본 연구에서는 HAZUS와 같은 지진위험도 추정을 위한 입력으로서 교량구조물에 대한 대표 지진취약도 함수를 도출하기 위하여 기존에 수행되었던 안전율 평가 결과를 이용하여 일련의 교량군에 대한 대표 지진취약도 함수를 도출하는 방법을 제안하였다. 지진응답해석 결과를 근거로 하여 제시된 교량 집단의 각 부재별 안전율을 정리하였으며 이 안전율 결과를 이용하여 각 파괴모드별 지진취약도 곡선을 도출하였다. 각 부재별로 평가된 지진취약도 함수를 이용하여 HAZUS의 입력으로 사용할 수 있는 손상단계별 지진취약도 함수를 도출하였다. 부재별 파괴모드를 이용하여 교량전체의 시스템 취약도를 도출하기 위하여 고장수목을 사용하였다. 결과적으로 본 연구에서는 기존의 안전율결과를 이용하여 취약도결과를 도출할 수 있는 방법을 제시하였다.

묘도-광양간 현수교는 광양항에 진입하는 항로에 위치해있으므로 큰 배들에 대하여 충돌 방지공이 필요하다. 본 논문은 선박충돌을 고려하여 위험도 분석과 비선형 수치해석을 실시하였다. 위험도 분석 결과 충돌 방지공 설치 이전에는 연간 파괴확률이 기준치인 0.0001을 초과하여 충돌 방지공이 필요한 것으로 분석되었다. 따라서, 선박의 충돌을 방지하기 위해서 인공섬과 콘리트트 블록으로 만든 방파제 벽을 사용하여 설계하였다. 계획된 충돌 방지공 설치 후 비선형 수치해석 결과 교량에 미치는 하중이 교량의 내하력 이내로 나타나 선박 충돌시에도 교량의 안정성이 확보되는 것으로 나타났다.

지진 발생시 교량 상판 연결부의 상대변위로 레일에 발생하는 부가응력으로 인한 레일의 좌굴과 파손은 열차의 탈선을 유발할 수 있다. 교량의 지진응답 증가에 영향을 미치는 지반의 탈선취약요소와 교량의 구조적인 요소를 고려하여 고속철도교량 장대레일의 지진응답을 평가하였다. 연약층이 있는 지반, 상하역전형 지반과 같은 지반 탈선취약요소를 고려하기 위해서 지반을 평행층상지반으로 모델링하여 부지효과가 고려된 자유장운동을 구하고 이를 입력지진으로 사용하였다. 교각 높이나 적용 도상을 변화시키면서 구조적 특성이 레일의 지진응답에 미치는 영향을 분석하였다.

이 연구는 지진하중을 받는 프리캐스트 세그먼트 PSC 교각의 지진거동을 파악하는데 그 목적이 있다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST(Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology)이다. 사용된 부착 또는 비부착 텐던요소는 유한요소법에 근거하며 프리스트레스트 콘크리트 부재의 콘크리트와 텐던의 상호작용을 구현할 수 있다. 그리고 수정된 접합요소는 세그먼트 접합부의 비탄성거동을 예측할 수 있다. 동적 평형방정식의 해는 HHT(Hilber-Hughes-Taylor) 법에 의한 수치적분으로 구하였다. 제안된 해석기법은 수치예제에 대하여 입력지진파에 따른 지진거동을 비교적 정확하게 예측하였다.

Regarding bridge structure maintenance and inspection, this study was conducted to replace the current system, in which bridge diagnostics specialists ride on inspection vehicles to perform visual inspections, with a robotic system equipped with a small camera. The new system would greatly reduce the effort required, enhance the safety of inspectors and provide more accurate and efficient data that are objective and quantitative. For this purpose, a new robotic inspection system was developed for field test which was performed on Ahyun overpass bridge. Field test results are described to prove the on-site applicability.

