In this study, a structural modeling and an analysis considering structural stability were investigated to develop an icosahedron-based hemispherical modular dome. To design the dome, a program that can perform icosahedron shape modeling, modularization of joint connection members. Furthermore, based on the adopted numerical model, the buckling mode, unstable behavior characteristics according to load vector, and the critical buckling load of the modular dome under uniformly distributed load and concentrated load were analyzed, and the resistance capacities according to different load vectors were compared.

In this study, periodical configuration survey is carried out on the subject of the suspension bridge in service. Its reliability and structural modeling validity are performed by comparison and analysis of interpretation value through the structural analysis.

This paper aims at developing an environmentally friendly modular dome structure system with highly filled extrusion wood-plastic composite (WPC) member, and manufacturing a real-size specimen by modularizing members and nodes. The member used in the model is the WPC member with 70% wooden fiber contests, which is higher then previous WPC one. Its members and nodes are modularized by analyzing geometric characteristics of icosahedral-based geodetic dome. Applicapability of the 6ea prototype nodes and 3ea prototype members to the modular dome is examined with the results of the modulaization and the making process for the real-size specimen. Besides, from the analysis results, the lowest buckling mode is expected to be a nodal buckling on a node near the boundary.

우리는 불과 15년 전까지만 하여도 2차원적 이미지를 컴퓨터에 입력하여 편집 또는 변형을 통해 원하는 평면의 이미지를 얻어내는 시대를 거쳐 왔으며 실 사진처럼 인쇄된 평면이미지에 놀라움을 감추지 못했었다. 또한, 지금까지의 3차원적 아이템은 출력의 목적보다는 입체영상, 가상현실 또는 평면적 프린트를 위한 목적이 대부분이었으며, 극소수의 경우만이 목업(mock-up)을 위한 3차원의 수리적 타당성을 시뮬레이션(simulation)하기 위함이었다. 이것은 지극히 대량생산을 위함이었으며 개인의 필요성에의해 행해진 3차원적 조형과정은 아니었다. 그러나 지금의 시대는 3차원이라는 거대한 시대적 이슈에 힘입어 급기야 개인적 용도를 위한 3차원 출력이 가능한 시대를 맞이하였다. 즉, 개인적으로 필요한 소량의 소도구들을 3차원 플라스틱 등으로 프린트하여 사용할 수 있게 되었다는 의미인 것이다. 하지만 아직은 이러한 3차원 프린터의 등장에 많은 호기심을 보이고 있으나, 일반인이 접하기에는 많은 장애 즉, 활용에 있어서의 이론적 정보 및 하드웨어적 특성에 따른 기술적 정보 등이 부족한 것이 현실이다. 따라서 본 연구는, 현재 가장 일반적이며 보급형 3차원프린터인 Fused Deposition Modeling(이하 FDM)방식의 프린터에 있어서 어떠한 원리와 특성을 가지고 있는지 고찰하고, 실험을 통하여 나타난 다양한 문제점의 제시와 함께 온도 및 아세톤의 분사에 의한 표면처리 등을 이용한 해결방안을 제시함으로써 급속히 진화하는 3차원프린터에 우리 디자이너들이 대응하고 각자의 창작활동에 응용해 나아갈 수 있는 작은 디딤돌이 되고자한다.

This paper proposed a linear mixed-effects model and offered a flexible statistical analysis for controlling potential random effects and identifying significant fixed effects in linguistic data involving island structure. We started from the initial thesis that the two variables in the materials designed in our acceptability-rating experiment, namely GAP-POSITION and STRUCTURE, exert significant fixed effects, and then we tried to come up with an analysis where some interactive aspects of the two variables vis-à-vis other variables like TYPE and PARTICIPANT are taken into account. It was suggested in this paper that the proposed linear mixed-effects model provides the most parsimonious and statistically valid analysis. Specifically it was shown that island effects are most likely to be due to grammatical constraints, considering that the two variables GAP-POSITION and STRUCTURE interact to produce statistically significant effects, and thus it is safe to say that Korean L2 learners of English are as sensitive to the island vs. non-island distinction as L1 native speakers have been reported to be.

