현행 도로설계의 기준이 되는 "도로의 구조 시설 기준에 관한 규칙 해설 및 지침"에서는 설계속도에 따라 도로 선형별 최소 설계기준을 정하고 있으며, 이 기준을 만족시키면 교통안전성 이 확보되는 것으로 규정하고 있다. 이러한 설계기준에 적용되고 있는 개별 설계요소들은 원칙적으로 차량 및 운전자 특성을 감안하여 설치기준이 정립되었으나, 설계요소간의 연관성 또는 일관성에 대한 깊이 있는 연구를 통해 제반 기준이 정립된 것은 아니다. 결과적으로, 현재의 도로설계기준이 개별 설계 요소들의 조합에 의해 결정되는 도로의 안전성, 일관성 문제를 모두 고려하지는 못하였다. 따라서, 본 연구에서는 기존의 설계기준에 내재된 문제점을 인지하고 해결을 위해 우선적으로 3차원 가속도를 고려한 선형 설계방안에 대한 연구를 수행하였으며, 이를 통해 더욱 안전하고 조화로운 도로건설을 유도하고자 한다.

현행의 도로설계기준에서는 특정 설계속도에 따라 최소기준을 정하여 이를 토대로 설계된 도로가 해당 기준을 만족하면 주행상 안전성을 확보하는 것으로 간주하고, 이에 따라 도로설계 및 교통운영을 시행하고 있다. 그러나 실제 도로를 주행하는 차량의 속도를 조사해보면, 다수의 차량이 설계자의 의도와 다른 속도로 주행하는 것을 볼 수 있고, 이는 도로 이용자의 안전성 문제와 직결된다고 할 수 있다. 특히, 직선부에서 곡선부, 혹은 곡선부에서 직선부로 주행하는 곡선부 변이구간은 이러한 속도의 변동이 가장 심한 구간 중의 하나로 이에 대한 주행 안전성 검토가 절실하다. 따라서 본 연구에서는 첫째, 곡선부 도로 변이구간에서의 주행속도와 주행반경을 고려한 지점별 횡방향 가속도와 횡방향 가속도 변화율을 산정하고, 둘째, 이를 고려한 곡선부 도로 변이구간의 설계안전성을 평가하여 편경사, 곡선반경 등의 선형 설계요소를 검토하였다. 검토결과 현재 고려되어지고 있는 구심가속도는 실제 운전자가 부담해야 하는 구심가속도에 훨씬 못 미치고 있는 실정이며, 설계속도에 따라 구심가속도가 25.56~77.78% 증가되어 주행안정성에 문제가 발생함을 확인할 수 있었다. 본 연구는 직선-단곡선으로 이어지는 곡선부 변이구간을 대상으로 하였다.

본 논문에서는 진동대 실험을 통하여 건축물의 수평진동에 대한 허용가속도를 평가하고자 한다. 국내에서 준 용하고 있는 사용성 기준인 ISO 6897과 캐나다기준에서는 최대가속도를 정하여 거주자의 거주성을 만족하도록 하고 있다. 수평진동실험은 1차원 수평 진동대를 사용하고, 진동대용 룸은 우리가 생활하고 있는 공간과 유사하게 설계 및 제작하였다. 실험평가방법은 피험자를 40명 모집하여, 8명씩 5개조로 나누어 주파수 0.2Hz~1.2Hz 범위에서 가속도를 증가시켜 허용가속도에 대해 평가하였다. 수평진동 실험으로 얻어진 누적분포를 0~25%, 26~50%, 51~75%, 그리고 76~100%로 나누어 추세선을 작성하였다. 또 국외 사용성 평가기준에 반영된 설문지를 바탕으로 실험에 적합한 설문지를 제작하여 진동에 대한 피험자들의 느낌을 조사하였다. 실험결과, 고유진동수에 따라 피험자가 견딜 수 있는 허용 가속도의 크기가 다른 것으로 평가되었고, 고유진동수가 높을수록 고유진동수가 낮은 경우보다 허용가속도의 크기가 작았다.

  In this study, reactions of central nervous systems working against different conditions of forced frequency and acceleration were measured and analyzed. The experiment are conducted with health men. The steady vibration conditions of forced frequency (

본 논문에서는 진동대를 이용하여 고층 건축물의 수평진동에 대한 지각임계가속도를 측정하였다. 바람에 의한 초고층 건축물의 과도한 진동은 거주자들에게 시각차와 현기증 같은 불쾌감을 줄 수 있다. 초고층 건축물 거주자들에게 쾌적한 환경을 제공하기 위해서는 가속도를 제한할 필요가 있다. 초고층 건축물은 1차 고유주기에 지배적이다 본 연구진은 1차 고유주기를 재연하기 위해 진동대를 사용하여 사인파진동에서 실험을 수행하였다. 실험은 진동하우스를 제작하고, 건장한 40명의 피험자를 대상으로 실시하였다 40명의 피험자를 8명씩 5개조로 나누고, 특정주파수범위에서 가속도를 증가시키면서 수평진동에 대한 인지도를 측정하였다. 수평진동실험으로 피험자들의 진동에 대한 인지도를 누적분포표로 만들고, 의 누적분포에 대해 추세선을 그려서 성능평가곡선을 작성하였다.

