• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1222-1230
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• 2022

로터 블레이드는 조류발전 터빈의 매우 중요한 구성 요소로서, 해수의 높은 밀도로 인해 큰 추력(Trust force)와 하중(Load)의 영향을 받는다. 따라서 블레이드의 형상 및 구조 설계를 통한 성능과 복합소재를 적용한 블레이드의 구조적 안전성을 반드시 확보해야 한다. 본 연구에서는 블레이드 설계 기법인 BEM(Blade Element Momentum) 이론을 이용해 1MW급 대형 터빈 블레이드를 설계하였으며, 터빈 블레이드의 재료는 강화섬유 중의 하나인 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)를 기본으로 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)를 샌드위치 구조에 적용해 블레이드 단면을 적층(Lay-up)하였다. 또한 유동의 변화에 따른 구조적 안전성을 평가하기 위해 유체-구조 연성해석(Fluid-Structure Interactive Analysis, FSI) 기법을 이용한 선형적 탄성범위 안의 정적 하중해석을 수행하였으며, 블레이드의 팁 변형량, 변형률, 파손지수를 분석해 구조적 안전성을 평가하였다. 결과적으로, CFRP가 적용된 Model-B의 경우 팁 변형량과 블레이드의 중량을 감소시켰으며, 파손지수 IRF(Inverse Reserce Factor)가 Model-A의 3.0^*V_r를 제외한 모든 하중 영역에서 1.0 이하를 지시해 안전성을 확보할 수 있었다. 향후 블레이드의 재료변경과 적층 패턴의 재설계뿐 아니라 다양한 파손이론을 적용해 구조건전성을 평가할 예정이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.57-70
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• 2010

지진에 대하여 상당히 저항력이 높다고 알려진 터널도 최근 국외에서 발생한 대 지진들에 의해서 심각한 피해를 입은 사례가 지속적으로 발생하고 있으며 터널 내진설계의 필요성을 입증하고 있다. 지진동에 대하여 터널에 발생하는 다양한 변형모드 중에서 횡방향 전단변형이 가장 치명적인 모드로 알려졌다. 본 논문에서는 횡방향 터널의 지진해석을 유사정적해석의 일종인 응답변위법으로 수행하였다. 먼저, 지반 내 변위를 계산한 결과 단일 및 이중 코사인법의 예측결과는 정확하지 않을 수 있으니 주의해야 하며 1차원 지반응답해석을 수행하는 것이 적절한 것으로 나타났다. 나아가 터널의 응답을 단순해, 해석해, 그리고 연속체 수치해석으로 계산하였다. 비교 결과, 단순해는 터널의 응답을 정확하게 예측하지 못하는 것으로 나타났다. 해석해는 균질 지반과 원형터널에서는 적절하나 비균질 지반에서는 적절하지 않은 것으로 나타났다. 수치해석은 모든 경우에 적용 가능한 가장 정확한 방법인 것으로 나타났다. 또한, 선형해석은 보수적이며 지반의 비선형성을 고려하는 것이 적절한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1A호
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• pp.31-43
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• 2009

본 논문에서는 다양한 차종의 영향을 반영할 수 있고, 차량과 교량의 연성 운동방정식을 구성하여 시간 단계별 직접해를 산정할 수 있는 수치해석기법을 제시하였다. 운동방정식의 해는 직접적분법인 Newmark ${\beta}$을 이용하여 해석 단계별로 구성된 유효강성행렬과 유효하중벡터를 바탕으로 정적평형방정식의 해를 구하는 원리와 동일하게 산정하였다. 또한 해석의 효율성을 증진시키기 위하여 유효강성행렬은 Skyline 법에 의해 재구성하였으며, Cholesky의 행렬 분해기법을 동시에 적용하여 직접적인 역행렬 계산에서 야기되는 오차의 발생을 최소화 하였다. 또한 기존선 철도차량인 새마을 PMC 열차와 디젤 견인 무궁화 열차에 대한 3차원 정밀수치해석 모델을 개발하였고, 각 차량은 차체와 전 후방 대차에 각각 6자유도씩 고려하여 총 18자유도로 수치모델을 작성하였다. 교량은 3차원 공간뼈대 요소를 이용하여 모델링하였고, 차륜과 레일 접촉면의 불규칙성은 미국의 FRA에서 규정하고 있는 연직방향 및 횡방향틀림에 대한 PSD 함수를 이용하여 궤도틀림을 수치적으로 구현하였다. 제시된 수치해석 기법은 12 m, 18 m형 판형교의 실측결과를 이용하여 타당성을 검증하였으며, 실측 및 수치해석결과는 교량의 1차 휨 고유진동수의 2.0배를 기준으로 Low pass filtering 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4A호
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• pp.315-327
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• 2009

