본 연구에서는 동수압 모형을 이용하여 트렌치 수로에서 발생하는 흐름해석을 실시하였다. 기존의 정수압 모형은 수식이 간단하고 수치기법의 적용이 상대적으로 쉬운 반면 수심이 파의 길이에 비해 상대적으로 작은 경우에만 적용이 가능하므로 수심이 커지게되면 비 물리적인 결과를 계산하게 된다. 따라서 흐름방향으로 밀도차가 큰 경우나 수중구조물로 인하여 바닥경사가 변하는 경우에는 동수압이 고려되어야 한다. 본 연구에서는 압력항을 정수압과 동수압으로 분리하고 일반 좌표계를 사용함으로써 자유수면이 매시간단계마다 변화하는 계산격자를 구성해야하는 문제점을 보완할 수 있었다. 자유수면과 동수압을 고려하기 위해서 계산단계를 3단계(정수압 계산단계, 동수압 보정단계, 자유수면 보정단계)로 나누어 해석하였고 트렌치 수로에서의 수리실험 결과 (van Rijn, 1982)와 비교를 통해 수치모형을 검증하였다.

최근의 건물의 고층화와 층고제약 등으로 커플리보의 춤은 줄어들고, 요구성능은 오히려 높아지고 있어서, 일반형태로는 요구성능을 만족시키기 어려운 실정이다. 이에 대한 대안으로 여러 가지 방법들이 연구되어지고 있으나, 구조기준과 이론적인 배경이 정립되어 있지 못하여 설계자가 적용하기에는 많은 어려움이 있다. 이 연구에서는 플렛 플레이트 구조물에서 사용되는 RC, SRC 커플링보 및 슬래브 두께를 조사하고 현실과 유사하게 유한요소해석 프로그램을 적용하여 슬래브 강성 효과를 고려한 커플링보의 구조 성능을 규명하고자 한다.

기존의 녹색도시설계 기법과 정책들을 보면, 단순하고, 탄소의 저감량 등을 알기가 힘들다. 또한 사회기반시설이나 기본적인 도시계획단계에서 부터의 저감 대책이라기보다는 단순한 신재생에너지, 혹은 기술을 사용한다는 내용이 대부분이다. 이러한 부분은 최근의 기부변화 폭염이나 태풍 집중호우, 해수면 상승에 따른 침수와 범람 등 우리나라를 포함하여 세계적인 피해를 일으키고 있다. 이러한 것을 극복하기 휘해서는 궁극적인 도시설계가 필요하다. 또한 이러한 기후변화의 원인이 탄소배출량과 필수불가변의 관계에 있는 점에 주목해 그에 관한 연구도 필요하다. 본 연구는 실직적인 궁극적 탄소중립도시 계획 구현을 위해, 먼저 대한민국 도시 및 지역을 대상으로 인구가 CO2배출량에 미치는 영향을 분석한다. 이는 단순히 총인구수가 CO2배출량에 미치는 영향을 분석했던 기존연구에서 나아가 회기분석을 사용하여 인구에 따른 배출식을 산정하고 분석한다는 것에 의의를 둔다. 이로써 탄소중립도시 설계시 CO2 배출량을 예측하고 그에 맞게 도시계획을 하고 또 그에 맞는 CO2배출량저감 계획도 할 수 있을 것이다.

산업의 발전과 소득의 증대는 국민들의 삶의 질 향상을 한층 더 요구하게 되어 보다 안전한 생활을 영위하고자 하는 욕구가 증대되고 있으며, 지난 2011년 3월 일본의 쓰나미 사건 이후 재해에 대한 많은 관심을 가지게 되었다. 뿐만 아니라 기후 환경의 급속한 변화로 환경을 보호하고자 하는 노력들이 계속되고 있으며 국내에서도 지난 2008년 국가비전으로 제시된 청정에너지와 녹색기술을 통해 에너지자립을 이루겠다는 녹색성장 기본법이 발효됨으로 각 분야에서의 친환경에 관한 필요가 증대되고 있다. 터널은 그 특성상 터널 내 재난 발생 시 효과적인 초기대응이 어렵고 인명피해 발생이 불가피하며, 오염물질의 제거가 어렵다. 따라서 터널이용자들이 재난발생시 용이하고 신속하게 대응할 수 있는 방재 시스템과 효과적이고 친환경적인 환경조성, 환기계획은 매우 중요한 요소이다. 본 논문에서는 기존터널에 부재되었던 친환경적인 요소를 부합한 신개념 Organic Green Tunnel 시스템을 제시하고자 한다.

