Whey is a major by-product of cheese manufacture and contains many valuable constituents, such as β-lactoglobulin, lactoferrin and immunoglobulin. The current study determined the anti-biofilm activity of bioconversion of whey by Lactobacillus plantarum (LP-W), L. rhamnosus GG (LR-W), L. brevis (LB-W) and Enterococcus faecium (EF-W) against foodborne pathogenic bacteria, Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes. When the foodborne pathogenic bacteria were co-incubated with LP-W, LR-W, LB-W or EF-W, biofilms by E. coli O157:H7 and L. monocytogenes were significantly reduced by all bioconversion of whey. Moreover, LP-W, LR-W, LB-W and EF-W also dramatically reduced pre-formed biofilm by E. coli O157:H7 and L. monocytogenes, suggesting that the bioconversion of whey effectively suppress the development and disruption of biofilm by foodborne pathogenic bacteria. Furthermore, in order to determine the growth kinetics of E. coli O157 and L. monocytogenes planktonic cells in the presence the bioconversion of whey, LP-W, LR-W, LB-W and EF-W did not significantly inhibited the growth of foodborne pathogenic bacteria, implying that the bioconversion of whey reduces the biofilm without the decrease of bacterial growth. Taken together, these results suggest that bioconversion of whey by lactic acid bacteria could be a promising agent for the reduction of microbial biofilm.

액체저장탱크의 지진 거동은 유체-구조물 상호작용에 의해 복잡하게 나타나므로, 이 시스템의 지진응답과 피해를 정확하게 예측 하기 위해서는 이를 엄밀히 고려하여야 한다. 이 연구에서는 유체-구조물 상호작용을 엄밀히 고려하여 양방향 수평 지반운동이 작용 하는 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 수행하고 그 응답 특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 지진하중 작용 시 발생하는 유체 동수압을 유한요소 기법을 사용하여 산정하고, 이 동수압을 구조물의 유한 요소에 작용하여 전체 시스템의 동적 거동을 모사한다. 예제 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 통하여 대상 시스템의 동적 거동은 양방향 수평 지반운동이 작용하는 방위각에 의해 유의미한 영향을 받음을 확인할 수 있다. 그러므로 직사각형 액체저장탱크의 내진설계를 수행하거나 내진성능을 검토할 때는 이러한 특성을 고려하여야 할 것이다.

This paper considers the Prisoner’s Dilemma Game in which there exists a dilemma that the best response is that both players are to confess, but doing not confess can give a higher gain to the both players in a social perspective. To resolve such a dilemma in the game, an incentive model to encourage to confess and a penalty model for being imposed when not confessing are introduced, respectively. Then, the conditions are characterized under which incentive or penalty involved in the game’s payoffs can make the game rational without a dilemma on both the personal and social perspectives, by taking the payoff values as variables with the incentive and penalty factors. Furthermore, it turns out that the resulting values of incentive and penalty are inversely proportional to each other, and thus, obtaining one of these amounts can provide the other. Simple examples are shown to interpret the theoretical verifications of our models, and randomly generated data based simulation results investigate the tendency of incentive and penalty and the resulting game values for a variety of instances. These results can provide a framework on resolving the dilemma by artificially putting incentive or penalty, although it is careful to apply more generalized real world games.

