A standard design section of a FRP DSCT wind power tower supporting 3MW was suggested and designed through AutoDSCT and CoWiTA programs. The thicknesses of the FRP tubes were optimized and by using the parameters of designed tower, the performance of the new type wind tower was evaluated via FAST program.

화재로 인한 건축물 구조부재의 파괴는 추가적인 경제적 손실과 인명피해를 가져오기 때문에 화재에 대한 구조부재의 안전성은 매우 중요하다. 화재에 노출된 철근콘크리트 구조부재의 경우, 부재의 열전도도에 따라 내부 온도가 상승하고 부재의 하중저항강도와 강성이 저하된다. 철근콘크리트 부재의 화재에 대한 구조성능 확보 여부는 일반적으로 표준화재실험을 통하여 입증한다. 콘크리트의 열전도도는 온도에 따라 변하기 때문에 20℃, 100℃, 200℃, 300℃, 400℃, 500℃, 600℃ 700℃, 800℃ 열적 정상상태의 콘크리트 블록을 이용하여 측정한다. 본 연구에서는 철근콘크리트 기둥의 화재에 대한 구조성능 확보 여부를 확인하기 위한 표준화재실험으로부터 얻어지는 열적 비정상상태의 일차원 온도분포 시간이력으로부터 콘크리트의 열전도도를 추출하는 방법을 제안하였다. 표준화재실험으로부터, 기둥의 표면에서 중심까지의 온도분포 시간이력을 얻었다. 콘크리트의 온도에 따른 열전도도 k(T)=α{(T/120)²-T/60+200}에 대하여 다양한 α값으로 온도분포 시간이력을 수치해석 하였고, 실험결과와 가장 오차가 작게 발생하는 α값을 결정하였다. 결정된 콘크리트의 온도에 따른 열전도도는 20℃, 100℃, 200℃, 300℃, 400℃, 500℃, 600℃ 700℃, 800℃ 열적 정상상태의 콘크리트 블록에서 측정된 콘크리트의 열전도도와 비교하였고, 제안된 수치해석에 의한 열전도도 산출방법이 유효함을 입증하였다.

콘크리트의 배합에 있어서 포졸란 물질의 사용은 수화된 시멘트내의 칼슘 실리케이트 수화물을 증가시키고 미세 공극을 채워줌으로써 콘크리트의 투수성을 감소시킨다. 또한 콘크리트 내의 전체 염기량을 낮추어 알카리 골재반응에 의한 균열의 방지에도 효과가 있다. 본 연구에서는 포졸란 물질 중 반응성이 가장 우수한 나노실리카를 사용한 콘크리트 시멘트의 미세구조를 나노압입을 이용하여 분석할 것이다. 물질 표면의 경도를 측정하여 물질의 강도 및 강성을 파악하는 방법은 금속에 대하여 100여년간 수행되어 왔다. 콘크리트의 강도를 파악하는데 있어서도 슈미트 햄머를 이용하여 콘크리트의 표면경도를 측정하고 강도와 연관 짓는 방법이 널리 사용되고 있다. 나노압입 실험은 이러한 이론적인 배경을 바탕으로 나노 스케일의 압입 시험기를 사용하여 시멘트 페이스트를 구성하고 있는 미세구조의 기계적 특성을 파악하는 방법이다. 향후 콘크리트의 동결융해 실험, 알카리 골재 반응, 프리스트레스 강선과의 접착력 실험과 연계하여 균열에 대한 높은 내구성을 요구하는 콘크리트의 제작에 최적화된 나노실리카의 배합비를 산출하기 위한 기초연구로 사용될 것이다.

2014년 국내에서 발생한 리조트 붕괴사고와 환풍구 붕괴 사고는 대형 인명 피해를 가져왔으며, 이로 인해 구조물 상시 안전점검의 필요성이 더욱 부각되었다. 특히, 강 구조물의 연결부는 파괴에 취약하므로 더욱 철저한 안전 관리가 필요하다. 사용 중 구조물의 안전을 보장하기 위하여 구조물 부재와 연결부의 응력상태를 파악해야 하지만, 기존의 비파괴 검사방법으로는 부재의 사용 중 응력상태를 파악하기 어렵다. 강재의 압입실험으로 강재의 응력상태를 파악할 수 있으며, 나노스케일의 압입실험은 마이크로 단위의 흔적만을 남기므로 비파괴 검사의 방법으로 사용될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 용접모재(Weld Metal, WM), 열영향부(Heat Affected Zone, HAZ), 모재(Base Metal, BM)로 구성된 용접 연결부의 미세구조의 구성성분비를 나노압입을 사용하여 측정하는 방법을 제안하였다. 광학현미경을 이용하여 분석된 미세구조 구성성분비와 결과를 비교하였고, 제안된 방법이 유효함을 확인하였다. 향후 연구결과를 바탕으로 구조용강재 용접연결부의 응력상태에 따른 미세구조 특성 변화를 파악할 수 있을 것이고, 용접 연결부의 건전성을 판단하는 진단기술로 확장될 수 있을 것이다.