It has been widely recognized that accurate landslide susceptibility assessments are essential and effective to prevent disasters and minimize casualties as well as property damages. In recent decades, many slope stability assessment models have been developed and applied, including both steady and transient (time-variant) modeling approaches. None of them, however, solve well the relationship between rainfall and slope instability due to many simplifications in the boundary conditions and the flow in soil. As another slope stability modeling method, a new time-variant slope stability model is introduced in this study, the proposed model is then applied to 2011 Mt. Umyeon landslide event for model verification. The integrated surface and subsurface flow model is used to assess time-varying subsurface water amount governed by hydrological processes. In this flow model, a two-dimensional shallow water equation with diffusion wave approximation and a three-dimensional Richards’ equation are used to formulate the surface flow system and the saturated–unsaturated subsurface flow system, respectively. A widely used time-variant slope stability analysis model, TRIGRS, is also applied to the same event for comparison. The proposed model produced significantly improved results as compared with those of TRIGRS in terms of agreement with observation.

최근 공간정보 및 컴퓨터기술의 발달과 함께 시공간적인 토양침식의 프로세스를 구현할 수 있는 다양한 물리적 기반의 모델이 개발되고 있다. 비록 물리적 기반의 토양침식모델이 다양한 지점에서 다양한 형태로 발생하고 있는 침식, 이송 및 퇴적에 관한 일련의 정보를 제공하지만, 파라메타, 모델의 구조 및 관측 자료의 불확실성 등으로 인하여 모델을 예측 혹은 특정 목적을 위하여 활용하는 경우에는 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 유역기반의 토양침식모델(CSEM)의 최적 파라메타의 추정 및 그 불확실성을 평가하기 위하여 자료동화기법 중의 하나인 파티클 필터를 적용하였다. 파티클 필터를 CSEM과 연계한 모형(CSEM-PF)은 비선형 시스템의 특성을 갖는 물리적 기반 모형인 CSEM의 파라메타를 추정하기 위하여 매 시간의 관측 유량 및 관측 유사량을 활용하여 각각의 가중치를 계산하고, 이를 바탕으로 필터링을 수행하여 유출량 및 유사량과 관련된 다양한 파라메타를 추정하였다. 또한 이를 통하여 각 파라메타에 대한 불확실성 뿐만 아니라, 시변성을 갖는 파라메타에 대한 특성을 고려할 수 있음을 확인하였다. CSEM-PF를 용담댐의 소유역을 대상으로 과거의 기록적인 3개의 태풍에 의하여 발생한 사상에 적용하여, 각 사상에 대한 최적의 파라메타를 추정하고, 그에 대한 불확실성 분석을 수행하였다.

매년 수질안전관리와 관련한 사건사고는 끊임없이 발생하고 있으며, 과거의 여러 사례에서 보여지듯이 수질오염으로 인한 피해는 후대까지 지속되는 인류의 끔찍한 재앙을 낳았다. 물은 인간을 비롯한 모든 생태계에 있어 가장 밀접하고도 필수적인 요소이기 때문에 철저한 유지 및 관리가 필요하다. 하지만 인간의 물 공급원인 호수나 하천은 지형적 특성상 오염 후 회복이 어려우며, 경제적인 부분은 물론, 획기적인 수질정화기술이 제시됨에도 불구하고 인구증가와 활발한 인간활동으로 그 수준을 따라가지 못하는 실정이다. 이를 위해 본 연구에서는 사용자의 편의를 위해 Matlab GUI로 제작한 수질의 오염정도를 간단히 예측해 볼 수 있는 수질 예측 모델에 대해 소개하고자 한다. 본 연구에서 소개하는 수질 예측 모델은 well-mixed, steady state라는 가정 하에 자연수역의 형태와 외부 오염 유입 등을 고려하여 알고자하는 지점의 수질 위험정도 판단이 용이하다. 또한 편리한 조작과 간단한 데이터 입력만으로도 수질오염정도의 판단 기준이 되는 여러 지표로 분석 가능하기 때문에 환경공학도들의 자가학습 툴(Self-Learning Tool)로도 효과적일 것으로 기대된다.

