본 논문에서는 압전 수정진동자의 설계민감도 해석 및 위상 최적설계 기법을 개발하였다. 압전 수정진동자는 가해지는 전하에 의해 두께방향 전단 변형하게 되거나, 혹은 그 반대방향으로 기계 변형에 의해 전기적 신호를 검출하게 된다. 엄밀한 두께방향 전단해석을 위해 두께방향으로 고차 보간을 하는 고차 민들린(Mindlin) 판 이론을 도입하였다. 압전 수정진동자에서 수정판은 부도체이기 때문에 전기적 신호를 검출하거나 전기적 신호에 의해 수정판을 기계적으로 진동시키기 위해 수정판의 상/하 표면에 얇은 전극경을 도포한다. 비록 전극경이 매우 얇기는 하지만 그 무게와 형상에 따라 진동자의 거동이 달라지기 때문에, 설계민감도 해석 및 위상 최적설계를 위한 설계변수는 전극경의 질량 밀도와 관계된다. 따라서 위상 최적설계 문제는 두께방향 전단 변형에너지를 최대화하는 최적의 전극경 분포를 구하도록 구성한다. 또한 보다 의미있는 설계안을 얻기 위해 전극경의 재료량과 면적에 제약조건을 부여한다. 두께방향 전단 주파수(고유치)와 상응하는 모드형상(고유벡터)에 대한 설계구배는 고유벡터 확장법을 이용한 해석적 설계민감도 해석법을 통해 매우 효율적이고 정확하게 계산될 수 있다. 수치예제를 통해 제안된 해석적 설계민감도가 유한차분 설계민감도와 비교하여 매우 효율적이고 정확하게 계산됨을 확인하였다. 또한 위상 최적설계를 통해 도출된 최적 전극경 설계가 모드형상과 두께방향 전단 변형에너지를 개선시킴을 확인하였다.
세계적으로 폐타이어를 포함한 가황고무제품의 재활용 문제가 심각하게 대두되고 있다. 특히 자동차 수요량이 증대됨에 따라 발생하는 폐타이어는 매립이나 소각 시 가교결합 된 황 성분에 의해 2차 환경오염을 일으킨다. 또한 재생고무로 이용 시 가교 결합된 황에 의해 원료 고무와의 결합을 방해하여 적절한 물성을 가지지 못한다. 따라서 폐타이어 고무분말 재활용을 위해서 탈황 처리와 관련된 기술개발이 활발하게 이루어져 왔다. 탈황 처리 공정을 거쳐 재생된 폐타이어는 원료 고무와 혼합된 후 가황공정을 통하여 용도에 맞는 제품으로 제조 할 수 있다. 본 연구에서는 화학적 탈황법을 이용해 폐타이어를 탈황하여 탈황 정도를 분석하였다. 2-butanol 용액을 이용하여 온도, 탈황처리시간 등의 변수에 따른 탈황 효과를 살펴보았다. 고무시료를 유기용매에 팽윤한 후 100, 150, $200^{\circ}C$에서 1~5hr 동안 탈황처리 하였다. 그 후 평행팽윤법을 이용해서 수평균분자량과 가교밀도를 계산하여 정량적으로 탈황도를 분석하였다. 또한 Hot press를 이용하여 인장시편을 제조한 후 기계적 물성도 평가하였다.
세계적 추세인 친환경에 맞춰 국내 건설 산업은 리모델링 및 증축에 관심을 갖게 되면서 모듈러 공법이 대두되고 있다. 모듈러 공법은 기존의 공법과는 달리 공장에서 70%이상을 모듈 형태로 제작하고 현장에서는 단기간 내에 조립만 하여 완성하는 공업화 건축시스템이다. 모듈러 공법은 현장 작업 감소로 인한 공기단축, 경량철골 사용으로 인한 하중 부담 감소, 반복 생산으로 인한 공사비 절감 등 많은 장점을 갖고 있다. 하지만 현재 상용화되고 있는 기존 공법의 진입 장벽이 높아 활성화되지 않고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 공법 선정에 영향을 줄 수 있는 관계자의 의사결정에 도움을 주고 모듈러 시장의 활성화를 도모하기 위해 모듈러 공법을 가장 효율적으로 사용할 수 있는 증축 공사에 적용하고자한다. 실제 사례를 비교 분석하여 공기, 공사비, 노무인력 등의 측면에서 타 공법과의 차별성을 강조하고, 구체적인 효과 분석을 통해 모듈러 공법의 경쟁력을 알리고 모듈러 공법의 활발한 국내 도입에 일조하고자 한다.