본 연구에서는 f/L비가 CFT 트러스 거더의 극한강도에 미치는 영향을 평가하기 위하여 CFT 트러스 거더의 정적실험을 수행하였다. f/L비가 다른 2개의 CFT 트러스 거더를 제작하여 휨 실험을 수행하였다. CFT 트러스 거더의 지간은 20,000 mm이고, 상현재와 하현재는 콘크리트를 충전한 원형 강관 단면으로 구성되었다. 주요 실험변수인 f/L비가 극한강도와 강성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 실험적 연구를 수행하였다. 실험결과, CFT 트러스 거더는 우수한 탄소성 특성과 연성능력을 보였고, f/L비는 CFT 트러스 거더의 전체 강성을 증가시켜 극한강도에 영향을 주는 것으로 나타났다. CFT 트러스 거더의 f/L비가 증가하면 극한강도가 증가하는데 f/L비가 2배 증가하면 극한강도는 약 80% 정도 증가하였다. 또한, CFT 트러스 거더는 극한강도에 도달한 이후에도 상당한 수준의 변형능력을 보여 주었다. 이상의 연구결과를 통해서 CFT 트러스 거더는 교량의 거더 부재로 효율적으로 적용 가능함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.71-84
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• 2003

지중강판 구조물은 강판부재 내에 발생하는 휨모멘트에는 매우 취약하기 때문에 그 주변을 양질의 흙으로 뒷채움하여 주변 흙과의 상호작용에 의하여 상부에 작용하는 하중을 지지한다. 그러나, 구조물 측면을 뒷채움할 때나 최소토피고를 확보하지 못한 상태에서 활하중이 작용할 때에는 강판부재내에 과도한 모멘트가 발생할 수 있다. 현재 설계기준에서는 허용변형량을 제시하여 시공 중에 과도한 변형이 발생하는 것을 방지하고 있으며 Duncan(1979)과 McGrath 등(2001)은 강도해석법을 제안하여 시공 중에 발생하는 모멘트를 강판의 소성강도 이내로 제한하고 있지만, 허용변형량은 경험적으로 규정한 값이고 강도해석에 의한 구조 안정성 검토는 유한요소 해석결과를 바탕으로 제안되었기 때문에 이들에 대하여 실험적 검증이 필요하다. 이 연구에서는 높은 아치형 구조물에 대한 실규모 현장시험을 실시하여 시공 중 거동과 활하중에 대한 하중지지 거동을 분석하였다. 시험결과를 바탕으로 시험시공 구조물의 허용변형량을 '높이의 1.45%' 로 추정할 수 있었는데 이는 설계기준의 허용값인 '높이의 2%' 보다 작은 값이었다. 또한, 계측결과를 Duncan과 McGrath 등이 제안한 강도해석결과와 비교하여 Duncan은 성토하중에 의한 모멘트는 과소평가하고 활하중 모멘트는 과대평가 하지만 McGrath 등은 두 값을 모두 실제와 근접하게 예측함을 알 수 있었다. 그러나, 두 방법에 의한 소성힌지에 대한 안전율은 실제 안전율과 잘 일치하여 두 방법 모두 시공 중에 작용하는 활하중에 대한 구조 안정성을 적절히 평가할 수 있음을 확인하였다.나 길항력(6.4 ㎜)은 남아있었다. 또한 분자량 10kDa 이하의 분획에서는 chitinase 활성은 없으나 길항력(5.2㎜)은 나타내었고, 80℃에서 열처리하여도 길항력(5.0mm)이 남아있어 효소 이외 다른 생리활성물질이 존재함을 확인하였다.rin, (+)-taxifolin 3-O--$\beta$-D-glucopyranoside, (+)-catechin 및 benzoic acid의 함량은 건조 및 처리 온도가 증가할 수록 감소하는 양상을 나타내었다.tier taste and the Doenjang with P. japonica Powder had the least sweet taste. In the flavor and overall Preference, the Doenjang with P. japonica powder was the lowestEX>로 측정되었고, 계사내 지붕의 표면 온도는 최고 $29^{\circ}C$가 측정되었다. 계사 내 표면 온도 및 닭의 표면 온도는 계사내 공기온도의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.ill in a good agreement with those predicted by Rohsenow's formula, which was based on nucleate boiling. For the condenser, the wall temperatures were practically uniform, and the measured values of condensation heat transfer coefficient were 1.7 times

