Skull X-ray 영상에서 노이즈의 발생은 불가피하며, 이는 영상 화질과 진단 정확도를 저하시키고 디지털 영상 장치의 특성상 오류를 증가시킨다. 이러한 노이즈는 선량을 증가시키면 쉽게 감쇠되긴 하지만 환자가 받는 피폭선량이 더 큰 문제를 야기할 수 있다. 그래서 선량문제를 해결하고 동시에 노이즈를 줄이기 위해 저선량에서 노이즈 감소 알고리즘이 활발히 연구되고 있는데, 초기에 개발되고 널리 사용되어진 median filter와 Wiener filter는 노이즈 감소 효율이 떨어지고 영상경계에 대한 정보가 많이 손실된다는 단점이 있다. 본 연구의 목적은 이전 노이즈 감소효율의 문제점을 보완할 수 있는 total variation (TV) 알고리즘을 sku ll X-ray 영상에 적용하여 정량적으로 평가하고 비교를 하는 것이다. 이를 위해 Siemens사의 X-ray 장치를 사용하여 성인 skull을 모사할 수 있는 팬텀을 통해 다양한 관전압과 관전류량을 사용하여 실제 skull X-ray 팬텀 영상을 획득하였다. 또한, 각각의 팬텀 영상에 noisy image, median filter, Wiener filter, TV 알고리즘을 적용하였을 때의 대조도 대 잡음비 (CNR)와 변동계수 (COV)를 비교 측정했다. 실험 결과 TV 알고리즘을 적용하였을 때, 모든 조건에서 CNR와 COV 특성이 우수함을 확인할 수 있었다. 결론적으로 이번 연구를 통해 TV 알고리즘을 사용하여 영상의 질을 높일 수 있는지에 대해 확인해 보았고, 이론적으로 CNR 값은 관전류량이 증가할수록 노이즈가 감소함으로 인해 증가하는 것을 알아볼 수 있었다. 반면에, COV는 관전 류량이 증가할수록 감소하였으며 관전압이 증가하였을 때 noise는 감소하고 투과량이 증가하여 COV가 감소하는 것을 알아볼 수 있었다.

In this study, an experimental test is conducted on a concrete specimen using passive thermography (IRT) which is an effective and modern non-destructive test (NDT) method in detecting delaminations. The present work evaluates the detectability of delaminations with different sizes during the daytime by the absolute contrast technique. In addition, the most suitable time for delamination inspection of concrete structures is also proposed.

기후변화의 원인으로는 온실가스의 과량 배출이 문제화 되는 현 시점에서 온실가스 중 가장 많은 양을 차지하는 이산화탄소의 경우 기후변화에 미치는 영향이 다른 종류의 온실가스보다 크다는 것은 널리 알려진 사실이다. 여러 분야의 산업과 인간 활동에서 발생하는 이산화탄소를 KOH 흡수제를 통해 흡수된 CO2양을 측정하고 발전소 탈황 공정에서 발생하는 ASH를 첨가하여 반응시켜 생성된 CaCO3를 다른 유용한 물질로 전환하여 자원화하고 재사용하는 것이다. 본 연구에서는 KOH 흡수제 농도에 따른 CO2 흡수량 측정과 KOH 흡수제와 흡수첨가제(piperazine)을 함께 넣고 흡수된 CO2양을 측정하였다. 또한, CO2 loading curve 이용하여 CO2 흡수량을 계산하였으며, 화력발전소의 탈황공정에서 발생하는 ASH와 CO2가 흡수된 KOH를 수용액과 반응시켜 생성된 시간당 CaCO3의 양을 측정하고 분석기기 XRD(X-Ray Diffraction)와 SEM(Scanning Electron Microscope)을 사용하여 결정 구조와 표면 구조를 분석하였다.

