An elastic bearing must be strong against vertical loads and flexible against horizontal loads. However, due to the material characteristics of rubber, it may show variability due to the manufacturing process and environmental factors. If the value applied in the bridge design stage and the actual measured value have different values or if the performance during operation changes, the performance required in the design stage may not be achieved. In this paper, the seismic response of bridges was compared and analyzed by assuming a case where quality deviation occurs during construction compared to the design value for elastic bearings, which have not only always served as traditional bearings but also have had many applications in recent seismic reinforcement. The bearing's vertical stiffness and shear stiffness deviation were considered separately for the quality deviation. In order to investigate the seismic response, a time history analysis was performed using artificial seismic waves. The results confirmed that the change in the bearing's shear stiffness affects the natural period and response of the structure.

In this study, considering the expansion/contraction behavior of the upper structure at all times and the abnormal behavior of the receiving friction elements that allow horizontal movement during earthquakes, a port receiving test body simulating the protrusion of the friction elements was created and the modulus performance was evaluated. In order to confirm the influence of the friction element's projection, the friction element's degree of separation was divided into four stages, and the shear behavior of the test specimen and the friction coefficient were confirmed. As a result of the experiment, it was found that the friction load increases as the protrusion degree of the friction element increases. On the other hand, as the degree of protrusion of the coefficient of friction increases, the coefficient of friction also increases. It was confirmed that damage to the friction elements during use increases the coefficient of friction, hinders smooth expansion and contraction of the upper structure, and causes stress concentration at the fixed-end support.

이 논문은 정적 재하상태에 있는 무피복 강합성보와 내화피복을 적용한 강합성보를 대상으로 화재 시 내부 온도 및 수직처짐에 대 한 내화피복의 영향을 평가한 결과를 제시한다. 열응력해석을 위한 화재하중으로는 American Society for Testing and Materials E119 의 표준화재곡선을 사용했으며, 강재거더 표면에 부착하는 내화재료의 방화효과를 구현하기 위해 외기에서 강합성보로 전달되는 열 의 전달계수를 감소시켰다. 실규모 무피복 강합성보에 대한 구조화재실험에서 내부 온도분포와 수직처짐을 측정하였고 실험 결과와 의 비교를 통해 비선형 구조화재해석 결과의 타당성을 검증하였다. 내화피복이 적용된 강합성보의 구조화재해석 결과로부터 강재거 더 표면에 내화재를 적용할 경우 동일 화재 조건에서 무피복 강합성보에 비해 내부 온도와 수직처짐이 감소함을 알 수 있었다. 또한 열 전달계수의 변화에 따른 열응력 응답으로부터 화재 시 강합성보의 온도 및 구조거동에 대한 내화피복의 영향을 제시하였다.

최근 국내 원자력발전소의 격납건물 벽체와 Containment Liner Plate(CLP) 사이에서 다양한 크기의 공극이 발견됨에 따라 원전 격납건물의 보수를 위해 내부 공극의 분포와 크기를 정밀하게 평가할 수 있는 진단기법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 이 연구에서 는 격납건물 벽체에서의 탄성파 전파거동을 계산하는 2차원 유한요소해석 기법을 제시한다. 격납건물 벽체를 기반으로 해석영역을 구성하고 경계면에서의 반사파를 제거하기 위해 수치적 파동흡수 경계층인 perfectly matched layer를 도입하였다. Galerkin 기반 혼합 유한요소법을 이용해 2차원 유한영역에서 탄성파 파동방정식의 해를 구하여 충격하중에 대한 격납건물 벽체의 변위와 응력을 계산하였다. 제시한 수치적 기법을 이용하여 격납건물 콘크리트 벽체의 CLP 부착 유무와 공동의 위치 및 크기 변화에 따른 탄성파 전파거 동을 살펴보았다. 이 연구의 결과는 원전 격납건물 내부의 공동을 진단하는 탄성파 전체파형 역해석 기법 개발에 활용될 수 있다.

