• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.85-92
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• 2015

탄성지반위에 놓인 S형상 점진기능재료 고차전단변형 판의 동적 불안정성에 대하여 연구하였다. 고차전단변형이론은 점진기능재료 판의 두께방향으로의 전단변형률과 전단응력의 곡선변화 효과를 고려할 수 있다. Mathieu-Hill 방정식의 형태로 유도된 지배방정식에서 Bolotin 방법을 이용하여 동적 불안정 영역을 결정하였다. 동적 불안정 영역의 경계는 동적 하중과 여기진동수와의 관계로 나타내었다. 고차전단변형이론과 탄성지반 효과가 S형상 점진기능재료 판의 동적 불안정성에 미치는 효과를 제시하였다. Winkler와 Pasternak탄성지반 매개변수의 관계를 수치해석 결과를 통하여 고찰하였다. 또한 정적 하중계수, 거듭제곱 지수 그리고 폭-두께비 등의 동적 불안정 영역에 대한 영향을 분석하였다. 본 연구의 결과를 검증하기 위해 참고문헌의 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서 제시한 이론적 발전과 수치결과들은 S형상 점진기능재료 구조물의 동적 불안정 해석을 위한 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5542-5550
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• 2012

Eringen의 비국소 탄성이론을 이용한 3차 전단변형이론을 정식화 하였고 비국소 탄성이론이 적용된 평형방정식을 유도하였다. 비국소 탄성 이론은 미소 규모 효과를 고려할 수 있고 3차원 전단변형이론은 나노 판의 두께방향으로의 전단변형률과 전단응력의 곡선변화 효과를 고려할 수 있다. 모든 변이 단순지지된 나노-스케일 판의 지배방정식을 풀기 위해 Navier 방법을 사용하였다. 비국소 변수의 효과를 나타내기 위한 나노-스케일 판의 해석적 좌굴하중을 제시하였다. 국소 탄성이론과의 관계를 수치해석 결과를 통하여 고찰하였다. 또한 (i) 나노-스케일 판의 크기, (ii) 비국소 계수, (iii) 형상비 그리고 (iv) 모드 수 등이 나노-스케일 판의 무차원 좌굴하중에 미치는 효과에 대하여 관찰하였다. 본 연구의 결과를 검증하기 위해 참고문헌의 결과들과 비교 분석하였으며 해석결과는 참고문헌의 결과들과 잘 일치함을 알 수 있었다. 비국소 이론에 의한 나노-스케일 판의 좌굴해석에 관한 연구는 향후 관련연구에 비교자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.24-33
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• 2017

국내 도시철도 지하역사는 주로 개착식 공법으로 건설되었으며, 1970~80년대에 건설된 지하역사는 내진설계가 반영되지 않았다. 한반도 뿐 만 아니라, 전 세계적으로 지진 발생빈도는 증가하고 있는 추세이며, 내진설계가 적용되지 않은 기존 지하역사에 지진이 발생될 경우 막대한 인명 및 재산피해가 우려된다. 본 연구에서는 내진보강이 된 지하역사의 지반-구조물 상호작용과 보강효과를 검토하기 위해, Kobe 지진파 및 Northridge 지진파를 1/60축소모형에 적용하여 원심모형실험을 수행하였다. 내진보강은 주 부재인 기둥, 측벽, 슬래브의 강성을 증가시켜 내진보강 전후를 비교 검토하였다. 현장 조건에 따른 모형 지반을 모사하기 위해 공진주시험을 통해 실제 깊이 및 밀도에 따른 전단파 속도의 변화를 모사하였다. 지반과 구조물은 비교적으로 유사한 거동을 하였으며, 지표면으로 가까워질수록 상대변위가 증가하였다. 또한, 내진 보강전후의 지하역사 구조물의 슬래브에 비해 기둥과 측벽에서 상대변위와 모멘트 구조 거동을 통해 내진 보강 효과를 확인할 수 있었으며, 단주기인 Northridge지진파에 비해 Kobe지진파에서 구조물의 변형이 크게 발생하는 것을 통해 지진파는 주요 설계인자임을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.52-60
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• 2017

본 논문은 탄성지반위에 놓인 비국소 자기-전기-탄성 나노 판의 구조안정에 관하여 1차 전단변형이론을 이용하여 분석하였다. 4변이 단순지지된 자기-전기-탄성 나노 판의 좌굴하중을 구하기 위하여 Navier 방법을 적용하였다. 기존의 연구들에서는 2방향 좌굴해석은 거의 연구되지 않았다. Maxwell 방정식과 자기-전기 경계조건에 따라 자기-전기-탄성 나노 판의 두께 방향에 따른 자위 및 전위의 변화가 결정된다. 자기-전기-탄성 나노 판의 탄성이론을 재 공식화하기 위하여 Eringen의 비국소 미분 구성 관계식을 사용하였고 변분이론을 이용하여 비국소 탄성이론의 지배방정식을 연구하였다. 탄성지반의 효과는 Pasternak의 가정을 적용하였다. 비국소 이론과 국소 이론의 관계를 계산 결과를 통하여 분석하였다. 또한, 전위 및 자위의 크기, 비국소 매개변수, 탄성지반 매개변수 그리고 폭-두께 비에 따른 구조적 안정문제를 연구하였다. 분석 결과들은 전위 및 자위의 효과를 나타내었다. 이러한 계산 결과들은 자기-전기-탄성 재료로 구성된 신소재 구조물에 관한 향후 연구의 비교자료가 될 수 있을 것이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.76-84
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• 2017

