Numerical analysis has been carried out to analyze seawater flow field and power generation characteristics of the tidal current power generation system for various multi channel shroud systems. Geometrical multi channel arrangement largely affects the flow field characteristics in the shroud system which power generation performance through turbine blade depends on. Sectional averaged velocity in front of the turbine blade which increases more than 2 times compared with channel inlet is much influenced as well as the flow from the rear with curl. And flow variation results in high inlet velocity in horizontal arrangements of multi channels with mechanical output of the turbine. These results are expected to be used as applicable data for the development of the tidal power generation system with shrouds.

최근 건설업계에서 설계시의 수량산출 및 예정공사비의 정확도에 대한 요구가 높아지고 있으며, 설계변경 시에 즉각적인 물량의 변화와 공사비의 변화를 파악하는 것이 중요한 이슈가 되고 있다. 또한, 수량과 공사비와 관련한 각종 소송들이 빈번하게 발생하면서 이를 해결하기 위한 방안으로 BIM기반의 물량산출 및 견적이 대안으로 등장하였다. 그러나 현재 BIM기반의 물량산출 및 견적은 2D 기반의 기존 방식보다 활용이 원활하지 못하다. 이는 물량산출 및 내역에 대한 국가적인 표준이나 기준이 마련되어 있지 못하고, 산출 작업자의 경험이 중요한 요소로 작용하기 때문이다. 하지만, 이는 견적의 관점이고 설계자의 관점에서 BIM을 이용한 즉각적이고 비 교적 정확도가 우수한 수량과 공사비의 파악이 예산에 맞는 설계를 진행하기 위하여 필요하다. 본 연구에서는 서울시 OO타운 생활관의 철근콘크리트 구조의 콘크리트, 철근, 거푸집의 수량을 사례로 2D기반의 설계수량과 BIM을 기반으로 한 계획설계, 실시설계 시의 수량과 실제 시공수량을 비교·분석하고 차이가 발생하는 원인을 분석하여 향후 설계자 관점에서 BIM기반의 수량산출에 도움이 되고자 하였다.

최근 건설기술발전은 시공순서 세분화와 단면강성증진과 같은 기술변화로 선형조건 및 시공여건에 따라 요구되고 있는 다양한 교량 상부거더 형식이 개발되고 있다. 즉, 교량하부 형하공간이 부족한 곳에 설치하여야 하는 저형고 또는 장경간 거더와 같이 각각의 교량 설치 위치 상황에 따라 다른 형식을 요구되고 있다. 이러한 요구로 기존의 하로판형교를 개선한 아치 엣지보로 보강된 U형 강합성 교량을 연구대상 교량으로 선정하게 되었다. 따라서 본 연구는 아치 형태로 변화는 I형 강재의 상부 압축부에 고강도 콘크리트를 충전시켜 각각의 주거더를 구성시킨 하로교형식의 강합성 U형거더를 실물제작하여 구조거동을 분석하였다. 실험하중은 2단계로 구분하여 적용하였다. 1단계는 설계하중 1,200kN의 2.5배인 1차 실험하중 3,000kN을 재하하여 실험오차와 재료비선형성을 확인하였다. 2단계 실험하중 2,000kN에서는 선형분포를 나타냈고 하중제거상태에서 잔류변형이 발생하지 않았다. 분석결과, 아치단면으로 변하는 주거더와 주거더 상단의 충전콘크리트의 합성은 단부의 압축력 집중현상과 같은 아칭효과를 나타냈다.

MoO3 metal oxide nanostructure was formed by hydrothermal synthesis, and a perovskite solar cell with an MoO3 hole transfer layer was fabricated and evaluated. The characteristics of the MoO3 thin film were analyzed according to the change of hydrothermal synthesis temperature in the range of 100 ℃ to 200 ℃ and mass ratio of AMT : nitric acid of 1 : 3 ~ 15 wt%. The influence on the photoelectric conversion efficiency of the solar cell was evaluated. Nanorod-shaped MoO3 thin films were formed in the temperature range of 150 ℃ to 200 ℃, and the chemical bonding and crystal structure of the thin films were analyzed. As the amount of nitric acid added increased, the thickness of the thin film decreased. As the thickness of the hole transfer layer decreased, the photoelectric conversion efficiency of the perovskite solar cell improved. The maximum photoelectric conversion efficiency of the perovskite solar cell having an MoO3 thin film was 4.69 % when the conditions of hydrothermal synthesis were 150 ℃ and mass ratio of AMT : nitric acid of 1 : 12 wt%.

