• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권4호
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• pp.485-500
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• 2023

The non-linear static analysis of reinforced concrete (RC) structures using the three-dimensional (3D) finite element method is a time-consuming and challenging task. Moreover, this type of analysis encounters numerical problems such as the lack of convergence of results in the stages of growth and propagation of cracks in the structure. The time integration analysis along with the mass scaling (MS) technique is usually used to overcome these limitations. Despite the use of this method in the 3D finite element analysis of RC structures, a comprehensive study has not been conducted so far to assess the effects of the MS method on the accuracy of results. This study aims to evaluate the accuracy of the MS method in the non-linear quasi-static finite element analysis of RC structures. To this aim, different types of RC structures were simulated using the finite element approach based on the implicit time integration method and the mass scaling technique. The influences of effective parameters of the MS method (i.e., the allowable values of increase in the mass of the RC structure, the relationship between the duration of the applied load and fundamental vibration period of the RC structure, and the pattern of applied loads) on the accuracy of the simulated results were investigated. The accuracy of numerical simulation results has been evaluated through comparison with existing experimental data. The results of this study show that the achievement of accurate structural responses in the implicit time integration analyses using the MS method involves the appropriate selection of the effective parameters of the MS method.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.1-9
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• 2022

본 논문에서는 균열을 감지 할 때 필요한 데이터를 생성할 수 있는 벡터 기반 증강 기법과 이를 학습할 수 있는 합성곱 인공신경망(Convolution Neural Networks, ConvNet) 기법을 제안한다. 균열을 빠르고 정확하게 감지하는 것은 건물 붕괴와 낙하 사고를 사전에 방지할 수 있는 중요한 기술이다. 이 문제를 인공지능으로 해결하기 위해서는 대량의 데이터 확보가 필수적이지만, 실제 균열 이미지를 얻기 위한 상황은 대부분 위험하기 때문에 대량의 균열 데이터를 확보하기는 어렵다. 이런 데이터베이스 구축의 문제점은 인위적인 특정 부분에 변형을 주어 데이터의 양을 늘리는 탄성왜곡(Elastic distortion)으로 완화시킬 수 있지만, 본 논문에서는 이보다 향상된 균열 패턴 결과를 ConvNet을 활용하여 모델링한다. 탄성왜곡보다 우리의 방법이 실제 균열 패턴과 유사하게 추출된 결과를 얻을 수 있었고, 일반적인 데이터 증강에서 사용되는 픽셀 단위가 아닌, 벡터 기반으로 균열 데이터 증강을 설계함으로써 균열의 변화량 측면에서 우수한 결과를 얻을 수 있다. 결과적으로 본 논문에서는 적은 개수의 균열 데이터를 입력으로 사용했음에도 불구하고 균열의 방향 및 패턴을 다양하게 생성하여 효율적으로 균열 데이터베이스를 구축할 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.79-91
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• 2006

이 연구에서는 강교량과 같은 토목 구조물에서 유도파의(Guided waves)한 종류인 램파(Lamb wave)를 이용하여 실시간으로 균열손상을 감지할 수 있는 새로운 비파괴 검사방법을 제안한다. 기존의 유도파를 이용한 기술들은, 손상을 감지하기 위해 비손상 상태의 자료를 저장하고 이를 새로이 얻어진 결과와 비교하는 방법을 사용함으로써 잠재적인 손상을 진단해 왔다. 그러나, 공용중인 강구조물은 다양한 하중 뿐 아니라 상시로 변화하는 자연환경에 노출되어 있기 때문에 동일한 비손상 상태의 응답을 얻는 것이 매우 어려우며 이러한 방법을 적용할 경우 오보(false alarm)의 우려도 매우 높다고 할 수 있다. 따라서 이 연구에서는 보다 안정적인 손상감지기법을 개발하기 위해 기존에 얻어진 초기치를 이용하지 않으면서 실시간으로 손상 여부를 판단할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 이 연구에서 제안된 감지 기술은, 압전소자의 극성과 판파의 특성을 이용하는 것으로 얇은 판의 양면에 부착된 압전소자를 통하여 균열손상에 의한 신호를 선택적으로 감지해 내는 데에 그 목적이 있다. 균열이 발생한 판에서 진행하는 판파는 균열로 인한 판의 두께변화로 인해 모드 변화를 일으키게 되는데, 제안된 감지기법으로 이러한 모드 변화만을 선택적으로 추출할 수 있다. 다양한 수치해석과 실험을 통해 이 연구에서 제안된 손상감지기법의 효율성과 적용성을 입증한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.327-335
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• 2009