SWMM(Storm Water Management Model)은 모형 내 다양한 매개변수를 이용하여 지표 투수율 및 하수관거 영향 등 도시 유역의 유출 특성을 비교적 정확하게 모의하지만, 모형의 입력자료 부족과 매개변수의 불확실성으로 인한 신뢰성 문제가 대두되고 있다. 이러한 문제점을 해소하기 위해 본 연구에서는 SWMM 모형에 Bayesian 기법을 연계한 최적화 기법을 개발하고, 이를 활용하여 매개변수의 불확실성을 정량적으로 해석하고자 한다. 이를 위해 먼저 유출 특성에 민감한 매개변수를 민감도 분석을 통해 선정하고, SCE-UA(Shuffled Complex Evolution-University of Arizona), MCMC(Markov Chain Monte Carlo), DDS(Dynamically Dimensioned Search) 등 매개변수 최적화 기법을 적용하여 매개변수의 초기값을 설정한다. 매개변수의 다양한 물리적 범위를 고려하기 위한 방법으로 절단 정규분호(truncated Gaussian distribution)을 사전분포(prior)로 선정하여 매개변수의 사후분포(posterior)를 추정하게 된다. 최종적으로 각 매개변수간 사후분포를 이용하여 모의된 유출량의 불확실성을 정량적으로 분석하였다.

토석류(debris flow)와 진흙흐름(mudflow)은 대부분 집중호우에 의해서 유발되며, 사면을 따라서 진흙흐름이나 토석류가 유하할 때, 강우의 직접 유출수 또는 선행강우에 의한 유출수가 존재하는 경우가 많다. 이 경우 토석류의 유동특성을 현저히 변화시킬 수 있는 사면 바닥에서의 강우 유출수의 연행(entrainment) 현상을 토석류 및 진흙흐름 발달과정에서 고려해야만 합리적이고 정확한 수치 모델링이 가능하다. 이 연구에서는 경계면 포착(interface-tracking)기법을 이용한 계산유체동력학 기법을 이용하여 진흙흐름과 토석류 흐름을 재현하기 위환 수치 모델링을 수행한다. 토석류 경계면을 포착하고 위치를 정립하기 위해서 VOF (volume of fluid) 경계면 재구축(interface reconstruction) 기법을 이용한다. 지배방정식은 비압축성(incompressible) 질량보존방정식과 나비어-스톡스(Navier-Stokes) 방정식이며, 서로 다른 유체의 상(phase)애 대한 체적분할이송방정식을 이용한다. 이들 지배방정식은 2차 정확도의 유한체적법(finite volume method)을 이용하여 해석한다. USGS의 연구팀이 대형수로에서 수행한 실험을 통해서 확보한 토석류를 재현함으로서 모형의 적용성을 평가한다.

재난이 전개되는 과정은 다음과 같이 볼 수 있다: 1) 재난 상황을 야기할 가능성이 있는 사건으로부터, 2) 시스템 구성요소의 손실이 발생하며, 3) 이러한 손실에 의해 인명과 재산이 최종적인 손실이 일어난다. 각각의 단계는 예방, 대비, 대응에 해당한다. 사회가 복잡화, 고도화됨에 따라 모든 재난에 대한 예방과 대비가 어려워지고 있으므로 대응단계를 강화하여 최종적인 손실을 줄이는 감재(피해를 완충하고 빠르게 회복할 수 있는) 개념의 접근이 중요하다. 이를 위해 재난 상황에서 복잡다단하게 발생하는 시스템의 리스크를 이해하고 분석함으로써 불확실성 하에서의 의사결정을 지원하기 위한 정량적 분석기술이 요구된다. 다시 말해, 개별 재난에 대한 접근보다 전사적인 재난 대응을 위해 재난에 대한 위험 분석 및 대응 주체 간 상호연동 할 수 있는 통합 플랫폼을 구축하여 재난 및 안전관리 의사결정체계를 구축할 필요가 있다. KIDS 내 ‘재난 시스템 모델링, 시뮬레이션 연구센터’는 이러한 요구를 충족시키고자, 1) 국가 라이프라인 및 중점 연구 대상인 인프라를 대상으로 시뮬레이션 및 모델링 시스템을 구축 및 활용하고자 하며, 2) 재난에 대비하고 대응단계의 의사결정을 지원하기 위해 데이터 기반 의사결정 분석 방법론에 관련된 연구를 수행한다.