과거 홍수 방재에 관한 노력의 대부분은 대하천을 중심으로 이루어져 왔다. 그러나 경제의 발전과 더불어 레져 활동 영역이 산지유역으로 확대되면서 돌발홍수로 인한 인명사고의 발생이 빈번해졌고 이로인한 추가적인 방재 활동이 요구되고 있다. 그러므로 돌발홍수로 인한 인명 및 재산의 피해를 감소시키기 위하여 본 연구에서는 다양한 지표들을 고려하여 산지유역에서의 돌발홍수 발생 위험도를 평가하기 위한 새로운 기법을 개발하였다. 고려된 다양한 지표들의 돌발홍수 발생에 대한 기여도를 평가하기 위하여 본 연구에서는 다기준의사결정 기법의 하나인 프로메티(Preference Ranking Organization METHod for Enrichment Evaluations, PROMETHEE)를 이용하였으며, 평가 지표들로는 지역특성, 강우특성 및 지형특성 등이 선정되었다. 또한 이상의 평가지표들에 대한 상대적 가중치 산정을 위하여 엔트로피(Entropy) 기법이 이용되었다. 엔트로피 기법과 프로메티를 이용한 돌발홍수 위험도 평가기법은 그 적용성을 검증하기 위하여 봉화군 유역에 적용되었으며, 적용 결과 봉화군 유역 내 17개 소유역에 대하여 그 상대적 위험도가 평가되었다. 또한 17개 소유역은 그 결과에 따라 각각 5개, 7개, 5개의 고 중 저위험군으로 분류되었다. 또한 적용결과의 추가적인 검증을 위하여 과거 돌발홍수 피해 사례를 조사한 결과 고위험군으로 평가된 지역들 중 한 곳에서 2008년 돌발홍수가 발생했었음을 확인하였다.
실리콘은 상용 흑연(Graphite, Gr) 음극재 대비 약 10배 정도 높은 이론용량을 가지나 전기전도도가 낮고 충·방전 시 큰 부피변화로 수명이 짧은 문제가 있다. 실리콘의 문제점 해결 방안으로 전도성 탄소와 복합체 형성과정에서 실리카 나노입자 템플레이트를 이용해 복합체 내부에 이중 중공을 갖는 실리콘 나노입자/중공탄소(SiNP/HC) 소재를 제조하였다. 비교를 위해 중공을 갖지 않는 SiNP/C 복합체를 제조하여 SiNP/HC 복합체와의 물리·화학적 특성과 음극소재로서의 전기화학적 특성을 X-ray 회절기, X-선 광전자 분광기, 비표면적과 기공분포 분석을 위한 질소 흡/탈착 실험, 주사형 전자현미경 및 투과형 전자현미경으로 비교·분석하였다. SiNP/C 복합체 대비 SiNP/HC는 사이클 후에도 전극의 큰 부피변화 없이 월등히 우수한 수명특성과 효율을 보였다. 흑연과 혼합한 하이브리드형 SiNP/HC@Gr 복합체는 SiNP/HC와 비교해 낮은 용량에서 더욱 개선된 수명 특성과 효율을 보였다. 따라서 복합체 내부에 실리콘의 부피팽창을 수용하는 중공을 갖는 실리콘/탄소 복합체를 설계하는 것이 수명특성 확보에 유효함을 확인하였다. 복합체 내부에 많은 중공의 존재로 비표면적이 커서 과도한 SEI층 형성에 따른 낮은 초기 효율의 문제점이 있으므로 이에 대한 보완 연구가 필요할 것으로 사료된다.
우리나라는 급격한 경제발전으로 전력소비량이 크게 증가하고 있으며, 원활한 전력의 공급을 위해 많은 송전탑 및 송전선이 설치되고 있다. 고압 송전선은 주로 알루미늄 연선으로 제작되며, 전선을 느슨하게 가선하여 약간의 처짐이 유지되도록 하고 있다. 처짐의 정도는 공사의 품질과 전선의 수명에 많은 영향을 끼치게 되는데 시간이 지날수록 전선의 무게나 주변 환경적 요인으로 수축과 팽창이 반복적으로 일어나므로 송전선의 관리를 위해 주기적인 모니터링이 필수적이다. 본 연구에서는 3D 레이저 스캐닝 기술을 활용하여 송전선에 대한 모니터링을 수행하였다. 연구대상지의 송전선에 대한 데이터를 취득하고, 자료처리를 통해 송전선에 대한 포인트클라우드 형태의 3차원 공간정보를 추출하였다. 송전선에 대한 3차원 공간정보를 활용하여 송전선의 길이와 처짐량을 산출하였으며, 주변 장애물들과의 이격거리를 효과적으로 산출할 수 있었다. 연구를 통해 송전선 관리를 위한 3D 레이저 스캐닝 기술의 활용성을 제시할 수 있었으며, 향후 추가적인 연구를 통해 3D 레이저 스캐닝 기술이 적용된 송전선 모니터링 방안이 개발된다면 송전선 관리의 효율성 증대에 크게 기여할 것이다.
