본 논문에서는 충격파 형태의 폭발 하중을 받는 부재의 소성 범위를 고려한 SDOF 해석의 수정계수를 개발하였다. SDOF 해석의 수 정계수는 MDOF 해석 결과 값을 비교하여 도출하였다. SDOF 해석에 영향을 미치는 매개변수로 부재의 경계조건, 폭발 하중 지속시 간과 고유주기 비를 선정하였다. 수정계수는 탄성 하중-질량 변환 계수를 기준으로 산정하였다. 수정계수 곡선은 상한, 하한 매개변수 경계 사이에 있도록 타원 방정식을 이용하여 도출하였다. 서로 다른 단면과 경계조건을 가지는 예제에 수정계수를 적용한 결과 SDOF 해석의 오차율이 15%에서 3%로 감소하였다. 본 연구의 결과는 수정계수를 적용하여 SDOF 해석의 정확도를 높임에 따라 폭발 해석 에 널리 활용될 수 있다.

본 논문에서는 상용 프로그램 MIDAS GEN을 활용하여 플랜트 시설물의 특성을 반영한 골조와 단일 부재의 비선형 동적 해석을 수 행하였으며 이에 따른 결과를 분석하였다. 플랜트에 배치되는 일반적인 구조 부재의 크기와 재료적 특성을 고려하였으며, 수치해석 방법 중 뉴마크 평균 가속도법, 재료 비선형을 고려하기 위한 소성 힌지를 적용하였다. 플랜트 폭발의 대표적 유형인 증기운 폭발의 폭 발하중을 산정하였으며, 이를 골조 및 단일 부재에 적용하여 비선형 동적 해석을 수행하였다. 동적 거동의 결과는 고유주기와 하중지 속시간의 비율, 최대변위, 연성도, 회전각으로 정리하였으며 골조를 단일 부재로 해석할 수 있는 조건과 범위를 분석 및 확인하였다. 보-기둥 강성비가 0.5, 연성도가 2.0 이상인 NSFF는 FFC로 단순화할 수 있으며, 보-기둥 강성비가 0.5, 연성도가 1.5 이상인 NSPF는 FPC로 단순화하여 해석할 수 있다. 본 연구의 결과는 플랜트 시설물의 내폭설계 가이드라인으로 활용될 수 있다.

본 논문에서는 확률론적 처리기법을 적용하여 플랜트 시설물의 폭발 재현주기에 따른 폭발 위험도를 분석하였다. HSE에서 제공하 는 누출 데이터, DNV에서 제시한 플랜트당 연간 누출 빈도, 다양한 연구진이 제시한 점화 확률을 고려하여 누출량에 따른 폭발 재현 주기를 산정하였다. 산정된 폭발 재현주기를 통해 폭발 위험도를 증기운의 부피 및 반경, 폭발하중에 대하여 평가하였다. 재현주기에 따른 증기운의 반경과 과거 실제 증기운 폭발 사례, 내폭설계 가이드라인을 비교 분석하여 설계폭발하중 모델을 위한 기준거리를 제 시하였다. 멀티에너지법을 통하여 폭발 재현주기에 따른 폭발하중의 범위를 분석하였으며, 설계폭발하중 모델의 기준이 되는 재현주 기를 제안하였다. 본 연구의 결과로 플랜트 시설물에 대한 성능기반 내폭설계의 간략한 표준안으로 활용이 가능하다.

This study assessed the measurement technique of odorous substances using a GC/MOS system with MOS sensor at the detector and the method detection limits were determined for odorous substances such as hydrogen sulfide, acetaldehyde, toluene, m,pxylene, and o-xylene. The portable GC/MOS system was able to separate and measure about 16 out of 22 odorous substances including sulfur compounds, aldehydes, and VOCs. The peak values for hydrogen sulfide, acetaldehyde, toluene, m,p-xylene, and o-xylene showed a nonlinear relationship with concentration and a correlation coefficient of 0.95 or higher was confirmed. The method detection limits for hydrogen sulfide, acetaldehyde, toluene, m.pxylene, and o-xylene using the portable GC/MOS system were determined to be 0.005, 0.023, 0.016, 0.004, and 0.051 ppm, respectively. It is expected that the system can measure odor samples with concentrations of least 50 ppb without additional pretreatment or concentration processes.

