농업기계는 다양한 환경과 작물을 대상으로 작업을 수행하기 때문에 농업기계의 설계와 개발은 실 작업 부하를 고려하여 수행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 식용 옥수수 수확기의 실 작업 부하를 계측하기 위해 식용 옥수수 수확 시험을 수행하였다. 또한, 계측된 부하 데이터를 이용하여 수확기 내 기어박스 요소들의 강도 및 수명을 평가하기 위한 부하 스펙트럼을 구축하였다. 부하 스펙트럼은 기어박스의 구성요소 중 기어와 베어링에 적용 가능한 하중 지속 분포와 기어와 베어링을 제외한 축, 하우징, 캐리어 등에 적용 가능한 부하 스펙트럼으로 나누어 구축하였다. 본 연구를 통해 구축된 하중 지속 분포 및 부하 스펙트럼은 식용 옥수수 수확기의 기어박스 강도 및 수명 평가뿐만 아니라, 기어박스의 설계 하중으로도 활용이 가능할 것으로 보인다.

In this paper, a method of reducing the weight of vehicle wheels through topology optimization by finite element method is proposed. Recently, various environmental pollution caused by the operation of vehicles is gradually increasing, and this has a great correlation with the fuel efficiency of the vehicle. Therefore, it is required to reduce the weight of the vehicle to increase fuel efficiency. Among them, the vehicle's wheels are a key part of vehicle acceleration and braking, and passenger safety. Because the shape of the wheels is different, various effects such as reduced fuel economy and reduced airpower occur as well as aesthetic factors. The stiffness of the wheels plays an important role in transmitting the vehicle's power to the tires and braking. In this study, to reduce weight while satisfying the stiffness value, we propose to use topology optimization to design an arbitrary shape according to the number of spokes on the wheel.

최근 비구조요소의 피해사례가 증가하면서 비구조요소 내진설계에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 대부분의 연구는 평면 적 요소보다는 수직적 요소나 시스템적 요소를 변수로 층가속도를 평가하고 있다. 때문에 본 논문에서는 횡력저항에 많은 부분을 차 지하는 코어를 평면적 변수로 사용하여 비구조요소 내진설계를 위한 층가속도에 대해 평가하였다. 정사각형의 2축대칭의 평면에서 코어의 형태(위치 및 비중)변화에 따라 서로 다른 5개의 평면과 각 평면마다 5층, 10층, 15층, 20층의 층수를 가진 총 20개의 모델로 선 형시간이력해석을 수행하였다. 분석 결과 코어 위치에 따라 편심을 받는 평면에서는 층가속도가 최대 1.7배의 비틀림 증폭이 발생하 였고 구조물의 중층부에서 비틀림의 영향이 가장 큰 것을 확인할 수 있었다. 편심이 없이 코어의 비중만 변화한 평면에서는 주기 0.4694초를 기준으로 이하일 때는 주기가 증가할수록 층가속도가 저층부에서는 감소하고 고층부에는 증가하며, 반대로 주기 0.4694 초 이상일 때는 주기가 증가할수록 층가속도가 저층부에서는 증가하고 고층부에는 감소한다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 구조물 의 층수는 최대층가속도에 영향을 주지 못하는 것을 확인하였다. 핵심용어 :

In this study, we propose a standardized design method using dimensionless design factors (specific catchment area, specific storage capacity) for the catchment area and storage tank capacity for the installation of rainwater facilities under rainfall conditions in Korea. As a result of simulating the water-saving efficiency of rainwater facilities that supply toilet flushing water in 17 office buildings in the metropolitan area, it was confirmed that the specific catchment area is a major design factor affecting the water-saving efficiency. In order to achieve the annual water-saving efficiency of 30%, it was evaluated that the specific catchment area and the specific rainwater storage capacity required 0.2 or more, respectively. In addition, when looking at the monthly water-saving efficiency, it is estimated that 100% of the required water demand can be supplied for up to three months from July to September under optimal conditions. Due to the annual rainfall variation, there is a limit to using all of the collected rainwater as toilet flushing water. Consideration of temporary use for other purposes should be reflected in the design stage of the building considering the characteristics of the target building and local conditions. In the future, follow-up studies are needed for field verification of dimensionless design and efficiency evaluation based on water supply and demand.

