구조시스템은 역사적으로 발달해온 기술적 배경에 따라 건축에 사용되었고, 구조의 역할도 변화되어 왔다. 그러므로 다양한 구법으로 이루어지는 연성구조시스템의 건립사례와 시기에 따라 건립된 규모를 조사함으로써 여러 연성구조형식의 a성을 고찰하고 연성구조의 전개방향을 모색하였다. 그 결과, 연성구조시스템은 초기에 여러 케이블구조로 발달하기 시작하였으나 1970년대 이후부터는 막구조가 주로 사용되고 있는 것으로 나타났다 또한 초기의 케이블 구조시스템들은 대공간 건축에 주로 사용되었으나, 1970년 이후에는 중소규모의 건축물에 사용되는 경향이 있으며, 격자형 케이블구조나 공기막구조 그리고 돔 형식의 들림형 하이브리드 막구조가 대형공간으로 발달하는 경향을 보이는 것으로 나타났다.

연성 구조시스템은 연성재를 주 구조부재로 하여 전체 구조체계가 하중의 변화에 따라 형태가 변화할 수 있는 구조시스템이다. 이 시스템들을 힘의 전달방식을 달리하는 구조의 구성방식에 따라 분류하고, 구성방식을 파악하기 용이한 연성구조시스템의 용어를 채택하였다. 따라서 연성구조시스템은 연성선재와 연성면재의 구성에 따라 분류되었는데, 연성선재구조물에 일방향케이블구조, 격자형 케이블구조, 방사형 케이블구조, 연성면재의 구조물에 공기막구조 현수막구조, 선재와 면재의 하이브리드 구조물에 달림형하이브리드 막구조, 들림형 하이브리드 막구조로 분류체계와 용어를 결정하였다.

Tension members is a type of effective structural member, which is often used in large span structures. The structure systems composed with tension members are combined in various way and specific formations. So, there are need to research into the formations of tension structure and the type of adaptation in tension structure architectures. The structure systems with tension members were considered as tension main system, vector system and tension supported bending system, comprehensively. And tension structures were classified into the formation of tension structure with uniaxial or multiaxial line tension member, with surface member, with hybrid member of line and surface, concerning the flow of tension force. In each the formation of tension structure, the typical adaptations to architecture were also investigated through architecture examples. The type of the formation can be used to plan an architecture with respect to the flow of tension force and structural feature.

본 연구는 원자력 중대 사고 시, 환경에 유출된 방사성 세슘의 확산을 억제하기 위해 충북 영동 지역 일라이트의 활용 가능성을 평가하였다. 영동 일라이트는 운모질 편암의 열수변질 작용에 의해 형성되었으며, 주요 구성 광물은 석영, 장석, 일라이트이다. 저농도 세슘 용액을 사용한 회분식 흡착 실험 결과, 영동 일라이트의 흡착 분배 계수(Kd)는 약 4,200 L kg-1으로 다른 점토 광물에 비해 비교적 높은 값을 가지며, 이는 일라이트에 존재하는 풍화된 모서리면(FES)의 영향으로 판단된다. 영동 일라 이트와 세슘의 흡착등온선은 비선형 흡착 특성을 나타내며 단일 표면 한계 흡착 능력이 250,000 μg kg-1으로 우수한 흡착능을 보여주어 방사성 세슘 흡착제로서의 사용 가능성을 입증하였다. 이러한 결 과는 추후 방사능 누출 사고 등의 긴급 상황 발생 시, 영동 지역 일라이트를 오염 확산 방지 및 정화 작업에 사용하기 위한 평가 자료로 활용될 것으로 기대된다.

본 연구는 원자력 중대 사고 시, 환경에 유출된 방사성 세슘의 확산을 억제하기 위해 충북 영동 지역 일라이트의 활용 가능성을 평가하였다. 영동 일라이트는 운모질 편암의 열수변질 작용에 의해 형성되었으며, 주요 구성 광물은 석영, 장석, 일라이트이다. 저농도 세슘 용액을 사용한 회분식 흡착 실험 결과, 영동 일라이트의 흡착 분배 계수(Kd)는 약 4,200 L kg-1으로 다른 점토 광물에 비해 비교적 높은 값을 가지며, 이는 일라이트에 존재하는 풍화된 모서리면(FES)의 영향으로 판단된다. 영동 일라 이트와 세슘의 흡착등온선은 비선형 흡착 특성을 나타내며 단일 표면 한계 흡착 능력이 250,000 μg kg-1으로 우수한 흡착능을 보여주어 방사성 세슘 흡착제로서의 사용 가능성을 입증하였다. 이러한 결 과는 추후 방사능 누출 사고 등의 긴급 상황 발생 시, 영동 지역 일라이트를 오염 확산 방지 및 정화 작업에 사용하기 위한 평가 자료로 활용될 것으로 기대된다.