수중구조물은 구조물 마루가 수면 위로 드러나지 않아 자연경관을 해치지 않으며 해수소통이 원활하게 이루어지는 장점을 가지고 있어 1990년대부터 유럽과 일본을 중심으로 다양한 연구가 이루어졌고, 현장에 적용되고 있다. 현재 우리나라에서도 연안침식 저감 등을 목적으로 수중구조물의 설치사례가 증가하고 있는 실정이다. 그러나 우리나라는 수중구조물에 대한 연구가 상대적으로 미흡하여 해외자료를 이용하여 설계를 수행하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 수중구조물의 기하학적 제원 및 제체 구성재료 등에 따른 해안수리특성에 대한 검토를 수행함과 동시에 수중구조물 피복재의 안정성을 실험적으로 검토하였다. 수중구조물 설계시, 피복재의 안정중량 산정에는 방파제에 적용되는 피복재 안정중량 산정식을 황요하고 있는 실정으로 수중구조물의 안정중량 산정식은 부재한 실정이다. 따라서 본연구에서는 콘크리트블록과 Tetrapod를 적용한 피복재의 안정성을 실험적으로 검토하였다. 또한 콘크리트블록의 거치방법에 따른 안정성도 비교 평가하였다. 수리실험은 2차원 수로에서 진행되었으며, 불규칙파를 적용하였다. 향후 입사각에 따른 피복재 안정성 및 제두부구간의 안정성 검토를 위한 3차원 실험과 해안수리특성 실험도 진행예정이다.

본 연구에서는 입사각에 따른 혼성제 근고부에 피복되는 피복석의 안정성에 대해 실험적으로 검토하였다. 국내 항만 및 어항설계기준·해설(2014)에서는 혼성제 근고부 피복석의 안정중량 산정식으로 수정 Tanimoto식이 제시되어 있으나, 산정식에 의한 안정중량과 수리모형실험에 의한 안정중량의 차이가 크게 발생하고 있어 이에 대한 재검토가 요구되고 있다. 특히, 구조물에 직각으로 입사하는 조건보다 경사지게 입사하는 조건에서 보다 무거운 중량이 요구되고 있으며, 입사각이 피복재 안정성에 미치는 영향을 검토할 필요가 있다. 수정 Tanimoto식은 피복석의 안정중량을 산정하는 식이지만, 국내에서는 콘크리트 블록의 안정중량 산정에도 활용하고 있는 실정이며, 이의 적정성 여부에 대한 검토가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 혼성제 근고부에 피복된 피복석 및 콘크리트블록을 대상으로 입사각에 따른 안정성 실험을 수행하여 수정 Tanimoto식에 의한 안정중량 산정결과와 비교 분석하였다. 본 실험은 예비실험 단계이지만, 체계적인 연구를 통해 근고부 피복재의 안정중량 산정식을 제시할 예정이다. 또한 구조물에 직각으로 입사하는 조건에 대해 피복석 및 콘크리트블록을 적용한 안정성 실험을 수행하여 현재 활용되고 있는 수정 Tanimoto식을 개선하는 것이 최종 목표이다.

우리나라는 하절기 태풍으로 인하여 매년 항만구조물에 직접적인 피해가 발생한다. 특히 테트라포드 등 콘크리트 이형블록과 같은 피복재로 이루어진 경사식 구조물의 경우 피복재가 이탈되는 피해가 발생한다. 이와 같은 경사식 방파제 설계시 방파제 간부구간에 대한 안정중량 산정식이 제시되어 있으며, 제두부의 경우 제간부 피복재 중량의 1.5배 이상을 적용하도록 제시하고 있다(해양수산부, 2014). 그렇지만 2000년대 이후 태풍에 의한 피해사례를 분석하면 제두부 이외에도 제간부 특히 볼록부(concave curve)에서 피복재가 이탈되는 피해가 보고되고 있다. 이러한 피해를 감안하여 볼록부 설계시 피해율을 고려하여 설계파고를 재산정하거나, 사면경사를 완만하게 하여 안정중량을 확보하는 방법이 적용되고 있다. 또한 제두부와 유사한 개념으로 제간부 중량의 1.5배 이상을 거치하는 방법이 사용되고 있다. 그렇지만 이에 대해서는 UASCE(2006)에도 마찬가지로 정확한 설계기준이 없으며 볼록부 및 오목부에 대한 안정중량 산정방법에 대한 제시는 없다. 본 연구에서는 수리실험을 통하여 볼록부 구간에 피복된 피복재의 안정중량 산정을 위한 수리실험을 수행하였다. 안정중량 산정식은 허드슨식과 같은 형태를 적용하였으며, 볼록부 중심각에 대한 안정중량 산정기법은 Kd를 적용하였다.