BiFeO3 with perovskite structure is a well-known material that has both ferroelectric and antiferromagnetic properties called multiferroics. However, leaky electrical properties and difficulty of controlling stoichiometry due to Bi volatility and difficulty of obtaining high relative density due to high dependency on the ceramic process are issues for BiFeO3 applications. In this work we investigated the sintering behavior of samples with different stoichiometries and sintering conditions. To understand the optimum sintering conditions, nonstoichiometric Bi1±xFeO3±δ ceramics and Ti-doped Bi1.03Fe1-4x/3TixO3 ceramics were synthesized by a conventional solid-state route. Dense single phase BiFeO3 ceramics were successfully fabricated using a two-step sintering and quenching process. The effects of Bi volatility on microstructure were determined by Bi-excess and Ti doping. Bi-excess increased grain size, and Ti doping increased sintering temperature and decreased grain size. It should be noted that Ti-doping suppressed Bi volatility and stabilized the BiFeO3 phase.

PURPOSES: Nitrogen oxide (NOx) is a particulate matter precursor, which is a harmful gas contributing to air pollution and causes acid rain. The approaching methods for NOx removal from the air are the focus of numerous researchers worldwide. Titanium dioxide (TiO2) and activated carbon are particularly useful materials for NOx removal. The mechanism of NOx elimination by using TiO2 requires sunlight for a photocatalytic reaction, while activated carbon absorbs the NOx particle into the pore itself after contact with the atmosphere. The mixing method of these two materials with concrete, coating, and penetration methods on the surface is an alternative method for NOx removal. However, this mixing method is not as efficient as the coating and penetration methods because the TiO2 and the activated carbon inside the concrete cannot come in contact with sunlight and air, respectively. Hence, the coating and penetration methods may be effective solutions for directly exposing these materials to the environment. However, the coating method requires surface pretreatment, such as milling, prior to securing contact, and this may not satisfy economic considerations. Therefore, this study aims to apply TiO2 and activated carbon on the concrete surface by using the penetration method. METHODS : Surface penetrants, namely silane siloxane and silicate, were used in this study. Photocatalyst TiO2 and adsorbent activated carbons were selected. TiO2 was formed by the crystal structures of anatase and rutile, while the activated carbons were plant- and coal-type materials. Each penetrant was mixed with each particulate matter reductant. The mixtures were sprayed on the concrete surface using concentration ratios of 8:2 and 9:1. A scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray equipment was employed to measure the penetration depth of each specimen. The optimum concentration ratio was selected based on the penetration depth. RESULTS: TiO2 and activated carbon were penetrated within 1 mm from the concrete surface. This TiO2 distribution was acceptable because TiO2 and activated carbon locate to where they can directly come in contact with sunlight and air pollutant, respectively. Infiltration to the concrete surface was easily achieved because the concrete voids were bigger than the nanosized TiO2 and microsized activated carbon. The amount of penetration for each particulate matter reductant was measured from the concrete surface to a certain depth. CONCLUSIONS : The mass ratio on the surface can be predicted from the mass ratio of the particulate matter reductant measurement distributed through the penetration depth. The optimum mass ratio was also presented. Moreover, the mixtures of TiO2 with silane siloxane and activated carbon with silicate were recommended with an 8:2 concentration ratio.