최근 들어 교량 구조물의 장대화 경향에 따라 국내에서도 장대교량의 건설이 진행 되고 있고, 컴퓨터의 발달과 계산 기술의 향상에 힘입어 고비용의 풍동실험을 대신 할 수 있는 전산유체역학의 다양한 수치 해석적 기법의 적용이 증가하고 있다. 그에 따라 경계조건에 대한 정확한 입력뿐만 아니라 정확한 모델링 또한 전산유체역학의 중요한 위치를 차지하게 된다. 하지만 자원의 한계로 경제적이면서 보다 정확한 효율적인 모델링 기법이 연구되고 있다. 효율적인 모델링 기법 중 가상경계법을 들 수 있는데, 기존의 가상경계법은 물체 형상의 외곽형상이 부드러운 경우 외삽법에 의한 운동량 가중방법으로 연구가 진행되어 왔다. 그러나 교량 단면과 같이 날카로운 모서리를 갖거나 물체면을 이루는 면이 예각을 이루는 경우 보정점의 선별과 보간 방법에 따라 수치해석이 발산하는 문제점 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 가상경계법에 의해 날카로운 물체 주위 유동 해석 기법 개발을 위하여 내삽법에 의한 운동량 보정 기법을 개발하고 삼각형 단면 주위의 유동 해석에 적용하여 변장비 변화가 공기력 계수에 미치는 영향을 분석하였다.

최근 들어 온실 가스 감축을 위한 국제적 논의가 활발히 진행 중에 있으며, 탄소배출량 규제는 환경개선 이외에 산업·경제 분야에 중요한 영향을 미치면서 탄소 배출권 거래시장을 형성하였다. 이에 따라 도로 포장분야에도 국내외적으로 CO2 및 유해가스 배출량을 줄이기 위한 새로운 포장공법과 재료들에 대한 개발의 연구가 진행되고 있는데, 이중 생산 및 포설온도를 약 30℃ 낮추어 CO2 및 유해가스 배출량을 감소시키는 중온 아스팔트 포장공법이 있다. 본 연구에서는 시공된 중온 아스팔트 포장의 현장시험을 통해 장기 공용성을 평가하고자 공용초기에 1차 측정을 수행하고, 약 11개월경과 후에 2차 측정을 수행하고 비교분석하였으며, 그 결과 11개월 후에도 양호한 평탄성을 나타냈고 미끄럼 저항은 BPN 60.1으로 안전 기준에 만족하는 것을 확인하였다. 소성변형 측정 결과 버스 정류장 앞과 교차로 정지선 부근의 포트홀 발생 지점을 제외하고는 전체적으로 양호한 상태였으며 균열은 발생하지 않은 것으로 보아 섬유의 사용에 따른 혼합물의 인성과 균열 저항성이 향상된 것으로 판단된다.

아스팔트 콘크리트 포장 도로의 온도 분포 특성과 경계 조건을 분석하기 위하여 경상도 지역에 구축된 현장계측시스템으로부터 계측된 현장 온도를 활용하여 대기의 기상조건 및 온도가 포장체 내부의 온도 분포에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 아스팔트 콘크리트 포장의 깊이별 온도 분포를 분석한 결과 깊이별 온도가 동일한 시점인 교차시간은 여름보다 겨울이 상대적으로 늦게 나타나는 것을 확인하였다. 아스팔트 콘크리트 포장체의 온도 분포는 구름양과 강우의 영향을 모두 받으며, 동일 구름양량의 경우 강우량의 크기에 따라 포장체의 온도 분포가 달라지는 것을 확인하였다. 강설 및 포장면 적설의 영향으로 아스팔트 콘크리트 층의 온도 변동폭이 감소하며, 차량 운행에 의해 쌓인 눈이 녹는 구간은 적설량에 따른 영향이 적은 것으로 나타났다.

