건축물을 중심으로 개발된 데이터 스키마인 Industry Foundation Class(IFC)를 토목구조물에 적용하기 위하여 IFC 요소를 확장하는 노력이 진행되고 있지만, BIM소프트웨어에서 확장 IFC 기반의 정보모델을 생성하는 방법이 충분하지 않아 어려움이 따른다. 본 연구에서는 정보관리가 가능한 확장 IFC 기반의 철도 궤도부 정보모델을 생성하기 위하여 독립적인 선형중심의 철도 궤도부 요소모델을 생성하고, 생성된 모델을 기반으로 확장 IFC 기반의 모델을 생성하는 방법론을 제시하였다. 이를 위하여 첫째, 철도 궤도부 요소를 연속적 구조물과 비연속적 구조물로 분류하였다. 연속적 구조물은 선형 기반 소프트웨어에서 생성하였고 이산화된 선형정보 연계를 통해 비연속 구조물을 독립적인 객체로 생성하고 이들을 통합하여 철도 궤도부 정보모델을 생성하였다. 둘째, 철도 궤도부의 정보관리를 위한 분류체계 및 확장 IFC 스키마를 제시하였다. 마지막으로 속성정보와 User-interface를 활용하여 객체의 의미정보를 식별하여 확장 IFC 요소와 매핑하였다. 제시한 방법론을 통하여 오송철도종합시험선로를 대상으로 정보관리가 가능한 확장 IFC 기반의 정보모델을 생성됨을 확인하고 실용성을 검증하였다.

구조물의 『3차원 설계』는 성공적인 BIM(building information modeling) 정착을 위한 핵심 기술이다. 이를 위해 다양한 BIM 라이브러리들이 개발되고 있지만 선형기반으로 구조물이 가설되는 교통 인프라의 설계업무에 적용하기에는 한계가 있다. 상용화된 BIM 소프트웨어들이 지원하는 라이브러리를 계획된 선형을 기반으로 구조물이 가설되는 교통 인프라의 설계 업무에 적용하는 것은 사용성 측면에서 한계가 있다. 더욱이 조합을 고려하지 않고 개발된 라이브러리로 생성된 모델은 다양한 설계변경 상황에 대응하기가 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 교통인프라 구조물인 철도 교량을 대상으로, 유관 시설 또는 부재에 대한 3차원 객체를 설계변경에 효율적으로 대처할 수 있도록 매개변수 기법을 적용한 ‘BIM기반 3D 모델 생성 자동화 모듈’을 구축하였다. 모듈의 주요기능은 기준선형을 바탕으로 기준경로를 도출하고 다른 객체와의 조합을 고려하여 목표객체를 연장 및 배열하는 것이다. 또한 모듈의 조합으로 구성된 철도교량의 통합모델에 대하여 설계변수를 입력할 수 있는 사용자 인터페이스를 구성하여 설계변경 대응능력에 대한 적용성을 검증하였다.

This paper presents a study of the microstructure and mechanical properties of commercial high-hardness armor (HHA) steels tempered at different temperatures. Although the as-received specimens of all the steels exhibit a tempered martensite structure with lath type morphology, the A steel, which has the smallest carbon content, had the lowest hardness due to reduced solid solution hardening and larger lath thickness, irrespective of tempering conditions. As the tempering temperature increases, the hardness of the steels steadily decreases because dislocation density decreases and the lath thickness of martensite increases due to recovery and over-aging effects. When the variations in hardness plotted as a function of tempering temperature are compared with the hardness of the as-received specimens, it seems that the B steel, which has the highest yield and tensile strengths, is fabricated by quenching, while the other steels are fabricated by quenching and tempering. On the other hand, the impact properties of the steels are affected by specimen orientation and test temperature as well as microstructure. Based on these results, the effect of tempering on the microstructure and mechanical properties of commercial high-hardness armor steels is discussed.

In this study, we compared the MZVI (Microscale Zero-Valent Iron) and NZVI (Nanoscale Zero-Valent Iron) for reactivity and mobility in a column to reduce nitrate, which is a major pollutant in Korea, and investigated the effect of operational parameters on the NZVI filled column. For the comparison of MZVI and NZVI, samples were collected for 990 minutes using fractionator in the similar operation conditions (MZVI 10g, NZVI 2g). The nitrate reduction efficiency of NZVI was about 5 times higher than that of MZVI, which was about 7.45% and 38.75% when using MZVI and NZVI, respectively. In the mobility experiment, the MZVI descended due to gravity while NZVI moved up with water flow due to its small size. Furthermore, the optimum condition of NZVI filled column was determined by changing the flow rate and pH. The amount of Fe ions was increased as the pH of the nitrate solution was lowered, and the nitrate removal rate was similar due to the higher yield of hydroxyl groups. The removal rate of nitrate nitrogen was stable while flow rate was increased from 0.5 mL/min to 2.0 mL/min (empty bed contact time: 2.26 min to 0.57 min). NZVI has a high reduction rate of nitrate, but it also has a high mobility, so both of reactivity and mobility need to be considered when NZVI is applied for drinking water treatment.