본 연구의 목적은 5% 녹두(Phaseolus aureus L.)의 급여가 고지혈증 유발 Sprague-Dawley (SD)계 흰쥐의 혈청 blood urea nitrogen(BUN), creatinine 및 요산(uric acid)의 농도와 aspartate aminotransferase(AST), alanine aminotransferase(ALT), alkaline phosphatase(ALP), lactate dehydrogenase(LDH), amylase, lipase 및 catalase 활성에 미치는 영향을 규명하고자 시행하였다. 연구 결과 녹두는 고지혈증으로 유발된 흰쥐의 혈청 BUN, creatinine, 요산 농도 및 AST, ALT, ALP, LDH, amylase, lipase의 활성 감소와 catalase 활성을 증가시키는 것으로 나타났다. 따라서 녹두는 신장과 간 등의 기능 개선과 예방에 효과적일 것으로 판단되어 기능성 소재로서의 이용 가능성이 있을 것으로 기 대된다.

본 논문에서는 등가 단자유도를 이용하여 구조부재의 정적변위를 고려하는 해석기법을 제시하였다. 기존의 단자유도 비선형 동적 해석 알고리듬을 구조부재의 초기정적변위의 영향을 고려할 수 있도록 개선하였다. 가정된 폭발하중 지속시간과 부재의 고유주기 비 에 따라 정적변위가 최대응답에 미치는 영향의 차이와 폭발하중의 방향과 초기변위의 방향에 따른 차이를 확인하였다. 이에 따라 기 존의 응답 차트를 정적변위를 고려할 수 있도록 폭발하중의 형태에 따라 각각 제시하였다. 설계 예제를 정적변위가 고려된 응답 차트 에 적용하여 부재의 최대 변위를 비교 및 분석하였다. 본 연구의 결과를 통해 초기 정적변위를 고려한 구조부재의 최대응답을 쉽게 산 정할 수 있으며 본 연구에서 제시한 응답 차트는 플랜트 또는 군사시설물의 내폭 설계에 활용될 수 있다.

본 논문에서는 유한요소해석 프로그램 Abaqus를 이용하여 고온과 편심 축하중을 받는 세장한 철근 콘크리트 기둥의 유한요소해석 절차를 제시하고 해석 결과를 비교･분석하였다. 기둥에 축하중과 화재가 가해지는 상황을 해석에 반영하기 위해 Abaqus에서 제공하 는 순차 결합 열-응력 해석을 사용하였다. 우선 콘크리트 단면에 대한 열전달 해석을 수행하여 검증한 뒤, 이를 3차원 요소로 확장하고 구조해석과 결합하여 해석을 수행하였다. 해석 과정에서 수렴성 및 정확성에 영향을 미치는 인장 증강 효과와 초기 불완전성을 고려 하여 모델링하였다. 해석 결과는 74개 실험 데이터와 비교하였으며, 내화시간을 기준으로 평균 6%의 오차를 나타냄에 따라 유한요소 해석을 통해 철근콘크리트 기둥의 내화성능을 예측할 수 있게 되었다.