연육·연도교로 주로 건설되는 초장대교량은 시설물 특성상 이용객들의 대피공간이 제약되고 태풍, 해일 등 자연재해에 노출이 빈번해 다른 공공시설물보다 재난에 취약한 구조물이다. 더욱이 구조물이 장대화되는 최근의 공공시설물 건설동향으로 인해 재난 발생시 예상 위험은 더욱 커지고 있다. 본 연구에서는, 이전 연구를 통해 구축된 재난관리 시나리오를 토대로 재난관리 알고리즘과 전산모델을 개발하였다. 초장대교량의 재난은 자연재해와 인적재해로 구분할 수 있으며, 본 연구는 안개, 강설, 결빙, 강풍, 지진, 해일 및 풍수해의 자연재해와, 화재, 교통사고, 구조물파괴 및 테러의 인적재해를 대상으로 하였다. 이들 재난에 대해 재난관리 알고리즘을 구성하고, 초장대교량의 재난관리 전산모델을 제시함으로써 재난 발생시의 효율적 대응을 도모하고자 한다.

산업화 및 도시화의 급속한 진전에 따라 도시통행량이 증가하고 있으며, 이러한 도시교통의 양상은 짧은 시간내에 많은 양의 눈이 내리면서 교통혼잡과 극심한 정체로 이어져 심각한 교통대란을 야기시키기도 한다. 이처럼 강설시의 원할한 통행을 도모하기 위한 방안의 하나로서, 도로의 구조 및 도로상의 다양한 위험요소들이 강설시의 차량통행에 어떠한 영향을 끼치는지에 대한 분석이 필요한 시점이며, 이를 위해 본 연구에서는 강설시 도로위험구간을 도출하기 위한 분석틀의 설정 및 중요도분석을 통해 보다 객관화된 지표를 선정하고자 하였다. 본 연구에서는, 1)평가지표의 개발을 위해 표적집단면접(FGI) 및 전문가 브레인 스토밍을 거쳐 최종 평가지표(지리·지형특성, 도로시설, 도로기하구조, 교통특성)를 도출하였으며, 2)도출된 평가지표들을 토대로 AHP분석을 실시하여 각 평가항목별 가중치를 산정하였다. 본 연구의 결과, 평가항목 측면에서 보면, 4가지 평가지표 중 교통특성이 강설도로 위험구간 선정시 가장 중요한 항목으로 도출되었는데, 이는 일반적인 시설이나 지리적인 특성보다는 강설시 가장 위험한 것이 교통량이나 대형차와 같은 교통적인 특성이라는 것으로 판단할 수 있다.

Since cable members are the major structural components in cable bridges, they should be properly inspected for surface damage as well as inside defects such as corrosion and/or breakage of wires. Starting from August 2010, a new research project supported by Korea Ministry of Land, Transportation Maritime Affairs (MLTM) was initiated to develop the cable inspection robot. In this study, only the vision-based surface damage detection system based on image processing techniques is addressed. The damage detection algorithm combines some image enhancement techniques with principal component analysis (PCA) to detect damages on cable surface. The images from three cameras attached to the cable climbing robot are wirelessly transmitted to the server computer at the cable support. They are processed with image enhancement method together with noise removal technique to improve overall image quality. Then they are projected into PCA sub-space. Finally, the Mahalanobis square distances of the projected images to all sample patterns are calculated. The smallest distance is found to be the match for the input image. The proposed damage detection algorithm was verified through laboratory tests on three types of cables.

최근 태국의 수도 방콕의 장기화된 홍수로 인하여 인명 및 국가 기간시설물에 대한 피해가 발생하였고, 전 세계적으로도 지구온난화 및 이상기후 현상으로 태풍 및 홍수에 대한 피해가 증가하고 있는 추세이다. 이로 인해 국내외에서 해마다 홍수로 인하여 많은 교량들이 붕괴되고 있으며, 교량파괴의 주요 원인은 홍수와 세굴인 것으로 분석되었다. 교량에서 중요한 부분인 교각처럼 수중에 위치한 구조물에 대해서는 결함을 찾아내고 이를 유지 관리하는 제반 기술적 사항이 미흡한 실정이다. 또한 교각수중점검을 수행하는 용역방식이 외부 비전문적인 용역방식과 인력 위주의 점검으로 인하여 안전관리 부재 및 점검자의 주관성 개입 등 데이터 획득과 결함 평가의 신뢰성에 나쁜 영향을 미치고, 형식적인 점검이 이루어지고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 교량의 수중구조물점검을 위해 무인 수중 점검 장비 중 하나인 수중음파탐지기(Side Scan Sonar : SSS)를 이용한 실험으로 무인점검의 가능성에 대해 조사하였고 사용성 검증을 위한 수중촬영도 함께 실시하였다. 실험결과를 통해 Sonar를 이용한 교량 수중구조물 점검이 탁도가 불량이거나 대규모 교량의 세굴 탐지에 있어 효율적이라고 판단된다.