국내 항만구조물 설계기준서인 항만 및 어항설계기준·해설(2014)에서는 직립식구조물과 경사식구조물에 대한 월파량 산정 기법이 도표의 형태로 제시되어 있다. 항만 및 어항설계기준·해설(2014)에 제시된 도표는 Goda(1975)에 의해 제시된 연구성과로써 Franco와 Franco(1999)에 의하면 기존의 연구성과에 비하여 월파량을 작게 산정하는 것으로 제시하고 있다. 그렇지만 최근 월파량 산정과 관련된 최근 연구추세를 살펴보면 유럽 및 미국에서는 산정식의 형태로 월파량 산정기법이 제시되어 있다. 본 연구에서는 직립식구조물에 대한 월파량 산정식 개발을 위하여 단면수리실험을 수행하였다. 실험에서는 다양한 입사파조건(유의파고, 유의주기), 수심조건 및 여유고 조건을 적용하여 체계적인 월파량 값을 계측하였다. 실험파는 Bretschneider-Mitsyasu 주파수 스펙트럼을 이용한 불규칙파를 적용하였으며, 실험결과는 구조물 선단부에서 충격파 조건(impulsive condition)과 비충격파 조건(non-impulsive condition)으로 구분하여 제시하였다. 월파량 계측결과는 지수함수의 형태로 제시하였다. 지수함수로 분석함에 있어 입력변수는 입사파고와 여유고의 비인 상대여유고와 무차원 월파량이다. 또한 월파량 분석에 있어 평균값과 최대값 개념의 월파량을 제시하였다.

리프 지형은 전면에 경사가 존재한 후 그 경사가 완만하거나 평탄한 지형이 해안까지 지속되는 형태를 의미한다. 이러한 구조는 외해로부터 입사하는 파랑을 쇄파(braking)시킴으로 그 에너지를 감쇄시켜 해안을 보호하는 역할을 한다. 또한, 대기의 공기를 해저까지 유입시키고, 영양염류의 수직이동을 유도하여 해양생물이 서식하기 좋은 환경을 만들기도 한다. 그러므로 이러한 지형에서 파랑의 변형과 쇄파 양상을 파악하는 것이 중요한 연구 분야이며, 수치모델의 벤치마크 테스트에도 많이 사용되고 있다. 그러나 일정한 경사를 갖는 해안 지형에서의 파랑 변형 및 쇄파 양상에 대한 기존의 연구는 많은 반면, 리프 지형에 대한 연구는 그리 많지 않은 형편이다. 본 연구에서는 전면 경사를 1/40으로 설정한 리프 지형에 대해 수심과 파랑 조건을 변화시키며 파랑 변형 및 쇄파 양상에 대한 2차원 수리모형 실험을 수행하였다. 용량식 파고계를 이용하여 사면 및 리프 지형에서의 파고를 관측하였다. 실험을 통해 얻어진 관측 자료를 기존의 쇄파대 폭(surfzone width)과 쇄파한계파고 지수(breaker height index) 산정식으로 얻어진 결과 값과 비교함으로써 산정식의 적용성을 파악하였다. 또한 파랑조건 별 쇄파 안정파고를 계산하여 효과적인 인공리프(잠제) 폭 설계에 기여할 수 있도록 하고자 하였다.

본 연구에서는 Tetrapod로 피복된 경사식구조물의 처오름높이 산정에 대한 수리실험을 수행하였다. 국내 항만 및 어항설계기준·해설(2014)에는 불투과성 완경사 사면 및 피복석으로 피복된 경사식구조물에 대한 처오름높이 산정식이 제시되어 있으나, 국내에서 일반적으로 사용되는 Tetrapod 피복 경사식구조물의 처오름높이 산정식은 제시되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 국내 최대규모의 2차원 단면수로를 활용하여 다양한 입사파조건(유의파고, 유의주기) 및 수심조건을 대상으로 체계적인 처오름높이 산정실험을 수행하였다. 실험파는 Bretschneider-Mitsyasu 주파수 스펙트럼을 이용한 불규칙파를 적용하였으며, 구조물 선단부에서 비쇄파 및 쇄파조건이 포함되도록 하였다. 또한 최근 기후변화 등으로 인해 해양외력이 증대됨에 따라 기존 외곽 방파제 보강사업이 진행되고 있으나, 이를 위한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 기존 경사식구조물 보강시 활용될 수 있는 피복층수에 따른 처오름높이 저감효과 도출을 위한 실험도 동시에 수행하였다. 본 연구결과는 경사식구조물의 마루높이 산정시 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 향후 해양외력 증대로 인해 기존 방파제의 보강이 진행될 것으로 판단되며, 기존 방파제의 보강을 위한 체계적인 지침이 미흡한 상황을 감안할 때 이를 위한 체계적인 연구를 수행할 필요가 있다.