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제27권1호
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• pp.37-49
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• 1999

내화처리 및 재건조가 목재의 역학적 성질에 미치는 영향을 구명하기 위하여 라디에타소나무 변재 무결점 소형 시험편 내로 내화제인 borax-boric acid(BRX), minalith(MIN), pyresote(PYR)를 가압주입한 후 25, 60, 80, $11^{\circ}C$로 재건조한 후 휨성질과 종압축강도를 측정하였다. 내화처리 및 재건조에 의한 라디에타소나무 시편의 역학적 성질 감소 정도는 내화제의 종류, 보유량, 그리고 재건조온도의 조합에 따라 상이하였으며, 내화처리와 재건조온도간에 통계학적으로 매우 높은 유의성을 보이는 상호작용이 존재하였다. 휨강도와 휨파괴시 최대일량은 내화처리에 의해 상당히 감소되었으나 휨탄성계수와 종압축강도는 내화처리에 의해 감소되지 않고 오히려 BRX 처리구의 탄성계수와 BRX 및 PYR 처리구의 종압축강도는 대구조인 무처리구보다 높았다. 몇가지 내화제와 재건조온도의 조합의 휨탄성계수와 종압축강도의 경우를 제외하고는 내화제 보유량간에는 역학적 성질의 차이도 인정되지 않았다. 휨탄성계수와 종압축강도는 재건조온도의 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다. 그러나 휨강도와 휨파괴시 최대일량은 재건조온도가 증가할수록 일반적으로 감소하였는데, BRX처리구는 재건조온도 $80^{\circ}C$부터, 그리고 MIN과 PYR 처리구는 재건조온도 $110^{\circ}C$에서 대구조와 비교할 때 심각한 휨강도의 감소가 관찰되었다. 따라서 내화처리 라디에타소나무 목재를 구조부재로 사용하기 위해서는 BRX 처리재의 경우는 $60^{\circ}C$, 그리고 MIN과 PYR 처리재의 경우는 $80^{\circ}C$ 이상의 건구온도를 적용하는 것은 삼가야 할 것이다.

• 농업과학연구
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• 제22권1호
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• pp.1-10
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• 1995