The use of dampers is being considered a means to improve the seismic performance of buildings. It may take considerable time and effort to find an optimal design solution since repeated three-dimensional nonlinear time history analyses are required. Therefore, a preliminary design procedure for seismic retrofit using hysteretic dampers was proposed in this study. In the proposed procedure, the amount of retrofit (required number of dampers) is estimated from the capacity curve of the building before retrofit and allowable story drift of the building. In combining the capacity curves of the building and the dampers, the deformation demand for the dampers can be easily checked against their deformation capacity. The equations to transform the device displacement to roof displacement for the combination of capacity curves are developed. The proposed procedure was applied to the seismic retrofit design of sample buildings. The study found that the estimated capacity curve was very close to the actual capacity curve obtained from the pushover analysis, which can determine an appropriate configuration to meet the required seismic performance.

The 2017 Pohang earthquake caused severe damage to low-rise piloti buildings. The damage was caused mainly by column shear failure, and some core walls were as well. The damaged piloti buildings in Pohang City could be relieved if they were designed correctly according to the standards at that time. However, the post-earthquake investigation revealed design, construction, and permission problems. To solve the problems, the Piloti Building Structure Design Guidelines that include strict specifications were published in 2018. Separately, KDS 41 17 00, the seismic design standard for buildings, was enacted in 2019 and it included the guideline contents. Therefore, at least after the publication of the guidelines, piloti buildings, designed by the standard and guidelines, can be expected to possess better seismic performance than existing piloti buildings. To confirm this, the probability of exceedance for several damage state thresholds was estimated for existing and designed piloti buildings. As a result, the probability of damage of designed piloti buildings was very low compared to existing ones. Consequently, it was confirmed that the guideline and standard adequately supplement the structural fragility of existing piloti buildings.

This study proposed a simplified finite element analysis procedure for designing the nonstructural masonry wall in the out-of-plane direction. The proposed method is a two-step elastic analysis procedure by bilinearizing the behavior of the masonry wall. The first step analysis was conducted with initial stiffness representing the behavior up to the effective-yield point, and the second step analysis was conducted with post-yield stiffness. In addition, the orthotropic material property of the masonry was considered in the FE analysis. The maximum load was estimated as the sum of the maximum loads in the first and second step analyses. The maximum load was converted into the moment coefficients and compared with those from the yield line method applied in Eurocode 6. The moment coefficients calculated through the proposed procedure showed a good match with those from the yield line method with less than 6% differences.

본 논문은 선박 기관실 내의 효율적인 감시를 위한 팬-틸트-줌(PTZ) 카메라 기반의 모니터링 시스템의 설계 방법을 다룬다. 선 박 기관실에는 여전히 전통적인 아날로그 계기들을 사용하는 곳이 많고, 침수나 화재 등 안전과 밀접하게 관련된 사각지대들이 다수 존 재한다. 이러한 감시 개소들에 대하여 비교적 빠른 주기로 넓은 범위를 보장하는 카메라 기반 감시 시스템은 선박의 안전을 강화시킬 수 있는 효과적인 대안이 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 기존 PTZ 카메라의 기능들을 소프트웨어적 방법으로 더욱 강화시킨 형태의 모니 터링 시스템을 제안한다. 보다 구체적으로는 카메라제어 모듈, 위치등록 모듈, 순회제어 모듈, 멀티뷰 영상재구성 모듈로 구성된 모니터 링 시스템의 설계 방법을 제안하고, 제안된 방법은 기관실 환경에서의 실험을 통해 그 효용성을 평가한다.