해안항만 분야 문제해결을 위하여 여러 가지 방법이 적용되어 왔다. 특히 전통적으로 수행되어온 방법으로는 수리모형실험과 수치해석을 들 수 있다. 특히 수치해석의 경우 컴퓨터의 발전과 더불어 수치기법의 다양화, 3차원 해석, 계산영역의 확대, 다양한 변수의 적용 등 많은 발전이 이루어져 왔다. 수리모형실험에 있어서도 전자장비의 발전과 더불어 조파장치의 발달, 첨단계측장비의 개발 등 많은 개선이 이루어져 왔다. 그렇지만 여전히 수리실험은 원형의 성능을 사전에 파악하고, 또한 지배적인 외력을 대상으로 실험을 실시하여 원형에서의 현상을 미리 예측하고 분석하여 대응방법을 세우는 것이 목적이다. 이러한 수리실험을 수행하기 위해서는 실험목적을 달성하기 위하여 실험장비 적용 및 한계, 실험자의 적절한 경험이 필요하다. Hughes(1993)은 실험자의 경험에 의한 수리모형의 설계가 실험의 단계에 있어 가장 중요하다고 제시하고 있다. 본 발표에서는 기존 연구자료(Hughes, 1993; HydralabⅢ, 2011)에서 제시하고 있는 기본적인 수리실험의 적용한계 및 장비구성 등에 대하여 기술하며, 국내외 대표 실험인프라에 대하여 소개하고자 합니다. 그리고 특히 유럽내 Hydralab의 사례를 바탕으로 국내 해안항만 실험 연구분야 및 실험인프라의 활성화에 대한 제언을 하고자 합니다.

This study presents application of behavior monitoring system of a tall building with TLCD (Tuned Liquid Column Damper). The TLCD is installed on a 64-story, 237m building in incheon, and monitoring system consists of an anemometer, accelerometers, water gauges, and internet-based data logging system.

최근 항만구조물 설계를 수행함에 있어 경사입사파 특히 연파가 주요한 설계인자로 부각됨에 따라 그에 대비한 근고공 안정성 확보 및 마루높이 산정 등에 대한 검토를 수행하고 있다. 이는 실제 경사입사파 내습시 직각입사파 조건에 비해 월파량이 저감되지만, 구조물과 파향선이 이루는 각도가 40도 미만이 될 경우 연파(stem)가 발생하는 것으로 알려져 있다. 이로 인한 파랑 증폭으로 일부 구간에서 월파량이 증대되고 파고상승으로 직립식 구조물 제체에 거치된 피복블록의 안정성 확보에 영향을 줄 수 있다.본 논문에서는 경사입사파의 영향을 고려하여 직립제 구조물 전면에서의 파랑증폭으로 인한 월파량과 파고를 공간적 분포를 통해 비교 분석하고자 한다. 다양한 연파 발생 조건을 구현하기 위해 입사유의파고 Hs0=5.0∼10.0cm, 유의주기 Ts=1.19∼1.98sec, 여유고Rc=5.0∼15.0cm 및 내습시 입사각 beta=10∼40°의 실험조건을 적용하였다. 이를 통해 경사입사파 각도에 대한 파랑의 증폭구간과 발달구간에서의 입사각에 따른 월파량 저감계수를 EurOtop과 같은 형태로 제시하였다.

