아스팔트 노반상 자갈궤도(이하, AC자갈궤도)는 아스팔트 콘크리트 노반(이하, AC노반)에 의한 열차하중의 분산으로 노반 두께 감소 효과, 빗물의 침투방지 효과로 인한 노반부의 강도저하와 연약화 방지 효과, 노반 분니 방지 및 동상방지에 의한 유지보수비 절감 효과를 얻을 수 있다. 이와 같은 장점들에 의해 AC자갈궤도는 유럽 및 일본 등에서 널리 사용되고 있으며 국내에서도 도입을 위한 연구가 진행 중이다. 본 논문에서는 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS을 이용하여 현재 철도설계기준에 제시되어 있는 고속철도용 자갈궤도의 성능에 부합하는 AC자갈궤도 단면을 선정하고 선정된 2개의 단면을 대상으로 실물 대형 정 동적 열차하중 재하 시험을 수행하였다. 실대형 실험 결과, AC자갈궤도가 강화노반 상면에 작용하는 토압이 상대적으로 작게 측정되었으며 탄성 및 소성변위도 상대적으로 유사 또는 작은 것을 알 수 있었다. 따라서 AC자갈궤도가 자갈궤도에 비해 열차하중 분산효과에 의한 강화노반 두께 감소효과가 있고 소성변위도 작으므로 궤도의 장기 유지관리 측면에서도 유리한 궤도구조임을 확인하였다.
원자로냉각재계통의 설계를 위한 구조해석 분야에는 원자로의 정상운전 과정에서 발생하는 유체의 온도와 압력의 변화에 의해 냉각재계통에 발생하는 정적하중해석, 지진과 가상적인 분지관 파단사고에 의해 냉각재계통에 발생하는 동적하중해석분야로 구분할 수 있다. 원자로냉가재계통의 구조해석은 원자력발전소의 안전성 화보 측면을 중시하여 해석시 충분한 여유도를 고려한 보수적인 해석 방법을 원용한다. 지진이나 가상적인 분지관 파단사고에 의한 냉각재계통의 구조해석은 사고시 냉각재계통의 안전성을 유지하는 방어적인 개념으로서 기기의 건전성을 확보하기 위하여 충분한 보수성과 안전여유가 해석시 고려된다 정상운전에 의해 냉각재계통에 발생하는 하중은 원자력 발전소의 상존하는 하중의 개념으로서 냉각재계통의 기본 설계 하중으로 인식된다. 특히 고온 고압의 유체로 인하여 발생하는 냉각재 계통의 열팽창 현상은, 정상운전 하중으로 인하여 나타나는 전형적인 거동으로서, 냉각재계통 구조해석 결과읜 중요한 지표로서 인식된다. 따라서 냉각재계통의 열팽창 현상을 정확히 예측하는 것은 원자로 냉각재계통 구조해석의 가장 중요한 목표중의 하나이다. 본 연구에서는 정상운전 하중에 의한 원자로 냉가재계통의 열팽창 거동을 해석하기 위한 냉각재계통의 모델링 방법과 해석 방법을 제시하였다. 해석 결과의 타당성을 검토하기 위하여 최근 건설 완료 단계에 돌입한 표준형 1000 MWe 급 가압경수로(Pn)의 고온기능시험 (Hot Function Test)과정에서 실측한 자료를 근거로 하여 원자로냉각재계통의 열팽창 거동 해석의 타당성을 입증코자 하였다.