최근 한반도 생태축의 근간을 이루는 백두대간의 중심에 위치한 추풍령 생태축 연결 복원사업이 추진되고 있으며, 이 지역은 일제 강점기에 경부선 철도건설과 함께 산업화 과정에서 도로와 철도 건설 등에 의해 야생동물의 이동이 단절되어 로드킬의 주요 원인이 되어 온 것으로 지적되었다. 그러나 친환경적 교통수단인 철도에 대한 투자 비중이 증가하는 추세를 보이고 있으며, 현재 기존 선로의 고속화를 위한 단선철도의 복선전철화 및 선형개량 사업 등 전국 철도망이 지속적으로 확대되고 있다. 이에 따라 본 연구는 급증하는 철도노선 연장에 따른 국토공간의 생태적 취약성을 평가하는 주요 평가기준으로 토지이용을 검토할 것을 제안하였고, 환경부에서 제공하는 토지피복지도를 활용하여 철도노선과 중첩분석을 수행하였다. 그 결과 논, 밭, 활엽수림, 나지, 내륙수 등 5개 항목에 민감도가 높은 것으로 나타났다. 이러한 항목들에는 민감도에 따른 가중치 설정이 필요한 것으로 생각되며 이를 바탕으로 구체적인 평가 기준을 마련할 필요가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3911-3916
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• 2010

본 논문에서는 틸팅열차의 안전성 확보 및 운행효율 향상을 위해 "한국형 틸팅열차 신뢰성 평가 및 운용기술개발" 연구과제의 한 분야로 추진된 ATP 차상장치의 시운전시험에 대한 내용 및 결과를 제시하고 있다. 기존선의 속도 향상과 KTX 비수혜지역의 여객 서비스 향상을 위해 틸팅열차를 개발하였으며 개발된 틸팅열차의 신뢰성 평가를 위해 기존에 사용되고 있는 ATS 장치에 의한 12만 km 주행 시운전 시험을 진행하였다. KTX가 운행되지 않는 지역인 중앙선 및 충북선을 비롯한 6개 기존 노선을 200km/h 이상으로 고속화하기로 하였으며, 이에 따라 열차제어시스템은 기존의 ATS 장치에서 ATP 장치로 개량하여야 한다. 따라서 틸팅열차에도 ATP 차상장치를 설치하여 운행 적합성을 확인하여야 하기 때문에 경부선 및 호남선 ATP 구축사업에 사용된 것과 동일한 ATP 차상장치를 틸팅열차에 설치하여 시운전 시험을 수행하였으며 설치된 ATP 차상장치의 기능 및 성능이 틸팅열차의 운행에 적합함을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.243-248
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• 2015

최근 국내에서는 도로 및 철도 터널의 건설이 꾸준히 증가하고 있으며, 교통체증 해소 및 도시계획 그리고 개량공사 등에 따라 터널이 더 깊은 지하에 위치하거나 장대화되고 있는 추세이다. 이러한 경우 터널 내부사고 중 인명피해에 가장 큰 위험요소인 화재사고가 발생할 경우 대형사고로 이어질 확률이 굉장히 높아진다. 본 연구에서는 정량적 위험도 분석 기법인 QRA(Quantitative Risk Analysis)를 터널에서의 방재설계에 적용하고자 국내 QRA 사례분석을 수행하고, QRA 기법의 적용 유무에 따른 비용 산출을 비교하였다. 그리고 AHP(Analytic Hierachy Process)기법을 사용하여 터널 방재시설의 위험도 저감 효과를 분석하여 터널 화재시 위험도를 낮출 수 있는 중요 인자들에 대한 우선순위를 제시 하였다. 그 결과로부터 QRA가 적용된 사례에서 상당한 비용절감 효과가 나타났으며, 그로 인해 합리적인 방재시설의 설계가 가능할 것으로 판단하였다. 그리고 방재시설별 비용대비 위험도 저감효과를 통한 방재시설 우선순위는 송수관설비, 비상조명, 대피통로, 제연설비의 순으로 분석되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6427-6433
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• 2013