안정적인 선원 수급을 위해서는 선원의 임금 보장이 필수적이다. 하지만 선원들이 임금을 제대로 받지 못하는 임금체불 분쟁 이 발생하고 있다. 본 연구에서는 선원 임금체불을 해결하기 위해 블록체인 기반 스마트 컨트랙트를 이용하여 임금지불 자동체결시스템 을 설계하였다. 설계한 시스템은 정보등록부, 매칭처리부, 평점관리부, 스마트 컨트랙트를 배포하기 위한 임금 송금 등으로 구성된다. 매 칭처리부는 선원과 선주의 자동알림설정을 위해 임금, 선종/어업, 직위, 면허 등 4가지 변수의 가중치 합이 임계값보다 넘으면 전송되도록 설계하였다. 또한, 평상시 근로조건을 상호 간 잘 이행해 나갈 수 있는 매개체 역할을 위해 평균과 중앙값을 조합하여 평점관리방식을 제 시하였다. 스마트 컨트랙트는 중개자 없이 당사자 간 근로계약을 자동으로 이행하게 함으로써 선주에 의한 임금체불 문제뿐만 아니라 선 원에 의한 선불금 사기, 무등록 직업소개소업자의 횡령, 선원수첩 위조 등의 문제들이 자연히 해결될 것이다. 이러한 시스템 설계가 상용 화되어 제도적으로 활성화될 경우, 선원에게는 안정적인 임금보장과 더불어 선주에게는 인력수급의 어려움이 해결될 것으로 기대된다. 향후 본 시스템 개발을 위해 로컬 환경에서 테스트할 예정이다.

The purpose of this study is to develop a zirconium-based alloy with low modulus and magnetic susceptibility to prevent the stress-shielding effect and the generation of artifacts. Zr-7Cu-xSn (x = 1, 5, 10, 15 mass%) alloys are prepared by an arc melting process. Microstructure characterization is performed by microscopy and X-ray diffraction. Mechanical properties are evaluated using micro Vickers hardness and compression test. The magnetic susceptibility is evaluated using a SQUIDVSM. The average magnetic susceptibility value of the Zr-7Cu-xSn alloy is 1.176 × 108 cm3g1. Corrosion tests of zirconiumbased alloys are conducted through polarization test. The average Icorr value of the Zr-7Cu-xSn alloy is 0.1912 A/cm2. The elastic modulus value of 14 ~ 18 GPa of the zirconium-based alloy is very similar to the elastic modulus value of 15 ~ 30 GPa of the human bone. Consequently, the Sn added zirconium alloy, Zr-7Cu-xSn, is very interesting and attractive as a biomaterial that reduces the stress-shielding effect caused by differences of elastic modulus between human bone and metallic implants. In addition, this material has the potential to be used in metallic dental implants to effectively eliminate artifacts in MRI images due to low magnetic susceptibility.

현재 교량과 같은 토목구조물의 설계프로세스는 1차 설계 후 구조 검토를 수행하여 기준에 부적합할 경우 재설계하는 과정을 반복 하여 최종적인 성과품을 만드는 것이 일반적이다. 이러한 반복 과정은 설계에 소요되는 기간을 연장시키는 원인이 되며, 보다 수준 높 은 설계를 위해 투입되어야 할 고급 엔지니어링 인력을 기계적인 단순 반복 작업에 소모하고 있다. 이러한 문제는 설계 과정 자동화를 통하여 해결할 수 있으나, 설계 과정에서 사용되는 해석프로그램은 이러한 자동화에 가장 큰 장애요인이 되어 왔다. 본 연구에서는 기 존 설계 과정 중 반복작업을 대체하고자 강화학습 알고리즘과 외부 해석프로그램을 함께 제어할 수 있는 인터페이스를 포함한 교량 설계 프로세스에 대한 AI기반 자동화 시스템을 구축하였다. 이 연구를 통하여 구축된 시스템의 프로토타입은 2경간 RC라멘교를 대 상으로 제작하였다. 개발된 인터페이스 체계는 향후 최신 AI 및 타 형식의 교량설계 간 연계를 위한 기초기술로써 활용될 수 있을 것 으로 판단된다..