본 연구는 아로니아 천연 발효종을 사용하여 sourdough starter를 만들고, sourdough starter 첨가량을 0%, 15%, 25%, 35%로 증가하며 모닝빵을 제조할 때 starter 첨가량에 따른 품질특성, 항산화력, 소비자 선호도를 비교하기 위해 수행하였다. 아로니아 sourdough starter 함량이 증가할수록 모닝빵의 pH는 감소하였고, 총산도와 수분함량은 증가하였다. 비용적과 굽기 손실율 또한 sourdough starter 첨가량에 따라 유의적으로 증가하여 35% 첨가군(AS3)에서 가장 큰 굽기 손실율을 나타내었으나(P<0.05), 높이는 25% 첨가군(AS2)이 가장 높고 35% 첨가군에서 급격히 감소하였다. 발효 팽창력의 경우 0-25% 첨가군(AS0, AS1, AS2) 모두 45분까지 유의적으로 증가하였으나(P<0.05), 35% 첨가군은 30분까지만 팽창력이 증가하다가 30분 이후에는 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 모닝빵의 총 페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능은 아로니아 sourdough starter 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 향상되었으며 (P<0.05), 색도는 첨가량이 증가할수록 밝기(L*)와 황색도 (b*)는 감소하고, 적색도는(a*) 증가하였다(P<0.05). 모닝빵의 조직감 측정 결과 응집성(cohesiveness)은 25% 첨가군이 가장 높고, 경도(hardness), 검성(gumminess), 씹힘성 (chewiness)은 아로니아 sourdough starter 첨가량이 증가할수록 유의적으로 낮게 측정되었다(P<0.05). 소비자 선호도 조사에서는 35% 첨가군의 색에 대한 선호도가 가장 낮았고, 15%와 25% 첨가군이 조직감과 전반적인 기호도가 좋은 것으로 나타났다(P<0.05). 이상의 결과에서 아로니아 sourdough starter를 첨가한 모닝빵의 품질특성, 항산화 활성, 소비자 선호도를 모두 고려할 때에 sourdough starter 는 밀가루 대비 25%를 첨가하는 것이 가장 우수하다는 것을 알 수 있었다.

In a seismic design, a structural demand by an earthquake load is determined by design response spectra. The ground motion is a three-dimensional movement; therefore, the design response spectra in each direction need to be assigned. However, in most design codes, an identical design response spectrum is used in two horizontal directions. Unlike these design criteria, a realistic seismic input motion should be applied for a seismic evaluation of structures. In this study, the definition of horizontal spectral acceleration representing the two-horizontal spectral acceleration is reviewed. Based on these methodologies, the horizontal responses of observed ground motions are calculated. The data used in the analysis are recorded accelerograms at the stations near the epicenters of recent earthquakes which are the 2007 Odeasan earthquake, 2016 Gyeongju earthquake, and 2017 Pohang earthquake. Geometric mean-based horizontal response spectra and maximum directional response spectrum are evaluated and their differences are compared over the period range. Statistical representation of the relations between geometric mean and maximum directional spectral acceleration for horizontal direction and spectral acceleration for vertical direction are also evaluated. Finally, discussions and suggestions to consider these different two horizontal directional spectral accelerations in the seismic performance evaluation are presented.

The site coefficients in the common requirements for seismic design codes, which were promulgated in 2017, were reevaluated and the standard design spectrum for soil sites were newly proposed in order to ensure the consistency of the standard design spectra for rock and soil sites specified in the common requirements. Using the 55 ground motions from domestic and overseas intraplate earthquakes, which were used to derive the standard design spectrum for rock sites, as rock outcropping motions, site response analyses of Korean soil were performed and its ground-motion-amplification was characterized. Then, the site coefficients for soil sites were reevaluated. Compared with the existing site coefficients, the newly proposed short-period site coefficient Fa increased and the long-period site coefficient Fv decreased overall. A new standard design spectrum for soil sites was proposed using the reevaluated site coefficients. When compared with the existing design spectrum, it could be seen that the proposed site coefficients and the standard design spectrum for soil sites were reasonably derived. They reflected the short-period characteristics of earthquake and soil in Korea.

In this study, a numerical approach based on mid-point integrated finite elements and a viscous boundary is proposed for time-domain wave-propagation analyses in infinite poroelastic media. The proposed approach is accurate, efficient, and easy to implement in time-domain analyses. In the approach, an infinite domain is truncated at some distance. The truncated domain is represented by mid-point integrated finite elements with real element-lengths and a viscous boundary is attached to the end of the domain. Given that the dynamic behaviors of the proposed model can be expressed in terms of mass, damping, and stiffness matrices only, it can be implemented easily in the displacement-based finite-element formulation. No convolutional operations are required for time-domain calculations because the coefficient matrices are constant. The proposed numerical approach is applied to typical wave-propagation and soil-structure interaction problems. The model is verified to produce accurate and stable results. It is demonstrated that the numerical approach can be applied successfully to nonlinear soil-structure interaction problems.