본 연구에서는 CFD 코드를 이용하여 목포대교의 보강거더 단면을 대상으로 방호울타리 설치 여부에 따른 동적 공기력을 해석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 방호울타리를 설치함에 따라 항력은 영각에 따라 약 25~50% 증 가하는데, 특히 영각이 0o 경우에 방호울타리의 설치로 인해 약 50%의 항력이 증가하며, 영각이 증가함에 따라 전체 항력에서 방호울타리의 영향으로 발생하는 항력의 비중은 점차 감소하는 경향을 보인다. 또한 교량의 방호울타리는 영각에 대한 양력의 변화율을 감소시키는 역할을 하며, 반시계방향으로 피칭모멘트를 증가시키는 역할을 한다. 교량에 설치되는 페어링은 흐름의 분리를 제한시키고 분리된 흐름의 재순환길이를 짧게 하기 때문에, 단면비가 9.7인 목포대교 의 보강거더 단면에 대한 플러터계수는 단면비가 20인 직사각형단면의 플러터계수와 비슷한 거동을 보인다. 그리고 목포대교의 경우, 방호울타리가 플러터계수에 미치는 영향은 미미한 것으로 분석되었다.

본 연구에서는 가설단계의 사장교를 대상으로 spectral proper transformation(SPT)에 기초한 POD를 버페팅 응답 해석에 적용하였다. 특히, 정식화 과정에 교량 주형주위 난류의 비정상성과 공간적 변화를 고려하기 위한 공기역 학적 어드미턴스를 포함시켰고 난류장의 물리적으로 의미있는 POD 모드분해를 통해서 교량 진동모드와의 상호 연관성에 대해 고찰하였다. 해석결과, 저차 난류모드에서 단순 사인파 형태로 대칭, 비대칭 모드형상이 순차적으로 발생하며 교량 진동모드의 대칭, 비대칭 형상과 간섭해서 버페팅응답에 큰 영향을 미쳤다. 더욱이, 고차 난류모드들이 진동모드에 대해서 거의 직교성을 가짐으로써 단지 몇몇 저차 난류모드들에 의한 진동모드의 자극이 버페팅응답에 저차 난류 모드의 기여가 지배적인 원인이 된다. 그러므로 완성계에 비해 상대적으로 진동모드 형상이 단순한 형태를 가지는 가설단계 사장교의 버페팅응답 해석의 경우, 난류장에 대한 지배적 저차 난류모드만을 고려하더라도 충분히 신뢰성 있는 버페팅응답의 예측이 가능할 것으로 판단된다.

본 논문에서는 거더교 형식을 갖는 교량구조물의 격자 유한요소모델에 대한 모델개선을 위해 하이브리드 유전자 알고리즘에 기초한 유한요소 모델개선기법을 제안하였다. 하이브리드 유전자 알고리즘은 유전자 알고리즘과 심플렉스 최적화방법에 기초한 직접탐색기법으로 구성하였다. 제안된 기법에 적용할 수 있도록 고유진동수, 모드형상 및 정적 처짐에 대한 계측값과 유한요소해석 결과를 사용한 적합함수를 제시하고, 강성과 질량을 동시에 개선할 수 있도록 이들 세 가지 적합함수의 선형 조합 형태를 갖는 다중목적함수를 제시하였다. 제안된 방법은 2경간 연속 격자 유한요소모델의 수치예제와 단경간 플레이트 거더교에 대하여 검증하였다. 수치예제의 경우, 랜덤 노이즈를 고려한 계측오차의 영향을 수치해석적으로 평가하였다. 수치해석과 실험적 검증을 통해, 제안된 방법이 거더교 형식의 교량에 대한 유한요소 모델개선에 적합하고 효과적임을 검증하였다.

