• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.295-311
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• 2021

본 연구에서는 사장교 케이블에 대한 장력계측장치의 현장적용성에 대한 실험을 수행하였다. 사장교 케이블의 장력을 추정하기 위해서 진동법을 이용하였으며 대상교량에 대해서 케이블의 가진을 통해서 모드특성을 분석하였고 케이블의 장력을 추정하기 위한 계측장치로는 GTDL360, NI Module, 9 Axes Motion Sensor등을 적용하였고 5개의 대상교량에 대해서 상기 계측장치들을 이용하여 케이블의 모드특성을 분석하여 케이블장력측정실험의 적정성을 평가하고 케이블의 장력을 추정하였다. 또한 5개의 대상교량에 대해서 수치해석을 실시하여 케이블의 고유진동수 및 케이블장력을 해석하였다. 현장 계측결과에 의한 케이블의 추정장력과 수치해석에 의한 케이블의 추정장력을 비교하여 현장계측방법의 적정성을 판단하였으며 분석결과 현장 계측에 의한 케이블의 계측장력과 해석에 의한 추정장력은 오차범위내에 있어서 상기 계측장치들을 현장에 적용하여도 무방할 것으로 판단된다. 현장실증교량의 가속도 기반의 케이블 추정장력과 수치해석에 의한 해석장력과의 값을 비교분석한 결과 값이 허용범위 내로 가속도 기반의 케이블 추정장력값은 적정한 것으로 판단된다. 또한, 현장적용성 분석결과 센서의 설치위치 및 기상조건의 제한 등 계측장치의 한계점이 존재하므로 추후 케이블 스마트 장력계측시스템에 관한 지속적인 후속연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.35-42
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• 2019

현재 자동차 산업과 함께 발전하고 있는 전자제품을 포함하는 전반적인 제조업 분야에서 초정밀 제어를 요하는 너트 체결기가 요구되고 있고 너트 체결시의 중요한 성능 요소는 체결력 부족에 의한 풀림과 과도한 체결에 의한 파손 및 강한 진동이나 외부 충격에 강건한 체결력 유지 등 조립 품질의 유지와 향상 및 제품 수명 보장을 위해 정확한 조임 토크, 각도 등이 요구된다. 현재 너트런너라는 제품명으로 판매되는 너트 체결기는 고토크 및 정밀토크제어, 정밀 각도제어 그리고 생산량 증대를 위한 고속운전 등의 특성들이 필요하며 고출력이 가능한 BLDC모터 및 너트체결기 전용의 정교한 토크제어에 필요한 고정밀 토크제어드라이버와 고속, 저속, 고응답의 정밀 속도 제어시스템의 개발이 요청되고 있으나 현재 고객이 요구하는 고정밀, 고토크 및 고속 작업특성을 만족시키지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 정확한 체결 토크 및 고속 회전에서도 저진동 및 저소음을 구현할 수 있는 d축, q축의 좌표변환에 의한 벡터제어와 토크제어기반의 BLDC모터 가변속 제어와 너트런너의 제어 기술을 제안하고 여러 실험을 통해 성능 결과를 분석하여 제안한 제어가 너트런너 성능을 만족하는지를 확인 하였다. 또한 일단 운전 체결 방식(One Stage 운전 체결 방식)으로 패턴을 프로그램하여 10,000[rpm] 고속 운전 후 목표 토크로 정확히 체결됨을 확인하였으며 토크 리플에 의한 가체결 토크 검출의 문제점도 외란관측기을 사용하여 해결하였고 실험을 통해 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.27-35
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• 2019

기존의 중-장경간 철도교량에는 주로 강박스 거더교가 적용되어 왔다. 하지만 강박스 거더교는 교량 아래의 공간확보가 불리하고, 주거더가 얇은 박판의 박스형상으로 이루어져 진동에 의한 울림소음이 발생하여 소음에 대한 많은 민원이 제기 되고 있다. 이와 같은 이유로 강박스 거더교를 대체할 수 있는 장지간 철도교량의 개발에 대한 필요성이 대두되었다. 본 논문에서는 이러한 이유로 최근에 개발된 강합성 하로 철도교에 대한 특징을 소개하고, 이 철도교의 주요 적용 지간인 40m와 50m 교량을 대상으로 실제 운행열차인 KTX 하중의 운행속도를 반영하여 상용유한요소프로그램인 MIDAS Civil을 이용하여 시간이력해석을 수행하였다. 또한 해석결과를 분석하여 대상교량의 동적거동 특성을 확인하고 철도설계기준에서 제시하고 있는 동적성능 기준을 만족하는지에 대해 검토하였다. 그 결과, 검토 대상 교량 모두 동적안전성 기준을 만족하였으나 지간 40m의 경우 연직가속도 값이 상당히 크게 나와 이에 대한 개선 방안을 제시하고, 단면을 수정하여 연직가속도의 감소를 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.242-252
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• 2018