본 연구는 공동주택에서 하이브리드 환기시스템의 적용성을 검토하고, 하이브리드 환기시스템의 성능을 향상하기 위해 CFD시뮬레이션을 이용하여 설계방안을 제시하고자 하였다. 연구대상으로는 전용 $51m^2$, $84m^2$의 공동주택을 선정하였으며, 하이브리드 환기시스템은 창틀자연급기와 각실을 덕트로 연결하여 배기하는 시스템(Hybrid 1)과 창틀자연급기와 욕실 거실배기가 혼합된 시스템(Hybrid 2)을 적용하였다. 이때 각 시스템별 배기구의 위치를 변수로 하여 CFD를 수행하였다. $51m^2$, $84m^2$ 모두 Hybrid 2가 Hybrid 1보다 환기효율이 우수한 것으로 나타났으며, 평균공기연령 또한 낮은 것으로 나타났다. Hybrid 1의 경우, 덕트 배기구의 위치가 각 실 입구에 설치하는 것보다 실 안쪽 모서리에 설치하여 기류이동을 많이 유발할 수 있는 유형이 효과적인 것으로 나타났다. Hybrid 2의 경우, 욕실 고정압팬에 덕트를 연결하여 거실중심에 배기구를 설치하는 시스템이 환기효율이 가장 우수한 것으로 나타났다. 그러나 $51m^2$의 경우 Hybrid 2가 Hybrid 1보다 20%의 향상된 환기효율을 나타낸 반면, $84m^2$의 경우는 14%의 향상된 환기효율을 나타내 공동주택 규모에 따른 적정한 하이브리드 환기시스템에 대한 검토가 필요하다.
콤포스팅은 유기성 오염물질로 오염된 토양을 정화하는데에 있어 매우 효과적이며, 환경친화적인 기술이다. 비용면에 있어서도 다른 처리기술들에 비하여 매우 저렴하다. 콤포스팅 공법은 교반식 퇴비단 공법, 공기주입식 퇴비단 공법 그리고 기계식 공법으로 대별된다. 콤포스팅 기술은 공기공급, 온도 및 수분함량 조절, 영양물질 공급, 공극개량제 첨가, 미생물 식종 등에 대하여 세밀히 검토 후 적용하여야 한다. 토양내 산소농도는 5~15%가 적당하지만 일부 화합물의 경우에는 2~5%의 농도에서도 분해가 잘 된다. 온도는 중온이 적용된 사례가 더 많았다. 수분함량은 토양수분보유능력의 50~90% 정도이면 큰 문제가 없는 수준이다. 미생물화학식($C_{60}H_{87}O_{23}N_{12}P$)에 의하여 계산된 C : N : P의 비는 약 20 : 5 : 1이다. 그러나 미생물에 의하여 분해되는 탄소가 모두 세포합성에 이용되는 것이 아니므로 영양물질 첨가는 첨가제의 특성을 잘 파악한 후 결정하여야 한다. 일반적으로 초기 C/N비가 25~40 정도이면 적당하다. 특정미생물 식종첨가의 필요성은 아직 확실한 결론이 나지 않았으며, 시판되는 미생물을 첨가하는 것보다 처리된 토양이나 퇴비 등을 재순환하는 것이 비용경제적이다.
The objectives of the present study are 1)to find the effect of the diameter of transpedicular screws on their fixational strength in pedicles under static pull-out loading, 2)to determine the biomechanical correlation between the pedicle diameter and the screw diameter, and 3)to find the effects of other factors in the screw design, such as materials, screw pitch, thread height and shape on their fixational strength. Biomechanical tests (Test I) were performed to evaluate the effect of the screw diameter on pull-out strength by using 60 porcine pedicls and six groups of custom-made pedicle screws with different diameters (the major and the minor diameter of the screws used in the testing varied from 4mm upto 9mm and from 3mm upto 8mm, respectively) while all other factors (materials, screw pitch, thread height and shape etc.) were fixed. In Test II, by using 61 porcine pedicles, the relationship between the ratio of the pedicle diameter and the screw diameter(=aspect ratio) of the custum-made screw and the pull-out strength of the screw was investigated. Test III was performed with 94 porcine pedicles and 8 different types of the commercial screws from 6 major productors in order to determine the effect of the screw diameter, pitch and the thread shape on the pull-out strength of the screw, respectively. The results of Test I showed that the axial pull-out resistance of the screw could be increased prportionaly to the screw diameter(P<0.05). But this increase in the pull-out resistance did not found when the screws of 4mm or 9mm in the diameter were employed. It was found from the results of Test II that the screws had its maximum pull-out resistant force when the aspect ratio ranging 40 - 69% (P<0.05). based on the results for the major diameter against the minor diameter of screw, the maximal pull-out resistance was found at 60-65% (P<0.05). According to these biomechanical testing results, it seems that the screw with a moderately large pitch is more desirable and the buttress-shaped screw can provide stronger fixation than the V-shape one can, if other designal factor and conditions were fixed.