On November 15, 2017, Pohang earthquake occurred. Its local magnitude was announced to be ML=5.4 by Korea Meteorological Administration (KMA). Ground motion data recorded at KMA stations were obtained from their data bases. From the data, horizontal and vertical response spectra, and V/H ratio were calculated. The horizontal spectra were defined as GMRotI50 spectra. From the statistical analysis of the GMRotI50 spectra, a mean plus one standard deviation spectrum in lognormal distribution is obtained. Regression analysis is performed on this curve to determine the shape of spectrum including transition periods. Applying the same procedure, the shape and transition periods of vertical spectrum were obtained. These results were compared with the Korean standard design spectra, which were developed from domestic and overseas intra-plate earthquake records, and Gyeongju earthquake response spectra. The response spectra of Pohang earthquake were found to be almost identical with the newly proposed design spectra. Even the V/H ratios showed good agreement. These results confirmed that the method adopted when developing the standard design spectra were valid and the developed design spectra were reliable.

In this study, we develop and propose damping correction factors for the Korean standard design spectra. The newly proposed Korean standard design spectra has been given only for 5% damping ratio. But in practice, engineers need design spectra for damping values other than 5%. To obtain design spectra for various damping values from the standard spectra, damping correction factors are derived. These factors modify the shape of design spectra in accordance with the damping ratio. Response spectra for various damping values are calculated from the earthquake records that had been used to calculate standard design spectra. They consist of 55 records from 18 earthquakes occurred in overseas intraplate regions and Korea. The regressed spectra for the damping values ranging from 0.5% to 50% are compared with standard spectra at three regions acceleration, velocity and displacement sensitive regions. The regression analysis of these data rendered formula for damping correction factors. Finally, a single formula for damping correction factors is recommended that is valid for both horizontal and vertical design spectra and that is applicable to the entire range of periods. One thing to note that recommended damping correction factors is valid for the design spectrum of the rock grounds because the design spectra was developed based on the earthquake records of the rock ground.

On September 12, 2016, Gyeongju earthquake occurred. Its local magnitude was announced to be ML=5.8 by Korea Meteorological Administration (KMA). Ground motion data recorded at KMA, EMC and KERC stations was obtained from their data bases. From the data, horizontal and vertical response spectra, and V/H ratio were calculated. The horizontal spectrum was defined as geometric mean spectrum, GMRotI50. From the statistical analysis of the geometric mean spectra, a mean plus one standard deviation spectrum in lognormal distribution is obtained. Regression analysis is performed on this curve to determine the shape of spectrum including transition periods. Applying the same procedure, the shape and transition periods of vertical spectrum was obtained. These results were compared with the Korean standard design spectra, which were developed from domestic and overseas intraplate earthquake records. The response spectra of Gyeongju earthquake were found to be almost identical with the newly proposed design spectra. Even the V/H ratios showed good agreement. These results confirmed that the method adopted when developing the standard design spectra were valid and the developed design spectra were reliable.

본 연구에서는 콘크리트 석션식 지지구조물을 사용한 해상풍력발전시스템의 지진응답 해석을 수행하여 그 거동 특성을 파악한다. 전체 시스템을 RNA, 타워, 지지구조물로 구성된 구조계와 이에 접하고 있는 유체 및 지반의 부분구조로 분리하여 운동방정식을 유도한다. 구조계에 작용하는 유체의 동수압과 지반의 상호작용력을 산정하고, 이를 구조계의 운동방정식과 결합하여 전체 시스템의 지배방정식을 도출한 후, 이 방정식의 해를 구하여 해상풍력발전시스템의 지진응답을 계산한다. 해 석 결과로부터 지반-구조물 상호작용은 콘크리트 석션식 지지구조물에 의해 지지된 해상풍력발전시스템의 지진응답을 크게 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 특히, 지반의 유연성으로 인해 시스템의 고차 고유모드 응답이 증가할 수 있으므로, 해 상풍력발전시스템의 동적거동 산정 시에는 반드시 지반-구조물 상호작용의 효과를 고려하여야 할 것이다.