진동수주형의 파력발전구조물(OWC-WEC)는 파랑에너지 흡수장치 중에 가장 효율적인 것으로 알려져 있다. 이 장치는 공기실 내부에서 해수면의 상 하운동을 공기흐름으로 변환하고, Wells 터빈으로 대표되는 터빈의 구동력으로부터 전기에너지가 생산된다. 따라서, 높은 전기에너지를 얻기 위해서는 공기실 내부에서의 수면변동에 피스톤모드의 공진을 유발시켜 수면진동을 증폭시킬 필요가 있다. 본 연구에서는 해수소통구를 구비한 신형식의 OWC-WEC를 상정하고, 구조물에 의한 파랑변형, 공기실 내에서 수면변동과 노즐에서 공기유출속도 및 해수소통구에서 해수흐름속도를 수치해석적으로 상세히 평가한다. 수치해석모델은 Navier-Stokes solver의 혼상류해석기법에 기초한 공개 CFD code인 OLAFLOW 모델을 적용하며, 모델의 타당성을 검증하기 위하여 기존의 실험결과 및 수치해석결과와를 비교 논의한다. 본 연구의 범위 내에서 Ursell수가 커질수록 노즐에서 공기흐름속도가 증가하며, 공기실 내부에서 외부로 유출되는 공기속도가 외부에서 공기실 내부로 유입되는 공기속도보다 더 크다 등의 중요한 사실을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.395-409
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• 2022

기존 암반 굴착공법이 갖는 한계점을 극복하기 위해 최근 연마재 워터젯 공법을 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 연마재 워터젯 암반굴착 공법은 암반에 연속적인 자유면을 형성하여 발파 시 발생하는 진동을 저감하고 굴착효율을 증진시키는 효과가 있다. 그러나 연마재 워터젯 절삭성능은 암반의 물리적 성질에 따라 변화한다. 따라서, 다양한 물리적 성질을 가진 암반이 혼재하는 굴착현장 특성상 효과적인 워터젯 활용을 위해서는 다양한 암종의 절삭성능을 분석하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 현무암과 화강암을 대상으로 수압, 이격거리, 이송속도를 변화시키며 절삭실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 실험결과, 현무암은 화강암보다 평균적으로 약 41% 깊게 절삭되고, 절삭 폭은 약 18.5% 좁게 형성되었다. 본 연구결과는 향후 현무암과 같은 강도가 낮고 공극이 큰 암반 굴착현장에서 연마재 워터젯을 적용할 시 유용한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.363-368
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• 2021

선박 기관실은 기술의 발전으로 인해 자동화 시스템이 향상되었지만, 해상에서는 바람, 파도, 진동, 기기 노후화 등의 다양한 변수가 많아 자동화 시스템에서 계측되지 않는 풀림, 절단, 누유, 누수 등이 발생하므로 기관사는 주기적으로 순찰을 한다. 순찰 시에는 1명의 기관사만 순찰하는 경우도 있으며, 이는 고온고압 및 회전기기가 운전 중인 기관실에서 많은 위험요소를 가지고 있다. 기관사가 순찰 시에는 오감을 활용하며, 특히 시각에 의존한다. 본 논문에서는 로봇이 기관실을 순찰하며 기기의 특이사항을 검출하고 알려주는 기관실 순찰 로봇을 구현하기 위한 선행연구로서 선박 기관실 기기의 이미지를 합성곱 신경망을 이용하여 분류하였다. 선박 기관실의 이미지 데이터 셋을 구성한 후 사전 훈련된 합성곱 신경망 모델로 학습하였다. 학습한 모델의 분류 성능은 높은 재현율을 보였으며, 클래스 활성화 맵으로 이미지를 시각화 하였다. 데이터의 양이 제한적이어서 일반화할 수는 없지만, 각 선박의 데이터를 전이학습으로 학습시키면 적은 시간과 비용으로 각 선박의 특성에 맞는 모델을 구축할 수 있을 것으로 사료된다.

• 환경영향평가
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• 제31권6호
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• pp.449-464
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• 2022

본 연구는 해상풍력 환경성 평가 협의 지침 개발 과정을 검토하고 이를 토대로 향후 지침 개정을 위한 시사점 및 개선안을 제시하였다. 국내·외 사례 연구는 국내 해상풍력 개발사업 협의 사례 및 환경입지 컨설팅 사례와 국외 해상풍력 관련 지침을 검토하였고 사업별 입지 특성과 주요 환경 이슈를 분석하였다. 해상풍력 관련 주요 환경 이슈로는 조류(새), 소음·진동, 해양 동·식물, 해양물리, 해양수질 및 해저퇴적물, 해양경관, 육상에 설치되는 기타 부대시설 항목이다. 해상풍력 환경성 평가 협의 지침 개정을 위한 시사점 및 개선안은 사업자가 해상풍력 사업 입지 가능 지역을 판단하는데 있어서 중앙정부 차원에서의 자료 제공 및 명확한 가이드라인 제시가 필요하다. 누적영향평가의 중요성이 강조되는 상황에서 해상풍력 환경 이슈에 대한 누적영향평가를 위해서는 국내 상황을 반영한 항목별 누적영향평가 방법론에 대한 가이드라인도 마련되어야 한다. 또한 협의 지침 개정 시에는 해역별 해상풍력단지의 환경조사 및 모니터링 데이터의 축적을 통해 실증 연구사례가 반영되어야한다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.550-559
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• 2022