본 논문에서는 축하중과 폭발하중을 동시에 받는 철근콘크리트 부재의 구조 거동을 분석하였다. 기본적인 폭발하중을 받는 패널 실험 데이터, 축하중과 폭발하중을 받는 철근콘크리트 기둥 실험데이터를 이용하여 비선형 동적해석 모델링을 검증하였다. 축하중의 적용에 있어서 Autodyn은 동적해석만을 위한 프로그램이기 때문에 축하중과 같은 정적 하중에 대한 초기 응력 상태를 모사하는 해석 절차를 제시하였다. 축하중비 0%~70% 구간과 TNT 등가량에 의존한 환산거리 1.1~2.0에 해당하는 매개변수를 선정하여 총 80개의 비선형 동적 유한요소해석을 진행하였다. 축하중비와 환산거리의 변화를 통해 손상정도와 최대 변위 및 회전각으로 구조 거동을 비 교 분석한 결과로 원거리 폭발하중에서 축하중을 받는 기둥의 강성 증가로 최대 변위가 감소한다. 결과적으로 축하중비 10%~30%, 30%~50%, 50% 이상의 영역 3가지로 구조적 거동 분류가 가능함에 따라 내폭 설계 모델 개발에 활용될 수 있을 것으로 보인다.

증기운 폭발의 폭압을 예측하거나 위험성 분석을 위하여 다양한 폭압 산정법이 존재하지만 대표적으로 경험적 방법인 TNT 등가량 환산법과 멀티에너지법을 주로 사용한다. 멀티에너지법은 환경적 요인을 고려한 폭발강도계수를 사용한다. 본 연구에서는 문헌 분석 을 통하여 점화원 강도를 세분하고 강도분류를 확장하여 개선한 폭발강도계수 가이드라인을 제안하였다. 개선한 폭발강도계수 가이 드라인의 합리성 검증과 기존 Kinsella 가이드라인과의 비교를 위하여 실제 추정 폭압과 대조가 가능한 4가지의 증기운 폭발 사례를 적용하였다. 결과적으로 기존 Kinsella 가이드라인은 실제 추정 폭압에 비하여 광범위하거나 부정확한 폭압 산정 결과를 나타내는 것 으로 확인하였다. 반면, 개선한 폭발강도계수 가이드라인은 명확한 점화원의 강도 선정이 가능하고 분류의 확장을 통하여 더욱 세분 화된 계수 값의 선정이 가능함에 따라 실제 사례와 비교적 유사한 폭압 산정이 가능하다.

본 연구는 NaF 경구 투여가 Sprague Dawley계 수컷 흰쥐의 혈청 중 non-esterified fatty acid (NEFA), blood urea nitrogen (BUN), creatinine, uric acid 및 전해질 농도에 미치는 영향을 조사 하기 위하여, 기본식이를 급여한 대조군인 BG군과 기본식이에 NaF 경구 투여군(NF3~50군) 9그룹의 식이군으로 나누어 5주간 실험사육을 행하였다. 흰쥐의 NEFA와 BUN, creatinine, uric acid 농도는 NaF 농도에 비례적으로 증가하였으며, 고농도의 NaF 투여군에서 대조군보다 유의적인 차이로 높게 관찰되었다(α=0.05). 한편, 전해질 농도 중 total calcium (T-Ca)과 인(Pi) 농도는 대조군보다 NaF 투여군에서 낮게 동정되었으며, NaF 20 mg 이상 경구 투여한 군에서 유의적인 차이를 보였다(α=0.05). 흰 쥐의 NaF 경구 투여 처리는 농도가 증가함에 따라 NEFA 및 BUN, creatinine, uric acid의 농도가 상승하였으며, 전해질 농도는 저하되는 것으로 나타나 신장 기능 장애 등 바람직하지 않은 영향을 주는 것으로 확인되었다.