2010년의 북한의 연평도 피격 참사를 통하여 비상 대피에 대한 인식은 확산되고 있으나 재난 발생시 피난 및 대피시설에 대한 인식은 상대적으로 낮음 따라서, 이를 뒷받침할 수 있는 민방위 대피시설에 대한 전수조사를 통하여 문제점을 파악 분석하여 앞으로의 새로운 대피체계와 대피시설에 대한 기본적인 개념을 확립하고자 하였다. 본 조사를 통해 민방위 대피시설은 지역별로는 서울이 가장 많았고, 시설별로는 아파트주차장의 비중이 가장 높음. 1990～1999년에 건축된 지하1층 1,001～5,000㎡ 규모, 인접시설간 5분 이하의 거리에 주로 대피시설이 위치하고 있고 501인 이상의 인원을 수용할 수 있음. 대피시설 내부에 별도의 격실이 없는 시설이 많아 화생방 공격시 대피에 취약할 수 있고 방폭문도 없는 시설이 대부분이므로 폭탄이나 미사일 공격에 취약할 수 있음. 대피시설로 연결되는 출입구 개수도 대부분이 1개이므로 대피시 어려움이 예상됨이 파악되었다.

본 논문에서는 가장 일반적인 해상풍력구조물의 동적거동해석을 위해 실제 해양환경에 유사한 하중을 모형화 하고 지반의 종류에 따른 경계조건을 주어 다양한 지반에서의 동적거동을 파악하고 내진에 대한 안정성을 검토한다. 지지조건은 기초부 강성을 고려하기 위해 등가 스프링 모델을 사용한다. 지지구조물에 작용하는 해양환경은 파랑, 조력을 설계기준에 따라 모형화하여 구조물에 적용하였고 이 중 가장 큰 파랑하중의 경우, 에너지스펙트럼을 이용하여 불규칙 파랑하중을 시간이력으로 적용하였다. 타워에 작용하는 하중은 풍하중 및 블레이드의 추력으로 설계기준에 따라 모형화 하여 적용하였다. 연구를 통해 실제에 근사한 해상풍력구조물과 하중을 모형화하여 지반의 강성, 구조물의 종류 등 주요요인을 달리하여 해석한 결과 구조물의 거동이 이들의 변화에 큰 영향을 받음을 확인하였고, 이에 따른 안정성을 검토했다.

본 연구에서는 진동-충격 영향을 고려한 비선형 해석을 통하여 스탑퍼의 유/무에 따른 켄틸레버형 압전 에너지 하비스터의 응답 특성을 해석하였다. 실험을 통하여 각 케이스에 따라 발생하는 전력을 측정하여 스탑퍼의 유/무가 압전 에너지 하비스터의 동적 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서 제안한 압전 에너지 하비스터 모델은 1차 모드에서 공진주파수가 9Hz에서 8Hz로 감소했고 에너지 발생 효율은 저항이 800㏀에서 0.42mW가 0.58mW로 향상 되었다. 연구결과를 토대로 스탑퍼는 효율적인 변위제어를 통하여 취성 재료인 압전세라믹의 내구성을 향상 시키고 보호하는 역할을 함을 알 수 있었다.