열차를 안전하면서도 신속하게 운행하기 위해서는 항상 선행열차와 후속열차가 일정한 간격을 유지하면서 운행하여야 한다. 이를 위해 일정한 간격의 폐색구간을 설정하고, 열차의 안전운전을 위해 단일 폐색구간에는 1대의 열차만이 운행될 수 있도록 제어하는 폐색시스템이 필수적으로 요구된다. 기존의 폐색시스템은 신호기에 신호를 현시하는 계전기 방식의 자동폐색장치(ABS: Automatic Block System)로 구성되며, 이것은 연동장치를 통해 궤도회로 등선로변 장치들과 연동된다. 연동장치의 경우 국산 전자연동장치로 교체되고 있지만, 폐색장치는 여전히 아날로그 방식의 계전기 형태를 사용하고 있으며, 다른 선로변 장치들과 독립적으로 설치된다. 따라서 기존의 폐색장치는 건설과 유지보수 측면에서 많은 문제점을 가지고 있다. 또한 현재 국내 기존선에 사용되고 있는 ABS와 선로변 전자장치(LEU: Lineside Electronic Unit)는 동일한 장소에서 동일한 신호 정보에 의해 열차를 제어하고 있음에도 불구하고 별개 시스템으로 분리되어 설치되기 때문에, 각 제품의 단가 및 유지보수 비용 측면에서 효율적이지 않다. 따라서 본 논문에서는 기존 폐색장치인 ABS에 통신 및 디지털 전자 기술을 접목시킨 통합형 전자폐색제어장치(integrated electronic block system)와 그것의 현장시험 결과를 소개한다. 현장시험은 1월초부터 8월말까지 8개월간 총 8번의 주기점검을 통해 시행하였으며, 이를 통해 개발된 전자폐색장치의 유효성과 적합성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.8-16
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• 2018

본 논문의 목적은 고속철도 콘크리트 궤도 및 노반 측정 데이터(노반압력, 진동가속도, 탄성변위 등)를 이용하여 토공노반의 장기거동을 분석하고 궤도 노반의 장기성능을 평가하고자 하는데 있다. 최근 고속철도 궤도 형식이 콘크리트 슬래브로 채택되고 있다. 그러나 콘크리트 궤도는 노반 침하에 취약하다. 자갈궤도의 경우 노반이 침하되어도 유지보수로 원상복구가 용이하다. 반면에 콘크리트 궤도의 경우 노반의 과도한 침하가 발생하면 도상 및 침목에 균열이 지속적으로 발생되고 사용성이 크게 저하된다. 이와 같은 이유로 부분보수만으로 원상복구가 어렵다. 본 논문에서는 운영 중 콘크리트 궤도에 대하여 건설 초부터 매설된 센서의 측정 데이터를 개통 후 약 3년까지 모니터링하여 장기성능평가를 수행하였다. 성능평가 방법은 열차별 궤도 토공노반 및 장기 궤도 노반 성능평가, 장기침하에 따른 궤도 노반 성능 영향 분석 및 장기 침하 영향인자 분석 등이다. 열차별 궤도 노반 성능평가에서는 KTX-산천중련의 노반응답이 가장 컸다. 장기 궤도 노반 성능평가 결과는 측정항목이 기준치이내로 측정되었다. 장기침하에 따른 궤도 노반 성능영향 평가는 TCL처짐은 침하와 깊은 연관이 있는 것으로 분석되었다. 장기침하의 외부영향인자 분석을 통해 함수비와 지하수위의 영향성을 확인하였다. 이와같은 방법을 통해 궤도상 토공노반의 안정성을 확보할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제10권1호
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• pp.92-101
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• 2007

본 연구는 GIS를 이용하여 부산시 물류관련 기반시설 데이터베이스를 구축하여 각 시설들의 현황을 분석하였다. 도시물류체계는 도시 혹은 지역간의 물류흐름과 도시 내 물류흐름을 통괄하는 개념으로 동북아물류 비지니스 중심도시를 실현하기 위해서는 부산시에서 발생하는 물류기반시설 현황을 분석하고 이를 토대로 도시물류시설에 대한 시설확충이나 제도개선 등의 종합적인 계획의 수립이 필요하다. 본 연구에서는 GIS를 이용하여 물류체계에 필요한 수송계획과 경로선택 등에 필수적으로 사용되는 물류관련기반시설의 데이터베이스를 구축하여 체계적인 물류시설정비를 위한 기초자료로 활용할 수 있도록 하였다. GIS를 기반으로 하여 구축되어진 도시물류기반시설DB는 항만시설을 포함하여 주, 보조간선도로망, 철도노선, 화물통행제한구역, 가변차로, 승용차속도제한지역, 지하철 노선망, 공항시설, 터미널시설, 시경계 유출입지역, 창고시설, 도심상업시설, 기타 사회기반시설에 관한 DB이다. 부산시의 도시물류시설현황을 정리한 결과, 부산시의 간선교통망은 도로,철도 연안수송,국제수송시설로 나뉘며, 육상운송중심의 물류체계로 복합운송체계가 미흡한 것으로 나타났다. 구축되어진 도시물류기반시설DB는 도시물류기본계획 수립 및 도시기본계획 수립 시에 기초자료로서 활용가능하리라 사료된다.