목 적：간 이식 수술 전 이식기증자의 지방증의 정량적 분석을 위한 방법으로 Breath-hold Multi echo T2 corrected Spectroscopy(이하 HISTO)와 Multi Echo Dixon(이하 MED)을 이용하고 있다. 하지만 간 에 침착된 철은 자기장 불균일을 유발시켜 정량적인 분석의 부정확성을 발생시킨다. 이에 본 연구에서는 HISTO와 MED 검사 시 간에 침착된 철로 인한 자기장 불균일이 Hepatic Fat Fration(이하 HFF)에 어떠한 영향을 미치는가에 대해 연구하고자 하였다. 대상 및 방법：2017년 10월부터 2018년 01월까지 간 이식 기증자 54명(평균나이 33.33세, 남자 34명, 여자 20명)을 대상으로 간 조직검사(Liver biopsy), HISTO와 MED를 시행하였다. 사용장비는 Siemens사의 Skyra 3.0T와 18ch Body coil을 이용하여 영상을 획득하였으며, 장비 자체 내 Spectrum analysis tool을 이용하여 R2 water 와 TE=0의 HFF, Fat Percentage Image를 구하였다. Matlab(Mathworks, Natick, MA) 프로그램을 이용하여 Liver Biopsy를 기준으로 HISTO와 MED의 통계적인 유의성을 확인하기 위해 Independent t-test를 시행하였다. 또한 R2 water에 따른 간의 철의 농도를 구하였고, 그 농도변화에 따른 HISTO, MED의 측정오차의 변화를 알기 위해 Simple Linear Regression을 시행하였다. 결 과：간 이식 기증자의 지방증 평균은 Liver Biopsy의 경우 4.6019±4.011%, HISTO의 경우 4.0403± 2.8134% 그리고 MED의 경우 3.4445±2.3872%이었다. HISTO의 측정오차는 1.5381±1.6545%, MED의 경우 1.7791±1.8456%이었다. Independent t-test의 결과, Liver Biopsy와 HISTO는 H=0, p=0.4015이었고, Liver Biopsy와 MED는 H=0, p=0.0713이었다. R2 water에 따른 간의 침착된 철 농도를 계산한 결과, 평균 0.0618±0.0187±μM, 최대 103.1μM, 최소 29.08μM이었다. Simple Linear Regression의 결과, HISTO는 y=24x+0.057, MED는 y=24x+0.29이었다. 결 론：최근 침습적인 Liver Biopsy를 대체하기 위해 HISTO와 MED검사가 시행되고 있으나, 간 에 침착된 철로 인해 측정의 부정확성을 발생시킬 수 있다는 우려와 그에 따른 팬텀을 이용한 선행논문이 있다. 이 와 마찬가지로 임상적인 연구결과 철의 농도가 높아질수록 측정오차는 증가하였다. 하지만 간 이식 전 이식기증자의 경우 연령대가 비교적 낮으며 간경변 등 질활을 가지고 있는 환자들에 비해 침착된 철이 상대적으로 적기 때문에 HISTO, MED에 큰 영향을 주지 못하였다. 따라서 간 이식기증자의 지방간 평가 에 침습적인 Liver Biopsy 대신 HISTO나 MED를 대체하여도 된다고 사료된다.

In order to expand the application of oxide dispersion-strengthened (ODS) steel, a composite material is manufactured by adding mechanically alloyed ODS steel powder to conventional steel and investigated in terms of microstructure and wear properties. For comparison, a commercial automobile part material is also tested. Initial microstructural observations confirm that the composite material with added ODS steel contains i) a pearlitic Fe matrix area and ii) an area with Cr-based carbides and ODS steel particles in the form of a Fe-Fe3C structure. In the commercial material, various hard Co-, Fe-Mo-, and Cr-based particles are present in a pearlitic Fe matrix. Wear testing using the VSR engine simulation wear test confirms that the seatface widths of the composite material with added ODS steel and the commercial material are increased by 24% and 47%, respectively, with wear depths of 0.05 mm and 0.1 mm, respectively. The ODS steel-added composite material shows better wear resistance. Post-wear-testing surface and cross-sectional observations show that particles in the commercial material easily fall off, while the ODS steel-added material has an even, smooth wear surface.