본고는 교재를 일종의 디지털 플랫폼으로 설정하고 기술의 관점에서 접근 가능한 형식과 내용을 검토한 뒤 설계와 제작 및 이용에 관해 시연함으로써 시대 변화에 대 응하는 중국어 교육을 제안한다. 이를 위해, 본고는 먼저 플랫폼으로서의 교재에 어 떤 형식을 부여하고 어떤 내용을 어떻게 배치할 것인가를 논한다. 학습자의 학습 여 건을 고려하여 웹북(webbook)과 플립북(flipbook)으로 형식을 분류하고 텍스트와 영 상, 앱, 메타버스, VR 등을 두 형식이 공유할 수 있도록 설계한다. 다음으로, 플랫폼 으로서의 교재 및 그와 연동되는 교구를 어떻게 제작하고 이용할 것인가를 논한다. Google Sites, Heyzine, AppSheet, Gather, Google My Maps 등을 이용하여 디지털 북의 제작과정을 소개하고 교재를 보조할 교구의 사용을 시연하며 그것이 중국어 교 육에서 가질 수 있는 의미를 논한다.

4차 산업혁명 시대의 흐름에 맞춰 농업에서도 ICT 기술을 활용한 스마트팜의 개발 및 보급을 통해 경쟁력을 높이기 위한 노력이 진행되고 있다. 과거 농부의 경험에 의해 축적된 지식을 이용하던 농업에서 각종 센서를 이용하여 다양한 재배 환경을 분석하고 이를 이용하여 최적의 재배 환경을 제어하는 지능형 시스템으로 변 하고 있으며, 네트워크를 통하여 시간과 공간의 제약이 없이 작물 재배가 가능한 환경이 만들어지고 있다. 본 논문에서는 기존에 구축된 클라우드 기반 스마트팜과 연동하여 팜 시뮬레이터를 구현하는 방법을 제안한 다. 클라우드에 누적된 환경 데이터와 제어 데이터를 이용하여 환경 변수에 대한 예측 모델을 학습하고 실제 운영중인 스마트팜의 실시간 환경 데이터를 이용하면 보다 현실감 있는 시뮬레이션이 가능하게 되어 사용자 의 몰입을 유도할 수 있다. 단순 시뮬레이션에서 벗어나 학습 모드를 통해 실제 농부의 스마트팜 운영 데이 터를 학습할 수 있도록 하고, 운영 모드에서는 실제 스마트팜의 운영 결과와 비교를 통하여 경쟁을 통한 성 취감을 얻을 수 있도록 하였다. 이러한 경험이 누적되면 작물재배에 관심이 있는 사용자들에게 실제 스마트 팜을 통한 작물 재배의 경험을 제공할 수 있는 사업 모델로의 확장도 가능할 것이다. 추후 메타버스 (metaverse) 상에 스마트팜을 연동하는 연구를 통하여 가상 공간에서 보다 사실적으로 스마트팜을 운영하는 사용자 경험을 제공해 줄 수 있도록 확장할 수 있을 것이다.

In this paper, design of a recumbent bicycle for loading cargo is introduced as an application example of practical engineering. This device consists of a main frame due to the main load, an occupant seat considering the human body structural condition, a steering device(handle), a power transmission device (gear/chain, pedal, and crank), and a braking device (disk brake). In order to design and manufacture of the device, various subjects learned during the school year are reviewed and practiced. In particular, by designing the shape considering the load acting on the recumbent and the structural conditions of the human body, it is possible to understand the detailed mechanical mechanism as well as the understanding for the basic design. Through this case study, students can develop and enhance their creativity and practical skills for related industries by designing and manufacturing a real recumbent bike and, if necessary, industrializing these skills.