이 논문은 재료의 전기 전도도 분포를 재구성하는 전기임피던스 단층이미지 기법(electrical impedance tomography; EIT)을 제시한다. 이 문제는 구조물 표면의 전극에서 측정된 전위와 계산된 전위의 차를 최소화하여 전기 전도도의 공간적 분포를 재구성하는 최적화 문제로 정의된다. 전류 입력 시 전위를 구하는 정해석 문제의 수학적 모델로서 완전전극모델(complete electrode model; CEM)을 사용하였다. 완전전극모델은 전기 포텐셜에 대한 라플라스 방정식과 전류 입력에 따른 경계조건들로 구성되는 경계값 문제이다. 완전전극모델 해의 정확성을 검증하기 위하여 유한요소법을 이용해 구한 원형 구조물의 전위해와 Technology Computer Aided Design(TCAD) 소프트웨어를 사용해 얻은 결과를 비교하였다. 완전전극모델의 지배방정식과 경계조건을 구속조건으로 하는 최적화 문제를 라그랑주 승수법(lagrange multiplier method)을 이용해 비구속 최적화 문제로 전환하고 라그랑지안의 1차 최적화 조건으로부터 전극에서의 전위 차를 최소화하는 최적의 전기전도도 분포를 도출 하였다. 원형 균일영역의 전기 전도도 분포를 재구성하는 역해석 예제를 통해 완전전극모델 기반 EIT 프레임워크의 적용성을 검토하였다.

이 논문에서는 스펙트럴 요소법과 외연적 시간적분법을 이용해 SH파의 전파 거동을 계산하는 수치해석 기법을 제시한다. 2차원 영역에서의 탄성파 해석을 위해 해석영역을 유한 영역으로 한정하고 파동이 반사되지 않도록 수치적 파동흡수 경계조건인 perfectly matched layer(PML)를 도입하였다. PML이 포함된 시간영역 파동방정식의 유한요소해법을 위해 스펙트럴 요소법을 적용하였고 Legendre- Gauss-Lobatto 수치적분법을 사용하여 질량행렬을 대각화하였다. 2차 미분방정식 시스템의 파동방정식을 1차 미분방정식 시스템으로 변환하였고 병렬화를 통한 탄성파 해석 성능의 최적화를 위해 외연적 시간적분법인 4차 Runge-Kutta 방법을 이용해 해석영역에서의 변위응답을 계산하였다. 2차원 해석영역에서 SH파의 전파 거동을 계산하는 수치예제를 통해 제시한 외연적 스펙트럴 요소법의 정확성을 검증하였고 PML로 인한 반사파의 감쇠효과를 확인하였다. 외연적 시간적분법을 통한 탄성파 해석 기법은 3차원 영역과 같은 대규모 문제에서의 탄성파 수치해석을 효율적으로 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

수도권매립지 내 간척지에서 단벌기 목재에너지림 조성에 적합한 우수수종 및 클론을 선발하기 위하 여 이태리포플러, 미류나무, 현사시나무의 각 3개 클론을 1년, 2년 및 3년 수확구별로 목재에너지림을 조성하였다. 바이오매스 생산량을 추정하였고, 염분 흡수력, 활착율, 조기낙엽, 천공충 및 병·해충에 의한 피해율을 조사하였다. 클론별 연평균 바이오매스 생산량은 1년 수확구에서는 미류나무 97-18클론 이 5.97ton ha-1 year-1의 수확량을 나타내어 우수한 것으로 추정되었고 2년 및 3년 수확구에서는 미류 나무 97-19클론이 각각 9.33ton ha-1 year-1과 13.73ton ha-1 year-1으로 나타나 우수한 것으로 추정 되었다. 클론별 염분 흡수량은 미류나무 클론(Ay48, 97-18, 97-19)의 체내 Na+ 함량이 타 수종과 비교하여 높은 것으로 나타났다. 3개 수종 및 클론간의 평균 활착율뿐만 아니라 조기낙엽, 식엽충 및 천 공충의 피해도는 유의한 차이를 나타나지 않았다. 바이오매스 생산능력과 활착율 등을 토대로 적응능력 을 추정하였을 때, 미류나무 클론 97-18과 97-19의 적응능력이 높은 것으로 나타났다. 본 연구에서 간 척지에 적응능력이 우수한 수종은 미류나무, 이태리포플러 및 현사시나무 순으로 나타났고 모든 수종 및 클론에서 3년 수확구가 바이오매스 생산에 유리할 것으로 추정되었다.