Phosphorus is one of the limiting nutrients for the growth of phytoplankton and algae and is therefore one of leading causes of eutrophication. Most phosphorous in water is present in the form of phosphates. Different technologies have been applied for phosphate removal from wastewater, such as physical, chemical precipitation by using ferric, calcium or aluminum salts, biological, and adsorption. Adsorption is one of efficient method to remove phosphates in wastewater. To find the optimal media for phosphate removal, physical characteristics of media was analysed, and the phosphate removal efficiency of media (silica sand, slag, zeolite, activated carbon) was also investigated in this study. Silica sand showed highest relative density and wear rate, and phosphate removal efficiency. Silica sand removed about 36% of phosphate. To improve the phosphate removal efficiency of silica sand, Fe coating was conducted. Fe coated silica sand showed 3 times higher removal efficiency than non-coated one.

건축분야에서 BIM이 널리 사용되면서, 토목구조물에 BIM을 적용하려는 노력이 최근 급속히 증가하고 있다. 그러나 기존 상용 BIM 소프트웨어의 기능은 건물 등의 건축물 중심으로 특화되어 있기 때문에 선형 중심의 토목구조물에 적용하기에 많은 어려움이 따른다. 본 연구에서는 철도 궤도부의 객체 정보를 관리하기 위하여 선형을 다룰 수 있는 소프트웨어와 BIM 소 프트웨어간의 정보공유를 통해 캔트가 반영된 정보모델 생성방법을 제시하였다. 철도 궤도부 모델링은 궤도부 구조물을 연속 구조물과 비연속 구조물로 분류한 후, 연속 구조물을 선형 소프트웨어에서 생성하고, 이후 공유된 선형정보를 이용하여 비연속 구조물의 정보모델을 생성하는 절차로 이루어진다. 이 때 비연속 구조물은 BIM 소프트웨어에 전달한 이산화된 궤도 선형 및 캔트 정보를 바탕으로 비연속 구조물 각각의 위치, 회전 정보를 계산하는 알고리즘을 통하여 생성된다. 본 연구에서 제시한 방법을 오송 철도종합시험선로에 적용하여 그 실용성을 검증하였으며, 생성된 정보모델을 기반으로 명확한 객체 식별과 속성정보 추출 및 객체별 물량산출이 가능함을 확인하였다.

차량-궤도 구조물 동적 상호작용해석은 차량의 접촉점이 보요소로 모형화된 레일 위를 일정한 속도로 주행하는 미끄러지 는 접촉문제로 취급하였다. 하지만 Euler 보와 같은 고차 다항식의 형상함수가 적용된 유한요소를 사용할 경우 미끄러지는 접촉문제에서 적합조건을 만족하지 못한다. 이 연구에서는 유한요소해석프로그램이 미끄러지는 접촉문제에서의 적합조건을 만족시키지 못하는 것에 대한 해결법으로 주행로를 이루는 보요소를 보다 세분화하여 동적상호작용해석에서의 정확성을 확 보하고자 하였다. 이를 위해 간단한 예제들을 통해 주행로를 이루는 보요소의 세분화 정도에 따른 동적상호작용해석의 거동 을 분석하였으며, 해석 프로그램의 동적상호작용해석에의 적용성을 평가하였다. 마지막으로 사각을 갖는 철도 암거 접속부 의 뒷채움재 설치 형식에 따른 차량주행시의 거동을 평가하기 위하여 동적상호작용해석을 수행하고, 접속부 뒷채움재 형식 의 변경에 따른 지지강성의 변화에 의한 영향과 노반침하에 따른 궤도틀림의 영향을 비교분석하였다.

The source of wayside noise for the train are the aerodynamic noise, wheel/rail noise, and power unit noise. The major source of railway noise is the wheel/rail noise caused by the interaction between the wheels and rails. The Structure borne noise is mainly a low frequency problem. The train noise and vibration nearby the elevated railway make one specific issue. The microphone array method is used to search sound radiation characteristics of elevated structure to predict the noise propagation from an elevated railway. In this paper, structure-borne noise that is brought into inside of apartment when it passes by straight line track and rail lubricator section with test coach was measured in accordance of track characteristic of urban railway vehicle. It was compared with NC curve and examinate result.