지진이 빈번하게 발생하는 지역에서는 비내진상세구조물은 지진 발생시 연약층을 형성하고 취성적 붕괴를 일으키게 된다. 그러나, 기존 구조물을 해체하고 내진상세 구조물을 신축하는 방법은 건설폐기물, 환경오염 및 민원 등 여러가지 문제들을 가지는 등 비경제적 방법이라 할 수 있다. 따라서 기존 구조물이 내진성능을 만족하도록 내진보강에 관한 많은 연구가 이루어졌으며, 이러한 내진보강방법에는 끼움벽, 철골브레이스, 연속벽, 부벽, 날개벽, 기둥/보의 자켓팅 등이 있다. 이 중 끼움벽 골조는 큰 변형과 접합부에서의 회전이 발생하는 골조와, 비교적 작은 변형에서도 전단파괴를 야기하는 끼움전단벽 등 복합적인 거동특성을 나타낸다. 따라서, 이러한 시스템의 거동특성은 개개의 골조나 벽에서 나타나는 거동특성과 매우 다르게 된다. 본 연구에서는 끼움벽의 내진성능을 평가하고자 하였으며, 손상에너지의 효과적 흡수를 위해 변형경화형 시멘트 복합체 (SHCC)를 사용하였다. 실험은 1/3 축소모형의 끼움벽을 반복가력하는 것으로 계획하였다. 실험 결과, SHCC 끼움벽에서는 섬유의 가교작용을 통해 시멘트 복합체 내 응력을 재분배함으로써 미세균열이 발생하였으며, 강도 및 에너지소산능력이 우수한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.695-702
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• 2007

온도프리스트레싱 공법은 강합성거더교 또는 강구조물에 인위적인 온도경사를 가하여 프리스트레싱력을 도입하기 위해 개발된 공법으로, 연속 강합성거더교에 적용할 경우 부모멘트 발생지점인 연속지점부 부근의 바닥판에 프리스트레스를 도입함으로써 콘크리트 바닥판의 인장균열을 억제하는 한편, 교축방향 보강철근 사용량 및 강거더 단면을 감소시킬 수 있어 경제성과 시공성의 향상이 가능한 공법이다. 이전의 연구에서 가열구간을 설정하기 위해 사용한 시행오차법은 비효율적인 것으로 온도프리스트레싱 공법을 적용한 설계가 효율적으로 이루어지기 위해서는 보다 합리적인 적정 가열구간의 설정기법이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 패턴인식, 최적화, 진단 및 예측 등을 수행하는데 많이 사용되고 있는 인공신경망 이론을 적용하여 온도프리스트레싱 공법을 적용한 연속 강합성거더교의 가열구간을 효과적이고 경제적으로 설정하는 기법을 제안하고자 한다. 인공신경망 이론을 학습시키기 위한 학습알고리즘으로는 일반적으로 널리 사용되는 오차역전파 알고리즘을 사용하였으며, 이를 이용하여 2경간 및 3경간 연속 강합성거더교의 가열구간을 예측하고 유한요소해석과의 비교를 통하여 학습알고리즘의 특성 및 예측의 정확도를 분석하였다.

• 보존과학회지
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• 제32권2호
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• pp.235-247
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• 2016

회화문화재의 손상상태를 진단하기 위하여 현재까지 국내에서는 육안관찰, 적외선 촬영, X선 촬영 등이 활용되고 있으나 표면에서 확인되지 않는 하부층의 손상상태에 대한 3차원적 정보획득에는 한계점이 있었다. 본 연구에서는 최근 우리나라에서 문화재 분야에 막 응용되기 시작한 테라헤르츠 분광분석기술을 회화문화재 상태진단에 적용하는 연구를 수행하였다. 먼저 우리나라 회화문화재의 손상양상을 고려한 의사시편을 제작하고 테라헤르츠 반사펄스 이미징기술을 적용하여 채색층 하부의 바탕층 및 배접층의 손상에 대한 정보 획득을 시도하였다. 그 결과 바탕층과 배접층의 균열, 층위 간 이격, 이격의 범위와 정도에 대한 정보획득이 가능함을 확인할 수 있었다. 또한 의사시편에서 얻어진 결과를 바탕으로 실제 회화문화재인 보물 제1792호 남양주 봉선사 비로자나삼신괘불도에 대하여 테라헤르츠 이미징기술을 적용한 결과, 유물의 3차원적 손상 형태와 손상 정도에 대한 정보를 획득할 수 있었다. 이는 비파괴, 비접촉식의 테라헤르츠 이미징기술이 우리나라 회화문화재의 3차원 손상상태 진단에 활용될 수 있음을 확인시켜 주는 결과이다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제6권2호
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• pp.58-64
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• 1982