유사발생 잠재성 및 토양침식으로 인한 유사발생 위험성이 높은 것으로 평가된 내성천유역을 대상으로 강우-유출-토양침식-유사이송으로 이어지는 유역단위의 분포형 모형을 구축하였으며 유출과 유사농도 모의 결과에 주요한 영향을 미치는 조도계수 및 투수계수의 민감도 분석을 실시하였다. 모의결과, 내성천유역의 토지 피복이 숲인 지역의 조도계수를 0.4에서 0.45로 변경하여 지표수 유출 유속을 감소시킴으로써 향석 지점에서의 유출곡선에 미치는 영향을 분석하였으나 유출수문곡선의 변화에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며 평균 유사농도 값과 유사농도의 범위에 있어서도 모의 결과가 근소하게 증가하나 유의한 변화는 없는 것으로 나타났다. 투수계수에 대한 민감도 분석 결과, 투수계수 값을 저감 시킬수록 총 유출량 및 첨두 유출량은 점차 증가하는 것으로 나타났다. 유사농도 모의의 경우에도 투수계수를 저감시킬수록 모든 지점에서 평균 유사농도 및 유량에 따른 유사농도 범위가 증가하였으며, 향석 지점의 경우 투수계수를 50% 저감하였을 때 유사 농도 모의 값이 유량-유사량 관계식에 의해 계산된 값과 가장 근사한 것으로 나타났다.

해안지역에서 지하수 해수침투 저감을 위하여 해수 양수 관정을 가동할 때 해수정으로 많은 양의 담수가 낭비되는 사례가 있다. 해수 침투를 저감시키고 낭비되는 담수를 유용하게 활용하기 위하여 이중 양수정이 제안된 바 있다. 이중 양수정은 해수 양수를 위한 해안 쪽의 해수정과 담수 양수를 위한 내륙 쪽의 담수정으로 구성된다. 선행 연구에서는 담수정의 해수 비율을 최소화시키기 위한 해수정의 양수량을 산정하였으나 담수정의 해수비율이 1~15% 범위로 나타나 담수정에서 담수를 확보하기 어렵다고 판단하였다. 본 연구에서는 이송이 지배적인 상황에서 이중 양수정의 효과를 분석하였다. 연구 결과 담수정에서 저염도 지하수를 확보할 수 있음을 밝혔다. 또한 해안 유역 차원의 적정 지하수관리를 위해서는 담수정의 해수비율을 최소화하는 것 외에도 해수정으로 낭비되는 담수량을 최소화하는 것도 함께 고려해야한다.

본 연구는 가상 조경을 구성하는 꽃, 나무 등의 디지털 식물 표현에 필요한 다수의 다양한 잎들을 쉽고 직관적으로 모델링하기 위한 효율적인 방법을 제안한다. 제안하는 절차적 방법은 잎을 크게 잎몸과 잎맥으로 구분하여 잎몸에 해당하는 이진영상으로부터 컨투어를 검출하고 이 를 기반으로 잎맥을 절차적으로 모델링함으로써 잎을 생성한다. 우선 복잡한 잎맥 구조를 주 잎맥, 곁 잎맥 그리고 3차 잎맥으로 나누며 모든 잎맥은 시작 옥신(auxin)으로부터 목적 옥신으 로 향하며 절차적으로 성장하는 구조를 갖는다. 이때 성장에 필요한 목적 옥신을 자동으로 계 산하기 위해 잎몸에 해당하는 이진영상으로부터 근사화된 컨투어를 찾아 이를 기반으로 후보 목적 옥신을 계산한다. 마지막으로 다중 텍스쳐 맵 합성을 적용하여 자연스러운 디지털 잎을 생성한다. 제안한 방법을 통하여 자연스러운 다양한 잎의 생성이 가능하고, 효율적인지 여부를 실험을 통해 증명했다.