국내외의 실험을 통해 알려진 바와 같이 RC교각의 연성능력은 소성힌지구간에 위치한 주철근 겹침이음 비율 및 횡방향 구속철근이 보유한 횡구속력에 따라 차이를 보이고 있다. 내진설계가 반영되지 못한 기존 교각의 경우 소성힌지구간의 겹침이음 비율에 따라 강도 및 연성능력의 저하에 미치는 영향이 크다. 우리나라에서는1992년 내진설계가 도입된 이후 철근콘크리트 교각의 주철근 겹침 이음에 대한 규정은 없었으나, 2005년 도로교 설계기준에서 주철근 겹침이음을 50% 이내에서 허용하고 있다. 기존 교량의 내진성능 평가 요령에 있어서도 이를 반영하여 교각의 연성능력을 평가하고 있지만 주철근 겹침이음 비율을 단순 유 무에 따라서 구분하여 평가하고 있고 평가기법 또한 명확하게 정립되어 있지 못하다. 따라서 본 연구에서는 비내진 교각의 겹침이음 비율별 연성능력평가를 위하여 현재까지 국내에서 수행된 연구실험결과를 분석하고, 교각의 비선형성 및 주철근의 겹침이음을 고려하기 위하여 섬유요소를 이용한 단면해석으로 RC교각의 연성능력을 산정시 적절한 콘크리트의 극한변형률을 제시하였다.

BIRDI(Bridge Inspection Robot Development Inter)ace)에서 현재 개발된 첨단굴절로봇차는 기존의 굴절차에 비해 소형이며, 12m에 이르는 작업붐으로 인해 교량의 진동, 풍하중 등에 의해 쉽게 진동이 발생할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 첨단굴절로봇차의 머신비전 시스템을 통한 점검 성능 확보를 위해 작업붐에 엑츄에이터를 장착하여 유해 진동을 제어할 수 있는 시스템을 제안하였으며, 성능 평가를 위해 수치적, 실험적 연구를 수행하였다. 제안된 제어시스템의 수치적 연구를 위해 현재 제작된 작업붐의 제원을 이용하여 모델링하였고, 적당한 주파수 특성을 가진 하중을 가정하였으며, 최적 제어이론인 LQ 조정기를 설계하였다. 수치해석 결과, 제안된 제어시스템은 작업붐에 발생되는 유해 진동을 저감시킬 수 있었다. 실험적 연구를 위해 작업붐의 축소 모형을 제작하였고 제어시스템을 구축하였다. 또한 실험결과 작업붐의 진동을 짧은 시간에 제어하는 우수한 성능을 보였다. 본 연구를 통해 제안된 시스템의 진동제어 성능을 입증하였으며, 실제 첨단굴절로봇차에 적용될 경우 점검 시스템의 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

Models are useful tools for understanding and improving biological control of arthropod pests by means of natural enemies. Thus, models can be applied to simulate various scenarios in order to identify optimal control strategies. Although simulations can never replace real experiments, they can often serve as guidelines for choosing relevant field experiments and thereby save a lot of laborious and costly field work. Whereas the processes underlying population dynamics (e.g. dispersal, functional response, mutual interference) can be studied under laboratory conditions, large-scaled experiments in the field or in greenhouses are unsuited for this purpose. Instead such experiments may provide information about the patterns (e.g. spatial distributions of prey and predators) generated by the underlying processes. A major purpose of modeling is to link the patterns to the processes that generate these patterns. Petri-dish and single plant experiments have clearly demonstrated the capacity of predacious mite Phytoseiulus persimilis to feed effectively on the two-spotted spider mite Tetranychus urticae. This quickly leads to reductions in the abundance of prey, followed by a decline in predator abundance and eventual extinction. However, when larger systems, consisting of many hundred plants, are infested with the two mite species, extinction of one or both species seems less likely at the system level, although it may still occur at the individual plant level. The qualitative difference between small and large systems with respect to persistence and extinction risks is attributed to the fact that mites move among plants, but to prove that dispersal per se plays a role for the overall dynamics is hard to demonstrate experimentally. To circumvent this problem, I developed a stochastic simulation model of a greenhouse system that explicitly incorporates within and between plant dynamics. The model is used for analyzing a series of experiments with biological control of spider mites in multi-plant systems. In these experiments, the number of plants as well as their connectivity and the numbers of introduced mites were varied in order to examine whether these factors affect e.g. the predator-prey ratio or the time to extinction of one or both species. In my presentation I will also demonstrate an interactive version of the model (called DynaMite). It allows the user to interfere in the system during a simulation so as to mimic the options a grower has in order to prevent losses and to maximize his profit. Such options include spraying with acaricides, releasing predators, and replanting in substitute of damaged plants. By choosing different control strategies, the user may gradually improve his skills according to the principle of learning by experience. The model can be freely downloaded from http://www1.bio.ku.dk/ansatte/beskrivelse/?id=43077