The vertical design spectrum for Korea, which is known to belong to an intra-plate region, is developed from the ground motion records of the earthquakes occurred in Korea and overseas intra-plate regions. From the statistical analysis of the vertical response spectra, a mean plus one standard deviation spectrum in lognormal distribution is obtained. Regression analysis is performed on this curve to determine the shape of spectrum including transition periods. The developed design spectrum is valid for the estimation both spectral acceleration and displacement. The ratio of vertical to horizontal response spectrum for each record is calculated. Statistical analysis of the ratios rendered the vertical to horizontal ratio (V/H ratio). Subsequently the ratio between the peak vertical ground acceleration to the horizontal one is obtained.

The design spectrum for Korea, which is known to belong to an intra-plate region, is developed from the ground motion records of the earthquakes occurred in Korea and overseas intra-plate regions. The horizontal spectrum is defined as geometric mean spectrum, GMRotI50. From the statistical analysis of the geometric mean spectra, a mean plus one standard deviation spectrum in lognormal distribution is obtained. Regression analysis is performed on this curve to determine the shape of spectrum including transition periods. The developed design spectrum is valid for the estimation both spectral acceleration and displacement.

이 연구에서는 3축 방향 지반운동이 작용하는 지반-구조물 상호작용계의 비선형 지진응답 해석을 수행한다. 비선형 거동 이 예상되는 구조물과 지반의 근역은 비선형 유한요소에 의해 모형을 구성한다. 기하학적 형상과 재료 성질이 균일하고 선 형 거동을 가정하는 원역지반은 무한 영역으로의 에너지 방사를 정확히 고려할 수 있는 3차원 perfectly matched discrete layer에 의해 수치 모형을 구성한다. 이와 같은 지반-구조물 상호작용계의 수치모형을 사용하여 3축 방향 지반운동이 작용 하는 비선형 지진-구조물 상호작용계의 지진응답해석을 수행한다. 3축 방향 지반운동이 작용하는 경우에는 입력 지반운동의 특성에 따라 시스템의 응답이 우세하게 발현되는 방향이 존재하고 그 수준 또한 정밀한 지진응답해석을 통해 산정하여야 한 다. 이 연구의 해석기법은 구조물과 지반의 재료 비선형 거동, 기초와 지반 경계면에서의 경계 비선형 거동 등 다양한 비선 형 지반-구조물 상호작용 해석에 확장 적용할 수 있을 것이다.

이 연구에서는 3축 방향 지반운동이 작용하는 지반-구조물 상호작용계의 비선형 지진응답 해석을 수행한다. 비선형 거동이 예상되는 구조물과 지반의 근역은 비선형 유한요소에 의해 모형을 구성한다. 기하학적 형상과 재료 성질이 균일하고 선형 거동을 가정하는 원역지반은 무한 영역으로의 에너지 방사를 정확히 고려할 수 있는 3차원 perfectly matched discrete layer에 의해 수치 모형을 구성한다. 이와 같은 지반-구조물 상호작용계의 수치모형을 사용하여 3축 방향 지반운동이 작용하는 비선형 지진-구조물 상호작용계의 지진응답해석을 수행한다. 3축 방향 지반운동이 작용하는 경우에는 입력 지반운동의 특성에 따라 시스템의 응답이 우세하게 발현되는 방향이 존재하고 그 수준 또한 정밀한 지진응답해석을 통해 산정하여야 한다. 이 연구의 해석기법은 구조물과 지반의 재료 비선형 거동, 기초와 지반 경계면에서의 경계 비선형 거동 등 다양한 비선형 지반-구조물 상호작용 해석에 확장 적용할 수 있을 것이다.