1. 생탈곡(生脫穀)벼의 관행(慣行) 평건(平乾)의 건조특성(乾燥特性)과 각종건조(各種乾燥) 환경이 건조속도(乾燥速度)와 동할미(胴割米)의 발생(發生)에 미치는 영향을 수원 264와 미네히까리 2개(個)의 품종(品種)에 대(對)하여 조사(調査)하였다. 2. 생탈곡(生脫穀)벼 야외(野外) 건조시(乾操時) 벼의 水分含量(수분함량)은 주(主)로 조사(照射)된 누계일사량(累計日射量)에 따라 결정되었으며 건조(乾燥) 시기(初期) 벼의 수분함량(水分含量)과 일사량(日射量)과의 관계를 수식화(數式化)하였다. 3. 생탈곡(生脫較)벼 건조특성(乾燥特性)은 대체적으로 항율건조특성(恒率乾燥特性)을 따랐으며 벼층(層)의 두께가 클수록 항율건조(恒率乾燥)에 따르는 경향이 더욱 뚜렷하였다. 4. 벼층(層)의 두께와 건조속도(乾操速度)와의 관계는 지수적(指數的)인 수식(數式)으로 나타낼 수 있었다. 5. 건조기간중(乾燥期癎中) 환적효과(換積效果)는 건조속도(乾操速度)의 면(面)에서는 벼층(層)두께의 감소(減少)에 상당하는 효과(效果)를 보였으며 동할미(胴割米) 발생율(發生率)을 현격히 줄이는 효과(效果)를 나타냈으며 수원(水原) 264와 같은 장위종(長粒種)에서 그 효과(效果)는 더욱 뚜렷하였다. 6. 생탈곡(生脫穀)벼의 건조장소(乾燥場所) 간(間)에는 뚜렷한 차이(差異)는 없었으며 일사량(日射量) 기준(基準) 벼의 건조효율(乾燥效率), 건조속도(乾燥速度) 및 동할미(胴割米)등을 고려(考慮)할 때 최적(最適) 벼층(層)의 두께는 6cm정도(程度)이었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제42권3호
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• pp.307-326
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• 2004

Statement of problem. The long-term success of implants is the development of a stable direct connection between bone and implant surface, which must be structural and functional. To improve a direct implant fixation to the bone, various strategies have been developed focusing on the surface of materials. Among them, altering the surface properties can modify cellular responses such as cell adhesion, cell motility and bone deposition. Purpose. This study was to evaluate the cellular behaviors on the surface-modified titanium by morphological observation, cellular proliferation and differentiation. Material and methods. Specimens were divided into five groups, depending on their surface treatment: electropolishing(EP) anoclizing(AN), machining(MA), blasting with hydroxyapatite particle(RBM) and electrical discharge machining(EDM). Physicochemical properties and microstructures of the specimens were examined and the responses of osteoblast-like cells were investigated. The microtopography of specimens was observed by scanning electron microscopy(SEM). Surface roughness was measured by a three-dimensional roughness measuring system. The microstructure was analyzed by X-ray diffractometer(XRD) and scanning auger electron microscopy(AES). To evaluate cellular responses to modified titanium surfaces, osteoblasts isolated from neonatal rat were cultured. The cellular morphology and total protein amounts of osteoblast-like cell were taken as the marker for cellular proliferation, while the expression of alkaline phosphatase was used as the early differentiation marker for osteoblast. In addition, the type I collagen production was determined to be a reliable indicator of bone matrix synthesis. Results. 1. Each prepared specimen showed specific microtopography at SEM examination. The RBM group had a rough and irregular pattern with reticulated appearance. The EDM-treated surface had evident cracks and was heterogeneous consisting of broad sheet or plate with smooth edges and clusters of small grains, deep pores or craters. 2. Surface roughness values were, from the lowest to the highest, electropolished group, anodized group, machined group, RBM group and EDM group. 3. All groups showed amorphous structures. Especially anodized group was found to have increased surface oxide thickness and EDM group had titaniumcarbide(TiC) structure. 4. Cells on electropolished, anodized and machined surfaces developed flattened cell shape and cells on RBM appeared spherical and EDM showed both. After 14 days, the cells cultured from all groups were formed to be confluent and exhibited multilayer proliferation, often overlapped or stratified. 5. Total protein amounts were formed to be quite similar among all the group at 48 hours. At 14 days, the electropolished group and the anodized group induced more total protein amount than the RBM group(P<.05). 6. There was no significant difference among five groups for alkaline phosphatase(ALP) activity at 48 hours. The AN group showed significantly higher ALP activity than any other groups at 14 days(P<.05). 7. All the groups showed similar collagen synthesis except the EDM group. The amount of collagen on the electropolished and anodized surfaces were higher than that on the EDM surface(P<.05).