플랜트 증기운 폭발은 TNT 폭발물에 의한 폭발과는 다른 특징이 있으며 압력파 양상과 비슷하다. 대표적인 유형의 폭압 산정법은 TNT 등가량 환산법과 멀티에너지법이 있다. TNT 등가량 환산법은 폭굉과 같은 충격파를 전제로 하며, 멀티에너지법은 폭연과 같은 압력파를 전제로 한다. 본 연구는 세 가지 플랜트 폭발 사례를 적용하여 플랜트 증기운 폭발의 적절한 폭압을 도출하기 위한 연구를 수행하였다. 폭발 사례에 대하여 피해를 입은 부재를 선정한 후, 단자유도 해석과 비선형 동적 해석을 수행하여 변형과 손상 정도를 비교 분석하였다. 구조물의 피해 정도는 TNT 등가량 환산법보다는 멀티에너지법에 의한 폭압을 사용한 경우가 실제 상황에 더욱 근접한 것으로 나타났다. 또한, 멀티에너지법의 폭발강도계수를 7 또는 8로 가정할 경우 증기운 폭발의 폭압 모델을 비교적 정확하게 산정할 수 있을 것으로 판단된다.

본 논문에서는 포스트 텐션으로 보강된 아웃리거 벽체의 부등기둥축소량 저감 효과를 확인하였다. 아웃리거 벽체 시스템을 사용할 경우 콘크리트 부재를 아웃리거로 사용하기 때문에 아웃리거 벽체의 장기거동도 고려해야 한다. 아웃리거 벽체은 깊은 보의 형태로 전단 응력이 지배적이기 때문에 전단 응력을 받는 콘크리트의 장기거동에 대한 이론 연구를 수행하였고 그 결과를 유한요소해석에 적용하였다. 아웃리거의 장기거동 고려 시 부등기둥축소량과 아웃리거에 작용하는 전단력을 확인하였으며, 설계 변수인 아웃리거의 두께를 변경해가며 해석하였다. 해석 결과 부등기둥축소량은 증가하고 아웃리거에 작용하는 전단력은 감소함을 밝혔으며 아웃리거의 강성이 작을수록 그 효과가 크다는 것을 밝혔다. 이후 아웃리거의 장기거동으로 인해 증가한 부등기둥축소량을 감소시키기 위해 포스트 텐션 공법으로 보강하는 방법을 제안하고 그 효과를 확인하였다. 프리스트레스 도입 직후의 프리스트레스 손실과 장기거동에 의한 프리스트레스 손실을 모두 고려하였다. 해석 결과 포스트 텐션 공법의 뛰어난 부등기둥축소량 저감 효과를 확인하였으며, 프리스트레스의 크기가 증가할수록 그 효과가 증가함을 밝혔다.

본 논문에서는 초고층 건물의 철근콘크리트 아웃리거 벽체 개구부의 최적설계를 위한 수학적 최적화 프레임워크를 제시하였다. 전용 유한요소해석 프로그램을 이용하여 아웃리거 벽체를 해석하였으며 깊은 보의 스트럿-타이 거동을 고려하여 개구부를 배치하였다. 최적화를 위해 파이썬 SciPy 라이브러리 중 순차이차계획법(Sequential Quadratic Programming)을 이용하여 제약 경계 최적화를 수행 하였다. 최적화에 필요한 미분가능한 연속 함수를 얻어내기 위해 선형 보간법을 사용하였으며, 최적화 프로그램의 효율성을 위해 데이터베이스를 이용하였다. 2변수 최적화의 결과를 탐색 알고리즘의 이동 경로를 통해 살펴본 결과 알고리즘이 최적화된 결과를 효율적으로 찾아냄을 확인하였다. 그리고 개구부의 폭을 모두 같게 설정한 것이 아닌 각각의 개구부의 크기를 개별 변수로 설정하였을 경우 목적함수의 값이 최소화되어 더 우수한 최적화 결과를 도출함을 확인하였다. 또한, 최적화의 과정에 있어 데이터베이스를 이용할 경우 최적화 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있음을 확인하였다.