The UV/chlorine process is a UV-based advanced oxidation process for removing various organic pollutants in water. The process is becoming increasingly popular because of its effectiveness in practice. It is important to the safe and efficient operation of a UV/chlorine process that the optimal operating conditions for both target removal objective and saving energy are determined. Treatment efficiency of target compounds in UV/chlorine process was mainly affected by pH and scavenging factor. In this study, kinetic based mathematical model considering water characteristics and electrical energy dose calculations model was developed to predict of treatment efficiency and optimal operating conditions. The model equation was validated for the UV/chlorine process at the laboratory scale and in pilot tests at water treatment plants.

이 연구는 화재에 노출된 구조물의 역학적 거동을 평가하기 위한 기반연구로서 화재 유동해석과 열응력해석의 통합 프레임워크를 확립하고 이를 강재와 콘크리트로 이루어진 대표체적에 적용한 결과를 제시하였다. 먼저 Fire Dynamics Simulator(FDS)를 이용해 임의의 화재곡선으로 모델링되는 화원으로부터 구조물 표면까지 유동해석을 실시하였다. 이를 통해 구조물 표면에서 시간에 따른 온도 분포를 계산하였고, 이 결과를 비선형 열응력해석에 경계조건으로 적용하였다. 이후의 과정은 화재의 성장 또는 감소에 따라 구조물 표면온도의 변화를 반영하는 열전달해석과 구조해석으로 이루어진다. 제시한 통합 프레임워크에 의해 화재 구조해석을 수행한 결과, 강재와 콘크리트의 대표체적 모두 동일한 하중이 작용할 때 상온 조건에서는 탄성 거동을 보였지만 화재로 인한 온도 조건을 고려할 경우 소성 거동을 보였다. 이는 구조물이 화재에 노출되는 경우 설계하중보다 작은 하중에서도 한계상태에 이를 수 있다는 것을 의미하며, 따라서 원전구조물이나 교량과 같은 중요 사회기반구조물의 설계 시 구조물의 화재거동 평가가 고려되어야 한다고 할 수 있다.

이 연구는 화재에 노출된 구조물의 역학적 거동을 평가하기 위한 기반연구로서 화재 유동해석과 열응력해석의 통합 프레 임워크를 확립하고 이를 강재와 콘크리트로 이루어진 대표체적에 적용한 결과를 제시하였다. 먼저 Fire Dynamics Simulator(FDS)를 이용해 임의의 화재곡선으로 모델링되는 화원으로부터 구조물 표면까지 유동해석을 실시하였다. 이를 통 해 구조물 표면에서 시간에 따른 온도 분포를 계산하였고, 이 결과를 비선형 열응력해석에 경계조건으로 적용하였다. 이후의 과정은 화재의 성장 또는 감소에 따라 구조물 표면온도의 변화를 반영하는 열전달해석과 구조해석으로 이루어진다. 제시한 통합 프레임워크에 의해 화재 구조해석을 수행한 결과, 강재와 콘크리트의 대표체적 모두 동일한 하중이 작용할 때 상온 조 건에서는 탄성 거동을 보였지만 화재로 인한 온도 조건을 고려할 경우 소성 거동을 보였다. 이는 구조물이 화재에 노출되는 경우 설계하중보다 작은 하중에서도 한계상태에 이를 수 있다는 것을 의미하며, 따라서 원전구조물이나 교량과 같은 중요 사회기반구조물의 설계 시 구조물의 화재거동 평가가 고려되어야 한다고 할 수 있다.

