향으로 비선형적 두께 변분을 가진 두꺼운 원형판과 환형판의 고유진동수를 결정하였다. 수학적으로 2차원적인 전통적 판 이론과는 달리 본 연구에서는 3차원적 등 탄성방정식을 근간으로 하였다. 반경방향, 두께방향, 원주방향으로의 변위 성분인 u/sub s/, u/sub z/, u/sub θ/를 시간에 대해서는 정현적으로, θ에 대해서는 주기적으로, s와 z방향으로는 대수 다항식의 형태로 취하였다. 판의 위치(변형률) 에너지와 운동 에너지를 정식화하고, 리츠법을 이용하여 고유치 문제를 해결하였으며, 진동수의 최소화과정을 통해 엄밀해에 대해서 상위경계치의 진동수를 구하였다. 다항식의 차수를 증가시키면 진동수는 엄밀해에 수렴하게 된다. 판의 최하위 5개의 진동수에 대한 유효숫자 4자리까지의 수렴성 연구가 이루어졌다. 수치결과로 두께가 일정하거나, 선형적 또는 2차 곡선적 변분을 갖는 자유경계의 두꺼운 원형판과 환형판의 무차원 진동수를 제공하였다. 또한 이미 발표된 2차원적인 박판이론에 의한 결과와 본 연구의 3차원 해석에 의한 결과를 서로 비교하였다.

와이어로프로 외부 보강된 철근콘크리트 연속 T형 보의 전단내력 (Shear Capacity of Reinforced Concrete Continuous T-Beams Externally Strengthened with Wire Rope Units)

  • 양근혁;심재일;변항용
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.773-783
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    • 2007
  • 와이어로프 단위를 이용한 단순한 비 부착형 전단보강 기술이 개발되었다. 제안된 보강 기술에 의해 보강된 연속 T형 보 6개와 동일한 무 보강 시험체가 실험되었다. 고려된 주요 변수는 와이어로프의 양과 프리스트레스이다. 모든 시험체의 기하학적 특성 및 철근 배근을 동일하다. 와이어로프의 프리스트레스로 인한 콘크리트 복부에서의 수직응력 분포가 보의 경사균열 전단내력 및 최대 전단내력에 미치는 영향이 또한 제시되었다. 본 연구의 실험 결과로부터 제안된 보강 기술을 이용하여 철근콘크리트 보의 전단내력 향상 및 연성을 확보하기 위해서는 와이어로프 비는 ACI 기준에서 제시하는 최소 전단철근비의 2.5배 이상, 그리고 프리스트레스는 와이어로프 인장강도의 0.6배 이하로 있어야 함이 제안될 수 있었다. 와이어로프 단위로 보강된 연속 T형 보의 전단내력을 평가하기 위하여 상계치 이론을 이용한 수치해석 모델이 제시되었다. 제시된 수치해석 모델은 ACI 318-05의 전단내력 식에 비해 실험 결과와 잘 일치하였다.

벤토나이트 케익을 고려한 연직차수벽의 순간변위시험(slug test) 해석 (Consideration of Bentonite Cake Existing on Vertical Cutoff Wall in Slug Test Analysis)

  • 임지희;웽 테 바오;이동섭;안재윤;최항석
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권6호
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    • pp.5-17
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    • 2013
  • 순간변위시험(slug test)은 현장의 지반 상태를 반영할 수 있어 연직차수벽 뒷채움재의 투수계수를 결정하는데 적용할 수 있다. 본 논문에서는 연직차수벽과 주변 지반 사이에 형성되는 벤토나이트 케익을 고려하여 순간변위시험을 모사할 수 있는 3차원 모델이 개발되었다. 연직차수벽의 폭(즉, 경계 조건과의 근접 정도), 우물의 편심, 우물에 지하수가 유입되는 수직 위치, 뒷채움재의 압축성 등의 영향변수들이 모델에 고려되었다. 수치해석 결과를 이용하여 연직차수벽 시공 중에 존재할 수 있는 벤토나이트 케익이 순간변위시험 결과에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 통해, 수정 Line-fitting법은 벤토나이트 케익을 고려한 연직차수벽의 순간변위시험 해석에서 다른 경계조건에 대해 제시된 보정계수 없이 직접 적용될 수 있음을 밝혔다. 본 논문에서는 기존의 현장 사례를 벤토나이트 케익을 고려하여 재분석하여 벤토나이트 케익이 존재하지 않는 경우(일정 수두 경계 조건)와 보수적인 경계조건(불투수 경계 조건)으로 가정했던 기존의 사례분석 결과들과 비교하였다. 결론적으로 연직차수벽 뒷채움재의 투수계수 평가시 벤토나이트 케익의 영향 및 수정 Line-fitting법의 유효성을 확인하였다.