본 논문에서는 복합재료 접합부의 파손거동 예측을 위해 CFRP를 DCB 형태로 가공하여 Mode 1 정적해석을 수행하였다. 시편은 각각 25 mm, 30 mm, 35 mm, 40 mm의 4가지 경우로, 방향성을 지니지 않은 탄소섬유의 물성치를 이용하였다. Model 1 해석을 통해 나온 결론으로는 25 mm에서 낮은 힘으로 가장 늦게 접착부에서 떨어지는 것을 볼 수 있었으며 40 mm에서 가장 높은 힘이 발생하였다. 접합부의 접착계면 탈락은 25 mm의 시험편 두께에서 9.75 mm로 가장 느리게 나타났으며 40 mm의 시험편 두께에서 7.82 mm로 가장 빠르게 나타난 것을 볼 수 있었다. 이 탈락은 시험편의 파괴에 의한 것이다. 접착계면의 탈락과 이에 따른 반력에 관한 본 연구 결과는 CFRP의 안전한 구조설계에 이바지할 수 있을 것으로 사료된다.
슬래브 형식 프리캐스트 모듈러교량은 횡방향으로 분절되어 제작된 프리캐스트 모듈을 현장에서 조립하는 형태의 교량으로서 분절된 프리캐스트 모듈 사이에는 종방향 연결부가 형성되며, 프리캐스트 모듈의 조립은 모듈 사이에 고성능 무수축 모르타르를 주입한 후에 횡방향으로 긴장력을 도입함으로써 이루어진다. 본 연구에서는 연결부의 휨 거동을 바탕으로 설계단계에서 산정된 횡방향 도입 긴장력 수준의 적정성 및 연결부의 형상이 휨 거동에 미치는 영향을 검토하기 위해 슬래브 형식 프리캐스트 모듈러교량의 연결부를 적용한 실험체를 이용한 4점 재하 휨 실험과 3점 재하 휨 실험을 수행하였다. 4점 재하 휨 실험은 긴장력의 변화가 연결부의 휨강도에 영향을 미치며 연결부의 형상은 순수한 휨모멘트가 작용하는 단면의 휨강도에는 영향을 미치지 않는다는 결과를 보여주었다. 3점 재하 휨 실험은 연결부에 휨모멘트와 전단력을 동시에 작용시키는 실험 방법으로, 연결부의 형상이 휨강도와 균열 사용성에 영향을 미친다는 결과를 보여주었다. 두 가지의 휨 실험 결과로부터 본 연구에서 적용한 긴장력은 적정하였으며 두 개의 전단키를 갖는 연결부가 균열 사용성 측면에서 유리하다는 것을 확인할 수 있었다.
풍화 및 절리가 발달한 암반에 근입된 말뚝의 허용지지력 결정에는 침하량이 매우 중요한 인자가 되며, 설계단계에서 말뚝두부의 침하량을 예측하기 위해서는 말뚝의 하중전이기구에 대한 이해가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 풍화된 암반에 근입된 현장타설말뚝의 하중전이기구에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 직경 1m의 총 5본의 현장 타설말뚝을 풍화된 편마암 부지에 시공하구 재하시험 및 하중전이 계측을 수행하여 말뚝의 축방향 지지거동을 분석하였다. 암반상태를 정량적으로 파악하기 위하여 재하시험 부지의 암반에 대한 엄밀한 현장/실내시험을 수행하고, 이를 토대로 암반상태가 말뚝의 하중전이기구에 미치는 영향을 분석하였다. 하중전이 계측을 통해 얻은 주면하중전이 (f-w) 곡선은 풍화상태가 상대적으로 양호한(MW) 연암의 경우, 수 mm의 변위에서 항복에 도달하며, 이후 변위에 따른 지지하중의 증가율이 급격히 둔화되는 경향을 보였다. 반면 풍화암/풍화토에 근입된 말뚝의 f-w 곡선은 뚜렷한 항복점을 보이지 않으며, 상대적으로 큰(>15m) 변위까지 주면하중이 쌍곡선 형태로 증가하였다. 선단하중전이(q-w) 곡선은 암반상태에 관계없이 선단변위 (q-w)까지는 선형적인 거동을 보였다.