Recently, electrochromic devices (ECDs) have gathered increasing attention owing to their high color contrast and memory effect, which make them highly applicable to smart windows, auto-dimming mirrors, sensors, etc. Traditional ECDs have a sandwich structure that contains an electrochromic layer between two ITO substrates. These sandwich-type devices are usually fabricated through the lamination of two electrodes and followed by the injection of a liquid electrolyte in the inner space. However, this process is sometimes complex and time consuming. In this study, we fabricated ECDs with a lateral electrode structure that uses only an ITO substrate and an all-in-one electrochromic gel, which is a mixture of electrolyte and electrochromic material. Furthermore, we investigated the EC properties of the lateral-type device by comparing it with a sandwich-type device. The lateral-type ECD shows strong blue absorption as the applied voltage increases and has a competitive coloration efficiency compared to the sandwich-type device.

The Fe-22wt.%Cr-6wt.%Al foams were fabricated via the powder alloying process in this study. The structural characteristics, microstructure, and mechanical properties of Fe-Cr-Al foams with different average pore sizes were investigated. Result of the structural analysis shows that the average pore sizes were measured as 474 μm (450 foam) and 1220 μm (1200 foam). Regardless of the pore size, Fe-Cr-Al foams had a Weaire-Phelan bubble structure, and α-ferrite was the major constituent phase. Tensile and compressive tests were conducted with an initial strain rate of 10−3 /s. Tensile yield strengths were 3.4 MPa (450 foam) and 1.4 MPa (1200 foam). Note that the total elongation of 1200 foam was higher than that of 450 foam. Furthermore, their compressive yield strengths were 2.5 MPa (450 foam) and 1.1 MPa (1200 foam), respectively. Different compressive deformation behaviors according to the pore sizes of the Fe-Cr-Al foams were characterized: strain hardening for the 450 foam and constant flow stress after a slight stress drop for the 1200 foam. The effect of structural characteristics on the mechanical properties was also discussed.

In this study earthquake records were collected for rock conditions that do not reflect seismic amplification by soil from global earthquake databases such as PEER, USGS, and ESMD. The collected earthquake records were classified and analyzed based on the magnitude and distance of earthquakes. Based on the analyzed earthquakes, the design response spectrum shape, effective ground acceleration, and amplification ratios for each period band are presented. In addition, based on the analyzed data, the story shear force for 5F, 10F, 15F, and 20F were derived through an analysis of the elastic time history for multi-DOF structures. The results from analyzing the rock earthquake record show that the seismic load tends to be amplified greatly in the short period region, which is similar to results observed from the Gyeongju and Pohang earthquakes. In addition, the results of the multi-DOF structure analysis show that existing seismic design criteria can be underestimated and designed in the high-order mode of short- and medium-long cycle structures.

In 2016, an earthquake occurred at Gyeongju, Korea. At the Wolsong site, the observed peak ground acceleration was lower than the operating basis earthquake (OBE) level of Wolsong nuclear power plant. However, the measured spectral acceleration value exceeded the spectral acceleration of the operating-basis earthquake (OBE) level in some sections of the response spectrum, resulting in a manual shutdown of the nuclear power plant. Analysis of the response spectra shape of the Gyeongju earthquake motion showed that the high-frequency components are stronger than the response spectra shape used in nuclear power plant design. Therefore, the seismic performance evaluation of structures and equipment of nuclear power plants should be made to reflect the characteristics of site-specific earthquakes. In general, the floor response spectrum shape at the installation site or the generalized response spectrum shape is used for the seismic performance evaluation of structures and equipment. In this study, a generalized response spectrum shape is proposed for seismic performance evaluation of structures and equipment for nuclear power plants. The proposed response spectrum shape reflects the characteristics of earthquake motion in Korea through earthquake hazard analysis, and it can be applied to structures and equipment at various locations.