경사식 구조물 피복재의 안정중량 산정을 위하여 국내외 설계기준에서는 제간부 즉, 파랑이 구조물에 직각으로 입사하는 조건을 대상으로 설계기법이 제시되어 있다. 그리고 제두부의 경우 제간부 중량의 1.5배를 할증하는 방법이 제시되어 있다. 이와 같은 방법으로 일반적으로 제두부의 경우 제간부에 비하여 할증된 중량의 피복재가 거치되고 있다. 그렇지만 최근 발생한 방파제 피해 중 서귀포항의 경우 경사제 제간부 특히 볼록부 구간에 2012년 내습한 태풍 볼라벤 및 이전에도 2차례에 걸쳐 유사한 피해가 발생하였다. 더불어 이와 같은 제간부 볼록부의 피해는 다른 항만에서도 조사되었다. 본 연구에서는 이와 같은 경사제 제간부 중 특히 볼록부에 대하여 테트라포드가 거치된 경우 구조물의 중심각이 90도 일 때 입사파향에 따른 피복재의 안정중량을 Hudson식에서 제시하고 있는 값을 이용하여 분석하고자 한다.

쇄파로 인해 발생되는 쇄파유도류가 파랑의 굴절 및 회절에 미치는 영향을 평가하기 위해서는 보다 다양한 실험자료의 구축이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 일정 수심상에 타원형 수중 천퇴를 설치한 후 파랑의 전파변형 및 쇄파유도류의 정량적 계측에 대한 수리실험을 수행하였다. 실험에 적용된 천퇴의 제원은 Vincent and Briggs(1989)의 실험과 유사하지만 서로 다른 주기의 파랑을 적용하여 실험자료를 구축하였다. 실험파는 규칙파와 일방향 불규칙파를 적용하였으며, 천퇴 상단에서 쇄파가 발생하는 경우와 발생하지 않는 경우를 포함하였다. 쇄파조건의 실험에 적용된 입사파는 천퇴에 도달하기 전까지는 쇄파가 발생하지 않는 파랑조건이다. 계측은 파봉선과 평행한 방향 뿐만 아니라 파 전파방향에 대해서도 수행하였다.

본 연구에서는 파트린드 저수지의 유입부에서 댐 구조물까지 대상구간으로 설정하고 상류유입 유량, 유사 및 수문 운영에 따른 장기 퇴적양상을 EFDC 모형을 이용하여 5년에 걸쳐 모의하고 배사문 운영을 통한 배사효과에 대하여 모의하였다. 배사문 운영결과 배사시 수로를 형성하여 주로 수로를 따라서 활발히 발생하는 것으로 나타났으며 이는 기존 저수지 배사의 물리적인 특성을 잘 반영하는 것으로 판단된다. EFDC 모형의 모의결과로부터 취수구 전단부에서의 입도분포와 특정입경의 유사도달 여부 등 다양한 정보를 얻을 수 있었으며 향후 저수지 운영에 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

잠제(수중구조물)는 천단부분이 수면 위로 드러나지 않아 자연경관을 해치지 않으며 해수소통이 원활하게 이루어지는 장점을 가지고 있어 1990년대부터 유럽과 일본을 중심으로 다양한 연구가 이루어지고 있다. 그러나 우리나라는 이에 대한 자료가 부족하여 일본의“인공리프 리프 가이드 북”을 활용하여 설계하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 사석마운드와 콘크리트 블록으로 피복된 불투과성 잠제에 대해 기하학적 형상별 전달특성을 수리실험을 통해 검토하였다. 실험조건은 d0=0.3m, 0.4m, 0.5m; Rc=0.1m, 0.2m; W=0.25m, 0.5m, 1.0m, 2.0m, 3.0m; T1/3=1.0sec~3.0sec (ΔT1/3=0.2sec); H1/3=0.06m~0.22m (ΔH1/3=0.02m)이며, 파고전달율은 Kt=f(Rc/H1/3, B/L1/3, H1/3/L1/3, Rc/d0)의 함수로 제시된다. 실험결과에 의하면 상대 상단수심에 따라 파고전달율의 차이를 확인할 수 있었으며, 동일한 상대여유고 및 파형경사 조건의 경우에도 상대상단수심이 큰 경우에 파고전달율이 크게 산정되었다.