토목구조물의 유지관리가 중요해짐에 따라 계측 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 현재 대부분 유선계측이 많이 이용되고 있으나, 무선 통신기술의 발전으로 인해 무선 계측 기술도 발전하고 있다. 그러나 접근성이 용이하지 못한 지역에 위치한 토목구조물의 경우에는 주기적인 전력원의 교체가 어렵기 때문에 무선 계측 기술의 적용이 제한되고 있다. 이의 대안으로 기계적 진동을 이용할 수 있는 진동형 압전 에너지 하비스터에 대한 관심이 확대되고 있는데 현재까지 기술로는 무선 계측장비의 전력을 충족시키기에 부족하다. 따라서 기존의 압전 에너지 하비스터보다 우수한 진동형 압전 에너지 하비스터의 제작이 필요한 상황이다. 본 논문에서는 진동을 진동형 에너지 하비스터의 전력 생산 효율을 증가시키기 위해 단결정 세라믹을 이용한 고효율 진동형 에너지 하비스터를 제작하고 실험을 통해 그 성능을 확인하였다.

국내 철도교 설계시 철도의 승차감에 대하여 경간길이별, 열차속도별로 제한하고 충격계수를 고려한 표준활하중을 단선재하하여 연직처짐에 대한 제한을 만족하도록 설계하고 있다. 그러나, 열차하중에 대한 동적 검토에 대한 구체적인 적용 해설이 없어 철도교량 설계시 동적해석을 통한 승차감 검토를 수행하고 있지 않다. 또한, 강합성 철도교량은 지진 시 교량의 연장이 차량 길이에 비해 길 경우 편진동과 열차의 주행에 따른 고유진동수 부근에서 좌우 차륜 상호 작용에 따른 차량 부상으로 인한 탈선 및 전복의 대형사고가 발생할 가능성이 있다. 따라서 본 연구에서는 강합성 상자형교 및 소수주형교에 대해 동적해석을 수행하여 해석결과에 따라 국내와 설계조건 및 열차제원이 비교적 유사한 일본의 설계기준에 따라 승차감에 대한 사용성을 조사 적용하는 방법을 제시하고, 지진시 열차의 주행안전성을 검토하였다.

본 연구의 목적은 단기간 집중⋅광역적 피해를 유발하는 폭설에 대해 MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 위성영상을 활용하여 적설지역을 관측하는데 있다. MODIS 위성영상, 지상관측 망으로부터 획득된 온도, 상대습도 및 적설자료는 폭설을 분석하기위한 기본 자료로 사용되었다. 위성영상에서 그림자와 같은 지형효과를 저감하기위해 코사인 알고리즘을 적용하였으며, MODIS 위성영상으로부터 정량적인 적설지역을 분석하기위해 눈 정규지수(Normalized Difference Snow Index: NDSI) 알고리즘을 적용하고 Kappa 통계량을 이용해서 정확성을 검증하였다. 그 결과 각각 91.30%(2001년 1월), 87.76%(2004년 3월), 70.79%(2011년 2월)의 정확도를 보였다. 따라서 위성영상을 활용한 분석기반 프로세스는 보다 효과적이고 과학적인 의사결정지원을 위한 하나의 도구로서 활용될 수 있으며, 위성영상 정보 및 지상관측 망을 이용한 입체적 모니터링은 신속한 상황판단 고도화를 위한 기본 자료로 활용될 수 있다.

소방방재청은 지역안전평가, 재해취약성 검토, 풍수해 및 인적재난에 관련한 위험도 등 재난관리 고유 업무 특성을 반영하기 위한 방재주제도 발굴과 제작이 미흡하다. 이에 국립방재연구원에서는 자연재해·인적재난·사회적 재난 등으로 분류, 통계자료 위주로 구축되어 있는 재해·재난 관련 정보를 현황도, 분석도, 위험도 등으로 GIS화하기 위한 소방방재 지리정보 종합관리시스템 개발을 추진하고 있다. 본 연구에서는 소방방재청에서 발굴하고 추진하여야 할 소방방재 지리정보시스템의 기본계획 수립 및 향후 지속가능한 재난관리 업무지원을 위해 필요로 하는 방재주제도 개발과 그 활용방안을 도출하고자 한다.