• 대한지리학회지
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• 제42권4호
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• pp.506-525
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• 2007

기반암 하상의 침식현상은 지형발달의 1차적인 통제 요소이다. 그러나 기반암 침식과정에 대한 연구는 오랜 시간 동안 지체되어 왔다. 이러한 지체는 실험하도에서의 결과를 기반암 하천에 적용시키는데 있어서의 스케일링 문제 등에 기인한다. 기반암 하상에 대한 침식 통제 변수에 대한 조사의 일환으로 마식과정에 대한 물리적 실험에서의 기반암면의 변화 과정이 연구되었다. 18개의 기반암 시료들이 다양한 퇴적물 양과 퇴적물 입자 크기에 의해서 마식되었다. 3차원적인 기반암면의 변화는 고해상도 3차원 스캐너를 이용하여 기록되었다. 기반암 시료의 표면 변화를 파악하기 위하여 다양한 방식을 사용하였으나, 거칠기의 변화와 기반암면의 전반적인 변화를 단일한 방식으로 나타낼 수 있는 방식은 파악되지 않았다. 음영기복도와 기복도에 의하면 마식은 횡단면 곡선상의 중심부와 종단면 곡선상의 상부와 하부 말단에서 시작되어 성장하는 것이 일반적인 경향으로 나타났다. 표면의 전반적인 형상에 있어서는 앞서 지적한 마식의 공간적 분포의 영향으로 종단면에 있어서는 평탄화가 나타났다. 횡단면의 경우 기울기가 증가하는 것이 우세하였다. 표면의 거칠기 정도는 일반적인 경향을 발견하기 어려웠으며, 일반적으로 추정되어진 마식에 따른 거칠기 감소가 나타나지는 않았으며, 암석에 따라서 서로 다른 결과가 나타났다. 주사전자현미경(SEM)을 이용한 분석에 의하면 기반암의 일반적인 특성보다는 조암 광물의 미세구조(microstructure)가 마식의 공간적인 유형과 거칠기 변화에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 대한소아치과학회지
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• 제35권1호
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• pp.11-17
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• 2008

본 연구는 Er:YAG laser에 의한 치수의 초기 조직반응과 calcitonin gene-related peptide (CGRP) 함유 신경섬유의 발현을 비교 평가하고자 시행하였다. Er:YAG laser와 conventional bur를 이용하여 상악 제1대구치의 교합면에 와동을 형성하였다. 와동형성 후 48시간 후에 조직을 처리하여 hematoxylin-eosin 염색과 CGRP 면역조직화학을 시행한 후 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Conventional bur를 이용하여 삭제한 경우, 상아질 바닥면은 균열이 없는 평면의 균일한 모양을 보였으며, Er:YAG laser의 경우에는 상아질의 면은 bur에 비해서 파동형의 불규칙적인 형태와 바닥면에서 상아세관의 주행방향을 따라 미세한 균열을 보였다. 2. Er:YAG laser에 의해 손상 받은 치수에서는 혈관확장과 노출된 치수의 손상부위를 따라 bur에서 손상 받은 치수보다 더 많은 염증세포의 침윤과 상아모세포층의 파괴를 보였다. 3. 노출손상 후에 치수신경 말단에서 CGRP 발현은 bur와 laser군 모두에서 손상을 받지 않은 정상 치수에 비해서 증가된 양상을 보였으며, 그 증가된 정도는 laser의 경우에서 더 강하였다. 위의 결과들을 종합하면, Er:YAG laser가 치수손상을 최소화하여 적용되면 치아우식 제거와 와동형성과 같은 여러 수복치료 시 유용하게 사용될 수 있으리라 사료된다.