항만구조물을 설계함에 있어 적절한 마루높이의 산정은 매우 중요하다. 마루높이의 산정을 위한 주요 설계인자로 첫 번재 적절한 허용 월파량을 들 수 있으며, 두 번재로 월파에 의한 전달파를 고려할 수 있다. 본 연구에서는 전달파의 산정기법에 대하여 검토하고자 한다. 특히 직립제에 대한 전달파고 계수 산정기법에 대하여 제시하고자 한다. 직립제에 대한 전달파고 산정은 Goda등(1967)과 Goda(1969)의 규칙파 실험을 통하여 제안한 기법이여 항만 및 어항설계기준에 소개되어 있다. 그리고 이에 대한 기법은 미공병단의 CEM(USACE, 2005)에도 기술되어 있다. 본 연구에서는 불규칙파를 적용하여 직립제에서의 전달파고를 분석하고자 한다. 전달파고계수는 구조물 상치콘크리트 높이 결정을 위한 결정계수와 수치모델링의 내부전달파 입력 근거자료로 활용될 수 있다. 상대적으로 실제 항만구조물의 상치형상이 복잡해짐에 따라 구조물 마루높이 결정을 위한 결정계수로 활용하기 위해서는 상치형상을 반영할 수 있는 다양한 형상에 대한 영향계수의 검토가 필요할 것이나, 정온도 실험과 같은 수치모델링의 경우 상치형상을 반영하기 어렵기 때문에 본 연구에서 제시한 기법이 활용될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 직립제의 폭, 파랑조건, 수심 등의 영향을 고려한 전달파고계수 산정기법을 제시하고자 한다.

최근 기상자료에 의하면 연평균 3개 정도의 태풍이 우리나라에 영향을 미치며, 연중 8월, 7월, 9월 순으로 3개월 동안 대부분의 태풍이 내습하는 것으로 보고되고 있다(기상청 국가태풍센터, 웹페이지: typ.kma.go.kr). 대부분 이로 인해 항만구조물의 피해가 발생하고 있는 것으로 보고되고 있다. 최근 발생한 대형 태풍 사례를 보면, 2012년 8월 제15호 태풍 볼라벤(Bolaven)의 내습으로 서귀포항 외곽방파제에 대규모 피해가 발생하였다. 서귀포항의 경우에 2003년 9월 제14호 태풍 매미(Maemi) 내습시에도 유사피해가 발생한 이력이 있다. 2003년 태풍 매미 내습시에는 외항방파제의 곡부(볼록부)를 중심으로 피해가 발생하여 72ton급 테트라포드(T.T.P) 및 기초사석 유실과 상치콘크리트의 일부 파손이 발생하였으며 공사중에 있던 방파제 내측 접안시설의 상치콘크리트 및 블록이 일부 파손유실 되었다. 또한 1999년 태풍 올가 내습시에도 시공중이었던 방파제 제두부 및 볼록부에 거치된 72ton급 테트라포드가 이탈 및 유실되는 피해가 발생하였다. 2012년 태풍 볼라벤의 내습시에는 2003년에 비해 더 큰 피해가 발생된 것으로 판단되며, 외곽방파제의 볼록부를 포함한 제간부의 대부분에서 피복재(72ton급 T.T.P) 및 기초사석이 유실되었다. 또한 항내측 안벽 일부 및 외항방파제 보강 BOX 기초부 등의 파손 및 유실피해가 발생하였다.

초고층 구조물에 대한 모니터링 시스템은 건물에 가해지는 외력 및 노후화에 따른 건물의 성능 저감에 대비하여 건물의 상태를 객관화하기 위한 건물의 동특성의 실시간 감시를 포함한다. 그 결과로 모니터링 시스템은 Fig. 1과 같이 사용자의 안전 및 사용성을 보장하고 장기적으로 생애 주기 측면의 비용 감소를 지향한다. 이러한 모니터링의 구성 항목으로는 크게 세 가지로 구분될 수 있는데 1) 구조물의 외력, 2) 구조물 자체의 반응, 그리고 3) 구조물 내 설치되는 장치에 대한 모니터링이 있으며, 포스코건설 송도사옥 모니터링은 그 목적에 따라 상기 각 항목들에 대하여 계측을 실시하여 풍진동에 대한 건물의 거동을 모니터링 하는데 있다.