천체 관측은 다양한 교육적 효과와 가치를 갖고 있음에도 불구하고 그동안 지구과학 교육의 맥락에서 수행되었던 연구는 다른 분야에 비해 상대적으로 부족하였다. 또한 실제적인 천체 관측 교육의 현장 적용을 위해 교사들을 안 내해 줄 체계적인 설계 원리 개발에 관한 연구는 거의 수행되지 않았다. 이 연구에서는 초·중등 학생들의 천체 관측 교육 프로그램을 위한 설계 원리를 개발하고, 이를 바탕으로 한 프로그램을 현장에 적용하고자 하였다. 이를 위해 문헌 연구를 통해 초기 설계 원리를 도출하고, 2차례에 걸쳐 전문가 8인의 검토와 타당화 과정을 거친 후, 고등학교 교사 2 명의 사용성 평가를 바탕으로 천체 관측 단계별 11개의 설계 원리와 27개의 세부 지침을 최종 개발하였다. 또한 최종 설계 원리를 적용하여 8차시로 구성된 천체 관측 교육 프로그램을 설계하고, 이를 고등학교 방과 후 수업에 적용하여 참여 학생들의 반응을 평가하였다. 이 연구 결과 개발된 천체 관측 교육 프로그램 설계 원리는 야외 관측을 비롯한 다양한 유형의 관측 활동을 포함하는 프로그램의 체계적 설계가 가능하도록 하는 준거로 활용될 수 있으리라 기대한다.

The purpose of this study is to design an instructional model based on CLIL (Content Language Integrated Learning) theory for effective language learning. The study findings reveal the following three points. First, context-oriented foreign language education is possible, if we have well-edited authentic materials that match the level of the students, and implement the relevant materials as classroom activities that covered 4C (Content, Cognition, Communication, Culture) through sophisticated placement of content-language integration methods. Second, changes in evaluation methods can affect the studying style of learners. Since the process of output can only be actively utilized if the input is repeated, if we provide an desirable evaluation method so that the repetition process can focus on acquiring meaningful language information, this will help learners make more active use of the target language. Third, foreign language education could expand learners’ thinking skills. Content-language integrated learning is sufficient to help students to understand other cultures and compare/analyze the educational contents based on respect for cultural diversity. Through this all learning activities based on CLIL theory, language learners can also develop their critical thinking skills.

PURPOSES : The logistic roads for freight transport along to the new port of Busan have been suffered by the rapid weather changes including high temperature and torrential rain. As a result, the roads require annual repair, which have been distressed seriously by the heavy logistic and environmental loads. Therefore, we need to identify the cause of the road pavement distresses and find a proper design method to minimize the pavement distress in order to prohibit the problem aggravated. METHODS : The damaged conditions of the logistic roads were investigated on-site. In addition, applied pavement designs, real traffic volumes, and historical climatic information were intensively collected for this project. With the investigated and collected data Korean pavement design program (KPRP) was implemented to analyzed the causes of the damaged roads and conceive the pavement design draft optimized for the roads. RESULTS : According to the investigation and KPRP analysis, the traffic volume to transport freights impacts significantly the pavement distress, so that a higher PG grade binder type should be used, for which polymer modified asphalt (PMA) binders are recommended. Moreover, its pavement thickness should be increased to secure load bearing capacity, but thickening the pavement has been discouraged due to difficulties induced by the road-sectional change, especially road-height change. CONCLUSIONS : In conclusion, 5cm PMA overlay is suggested for the normal-scale maintenance, and 7cm PMA overlay for large-scale maintenance. Besides these, the application of Polymer-modified Stone Matrix Asphalt (PSMA) using PG76-22 binder would be the best preventive maintenance method, which has been well know as having higher fatigue resistant performance than general PMA. However, if we use PSMA, quality control should be very cautious since PSMA can be very susceptible premature distress if its production and construction are improperly proceeded.