본 연구는 사회복지분야에서는 그다지 시도되지 않았던 원가분석 방법과 특성을 검토하고, 장애인복지관 20개소를 대상으로 실제 장애인복지관서비스의 원가분석 결과를 사례로 제시하여 사회복지서비스 원가분석에 대한 함의를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 연구는 2002년 12월 기준 전국 장애인복지관 95개소 중 20개소를 최종적으로 분석하였다. 분석목적을 위해 해당 복지관의 2002년 세입 세출결산서와 연간사업실적보고서를 사용하였으며, 분석대상 복지관 실무자를 대상으로 중요도, 난이도, 업무비중에 근거하여 서비스별 가중치 조사를 실시하여 반영하였다. 원가분석방법으로는 '활동기준원가분석'(activity-based costing)이 아닌 '전통적 원가분석방법'(traditional cost accounting)을 사용하였다. 분석결과 2002년 기준 장애인복지관의 세출평균은 12억 6천 여 만원이며 이 가운데 65.8%는 인건비로, 13.2%는 재활사업비로 집행된 것으로 파악되었다. 서비스원가사례로 재가복지생활지원서비스의 경우 60분 기준 26,922원으로 직업상담직능평가의 경우 120분 기준 143,355원으로 계산되었다. 이러한 원가에는 낮은 임금수준 및 부동산비용 등이 반영되지 않아 실제 시장가격은 훨씬 높을 것으로 추정된다. 분석 결과는 추후 서비스의 중단, 축소, 확대, 자원배분 등 프로그램과 관련한 의사결정에 더 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
강건 최적화 기법은 설계 초기 단계부터 설계변수의 변동이 목적함수에 미치는 효과를 최소화할 수 있는 유일한 방법이다. 강건 최적화의 정식화를 위해서는 분산을 정확히 예측하고 확률제한조건을 정식화하는 것이 가장 중요한 과정이 된다. 분산 및 확률제한조건을 예측하고 정식화하기 위한 방법으로 공정능력지수 및 식스시그마 기법과 같은 여러 가지 방법이 적용되고 있으나, 실제 공정에서 널리 적용되는 불량률을 이용한 확률제한조건 처리 기법에 대한 연구는 아직까지 전무한 상태이다. 본 연구에서는 자동차 로워암의 무게와 최대응력의 평균과 표준편차에 대한 설계영역을 탐색하고, 이후 로워암의 강건 최적화를 수행하였다. 변동을 예측하기 위한 표준편차의 계산은 2 차 테일러 전개를 통해 수치적인 정확도를 기하였다. 강건 최적화는 설계변수의 불연속성을 고려하기 위하여 최적화 과정에서 미분 정보를 적용하지 않은 심플렉스 알고리즘을 적용하였다.
본 연구의 목적은 저축은행 구조조정 이후 개별 저축은행들의 재무상황이 대출포트폴리오에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 고정이하여신비율 변화율과 가계대출비중 간의 관계는 유의한 양(+)의 값을 가지는 것으로 추정되었다. 저축은행 재무건전성이 악화될수록 총여신 중 가계대출비중이 증가하는 것으로 나타났다. 둘째, 고정이하여신비율 변화율과 예대금리 스프레드 확대 간의 상호작용 효과는 가계대출비중과 유의한 음(-)의 값을 가지는 것으로 추정되었다. 즉 저축은행 수익성지표인 예대금리 스프레드 변동성이 클수록 재무상황악화의 상호작용 효과로 인해 총여신 중 가계대출비중을 감소시키는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 재무상황에 따라 이자율변동성이 클수록 위험자산 대출비중을 증가시킬 가능성이 존재한다. 셋째, 자산규모와 가계대출비중 간의 관계는 유의한 양(+)의 값을 가지는 것으로 추정되어 저축은행 규모가 클수록 가계대출비중이 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과를 통해 저축은행 재무상황에 따라 대출포트폴리오에 영향을 주는 것으로 분석되었으며, 저축은행의 재무상황별 정책 수립에 중요한 시사점을 제공할 것으로 기대한다. 향후 재무상황에 따라 특정대출의 과도한 자산확대를 지양하고 선제적인 건전성 관리가 이루어질 필요성이 있다.
국가기간망 확충에 주력함에 따라 상당부분의 국가기간망 정체 구간이 해소되었다. 그러나 물류가 발생하는 교통물류거점 주변은 여전히 혼잡하여 물류의 기종점 간 통행시간은 크게 개선되지 않았으며, 이에 교통물류거점과 국가기간교통망 간 또는 교통물류거점 간 체계적인 연계교통망 구축을 위해 핵심 교통물류거점의 연계교통체계 구축계획이 수립되었다. 교통물류거점의 연계교통시설 사업의 우선순위 방법론은 기존의 방법론으로는 적용하기에 무리가 있으므로 본 연구에서는 연계교통시설 사업의 특수성인 거점의 특성을 계층구조 및 평가항목에 포함하고, 특정 거점 유형에 연계교통시설 사업이 집중되지 않도록 거점 유형 예산배분 비율을 설문함으로써 연계교통망 사업 우선순위를 분석하기 이전에 각 거점 유형별로 예산제약을 두었다. 또한, 2단계 평가방법에 따라 특정 거점에 연계교통시설 사업이 없는 경우에도 적용가능하도록 우선순위 방법론을 개발하였다. 설문을 통한 가중치 산출 결과, 사업 시행과 관련된 변수(D/C, 접근성 변동지수)에 높은 가중치가 부여되었으며, 그 다음으로 지역 낙후도가 높은 가중치를 나타냈다. 본 연구에서는 평가항목값을 이용한 우선순위를 도출하지는 못하였지만, 연계교통시설 사업의 투자정책방향을 설정하는데 유용할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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