본 연구는 철도 시설의 선로를 대상으로 하여, Building Information Modeling(BIM)을 위한 데이터 모델인 Industry Foundation Classes(IFC)의 유지관리관점의 부분집합인 Construction Operations Building information exchange(COBie)를 통해 철도 시설물 유지관리문서를 생성할 수 있는 방안을 제시하였다. 철도 선로유지관리 문서 생성에 필요한 항목을 정의 하기 위해 국토교통부의 선로유지관리지침 분석을 수행하였고, 이를 COBie 스프레드시트에서 참조하기 위한 방식을 정의하 였다. 철도 시설물 선로의 유지관리정보 항목을 반영한 정보모델 생성을 위하여 IFC 프레임워크 내의 사용자 정의 속성집합 을 활용하였으며, 이를 통해 IFC에서 지원하지 않는 철도 선로에 대한 추가 항목을 생성하였다. BIM 소프트웨어를 통해 추 가적으로 생성한 사용자 정의 속성집합을 반영한 IFC 기반의 정보모델을 생성하였고, 이를 정의된 참조방식에 따라 선로 유 지관리 정보항목을 COBie 스프레드시트에 전달하고 그 결과를 확인하였다. 이를 통해 IFC 기반의 As-built 모델로부터 COBie 스프레드시트로 정보를 전달함으로써 철도 시설물 유지관리업무를 위해 필요한 문서 생성에 활용할 수 있음을 확인 하였다.

This paper presents a vibration mitigation method for a railroad station using dual layer TMD (Tuned Mass Damper) technology. The proposed technology can be applied to a platform by installing a spring-damper system between the platform and the railroad station structure. Especially, considering passenger comfort, the technology is developed for not just reducing the vibration of the railroad station structure but minimizing the vibration of the platform. The technology consists of two serially connected masses, and the vibration of the top mass is designed to be minimized, while the bottom mass serves as the platform TMD. The design parameters such as the spring constant and damping coefficient of the dual layer TMD system are optimized using the acceleration response of the structure, at which the platform is installed. The feasibility and performance of the vibration mitigation method is verified via a numerical example of a simple beam structure subjected to a moving load, which can be analogized as a railroad station with a moving train on top. The result of the numerical study shows that the proposed method can effectively reduces the vibration of the top mass as well as the beam structure at the design speed of the moving load.

본 연구는 칼슘과 철 그리고 철과 아연의 상호작용과 신뢰성있는 영양정보를 제공하기 위해 영양강조표시제품중 칼슘, 철, 아연의 함량을 분석하고 표시량과 분석값을 비교하였다. 칼슘, 철, 아연을 강조표시한 제품(시리얼, 과자, 두유, 초콜릿가공품, 기타코코아가공품, 당류가공품, 과줆채음료, 고형차) 총 42건을 수거하였으며 칼슘, 철, 아연은 무기성분의 건식분해법으로 전 처리한 후 Inductively Coupled Plasma Spectrometer (ICP)로 실험하였다. 칼슘이 강조표시된 제품 42건에 대한 표시량 비율은 87~176%이 었으며, 철이 강조표시된 제품 13건에 대한 표시량 비율은 84~167%, 아연이 강조표시된 제품 6건에 대한 표시량비율은 98~275%였다. 모든 분석값이 표시량 대비 80% 이상으로 식품 등의 표시기준을 충족하였다. 칼슘과 철의 상호작용은 한국인의 칼슘 섭취가 1일 권장량의 68.7% 수준으로 부족하므로 칼슘의 과다섭취로 인한 철의 흡수방해는 우려할 만한 상황은 아닌 것으로 보인다. 또한, 분석한 영양강조표시제품의 철과 아연의 함량 비율이 1.53:1이 최대였으므로 철의 과다섭취로 인한 아연의 흡수방해는 우려할 만한 상황은 아니었다. 그러나 업체에서는 칼슘, 철, 아연을 강조한제품을 생산할 시에 영양소의 상호작용을 고려하여 생산을 해야 할 것이고 소비자에게 정확한 영양정보를 제공하고 적정량의 영양섭취를 위해서는 지속적인 모니터링을 통해 식품표시에 대한 주기적인 관리가 필요할 것으로 생각된다.

본 연구는 수중 비소제거를 위해 망간-철 산화물을 합성하고, PVdF와 복합화하여 전기방사법으로 제조하였다. TEM에서 산화물은 철이 망간을 감싼 형태이다. 인장강도는 PMF10이 PVdF보 다 2배 증가하였고 기공크기는 PVdF보다 작아지는 것이 확인되었다. 비소제거 실험에서 산화물은 As(Ⅲ)제거율이 80%이상 나왔고, As(V)도 제거되 었다. As(Ⅲ) 제거율은 PMF01이 30%로 상대적으로 우수한 결과를 보였다. 따라 서 이산화물은 나노섬유와 복합화를 통해 수처리 필터소재에 대한 기초연구에 활용될 것으로 기대된다.