조사지는 백두대간 소나무림 6개 지역과 난대지역인 거제시를 대조구로 조사하였다. 조사지역의 생육 가능 기간을 판단할 수 있는 일적산온도(YDI) 누적일은 231∼343일, 온량지수(Tn) 누적일은 165∼301 일로 나타났다. 위도가 높은 지역의 Tn 시작일과 위도가 낮은 지역의 YDI가 같은 시기에 나타나는 경 향을 보였다. 위도가 낮은 지역에서 YDI와 Tn 시작일이 빠른 경향이었으며, 위도가 높아질수록 생육가 능 기간은 감소하는 경향이 뚜렷하였다. 소나무의 동아파열은 3월 둘째 주부터 4월 둘째 주까지 진행되 었고, 개엽은 5월 첫째 주부터 6월 둘째 주까지 진행되었으며, 수꽃형성은 4월 셋째 주부터 5월 셋째 주까지 관찰되었다. 단풍은 9월 넷째 주부터 11월 첫째 주까지 진행되었으며, 낙엽은 10월 셋째 주부터 11월 둘째 주까지 관찰되었다. 소나무의 동아파열, 개엽, 개화 등 생육초기 계절현상은 평균기온이 1℃ 상승함에 따라 각각 약 4.1일, 약 3.3일 그리고 약 3.9일 빨라지는 경향이었다. 단풍, 낙엽 등 생육후 기 계절현상은 최저기온이 1℃ 상승함에 따라 각각 약 1.9일과 약 1.4일 늦어지는 경향이었다.

The aim of this study was to evaluate the chemical quenching system for residual ozone and to determine the operating condition for the quenching system. Hydrogen peroxide (H₂O₂) and sodium thiosulfate (Na₂S₂O₃) were investigated as quenching reagents for ozone removal, and the tendency of each chemical was notably different. In the case of H₂O₂, the degradation rate of ozone was increased as the concentration of H₂O₂ increase, and temperature and pH value have a significant effect on the degradation rate of ozone. On the other hand, the degradation rate of ozone was not affected by the concentration of Na₂S₂O₃, temperature and pH value, due to the high reactivity between the S₂O₃²- and ozone. This study evaluates the decomposition mechanism of ozone by H₂O₂ and Na₂S₂O₃ with consideration for the water quality and reaction time. Furthermore, the removal test for the quenching reagents, which can be remained after reaction with ozone, was conducted by GAC process.

본 논문에서는 전자기파에 대한 수치적 파동흡수 경계모델인 Perfectly-Matched-Layer(PML)를 개발하고 PML을 연동시킨 유한요소법에 의해 콘크리트 구조물을 통과하는 마이크로파의 전파거동을 해석하는 수치적 기법을 제시한다. 콘크리트 부재와 공기로 구성된 무한매질을 PML을 경계로 하는 유한영역으로 치환하고, 이 유한영역에서 평면 전자기파에 대한 시간영역 맥스웰방정식의 수치 해를 혼합유한요소법에 의해 계산하였다. 공기로만 이루어진 균일매질의 경우와 콘크리트 구조물이 존재하는 비균일 매질의 경우에 대하여 단일주파수 및 복합주파수를 갖는 마이크로파의 전기장을 계산하였고, 오차분석을 위해 L2-놈 형태로 표현되는 정해와 수치 해의 상대오차를 정의하여 수치 해의 정확도를 평가하였다. 이 연구는 마이크로파를 이용한 철근콘크리트 구조물의 건전도평가 및 손상평가에 적용될 수 있다.

본 논문은 철근콘크리트 구조물의 지진해석에 관한 국제 벤치마크 프로젝트인 SMART-2013을 통해 3차원 비대칭 철근콘크리트 건물의 고유진동수와 재료 비선형성을 고려한 지진응답을 계산한 결과를 제시한다. 이를 위해 콘크리트와 철근의 비선형 재료모델을 구성하고 대표부피요소에 대한 국부테스트를 수행하여 비선형 모델의 성능을 평가하였다. 이러한 SMART-2013 철근콘크리트 건물의 비선형 유한요소모델에 대해 모드해석과 저강도 지진하중에 대한 선형 시간이력해석을 수행한 결과, 구조물의 고유진동수, 변위 및 가속도 시간이력이 SMART-2013 프로젝트에서 제시한 실험값들과 유사하였다. 또한 Northridge 지진에 대한 변위 및 가속도 응답의 시간이력과 최대층간상대변위의 응답스펙트럼을 계산하여 고강도 지진 하중에 대한 이 철근콘크리트 건물의 거동을 평가하였다.