보이지 않는 힘으로도 불리는 잠수함은 수중에서 활동하는 은밀성을 장점으로 대함전, 대잠전 및 핵심표적 타격 등의 임무를 수행하는 전략 수중 무기 체계로 심해에서 높은 수압을 견디며 작전을 수행할 수 있어야 한다. 이러한 관점에서 잠수함 압력 선체는 잠항 깊이에 상응하는 외부 수압에 저항하는 가장 중요한 체계로서 누수, 화재, 충격 및 폭발과 같은 위험으로부터 안전성을 확보함으로써 생 존성을 높임과 동시에, 작전 수행 능력을 유지할 수 있게 해주는 강도를 확보하고 있어야 한다. 이를 위해서는 잠수함 압력 선체의 구조 형상 설계가 초기에 수행되는 것이 합리적이다. 특히, 함미 원추부 구조물과 압력선체 평형부 및 함미 비압력선체를 연결하는 함미 트랜 지션 링의 경우, 설계된 잠수함에 따라 다양한 형상을 띄고 있다. 본 구조물 설계를 위해서는 응력 흐름과 연결성을 고려한 설계뿐만 아 니라 복잡한 형상이 기인한 구조물 제작 투입 시수 증가로 인한 원가 상승 또한 검토해야 한다. 따라서, 본 연구에서는 4가지 서로 다른 형상을 갖는 함미 트랜지션 링에 대해서 비선형 유한요소해석을 통한 구조 강도 검토와 더불어 함미 트랜지션 링 형상 복잡도에 따른 작 업 일수 및 자재비 검토를 통해 경제성 측면에서의 적정성 검토를 수행하였으며, 검토된 4가지 형상 중 가장 합리적인 잠수함 함미 트랜 지션 링 형상을 제안하였다.

As the importance of three-dimensiona (3D) nano patterns and structures has recently emerged, interest in the study of 3D structures of block copolymers has increased. However, most existing studies on block copolymer 3D patterns on substrates are limited to simple 3D structures such as a multi-layered forms. In this study, we propose an experimental method for realizing free-standing 3D block copolymer patterns on substrates using an e-beam lithographic template and film transfer method. The block copolymer 3D structure formed in wide hole templates are similar to simple multi-layered structures; however, as the width of the hole template become narrower, more complex block copolymer 3D structures are formed in which the upper and lower layer structures are interconnected. Furthermore, we introduce a method to fabricate novel block copolymer structures in which the 2D planar structures are connected to 3D complex structures. Proposed 3D block copolymer fabrication method provides a framework for generation of unconventional 3D structures of block copolymer, which can be useful for next generation 3D devices.

본 연구는 계룡산국립공원 공원문화유산지구로 지정된 동학사, 갑사, 신원사를 대상으로 식물사회학적 식생조사자료를 바탕으로 식생구조를 파악하여 생태적 특성을 구명하여 사찰림의 생태적 보전관리 방안을 마련하는데 기초 자료를 제공하고자 2018년 9월부터 2019년 5월까지 총 29개소의 산림식생조사를 수행하였다. 계층적 군집분석 결과, 느티나무-으름덩굴-황매화 군락(VU1), 졸참나무-작살나무-까치박달군락(VU2), 소나무-산벚나무-쇠물푸레나무군락(VU3)으로 식생유형이 각각 구분되 었으며, 각 식생단위별 지표종은 각각 12분류군, 8분류군, 6분류군으로 나타났다. 중요치 분석 결과, 모든 식생단위에서 느티나무의 중요치가 가장 높게 나타났으며, 종다양도 분석 결과, 식생단위 3의 종다양도가 0.939으로 다른 식생단위와 비교하였을 때 상대적으로 높게 나타났다. 식생유형과 무생물적입지환경, 생물적입지환경과의 상관관계분석을 CCA를 통해 분석한 결과, 무생물적 환경인자와의 관계는 식생단위 2와 해발고도가 음의 상관관계를 가지는 경향을 보였으며, 생물적 환경인자와의 관계에서는 뚜렷한 상관관계가 나타나지 않았다.