본 논문에서는 BPEL 기법에 OWL-S 기법을 도입하는 혼합기법을 사용하여 자동화된 웹 서비스 조합시스템을 구현한다. BPEL 기법은 에러 처리나 트랜잭션 관리와 같은 비즈니스 환경에서 요구되는 실질적인 전체 기능을 지원하고 있으나, 주된 단점은 정적 조합 기법으로써 서비스 선택 및 워크플로우 관리가 사전에 수동으로 이루어져야만 한다. 반면에, OWL-S 기법은 자동적인 웹 서비스 발견 및 통합을 실현하기 위해 기계 가독형으로 웹 서비스 기능을 묘사할 수 있는 메카니즘, 즉 온톨로지(ontology)를 사용한다. 이에 따라 호환 가능한 웹 서비스들 간의 동적 통합이 가능하고, 웹 서비스 조합 실행 시에 웹 서비스 발견이 가능하다. 그러나 이러한 기법은 아직 연구 중에 있으며, 실제 적용을 위해서는 BPEL의 상용기법이 요구된다. 본 연구에서는 BPEL4WS와 OWL-S 혼합 시스템인 SemanticBPEL의 구조를 설계하고 웹 서비스 탐색 및 통합 알고리즘을 제안한다. 특히 SemanticBPEL 시스템은 오픈 소스 툴들을 기반으로 구현되었으며, 기존에 개발되어 있는 다양한 BPEL 시스템들과 기능을 비교하여 그 우수성을 보여주고 있다.
The US railroad network carries 40% of the nation's total freight. Railroad bridges are the most critical part of the network infrastructure and, therefore, must be properly maintained for the operational safety. Railroad managers inspect bridges by measuring displacements under train crossing events to assess their structural condition and prioritize bridge management and safety decisions accordingly. The displacement of a railroad bridge under train crossings is one parameter of interest to railroad bridge owners, as it quantifies a bridge's ability to perform safely and addresses its serviceability. Railroad bridges with poor track conditions will have amplified displacements under heavy loads due to impacts between the wheels and rail joints. Under these circumstances, vehicle-track-bridge interactions could cause excessive bridge displacements, and hence, unsafe train crossings. If displacements during train crossings could be measured objectively, owners could repair or replace less safe bridges first. However, data on bridge displacements is difficult to collect in the field as a fixed point of reference is required for measurement. Accelerations can be used to estimate dynamic displacements, but to date, the pseudo-static displacements cannot be measured using reference-free sensors. This study proposes a method to estimate total transverse displacements of a railroad bridge under live train loads using acceleration and tilt data at the top of the exterior pile bent of a standard timber trestle, where train derailment due to excessive lateral movement is the main concern. Researchers used real bridge transverse displacement data under train traffic from varying bridge serviceability levels. This study explores the design of a new bridge deck-pier experimental model that simulates the vibrations of railroad bridges under traffic using a shake table for the input of train crossing data collected from the field into a laboratory model of a standard timber railroad pile bent. Reference-free sensors measured both the inclination angle and accelerations of the pile cap. Various readings are used to estimate the total displacements of the bridge using data filtering. The estimated displacements are then compared to the true responses of the model measured with displacement sensors. An average peak error of 10% and a root mean square error average of 5% resulted, concluding that this method can cost-effectively measure the total displacement of railroad bridges without a fixed reference.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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