부산 신항과 낙동강 하구역의 접점인 연결잔교를 통해 소통되는 해수수송 특성을 파악하기 위해 수치모형실험을 통해 대상해역의 해수유동장을 재현하고 연결잔교 주변의 해저수심변화를 가지는 3가지 시나리오를 설정하여 각 시나리오별 연결잔교부를 통한 해수소통 변화를 예측하였다. 수치모의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 신항만 지역에 항내매몰로 수심이 저감된 경우(수심 10 m 가정)에는 약 0.7~18.4% 해수소통량이 저감되었다. 2) 해수소통을 위해 낙동강 하구역 지역에 수로준설(수심 5 m 가정)을 할 경우 약 3.5~21.9%의 해수소통량이 증가하였다.

신항과 낙동강 하구역의 접점인 연결잔교를 통해 소통되는 해수의 수리적인 특성을 파악하기 위하여 연결잔교부에서 현장관측을 실시하고 두 해역간의 상호작용을 해석하고자 하였다. 현장조사 결과로서 연결잔교상의 최대 유속은 1차관측시 13.18 cm/sec, 2차관측시 30.80 cm/sec를 나타내었다. 해수소통량 계산결과는 1차 관측기간 동안 단위시간당 해수소통량은 184.71 m3/sce이고, 잔차해수소통량은 59.74 m3/sec로 신항만에서 낙동강 하구역 방향으로 유출되었다. 또한 2차 관측기간 동안 단위시간당 해수소통량은 331.15 m3/sec이고, 잔차해수소통량은 28.88 m3/sec로 낙동강 하구역에서 신항만 방향으로 유출되었다.

본 연구는 2003년도부터 2007년도까지의 고속도로 포장관리시스템 운영에 의한 포장상태 측정자료를 이용하여 고속도로 교량부 평탄성 불량 구간과 그 원인을 조사 분석하여 도로교량 구간 평탄성을 향상시킬 수 있도록 관리체계를 개선하고 교량평탄성 불량구간이 효과적으로 유지보수 될 수 있도록 하는데 중점을 두었다. 고속도로 포장유지관리 시스템으로부터 추출한 데이터 분석과 이에 대한 현장 검증 결과, 교량구간의 평탄성이 토공부에 비해 상당히 좋지 않은 것으로 분석되었다. 그 원인과 개선방안에 대해 살펴보면, 교량구간의 평탄성 불량 원인은 교면포장(접속부 포함)의 조기손상뿐만 아니라 뒷채움부 침하에 의한 접속부 포장의 단차가 주요 원인인 것으로 분석되었다. 이에 따라 교량구간은 현재 정기적으로 시행하고 있는 조사장비에 의한 포장상태 측정과 병행하여 뒷채움부 침하가 원인인 단차를 측정하여 교량구간의 평탄성 불량지점을 효과적으로 개선할 수 있도록 조사 및 평가체계를 수립하였다.