도로포장의 조기파손에 의한 폐아스팔트 콘크리트(=RAP(Reclaimed Asphalt Pavement), 이하 ʻ폐아 스콘ʼ)의 증가와 노후 아스콘 포장의 유지보수 시 노면의 절삭으로 매년 상당한 양의 폐아스콘이 발생되고 있으며, 발생량에 따른 도로의 보수비 역시 매년 증가하는 양상을 보여 폐아스콘의 적극적인 사용이 필요 한 상황이다. 기존 도로의 유지보수 비용이 이전보다 매우 큰 비중을 차지하고 있으며 유지보수 기술이 발달함에 따라 폐아스콘을 재활용하는 기술의 요구 및 실용화 연구가 크게 진행되었다. 폐아스콘을 재활 용하기 위해 사용되는 재생 첨가제에 경우는 해외 및 국내에서 활발하게 연구가 되고 있고 이를 현장에 적극적으로 적용을 하고 있다. 하지만 다양한 재생 첨가제의 종류에 비해 정확하게 검증이 되지 않는 실 정이다. 폐아스콘을 재활용하기 위한 배합설계에서 가장 중요한 요소는 재생 아스팔트의 물성, 골재입도, 아스팔트 함량 등이 고려되며 이 중에서 아스팔트의 물성을 요구되는 품질로 맞추는 과정은 주의가 요구 되며 재생 아스팔트에 재생 첨가제를 혼합한 바인더의 특성 분석을 통하여 원하는 등급의 아스팔트로 재 생시키고자 한다. 도로에 시공된 아스팔트 콘크리트 혼합물(이하 ʻ아스콘ʼ)의 경우는 시공 완료 후에 노화 가 진행된다. 주어진 환경 및 여건에 따라 노화의 정도가 달라질 수 있으므로 시험을 통하여 노화된 아스 콘의 변화 상태를 화학적으로 확인하고 이를 가지고 적절한 재생 첨가제 및 신재 아스팔트의 등급 등을 선정할 수 있다면 폐아스콘의 사용의 확대와 올바른 적용 범위를 선정하는데 효율적일 것이다. 재생 첨가 제는 재생 아스팔트의 물성을 향상시키기 위하여 혼합물에 첨가하는 것으로써, 첨가량은 폐아스콘에서 회 수된 아스팔트의 물성(침입도, 절대 점도 등)에 따라 첨가제의 사용 여부 및 사용 비율이 결정된다. 본 연 구에서는 RA 1 등급과 RA 5 등급의 두 가지 재생 첨가제를 사용하여 바인더의 특성을 분석하였다. 적용된 시험은 연화점 시험, 침입도 시험, 회전 점도계를 이용한 점도 시험, 절대점도 시험, DSR (Dynamic Shear Rheometer : 동적전단유동기) 시험, BBR(Bending Beam Rheometer : 처짐보유동기) 시험을 진행하 였다.

가속도를 계측하여 부상력을 제어하는 것은 가장 기본적인 자기부상열차의 부상공극 제어기법이다. 이에 이 연구에서는 가속도 되먹임에 기반한 부상공극제어기법을 자기부상열차에 적용하고, 이를 고려한 자기부상열차-가이드웨이 상호작용계의 동적거동 해석기법을 개발한다. 개발된 해석기법을 사용하여 실제 자기부상열차-가이드웨이 상호작용계의 동적해석을 수행하였다. 해석 결과를 통해 가속도 되먹임에 기반한 부상공극제어기법을 적용하여도 현재까지 제안된 자기부상열차 설계 기준을 충분히 만족함을 확인하였다. 즉, 현재 제안된 자기부상열차 가이드웨이 구조물의 설계 기준을 보완하여 안전하면서도 경제적인 구조물의 건설이 가능해질 것으로 예상된다.

A seismic response analysis method for three-dimensional floating offshore structures due to seaquakes is developed. The hydrodynamic pressure exerted on the structure is calculated taking into account the compressibility of the sea water, the fluid-structure interaction, the energy absorption by the seabed, and the energy radiation into infinity. To validate developed method, the hydrodynamic pressure induced by the vibration of a floating massless rigid circular disk is calculated and compared with an exact analytical solution. The developed method is applied to seismic analysis of a support structure for a floating offshore wind turbine subjected to the hydrodynamic pressures induced from a seaquake. Analysis results show that earthquake response of a floating offshore structure can be greatly influenced by the compressibility of fluid, the depth (natural frequencies) of the fluid domain, and the energy absorption capacity of the seabed.