본 연구는 거제도에 분포하는 난대림대의 식물군집구조 특성을 파악하기 위하여, 교목층, 아교목층, 관목층에 상록활엽수가 우점하거나 분포하는 천장산 북동사면을 대상으로 조사구를 설정하였다. 조사구는 상록활엽수가 분포하는 능선, 계곡, 경사지 등 천장산을 대표할 수 있는 식생군락과 입지환경의 변화가 있는 지역을 대상으로 31개소의 방형구를 설치하였다. TWINSPAN에 의한 군락분류 결과, 참식나무-굴피나무, 참식나무-때죽나무, 참식나무-참회나무, 곰솔-참식나무, 참식나무- 졸참나무, 굴참나무-굴피나무 6개 군락으로 구분되었다. 난대림의 천이경향에 의하면, 곰솔, 낙엽활엽수를 거쳐 상록활엽수로 진행된다라는 연구결과를 반영한다면, 곰솔군락 뿐만 아니라 졸참나무, 굴피나무, 굴참나무 등 낙엽활엽수가 우점하거나 경쟁하는 지역도 참식나무가 우점하는 상록활엽수로 천이가 진행될 것이다. 환경요인과 식생분포간의 관계를 살펴보면, 경사 도, Na+, K+, 전기전도도, 물리적 특성 중 점토(clay) 등이 식생분포에 직간접적인 영향을 미치는 것으로 분석되었다.

본 연구는 가야산 포천 계곡의 생태관광 자원 활용을 목적으로 현존 환경요인과 군집유형의 관계를 식물사회학적으로 분석하여 적절한 식생 관리 방안을 제시하기 위해 수행하였다. 조사결과, 가야산 포천 계곡에서 다음과 같은 5개 유형의 군집이 조사되었다. 소나무-신갈나무군락, 졸참나무-굴참나무군락, 일본잎갈나무-졸참나무군락, 소나무-밤나무군락, 갯버들- 달뿌리풀군락으로 나타났다. 졸참나무-굴참나무군락은 다시 조사지에 따라 2가지의 하위군락으로 나타났다. 조사지 식생을 대상으로 생태관광자원 활용과 건전한 자연식생 유지를 위해 다음과 같은 식생관리방안을 제안하는 바이다. 나타난 식물군집 의 교목층에 대한 인위적인 관리는 철저히 배제하여 현존식생을 유지하도록 하며, 금후 시간 경과에 따라 관목층에서 생육하는 교목성 수종이 아교목층 이상으로 성장하였을 때, 숲 관리 등의 인위적 관리를 실시하여 기존 식생구조를 최대한 유지하도록 한다. 연구 대상지의 생물다양성을 높이기 위해 관목층 이하 층위에서 특정 종의 우점을 배제하고 다양한 식물종이 우점도를 유지할 수 있도록 인위적인 관리를 지속적으로 실시한다.

본 연구는 서울에서 강한 강수와 관련된 대기연직구조를 객관적으로 분류하고 대표 종관장과 강수 특성을 제시하고자 하였다. 이를 위해 2009년부터 2018년까지 여름철 (6~8월) 서울에서 강한 강수(>15 mm hr−1 ) 시 오산에서 비양 된 레윈존데 자료에 객관적 방법을 적용하여 대기연직구조를 분류하였다. 그 결과 대기 전체가 습윤한 형태인 Thin Tube (TT) 형이 34.7% (17회), 건조한 하층 위로 습윤한 층이 존재하는 Inverted V (IV) 형이 20.4% (10회), 습윤한 하층 위로 건조한 공기가 침투하는 Loaded Gun (LG)이 20.4% (10회)로 분석되었다. TT형의 경우 SRH 값이 357.6 J kg−1으로 역학적 불안정이 큰 반면, LG와 IV형의 경우 1000 hPa부터 600 hPa까지 열적 불안정이 큰 특징을 보였다. NCEP/FNL 자료를 사용한 합성장 분석에서 TT형의 경우 기압골 전면(500 hPa)인 서해상에 저기압이 위치하여 (850 hPa) 저기압이 강화될 수 있는 종관 패턴이 형성되었다. IV와 LG형의 경우 북만주와 중국의 북동에 강한 저기압이 위치하는 종관 패턴을 보이며, 기압경도에 의한 남서기류의 유입이 상대적으로 약하였다. 강수 전반부에 강수가 집중되는 형태가 모든 유형에서 나타났으며, 특히 IV형의 경우 강수 전반 높은 강도로 강수가 집중되어 내린다. TT형의 경우 가장 많은 강수량(123.9 mm)을 보였지만 다른 유형과 비교하였을 때, 강수가 전·후반 고르게 오랜 시간 지속되는 특징을 보였다. 본 연구 결과는 서울에서 강수와 관련된 고층관측자료의 이해도를 높이는 동시에 강수 예보기술 발전에 기여할 수 있을 것이다.