본 논문에서는 물성이 균일하지 않은 반무한 고체영역의 탄성파속도 분포를 재구성하기 위한 시간영역 Gauss-Newton 전체파형 역해석 기법을 소개한다. 반무한 영역을 유한 계산영역으로 치환하기 위하여 유한영역의 경계에 수치적 파동흡수 경계조건인 perfectly-matched-layers(PMLs)를 도입하였다. 이 역해석 문제는 PML을 경계로 하는 영역에서의 탄성파동방정식을 구속조건으로 하는 최적화 문제로 성립되며, 표면에서 측정된 변위응답과 혼합유한요소법에 의해 계산된 응답간의 차이를 최소화함으로써 미지의 탄성파속도 분포를 결정한다. 이 과정에서 Gauss-Newton-Krylov 최적화 알고리즘과 정규화기법을 사용하여 탄성파속도의 분포를 반복적으로 업데이트하였다. 1차원 수치예제들을 통해 Gauss-Newton 역해석으로 부터 재구성된 탄성파속도의 분포가 목표값에 충분히 근사함을 보였으며, Fletcher Reeves 최적화 알고리즘을 사용한 기존의 역해석 결과에 비해 수렴율이 현저히 개선되고 계산 소요시간이 단축됨을 확인할 수 있었다.

이 논문에서는 반무한 고체영역의 표면에서 측정한 변위응답의 시간이력으로부터 유한요소망 연속기법을 이용해 탄성파속도의 공간적 분포를 추정하는 역해석 문제를 소개한다. 반무한 영역에서의 역해석을 위해서는 해석 대상이 되는 유한영역의 경계에서 파동의 반사가 일어나지 않도록 하는 것이 중요하다. 이를 위해 유한영역의 경계면에 perfectly-matchedlayers(PMLs)라는 수치적 파동흡수층을 도입하였고, PML을 경계로 하는 유한영역에서 역해석 문제를 정의하였다. 이 문제를 탄성파동방정식을 구속조건으로 하는 최적화 문제로 표현하였으며, 라그랑주 승수법에 기초한 비구속 최적화 기법에 의해 탄성파속도의 최적 분포를 결정하였다. 해의 정확도와 수렴성을 높이기 위해 유한요소망 연속기법을 도입하여 점진적으로 밀도가 증가하는 유한요소망에 대해 연속적으로 역해석을 수행하였다. 1차원 예제들을 통해 유한요소망 연속기법을 이용한 역해석으로부터 탄성파속도의 분포를 정확히 추정할 수 있음을 확인하였으며, 측정 응답에 노이즈가 존재하는 경우에도 제안한 역해석 기법은 목표 탄성파속도 분포에 근사한 결과를 도출하였다.

The effects of chlorine dioxide on the oxidation of phenol and disinfection were studied in the various test water conditions. With the 0.3mg/l of chlorine dioxide dose, the spiked phenol(initial concentration: 0.1mg/l) was completely oxidized within 10 minute. The removal rate of phenol was much faster in distilled water than in ground water and filtered water. The applied dose of chlorine dioxide concentrations higher than 0.2mg/l was sufficiently enough for the complete oxidation of phenol. However, with 0.1mg/l of dose, chlorine dioxide can oxidize only 20% of the spiked phenol. The reactive substances present in test water may influence the chlorine dioxide demand in water. pH effect of oxidation rate was also investigated. Increasing the pH, the removal rate of phenol was found to be increased. The disinfection test of chlorine and chlorine dioxide were conducted and compared. The lethal effect for the both disinfectants are similarly powerful. The time for 99% inactivation of E. coli was obtained within 120 sec with the 0.2mg/l of each dose.