지구온난화로 인한 재앙을 방지하기 위하여 온실가스 배출을 감축하려는 노력은 지속적으로 추진되어 왔다. 최근에는 이미 배출된 이산화탄소를 포집하고 격리하여 온실가스를 감축하려는 방안도 활발히 연구 되고 있는 실정이다. 이산화탄소의 격리 방법 중 이산화탄소를 지반 내에 영구히 저장하는 방안이 제안되어 연구되고 있다. 이산화탄소의 차폐성능이 확인된 지반에 이산화탄소를 주입하기 위하여 주입공을 건설하여야 한다. 일반적으로 이산화탄소 주입공은 대심도공내에 강재 케이싱을 삽입 하고 그 주위를 환체 시멘트를 이용하여 차폐하지만, 주입공 주위의 환체 시멘트는 저장된 이산화탄소의 누출 경로가 될 가능성이 매우 높다고 알려져 있다. 본 연구에서는 이산화탄소의 지반 내 격리를 위한 주입공의 내구성과 차폐성능 향상을 위한 환체 시멘트의 개질개선을 위한 기초적인 연구로 고온고압 하에서 양생된 환체 시멘트의 미세구조 특성을 분석하고자 한다. 유정용으로도 사용되는 Type G 시멘트를 대심도 지반상태인 고온고압 (80 °C, 10 MPa) 상태에서 28일간 양생하였다. 이를 위하여 고온고압의 양생환경을 구현하기 위한 실험장치가 개발되었다. 고압의 질소가스를 투입하여 압력을 높였으며, 히팅 자켓을 이용하여 양생 온도를 유지하였다. 다양한 미세구조 분석 장치를 사용하여 고온고압에서 양생된 시멘트의 미세구조의 구성성분과 기계적 성질을 파악하였다.

분위사상법(QM, Quantile Mapping)은 GCM(Global Climate Model) 자료의 계통적 오차를 보정하여 보다 신뢰성 높은 자료로 재생성하기 위해 활용되고 있다. 이 기법은 사상(mapping)시키려는 대상(object) 자료의 통계분포모수가 정상적(stationarity)이라는 가정 하에 대상 자료의 누적확률분포(CDF, Cumulative Distribution Function)를 목표(target) CDF에 통계적으로 투영시키는 것이 일반적이다. 따라서 GCM에서 제공되는 미래 기후시나리오의 강우시계열과 같이 비정상성(non-stationarity)을 갖는 장기 시계열자료에 대한 적용에는 문제점을 보이고 있다. 본 연구에서는 비정상성을 갖는 장기시계열자료의 오차보정을 위해 통계분포모수에 경향성을 부여하는 비정상성 분위사상법(NSQM, Nonstationary Quantile Mapping)을 적용하였다. NSQM 적용을 위한 확률분포로 수문분야에서 광범위하게 쓰이고 있는 Gamma 분포를 선정하였으며, 대상 시나리오는 CCCma(Canadian Centre for Climate modeling and analysis)에서 제공하고 있는 CGCM3.1/T63모형의 20C3M(reference scenario)과 SRES A2 시나리오(projection scenario)를 활용하였다. 한강유역 내 관측기간이 충분한 10개의 지상관측소로부터 강우량을 수집하였다. 또한 6월과 10월 사이에 연강수량의 65% 이상이 집중되는 한반도의 계절성을 반영하기 위해 홍수기(6∼10월)와 비홍수기(11∼5월)를 구분하였고, 기준기간(Baseline)은 1973∼2000년, 전망기간(Projection)은 2011∼2100년으로 구분하였다. 다양한 목표분포의 설정을 통하여 NSQM의 적용성을 평가하고자 하였으며, 전망기간은 FF시나리오(Foreseeable Future Scenario, 2011∼2040년), MF시나리오(Mid-term Future Scenario, 2041∼2070년), LF시나리오(Long-term Future Scenario, 2071∼2100년)의 3개의 구간으로 설정하여 기준기간과 전망기간의 연평균강우량에 대한 경향성분석을 실시하였다. 그 결과 NSQM이 FF시나리오에서 330.1mm(25.2%), MF시나리오에서 564.5mm(43.1%), LF시나리오에서 634.3mm(48.5%)로 증가하는 전망결과를 나타내고 있었다. 정상성기법을 적용한 결과, 전망기간 중 전체적으로는 동일한 평균값을 갖는 목표통계모수를 사용한다고 하여도, 전망전반부에서 과다하고, 후반부에서 오히려 과소한 전망을 보여주고 있었다. 이러한 결과는 비정상성기법을 사용함으로써 상당부분 개선될 수 있음을 확인하였다.

회류수조에서의 대각도 정적(static) 모형실험을 통해 Manta형 무인잠수체에 작용하는 동유체력을 측정하였으며, 동유체력에 미치는 Reynolds수의 영향을 고찰하였다. 이를 위해 동유체력을 cross-flow drag과 양력(lift force)으로 성분 분석을 하였으며, 양력 성분에는 Reynolds수의 영향을 무시하고, cross-flow drag 성분에만 Reynolds수의 영향을 고려하였다. 그 후 이들 두 성분을 다시 합성함으로써 실물 무인잠수정에 작용하는 동유체력의 추정 기법을 제시하였다.