기계화농업에서 농작물은 재배관리, 수확 및 가공과정에서 기계와 접촉하면서 기계로부터 순간적인 하중 및 지속적으로 받는 하중과 같은 여러 종류의 하중을 받아 변형되거나 파괴로 손상되는 등의 결과가 발생한다. 즉 기계작업 과정에서 작물은 파괴도 일어날 수 있으므로 작물의 물성에 따라 기계가 적응하면서 작업이 수행되어야 질적인 작업능율을 높일 수 있게 된다. 본 연구는 재배 및 수확과정에서 기계로부터 받는 벼 줄기의 역학적 특성의 구명을 위하여 크리이프 시험장치를 설계 제작하여 컴퓨터 측정장치를 구성, Burger모형(模型)에 의하여 수확시기에 측방향(側方向)의 압축하중 및 휨하중을 받는 벼 줄기의 크리이프 특성(特性)을 측정(測定) 분석(分析)하였다. 결과를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 크리이프 거동은 4요소 Burger모형(模型)에 의하여 벼줄기의 크리이프거동을 정확히 예측(豫測)할 수 있었으며, 예측한 결과는 실측치에 거의 일치하였다. 2. 압축하중의 크기가 증가함에 따라 크리이프 변형량은 증가하는 경향이었는데, 25N 이하의 낮은 하중에서 정상상태 크리이프거동을 하였고, 30N 이상의 높은 하중에서 대수적 크리이프거동을 하였다. 3. 작용하중에 따른 크리이프거동을 나타내는 모형의 계수를 구하였는데 순간탄성계수 $E_0$ 및 지연시간 ${\tau}_K$는 작용하중의 증가에 따라 증가하였고, 지연탄성계수 $E_r$ 및 점성계수 ${\eta}_v$는 작용하중 증가에 따라 감소하는 점탄성(粘彈性) 재료(材料)임을 확인할 수 있었다. 4. 측방향 압축 하중이 25.0 N 이상 작용할 때 줄기 중부 및 상부에서 정상상태(定常狀態) 크리이프가 일어나, 하중의 작용시 줄기 부위(部位)에 따른 저항력은 하부(下部)에서 가장 컸고, 중부(中部)에서 가장 작게 나타나 파손 가능성이 높은 것으로 판단된다. 5. 압축하중 및 휨하중의 작용에 의한 줄기 부위에 따른 크리이프변형은 줄기 중부(中部)에서 가장 크게 일어났고, 하부(下部)에서 가장 작게 일어나 중부의 저항력이 가장 낮게 나타났다.

• 농업과학연구
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• 제24권2호
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• pp.207-217
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• 1997

본 연구는 보통 포틀랜드 시멘트와 천연골재 및 왕겨재를 혼입한 왕겨재 콘크리트의 공학적 특성을 실험적으로 구명한 것으로서, 연구를 통하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 단위중량은 $2,216{\sim}2,325kgf/m^3$정도의 범위로서 보통 시멘트 콘크리트에 비해 1~6%정도 감소되었다. 2. 각 강도는 왕겨재를 결합재량의 10%를 혼입한 콘크리트에서 가장 크게 나타났으며, 보통 시멘트 콘크리트에 비해 압축강도는 8%, 인장 강도는 17%, 휨인장강도는 18% 증가되었다. 3. 초음파진통속도는 3,252~4,016 m/s 정도로서 보통 시멘트 콘크리트와 유사하게 나타났으며, 왕겨재를 10% 혼입한 콘크리트에서 가장 높은 값을 보였다. 4. 동탄성계수는 $242{\times}10^3{\sim}306{\times}10^3kgf/cm^2$정도로 보통 시멘트 콘크리트의 90~113%로써 보통 시멘트 콘크리트와 유사하게 나타났으며, 왕겨재를 10% 혼입한 콘크리트에서 가장 높게 나타났다. 5. 정탄성계수는 $185{\times}10^3{\sim}306{\times}10^3kgf/cm^2$정도로 보통 시멘트 콘크리트와 유사하게 나타났으며, 왕겨재를 10% 혼입한 콘크리트에서 가장 크고, 포아손수는 보통 시멘트 콘크리트보다 작게 나타났으며, 동탄성계수는 정탄성계수 보다 11~30%정도 크게 나타났다. 6. 내구성은 왕겨재의 혼입량이 많을수록 증가되었으며, 왕겨재를 10% 혼입한 콘크리트와 20% 혼입한 콘크리트의 내구성은 보통 시멘트 콘크리트보다 각각 1.3배와 1.6배 정도 크게 나타났다. 7. 적정량의 왕겨재를 혼입하여 콘크리트를 제조할 경우, 왕겨재 콘크리트의 물리 역학적 성질이 보통 시멘트 콘크리트보다 우수할 뿐만 아니라, 농업 부산물의 재활용으로 인한 경제적 측면에서도 많은 기여를 할 수 있을 것이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제26권3호
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• pp.323-328
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• 2002