본 논문에서는 AISC 표준 단면을 설계 변수로 하는 캔틸레버 타입 헬리데크 모델의 유전 알고리즘 최적설계를 소개한다. AISC 표준 단면을 단면 형상별로 분류하고 단면적 순으로 정렬한 후 정수 단면 번호를 부여하여 설계 변수로 최적설계를 수행하였다. 이 과정을 통하여 이산화된 설계 변수를 가지는 최적설계 문제를 해결하기 위해 유전 알고리즘을 적용하였다. 또한, 제약조건으로 허용응력 및 허용응력비 검사 조건을 모두 고려하여 구조물의 구조 안정성을 고려한 설계를 수행하였다. 최적설계 과정중 매 반복계산 마다 수행되는 구조해석 시간을 단축시키기 위해 선형 중첩법을 사용하였고, 이를 통해 구조 해석 시간을 약 75% 감소시킬 수 있었다. 또한 헬리데크 최적설계의 경량 효과를 높이기 위해 부재 그룹 세분화를 하였고, 그 결과를 선행 연구 모델, 기존의 부재 그룹 모델과 비교하였다. 그 결과 선행연구 대비 약 30톤의 부재를 절감할 수 있었으며, 구조적으로도 보다 안전한 헬리데크 설계를 얻을 수 있었다.

구조물의 상태를 조기에 파악하기 위한 구조물 건전도 모니터링 연구와 건물의 정보를 수집하여 에너지를 효율적으로 관리해 주는 건물에너지관리시스템에 관한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 기존 모니터링 시스템 연구가 건설, 센싱, ICT 기술이 융합된 첨단 기술임에도 불구하고 고가의 센서와 전문적인 기술력이 요구되어 적용 범위가 제한된다는 한계를 극복하기 위하여 싱글보드컴퓨터 중 가장 널리 쓰이는 라즈베리파이와 저전력으로 장거리의 통신이 가능한 로라 모듈, 고성능의 보급형 가속도계를 활용하여 장기간으로 건물의 모니터링이 가능한 무선 엣지 컴퓨팅 시스템을 구축하였다. 또한 라즈베리파이에 분산처리 알고리즘을 탑재함으로써 실시간으로 취득되는 방대한 양의 가속도 데이터 중 의미있는 데이터만을 취득하였으며 와이파이 통신으로 취득한 전체의 로우데이터와 비교함으로써 본 시스템으로부터 취득된 데이터의 정밀성을 검증하였다.

이 논문에서는 수직방향 지진입력에 의한 지반-구조물 상호작용 효과가 기초 종류에 따라 LNG 저장탱크의 지진응답에 미치는 효과를 분석하였다. 이를 위하여 직경 71m인 LNG 탱크와 기반암 위 점토지반의 깊이가 30m인 지반조건을 고려하였다. 그리고 기초형식으로 네 가지(얕은 기초, 말뚝지지 전면기초, 말뚝기초(지표면 접촉식, 부유식)를 고려하였다. 지반의 비선형성은 자유장 지반에 대하여 등가선형화기법으로 고려되었다. 또한, 말뚝기초의 시공과정에서 발생하는 동다짐 효과에 대해서도 분석하였다. SSI 해석을 위하여 진동수영역 해석프로그램인 KIESSI-3D를 이용하였다. 지반-구조물 상호작용 해 석을 통해 LNG 저장탱크의 외조 벽체 쉘의 응력을 구하였다. 해석결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다: (1) 얕은 기초에서 외조탱크의 수직응력은 SSI 효과로 인하여 고정기초응답 보다 작았다. (2) 말뚝으로 지지된 기초에서 말뚝으로 인해 기초의 수직강성이 커지고 방사감쇠가 작아질 수 있기 때문에 SSI 응답이 고정기초응답 보다 커질 수 있다. (3) 동다짐 효과는 수직지진에 의한 LNG 저장탱크의 응답에 미치는 영향이 매우 작았다.