자려진동인 플러터는, 한계풍속을 초과하면 그 진폭이 급격히 발산되는 공력불안정 현상으로서, 조사풍속이 내에서 플러터 발현을 억제하는 것이 장대 현수교의 설계상 가장 중요한 과제라고 할 수 있다. 장대 현수교에 있어서 이러한 플러터 발현을 억제하기 위해서는, 2차원 보강형의 플러터 거동특성과 다자유도/다중모드를 고려한 연성플러터의 발현 메커니즘을 엄밀히 파악할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 단경간 장대 현수교(경간장 1150m)를 대상으로, 다양한 영각을 고려한 2차원 보강형 단면의 플러터 거동특성과 공력탄성 에너지의 개념에 기초한 다자유도/다중모드 연성플러터 특성을 검토하였다. 검토결과, 목표 한계풍속인 72m/s를 상회하는 플러터 거동특성을 확보하고 있음을 확인하였다.

이 연구의 목적은 P-delta 영향을 고려한 프리캐스트 세그먼트 PSC교각의 성능을 파악하는데 있다. 개발된 프리캐스트 세그먼트 PSC교각 실험체에 일정 축하중 하에서 횡방향 반복하중을 가하는 준정적 실험을 수행하였다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 비교적 큰 압축하중과 함께 지진하중과 같이 큰 규모의 횡하중으로 인한 대변위 문제를 고려할 수 있도록 Total Lagrangian 정식화 기법을 사용하였다. 이 연구에서는 반복하중을 받는 프리캐스트 세그먼트 PSC교각의 실험적, 해석적 결과를 제시하였다.

본 연구에서는 sky-bridge로 연결된 고층건물의 진동제어성능을 검토하여 보았다. Sky-bridge를 이용한 진동제어의 원리는 서로 다른 동적특성을 가진 구조물이 sky-bridge를 통하여 제어력을 발휘함으로써 전체 시스템의 응답을 줄이는 것이다. 본 연구에서는 실제 건설 중인 sky-bridge로 연결된 고층건물(49층 및 42층)을 대상으로 구조물의 변위, 가속도 및 베어링반력, sky-bridge의 응력 등을 해석적인 방법으로 검토하였다. 이를 위하여 역사지진, 인공지진 및 풍동실험을 통해서 얻은 풍하중 시간이력을 사용하였다. 해석결과 sky-bridge를 사용하여 고층건물의 풍응답 및 지진응답을 효과적으로 줄일 수 있는 것을 확인하였다.

IAI의 IFC를 기반으로 강 교량을 구성하는 부재의 상세 설계 정보를 표현하기 위한 방안을 제시하였다. 이를 위해 먼저 강교 부재 상세 설계와 관련한 설계기준, 구조계산서, 상세설계도면을 분석하여 실무에서 다루어지는 설계 데이터 항목과 이들의 표현방식을 분류하였다. 설계 항목을 기존 IFC 모델로 표현 가능한 것, 추가 모델이 필요한 것으로 나누었고, 보강재, 격벽, 현장 연결부, 그리고 전단연결재를 보다 체계적으로 표현하기 위한 속성 및 위상관계를 정립하였다. 마지막으로 본 연구를 통해 제시된 데이터모델을 기반으로 설계 정보 입력을 위한 프로그램을 구현하였다. 테스트용 교량에 적용하여 물리적 STEP 파일 생성함으로써 제시한 데이터 모델의 논리성을 확인하였다.

지금까지 실습선의 선교가 운항의 안전성과 효율적인 항해실습교육을 동시에 담보할 수 있도록 설계되었는지 검토하였던 연구는 전무한 상태이다. 본 연구는 국내 실습선의 선교를 주항해선교와 실습선교의 배치형태에 따라 전후형 선교배치, 상하형 선교배치, 단일형 선교배치의 3가지 배치형태로 분류하였다. 또한 설문조사를 통하여 실습선 선교 배치형태에 따라 항해실습교육의 운영형태가 서로 어떻게 달라지는지 검토하였고, 운항과 항해실습교육을 병행하는 데 있어 야기되는 장 단점을 도출하였다. 이를 바탕으로 운항의 안전성을 확보하고 효율적인 항해실습교육을 위해 새로운 형태의 실습선 선교 개선 모델을 제시하였다.