강판벽체와 뒷채움 지반의 상호작용에 의해 외력을 지지하는 지중강판구조물은 도로 제방의 하부 통·수로 구조물로 널리 사용되고 있다. 해안도로로 사용되는 성토체 내에 통로용 횡단구조물로 설치한 직경 6.25m의 원형단면 지중강판구조물에 대하여 상부 도로의 차량 통행에 의한 활하중 작용시 강판 벽체의 축력과 모멘트 변화를 평가하고, 토목섬유에 의한 강판구조물 상부 지반의 보강효과를 검증하였다. 이를 위하여 실제 구조물을 대상으로 정적 및 동적 차량재하시험을 실시하고, 구조물 내에 발생하는 축력과 모멘트, 그리고 구조물에 작용하는 토압을 계측하였으며 그 결과를 각각 분석하였다. 또한 지오그리드를 이용한 토피부 보강 효과에 대해서도 검증하였다. 차량하중 작용시 강판 부재의 축력은 주로 상부 아치부에서 증가하였으며, 그 최대값은 구조물 정점부 또는 도관 어깨부에서 발생하였다. 모멘트도 상부 아치부를 중심으로 증가하는 형태를 보였으나, 그 크기는 무시할 수 있을 만큼 작았다. 정적차량하중이 가해질 때 토피부에 지오그리드를 포설한 단면에서 계측된 최대축력 증가량은 지오그리드가 설치되지 않은 단면에서 계측된 값의 85∼92%를 나타내어 사하중에 대한 효과 외에 추가적인 축력감소 효과를 확인할 수 있었으나 차량주행시에는 차량하중에 대한 추가적인 보강 효과는 없어짐을 관찰하였다. 동적재하시험을 통해 산정한 충격계수 (DLA)는 토피두께가 0.9m에서 1.5m까지 증가함에 따라 반비례하여 감소하였는데, 그 크기는 CHBDC 방법으로 예측한 값보다 1.2-1.4배 정도 크게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.201-209
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• 2010

일반적으로 PSC 거더 교량은 철근 콘크리트 부재와 달리 전단면을 사용하여 외부하중을 저항한다. 또한 설계와 시공의 용이성, 구조적 안전성, 경제성, 유지관리의 편리성 등의 장점 때문에 30 m 이하의 중/소 경간 교량에 많이 적용되고 있다. 그러나, 최근 전세계적으로 환경, 미관 등에 관심이 높아짐에 따라, 교량의 경간은 점점 길어지는 추세이다. 이러한 추세는 케이블 교량뿐만 아니라 PSC 교량에서도 나타난다. 본 연구는 시대적 흐름에 맞춰 PSC 거더를 50 m 이상의 장경간에 적용하기 위한 연구의 일환으로 상부에 H형 강재가 도입된 중공 박스 합성거더를 개발하였다. 개발된 거더는 타설 전 상부에 H형 강재에 미리 비부착 압축 프리스트레스를 주어 거더의 성능저하 시 프리스트레스력을 제거하여 성능을 회복시키는 방법이다. 개발된 거더는 실제 교량에 사용하기위한 필수적인 정적실험을 3점 재하로 4단계로 구분하여 수행하였다. 1차 하중은 균열발생시점까지로 하였으며, 하중 제거 후 미리 상부강재에 도입된 프리스트레스력을 제거하여 거더의 성능회복력을 확인하였다. 그 후, 거더가 파괴될 때까지 하중을 재하하였다. 실험 결과, 18.7 mm의 잔류변형이 발생하였으나, 상부 강재의 PS 제거에 의해 7.7 mm로 회복되었다. 즉, 상부 H형 강재에 도입된 비부착 압축프리스트레스의 제거에 의한 거더 하연의 추가 압축응력으로 하중 증가에 따른 잔류변형을 약 60%가량 회복시키는 성능향상을 보였다. 상부에 H형 강재를 시공함으로써 추후 보수보강을 용이하게 할 수 있고, 비용도 절감할 수 있다.