생체 내 필수 영양소이자 영양 보충제 성분인 아연과 철은 수용액 상에서 분산 안정성이 낮으며, 철의 경우 주변 환경의 영향으로 쉽게 산화되는 특성을 가지고 있다. 최근에는 이러한 문제점을 보완하기 위해 나노 기술을 이용한 식품 개발이 이루어지고 있는데, 본 연구에서 사용 된 소재인 SunActive Zn 및 SunActive Fe는 나노 크기의 식품용 아연과 철을 친수성 폴리머로 코팅함으로써 분산 안정성, 수용액상 용해도 및 관능 특성을 향상시켰으나 그에 따른 독성 및 흡수율에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 랫드에 28일 반복 경구투여에 의한 독성시험 을 수행하였으며, 약동학적 연구를 통해 흡수율을 규명하고자 하였다. 비교 연구를 위해 대조 물질로 산화아연(ZnO, 100 nm) 나노물질 및 ferric pyrophosphate를 각각 사용하였다. 그 결과 SunActive Zn 및 SunActive Fe는 반복투여에 의한 유의적 독성 현상을 보이지 않았으며, 폴리머 코팅에 의해 아연 및 철의 체내 흡수율이 향상될 수 있는 것으로 나타났다. 이와 같은 연구 결과는 기능성 성분 및 체내 필수 영양분의 흡수율을 향상시키기 위한 새로운 개발 전략 을 제시한다.

슬라이딩 궤도는 콘크리트 궤도와 교량 바닥판 사이에 저마찰 슬라이드층을 두어 레일신축이음장치와 같은 특수 장치를 적용하지 않고도 궤도-교량 상호작용 효과를 효과적으로 저감시킬 수 있는 새로운 궤도 시스템으로 개발되고 있다. 이 논문에서는 장경간 교량에 슬라이딩 궤도와 레일신축이음장치를 각각 적용한 경우에 대하여 궤도-교량 상호작용해석을 수행하고 그 결과를 비교 검토하였다. 대상교량은 상호작용 효과를 극대화하기 위하여 9경간 연속 PSC교와 2경간 연속 강합성교를 포함하며, 총 연장 1,205m, 최대 고정지점간 거리 825m인 장경간 교량을 선정하였다. 해석결과 슬라이딩 궤도는 레일신축이음장치를 적용한 경우보다 레일 부가 축력이 더 작은 것은 물론, 지점부에 재하되는 수평 반력 또한 작게 나타나 궤도-교량 상호작용 저감 효과가 뛰어난 것으로 확인되었다. 반면 슬라이딩 궤도는 온도하중에 의해 높은 슬래브 축력이 발생되므로, 궤도 설계 시 슬래브 축력에 대한 단면 설계에 주의를 기울일 필요가 있다.

본 연구에서는 비소(arsenic, As) 제거 특성을 가진 망간-철 산화물(manganese-iron oxide, MF)을 제조하고, 이를 poly vinylidene fluoride (PVdF)와 복합화를 진행하여 As(III)와 As(V)를 동시에 제거가 가능한 수처리용 나노섬유복합막 (polymer nanofiber membrane with Mn-Fe, PMF) 제조에 관한 기초 연구를 진행하였다. Transmission electron microscope (TEM) 분석을 통해 MF 소재의 형상 및 구조를 확인하였으며, PMF 복합막의 수처리용 분리막으로의 활용가능성을 조사하 기 위하여 기계적 강도, 기공크기, 접촉각 및 수투과도 분석을 진행하였다. 측정결과로부터 망간과 철 비율이 같은 PMF11 복 합막의 기계적 강도가 가장 높은 결과값(232.7 kgf/cm2)을 나타낸 것을 확인할 수 있었다. 또한, MF 소재의 도입에 따라 기공 크기가 점차 줄어드는 경향성을 확인할 수 있었으며, 특히, 철 산화물의 조성비가 증가할수록 기공크기가 감소하는 경향성을 보여주었다. 수투과도 측정결과 MF 소재의 도입에 따라 PVdF 나노섬유막에 비해 약 10~60% 이상 향상되는 결과를 나타내 었다. 제조된 MF 소재 및 PMF 복합막의 비소 제거 특성평가를 통해 As(III)와 (V)의 동시 제거 가능하며, 특히, MF01 샘플 의 경우 As(III)와 (V)에 각각 93, 68%의 가장 높은 흡착제거율을 나타내었다. 따라서 본 연구에서는 제조된 MF소재 및 PMF 복합막을 통해 수처리용 분리막의 기능성 향상을 위한 기초연구 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.