녹두(Phaseolus aureus L.)가 당뇨 유발 흰쥐에 있어서 혈당 및 지질성분, 단백질, 전해질 농 도 등에 미치는 영향을 확인하기 위하여 기본 식이를 섭취시킨 BD군, 기본 식이군에 5% 녹두 급여군 (BM군), 당뇨 유발 실험군(BS군)과 BS군에 5% 녹두를 섭취시킨 실험군(SM군)으로 나누어 실험을 수행 하였다. 혈청 지질성분(총 콜레스테롤, LDL-콜레스테롤, 중성지질, 인지질, 유리 콜레스테롤, 콜레스테롤 에스테르), 혈당 및 유리지방산(non esterified fatty acid, NEFA)의 농도와 동맥경화지수 (atherosclerotic index, AI), 심혈관 위험지수(cardiac risk factor, CRF)는 당뇨 유발군에서 여타 실험군과 비교하였을 때 유의적인 차이를 보이며 증가를 나타내었고(p<0.05), 5% 녹두 급여군에서 감소되는 것으로 나타났다. 당뇨유발군인 BS군에 비해 5% 녹두를 첨가시킨 SM군에서 고밀도 지단백 콜레스테롤 (high density lipoprotein-cholesterol, HDL-콜레스테롤) 및 총 콜레스테롤에 대한 HDL-콜레스테롤의 농도 비는 유의적인 차이를 보이며 증가를 나타내었다(p<0.05). 혈청 단백질 농도에 있어서, 당뇨 유발 군(BS군)에 5% 녹두를 급여(SM군)한 흰쥐의 혈청 알부민(albumin) 농도와 알부민/글로불린 비 (albumin/globulin ratio, A/G 비)는 증가 하는 것으로 관찰되었다. 나트륨(Na) 및 염소(Cl)는 SM군에 서 BS군 보다 농도가 감소된 것으로 확인하였다. 이상의 결과, 5% 녹두는 흰쥐의 혈당 및 지질대사 기 능 개선에 도움이 되는 것으로 판단된다.

녹두의 기능성 식품 소재로서 활용 가능성을 알아보고자 이화학적 특성에 관하여 분석한 결과, 일반성분 중 탄수화물 함량은 57.20±0.29%로 절반을 차지하였으며, 조단백질 26.40±0.69%, 수분 9.90±0.16%, 조회분 3.54±0.43% 및 조지방 2.96±0.26%로 확인되었다. 녹두의 비타민 성분 중 vitamin B5가 0.62±0.013 mg/100 g으로 높은 함량을 나타내었으며, 비타민 A의 전구체인 β-carotene 이 87.37±0.754 μg RE/100 g으로 동정되었다. 칼륨(K) 함량은 12,428.55±147.55 mg kg-1로 가장 높게 나타났고, 마그네슘(Mg)은 2,053.32±14.13 mg kg-1, 칼슘(Ca) 1,966.40±14.53 mg kg-1을 함유 하고 있었으며, 녹두의 총 지방산 중 포화지방산은 29.23±0.03%의 함유량을 보였으며, 단불포화지방산은 20.30±0.04%, 다불포화지방산은 50.46±0.06%의 비율로 불포화지방산 함유량이 높은 것으로 나타났다. 특히, ω-6계 linoleic acid가 41.19±0.02%, ω-9계 oleic acid 19.98±0.03%를 함유하고 있었다. 총 아미노산 함량은 21.75±0.24 g%이며, glutamic acid 3.93±0.03 g%, aspartic acid 2.68±0.03 g% 등을 함유하고 있었고, glutamic acid 및 aspartic acid가 총 아미노산 함유량의 18.07%, 12.32%를 차지하였으며, 구성 아미노산의 대부분을 차지하는 것으로 나타났다. 녹두 중, 총 유리 아미노산 함량은 336.77±8.66 mg%로 확인되었고, arginine이 81.97±1.31 mg%로 유리 아미노산의 24.34%를 차지하는 것으로 나타났다. glutamic acid, asparagine 및 aspartic acid 순으로 각각, 41.97±0.29, 28.47±0.15 및 26.97±0.12 mg% 함유된 것으로 분석되었다.