본 연구에서는 백두산 화산 분화 시 발생할 것으로 예상되는 화산재 확산 피해에 대해 화산분화지역을 중심으로 그 주변 지역의 공간적 피해를 시뮬레이션(WRF 및 FALL3D)을 통해서 예상피해를 제공하는 프로그램을 구현하여 화산재 확산 가시화를 수행한다. 화산재해의 공간적 피해를 정량적으로 계산한 결과 값의 집합체(NetCDF)를 이용하여 Fall3D방식에 의한 화산재 확산모형을 표현하고 확산을 표현하기 위해 전처리된 확산 모델 결과 데이터를 입력받아 3차원으로 표현하고 가시화하는 방식에 대한 연구를 통해 효과적인 화산재의 확산을 시각화할 수 있도록 단위영역별 농도표시법, LOD적용방법, 적층레이어 효과 등을 사용하여 최적의 가시화 방법을 찾았다. 시도된 방식 중 LOD적용은 고농도 부분은 화산재 격자의 개수를 많게 표현하고 저농도에서는 화산재의 개수를 적게 표현하여 현실감을 극대화 하도록 프로그램을 구성하였으며, 현실적인 시각화를 위해 느슨한 옥트리(Loose Octree) 표현방식을 사용하여 LOD기법을 적용하였다. 최종적인 가시화 방식으로 선택한 적층레이어 표현 방식은 입자총농도(CON)내에 포함된 레이어(10개~ 61개)를 적절한 간격으로 선택하여 적층 가시화하고 투명효과를 적용하였다. FALL3D의 시뮬레이션 방식이 단위면적당 농도값을 나타내는 결과를 나타내는 결과파일이 고용량(1GB이상)이므로 가시화를 위해 데이터를 다운로드하고 표출하는 시간을 단축하기 위한 기술개발이 지속적으로 필요하다.

플라스틱은 발열량이 매우 커서 가연성 폐자원으로써의 활용가치가 높으므로, 플라스틱 폐기물을 이용한 고형연료화(RPF, refuse plastic fuel) 사업을 통하여 대안적인 에너지 공급원으로 기능할 수 있다. 그러나 PVC 재질이 혼합된 플라스틱류의 경우, 소각과정에서 다이옥신과 염화수소 등 2차 대기오염물질이 발생되고, 플라스틱에 포함된 중금속 등의 유해물질이 환경 매체에 다양한 경로로 확산되기 때문에 플라스틱 폐기물의 처리과정에서 여러 가지 환경적 문제를 야기할 수 있다. 즉, 플라스틱은 소각에 의한 에너지 회수 과정에서 유해대기오염물질(HAPs, hazardous air pollutants)을 필연적으로 배출하게 되므로, 폐자원의 재활용 방안을 모색하고 적용하기에 앞서 물리화학적 특성, 특히 미량성분의 분포 특성과 이에 수반되는 잠재적 영향 파악이 반드시 선행되어야 한다. 한편, ICP-MS를 이용하여 플라스틱에 포함된 미량성분을 정량분석하려면 고체상 시료를 용액화 하는 전처리 과정이 필요한데, 이와 같은 파괴적 전처리 과정은 많은 시간과 노력이 요구되고, 시료 오염과 휘발 원소의 손실, 난분해성 시료의 낮은 분해효율 등과 같은 한계가 있어, 난용성 소재에 대하여 전처리 과정 없이 고체상시료를 직접 분석할 수 있는 방법이 요구된다. Laser ablation(LA)은 시료의 국소 범위에 laser를 조사하여 증기화하는 장비로, ICP-MS와 결합하면 별도의 파괴적 전처리 과정 없이 신속하면서도 정확한 분석이 가능하다. 그리고 ICP-MS로 도입되는 시료량이 극히 적기 때문에 분석 장비로 인한 오염이 적은 장점이 있다. 반면, LA는 시료의 열적, 물리적 특성의 영향을 받기 때문에 미지시료의 정량분석을 위하여 동일한 매질의 표준시료가 필요하다. 또한, LA의 대표적인 한계로 꼽히는 elemental fractionation의 영향을 고려하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 한국기초과학지원연구원에서 보유하고 있는 LA-ICP-MS 분석장비(UV laser ablation system: 213 nm Nd:YAD laser, UP213, New Wave Research; ICP-MS: X2 series, Thermo Science Company)를 사용하고, 분석결과의 신뢰성 제고를 위하여 시료와 동일한 매질의 인증표준물질을 이용하여 최적분석조건 및 절차를 도출하며, 20종의 플라스틱 폐기물 시료에 포함된 미량성분(As, Br, Cd, Cr, Hg, Pb)을 정량분석하고자 한다.

화산재해대응을 위하여 화산분화 시 화산재 확산의 다양한 조건을 분석 모델에 의해 분석하고 이를 기반으로 도출된 결과물을 가시화함으로서 화산재 확산 시 피해규모 및 범위를 사전에 예측하는 것이 중요하다. 시간대 별 격자 형태의 대용량 분석 결과물을 실시간 3차원으로 가시화하기 위해 LOD(Level Of Detail) 알고리즘을 핵심 요소로 적용한다. 최근 3차원 시각화 기술은 재해 시뮬레이션은 물론, GIS 응용 분야, 가상현실 등을 실현하기 위한 중요한 기술로 부각되고 있다. 그러나 대용량 데이터를 실시간으로 처리하여 시각화를 구현하기 위해 컴퓨터 메모리 한계성의 극복은 아직 과제로 남아 있다. 본 연구에서는 대규모의 화산재 확산 분석 모델 데이터를 가시화하기 위해 파일 기반의 효율적은 실시간 LOD 알고리즘 개발을 수행한다. 실시간 LOD 알고리즘은 대규모 분석데이터 표현에 필요한 기하학적 연산 처리를 가능하게 한다. 시간대별 격자형태의 화산재 확산 분석 모델 결과 데이터(NetCDF)의 가시화를 위해 3차원 격자 데이터를 공간 분할하여 피라미드 형태의 계층적인 구조로 재구성 하는 방법을 선택한다. 또한 정규화 된 3차원 격자(Cube)는 사용자 시야를 중심으로 원활하고 사실감 있는 표현이 될 수 있도록 비 메모리 방식의 계층 구조로 블록화하여 파일 형태로 저장한다. 대용량 분석데이터는 다수의 상세도를 가지는 데이터로 변형하고 이를 상호 연결함으로서 수많은 격자를 데이터 손실 없이 표현하고 3차원 프레임 속도를 극대화 시키는 방안을 제시한다.