본 연구는 LES와 유사이동 모형을 이용하여 군말뚝 주변 세굴과정 및 특성의 수치모의에 관한 내용이다. 군말뚝 주변에서 세굴 및 퇴적은 말뚝간격에 크게 영향을 받았다. 무차원 말뚝간격이 3.75보다 작은 경우에는 군말뚝 주변 국부세굴 뿐만 아니라 단면축소세굴이 발생하였다. 반면 무차원 말뚝간격이 3.75 이상이면 단면축소세굴은 사라지고 각각의 말뚝에서 국부세굴만 발생하였다. 상류에 위치한 말뚝에서 세굴심 변화는 단일말뚝의 경우와 유사한 경향을 보였지만 하류에 위치한 말뚝근처에서 세굴심은 상류말뚝 존재 때문에 세굴심이 낮게 나타났고 경향성도 상당히 다름을 보였다. 군말뚝 주변의 무차원 최대 세굴심은 말뚝간격이 증가할수록 감소하였다.

For the seismic performance assessment of a building, a lot of time and manpower are needed. In this paper, alternative procedure based on modeling transformation for the effective seismic performance assessment of the buildings is suggested. The suggested procedure is applied for the seismic performance assessment of an apartment building consisted of the ordinary reinforced concrete shear walls as the example model and its effectiveness is reviewed

This study investigates the geodesic dome based on an icosahedron and development of joint modules that make up a dome structure in order to model the modular dome using the wood-plastic composite member with 70% of wooden fiber contests. The purpose of this work is used as a basis for verification of structural performance of WPC in the real structures.

본 연구에서는 강우의 시공간적 멀티프랙탈 특성에 기반을 둔 다운스케일링 알고리즘(RDSTMF-Rainfall Downscaling in Space-Time Multifractal Framework)을 한반도에 적용하여 그 적용성을 살펴보았다. 이를 위하여 2008년부터 2012년까지 우리나라에 호우주의보를 일으킨 8개의 이벤트에 대한 레이더강우자료를 분석하여 각 이벤트에 대한 멀티프랙탈 지수를 판별하였으며, 이에 근거하여 RDSTMF의 모수들을 산정하고 이 모수들과 시공간강우장의 평균강우량과의 관계를 도출하였다. 이 관계에 근거하여 RDSTMF를 사용하여 가상의 시공간강우장을 생성, 관측 시공간 강우장과 비교하였다. 비교 결과, RDSTMF를 사용하여 생성된 가상의 시공간 강우장은 관측 시공간 강우장의 멀티프랙지수를 3차 모멘트까지 정확히 모사함을 확인하였으며, 누적분포함수 또한 비교적 정확히 모사함을 확인하였다.

본 연구는 Schmidt 수(σc)에 따른 부유사의 부유 거동 변화 및 흐름 특성의 변화를 살펴본 후, 그에 따라 계산된 성층 흐름의 척도가 되는 Flux Richardson 수(Rif)와 Gradient Richardson 수(Rig)를 근거로 타당한 σc의 범위를 산정하는 것을 목적으로 수행되었다. 부유사의 종류를 점착성 유사와 비점착성 유사로 구분하였으며 진동 흐름과 흐름 조건을 가정하고 1차원 연직 수치 모형을 이용하여 수치 실험을 수행하였다. 이 과정에서 σc가 난류 감소효과와 관계되는 상수인 것에 근거하여 부유사의 존재로 인한 난류 감소효과 고려 여부에 따른 흐름 특성의 변화를 살펴보았다. 그 결과, 흐름 조건에 관계없이 σc의 크기에 따라 부유 거동이 일관된 경향을 나타내는 것이 확인 되었으며 난류 감소효과를 고려하지 않는 경우 유속 및 난류 에너지가 과대 산정 되는 결과가 나타났다. 부유로 인한 성층화 조건을 형성하는 Rif 및 Rig의 범위에 기초하여 결과를 분석하고 σc가 0.3에서 0.5의 범위에 해당될 때 성층 흐름 내 유사의 수직 혼합이 유효하게 계산된다는 결론이 도출되었다.

Theoretical modeling is presented for the prediction of prestress loss of strands during the steam curing process. The model comprises heat transfer model, bond-slip model at elevated temperature and micromechanical model for prestress loss. The model was able to predict the experimentally measured prestress loss in a reasonable accuracy.