우리나라 전국에 설치된 CCTV는 무려 200만대(소방방재청 5200대, 경찰청 6000대, 지자체 31만대, 민간 170만대)가 넘어 보급대수로는 세계 최고수준이다. 하지만, 정작 문제는 양적성장 일변을 고집할 뿐, 실질적인 운용상의 효율성 제고를 간과하는데 있다. 다시 말해, CCTV 설치대수도 중요하겠지만, 어디에 어떤 목적으로 어떤 제원을 설치하고 특히, 과거에 기록된 정보를 효율적으로 검색하고, 명확히 판독하는지 등 용도별 목적에 맞게 적정하게 설치되었는가에 대한 관리상의 검토가 미흡하다는데 있다. 특히, 재난관리라는 목적의 경우는 국민의 인명과 재산에 결부되어있다는 점에서 더욱 민감도가 높다고 할 것이다. 지난 2009년부터 소방방재청에서는『재난관리용 CCTV를 통합·연계사업』과 병행하여 재난상황시 CCTV영상을 어떻게 활용할 것인가에 대해 심도 있는 검토를 추진해왔다. 전국 232개 시·군·구의 약 5,400여대의 재난관리용 CCTV를 연계해 공동활용 및 연계체계를 구축함으로써 현장 상황정보를 실시간 제공하고 특히, 재난유형별로 자동 위험알림기능을 제공해 재난을 사전에 예방하는 방안이 추진되고 있다. 하지만 이마져도 CCTV의 설치에 대한 정확한 지침과 근거, 최적의 입지조건과 사양에 대한 가이드라인의 미흡으로 정작 재난상황이라는 특수한 상황에 적합한 CCTV의 운영이라 하기엔 부족하다고 하겠다. 본 연구에서는 기존에 재난관리용도로 설치된 CCTV를 대상으로 GIS를 이용한 공간분석을 통해 최적의 입지조건 설계방안에 대해 검토하였다. 또한, 테스트베드를 통하여 재난관리용 CCTV가 갖추어야 할 제원(각도, 거리, 위치 등)에 대해 최소한의 조건에 대해 분석하였다. 아울러, 향후 재난관리를 목적으로 운영되는 CCTV 설치 및 운영에 필요한 진단, 분석, 평가방안에 대해 검토하였다.

지구 온난화의 급속한 진행으로 인해 전세계 곳곳에서 기후변화에 따른 재해가 빈번히 발생하고 있다. 우리나라의 경우 기후변화 경향이 전세계 평균을 크게 상회하고 있으며, 특히 도시홍수와 산사태와 같은 집중호우 관련 재해에 의해 많은 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 지난 2011년 7월 서울 강남침수와 우면산 산사태와 같은 도시지역에서 발생한 재해의 1차적인 원인은 도시방재시설물 설계빈도를 넘는 집중호우이지만, 방재를 고려하지 않은 도시 시스템 및 설계가 피해를 가중시킨 것으로 판단되고 있다. 대형화되고 일상화되어가는 기후변화 관련 재해에 안전한 도시구축을 위해 하수관거, 제방 등 방재시설물 설계기준 강화와 같은 구조물적 대책뿐만 아니라 도시의 토지이용, 공원, 녹지, 광장, 도로 등 도시의 모든 구성요소를 활용하는 도시차원의 종합적 대응이 필요하다. 최근, 기후변화에 따라 대형화되는 집중호우 관련 재해에 대비하여 도시 방재시설물의 부담을 감소시키기 위한 도시계획 및 설계기법 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 기존에 개발된 홍수 및 산사태 관련 시스템은 재해에 따른 피해지점(Point) 및 피해영향권(Site) 분석 기능만 제한적으로 제공하고 있다. 따라서, 피해를 전략적으로 저감시키기 위해 도시계획 및 도시설계기법을 적용할 수 있는 관리지역(Region)을 도출하고, 그에 따른 효과를 분석할 수 있는 시뮬레이션 시스템 개발이 필요하다. 본 연구에서는 기존에 개발된 홍수 및 산사태 관련 시스템들과 연계하고 정부의 다양한 부처에서 구축한 DB를 최대한 활용하는 기후변화에 따른 도시홍수 및 산사태 피해지점, 영향권 및 관리지역 도출 시스템 개발방향을 제시한다. 또한, 기후변화에 따라 대형화되는 재해를 도시차원에서 적응하기 위한 도시계획 및 설계기법을 적용하고 효과를 분석할 수 있는 시뮬레이션 시스템을 개발방향을 제시한다.