연구목적: 파이프는 기계, 전자, 전기, 플랜트 등 많은 산업 분야에서 응용기기로 널리 사용되고 있으며, 소방, 화학 등 안전 관련 분야에서도 널리 사용되고 있습니다. 제품의 다양화에 따라 배관 분야에서도 기술의 중요성이 높아지고 있습니다. 특히 기존 동관을 스테인리스강으로 변경하는 경우 구조해석이나 유동 해석을 통해 안전성과 유동특성을 평가할 필요가 있다. 연구방법: 자체 개발한 일체형 인서트형 커넥터인 6.35 소켓 모델의 유동 안전성은 CFD 해석을 이용하여 유동유발진동(FIV) 평가 과정의 4단계를 통해 진행하였다. 연구결과: 배관계 벽면에 작용하는 압력변동의 진폭은 3,780Pa이하의 수준으로 형성되며, 이는 냉매 배관의 운전압력이나 설계응력과 비교했을 때 매우 작은 수준의 압력으로, 난류에 의한 진동이 배관의 구조안전성에 미치는 영향은 미미한 수준인 것으로 나타났다. 결론: 유동 해석을 통하여 후크조인트 체결 시 발생하는 압력 및 진동 등을 검토한 결과 일반적인 배관계의 고유진동수가 50Hz 이하에서 형성되는 것을 고려했을 때, 난류유동에 의해 유발되는 진동이 배관계의 공진을 발생시킬 가능성은 희박한 것으로 판단된다.

• 말소리와 음성과학
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• 제15권2호
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• pp.31-40
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• 2023

목적: 물 속에서 튜브 발성은 semi-occluded vocal tract(SOVT) 연습 중 하나로 환자가 튜브를 물 속에 잠기게 하여 거품을 내면서 발성을 하는 것으로 음성 훈련에 널리 사용되어 왔다. 본 연구는 과기능성 음성장애 환자를 대상으로 물저항발성 동안 튜브 직경과 튜브를 담그는 물 깊이가 물거품 높이와 최대발성지속시간(maximum phonation time, MPT)에 미치는 영향을 조사하는 것을 목적으로 한다. 방법: 과기능성 음성장애 환자 17명에게 튜브 직경(5, 7, 10 mm), 튜브를 담그는 물 깊이(4, 7, 10 cm)에 따라 지속적인 /u/발성을 하면서 거품을 내도록 하였다. 물거품 높이 및 MPT 기록을 위해 수위 센서를 이용한 물저항발성 바이오피드백 시스템을 사용하였다. 결과: 물거품 높이는 튜브 직경에 의해 유의하게 변화한 반면 MPT는 튜브 직경과 깊이에 따라 유의하게 변화하였다. 직경이 더 넓을수록 주어진 깊이에 대해 유의하게 낮은 물거품 높이를 나타냈지만, 상대적으로 일관된 버블 높이가 유지되었다. 물의 깊이에 따라 주어진 튜브 직경에서 물거품 높이는 유의한 차이가 없었으나, 물의 깊이에 따라 MPT는 유의하게 감소하였고 튜브가 넓을수록 MPT가 유의하게 감소하였다. 결론: 수위 센서 방식의 물저항 바이오피드백 시스템은 튜브 직경 및 수심에 따른 기포 특성 및 성대 진동에 대해 유용한 정보를 제공하였다. 또한, 수위센서를 이용한 물저항발성 바이오시스템은 과기능적 음성장애가 있는 환자의 물저항 발성 중 호흡 지지를 모니터링하는 데 유용하게 사용될 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제42권6호
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• pp.594-602
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• 2023

현재까지 바닥충격음은 중량 바닥충격음 연구가 주를 이루었다. 경량 바닥충격음의 경우 뜬 바닥구조만으로 충분히 차단성능을 확보할 수 있었기 때문이었다. 뜬 바닥구조에서 중량 바닥충격음의 경우 바닥완충재의 동탄성 측정을 통해 저감성능을 어느 정도 예측할 수 있다. 하지만 최근 사후 확인 제도의 도입으로 인해 다양한 바닥구조가 개발되고 있다. 특히, 완충재가 사용되지 않는 바닥구조에서는 경량 바닥충격음에 지대한 영향을 미치는 것이 바닥마감재이다. 하지만 바닥마감재에 대한 탄성이나 물성을 측정하여 경량바닥충격음을 효과적으로 저감 하기 위한 연구는 부족한 실정이다. 이 연구에서는 사후 확인 제도 도입 이후 중요해 질 수 있는 바닥마감재의 경량바닥충격음 저감성능 예측하고자 하였다. 공동주택 바닥마감재로 사용되는 다양한 재료를 선정하여 실제 실험실에서 경량바닥충격음 차음성능을 측정하고 간이 실험으로 진동 전달특성 파악을 통해 경량바닥충격음 예측 가능성을 확인하고자 하였다.