가상가치평가법(假想價値評價法)에서 시간범위(時間範圍)에 따른 휴양가치(休養價値)의 차이(差異) 해석(解析) (The Interpretation of Different Recreation Benefits According to Time Horizon in the Contingent Valuation Method)

  • 김준순
    • 한국산림과학회지
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    • 제88권1호
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    • pp.117-123
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    • 1999
  • 잉여가치는 일정한 시간범위에 대한 가치로 표현된다. 특히, 가상적시장에서 시간범위의 선택문제는 매우 중요하다. 본 연구에서는 상이한 기간에 따른 지불의사액의 차이원인을 할인율을 통해 살펴보고자 한다. 이를 위해 속리산 국립공원을 방문객을 대상으로 1년과 5년 두 종류의 시간범위에 대한 방문객의 휴양가치를 이용하였다. 지불의사액에 대한 질문은 양분선택형을 택하였으며 분석에서는 프로빗모형을 사용하였다. 상한치 절단에 의한 편의의 문제점을 회피하기 위하여 휴양가치에 대한 기대치는 중앙값으로 평가하였다. 분석 결과, 방문객의 1년과 5년의 휴양가치는 각각 16,569원과 27,111원으로 산출되었다. 이러한 상이한 시간범위에 따라 평가된 가치의 차이를 일치시키는 할인율은 년(年) 153%로 산출되었다. 이러한 높은 할인율은 (1)미래방문에 대한 불확실로 인한 현재가치에 대한 높은 선호 (2)시간범위와 비례하는 대체가능성 (3)시간범위에 대한 응답자의 인지부족 (4)재화의 가격비율과 효용함수에 의한 영향 (5)지불수단에 대한 기본적인 프레미엄으로 인해 1년에 대한 휴양가치가 과대 추정 등, 복합적인 원인으로 해석 가능하다.

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국가연구개발 정률예외사업의 원가구조분석을 통한 합리적인 사업관리방안 (Analysis of Cost Structures of National R&D Programs for Effective National R&D Management)

  • 조성표;하석태;황명구
    • 기술혁신연구
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    • 제25권2호
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    • pp.153-179
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    • 2017
  • 국가연구개발사업 규모가 매년 증가함에 따라 이에 대한 간접비 금액도 증가하고 있다. 간접비는 연구개발사업의 효율적인 추진에 필요하기 때문에 이에 대한 관심도 높아지고 있다. 현재 국가 연구개발과제의 실제 간접비율이 고시비율보다 현저하게 낮다는 주장들이 있다. 하지만 이러한 실제 간접비율의 계산에 고시된 간접비율을 적용하지 않는 간접비 예외사업이 포함되어 낮게 나타난 것으로 파악되고 있다. 그런데 간접비 예외사업은 고시간 접비율의 적용이 곤란한 사업적 특성을 가지고 있는 사업에 한정하여야 하는데, 이에 대한 검토가 미흡한 실정이다. 따라서 간접비 고시비율 예외 적용사업의 타당성을 검토하고, 당해 사업에서 간접비 발생 원인을 탐색하여 적정한 간접비 지급기준을 설정할 필요가 있다. 본 연구에서는 현행 국가연구개발사업의 간접비 고시비율 예외사업을 조사하고, 정률 예외사업의 원가동인을 탐색하여 적정한 간접비 지급기준을 설정함으로써 합리적인 사업관리 방안을 모색하고자 하였다. 원가동인을 탐색하기 위하여 우선 정률예외사업에 대한 특성과 비목구조를 분석하였다. 분석 결과, 4개의 정률예외사업별로 각각 비목 구성의 고유한 특성이 도출되었다. 기반구축사업에서는 연구장비재료비의 비중이 50%로서 가장 높게 나타났으며, 인력양성사업에서는 학생인건비의 비중이 43%로 가장 높게 나타났다. 국제공동예산사업에서는 국제활동비를 식별할 수 없었으나, 연구장비재료비의 비중이 50%로 가장 높으며, 연구활동비가 31%의 비중을 차지하고 있었다. 하지만 평가조정사업은 내부인건비(37%), 연구과제추진비(21%), 연구활동비(19%) 순으로 나타나고 있으며, 기관별로 큰 차이가 없어서 예외적용사업이 아닌 일반사업으로 분류하는 것이 타당한 것으로 판단되었다. 본 연구에서는 이러한 각 사업별로 비목 구성비율의 특성에 따른 원가동인을 고려하여 조정간접비율을 산정하는 식을 마련하였다. 이를 통해 다음과 같이 우리나라 정률예외사업에 적용될 고시 간접비율 설정방안 세 가지를 제시하였다. 1) 사업 특성별로 거액 비목은 간접 비율 계산에서 제외하고 고시비율 적용한다. 2) 정률예외사업을 분리하여 별도의 고정간접비율 적용한다. 3) 고시사업과 통합하되 특정 거액 비목은 제한을 설정하여 고시비율 적용한다. 본 연구는 국가연구개발 정률예외사업에 대하여 처음으로 원가구조를 분석하고, 합리적인 간접비 설정방안을 제시하였다는 데에 그 의의가 있다. 간접비는 직접비와 함께 국가연구개발사업을 효과적으로 수행하는 데에 기여한다. 따라서 본 연구에서 제시된 간접비 고시비율 예외적용 기준안을 통해 국가연구개발사업을 수행하는 연구기관에 실소요 간접비를 지원함으로써 연구개발사업의 효율적 추진을 도모할 것으로 기대된다.