본 논문에서는 보 구조물의 실시간 손상위치 경보를 위해 가속도 신호를 이용한 인공신경망기반 손상검색기법을 제안하였다. 이를 위해 먼저, 실시간 손상검색을 위해 가속도 응답신호만을 이용하는 새로운 인공신경망 알고리즘을 설계하였다. 구조물의 손상상태를 나타내는 특징으로 서로 다른 두 위치에서 측정된 가속도 신호의 교차공분산 값을 이용하였다. 다음으로 실제 하중조건을 모르는 상황을 고려하여 다양한 하중패턴에 따른 복수 신경망을 구성하였으며, 각각의 신경망 학습을 위한 손상시나리오를 선정하였다. 마지막으로 양단 자유보 모형실험을 통해 제안된 기법의 유용성과 적용성을 평가하였다.

응답스펙트럼은 내진설계에 있어서 중요한 기초자료의 하나이다. 응답스펙트럼을 얻기 위하여, 한반도에서 발생하는 지진들의 지진원 특성에 근거하여 다수의 강진동을 Boore(2005)에 의해 개발된 컴퓨터 프로그램 SMSIM을 사용하여 모사하였다. 여러 연구결과들에 대한 충분한 검토를 통하여, 모사에 필요한 입력자료들을 선정하였다. 모사된 강진동으로부터 얻은 응답스펙트럼은 가속도 1.0 g에 대하여 정규화하여 미국 원자력위원회(1973)의 표준응답스펙트럼과 비교하였다. 이 연구에서 얻어진 응답스펙트럼의 스펙트럼 진폭은 대략 10 Hz 이상의 고주파 대역에서 표준 응답스펙트럼 값에 비하여 큰 것으로 나타났다. 또한 응력강하량의 변화에 따른 응답스펙트럼의 변화를 평가하였다. 그 결과 큰 응력강하량에 대한 응답스펙트럼의 스펙트럼 진폭은 저주파 범위내에서 큰 값을 나타냄을 제시하였다.

We have calculated the cosmic ray(CR) acceleration at young remnants from Type Ia supernovae expanding into a uniform interstellar medium(ISM). Adopting quasi-parallel magnetic fields, gasdynamic equations and the diffusion convection equation for the particle distribution function are solved in a comoving spherical grid which expands with the shock. Bohm-type diffusion due to self-excited Alfven waves, drift and dissipation of these waves in the precursor and thermal leakage injection were included. With magnetic fields amplified by the CR streaming instability, the particle energy can reach up to 1016Z eV at young supernova remnants(SNRs) of several thousand years old. The fraction of the explosion energy transferred to the CR component asymptotes to 40-50 % by that time. For a typical SNR in a warm ISM, the accelerated CR energy spectrum should exhibit a concave curvature with the power-law slope flattening from 2 to 1.6 at E ≳ 0.1 TeV.

본 논문에서는 구조물의 전역적인 손상도 평가와 국부 구조 연결부의 손상 검색을 동시에 수행할 수 있는 하이브리드 구조 손상 모니터링 체계가 제시되었다. 하이브리드 손상 모니터링 체계는 진동기반 기법과 전기/역학적 임피던스 기법으로 구성되었다. 진동기반 기법은 구조물의 모드특징의 변화를 사용하여 구조물의 전역적 특성의 변화를 감지하고, 전기/역학적 임피던스 기법은 PZT 센서의 저항 변화를 사용하여 국부 구조 연결부의 손상 여부를 검출한다. 제안된 하이브리드 모니터링 체계를 검증하기 위해 구조 연결부의 볼트 풀림 상황을 손상 시나리오로 선택하였으며, 가속도 응답과 임피던스 응답 신호가 계측되었다. 실험 결과, 제안된 하이브리드 모니터링 체계를 통해 구조물의 전역적 손상 상태와 국부 구조 연결부의 손상을 정확하게 모니터링 할 수 있었다.

The existence and extent of non-thermal phenomena in galaxy clusters is now well established. A key question in our understanding of these phenomena is the origin of the relativistic electrons which may be constrained by the modelling of the fine radio properties of radio halos and of their statistics. In this paper we argue that present data favour a scenario in which the emitting electrons in the intracluster medium (ICM) are reaccelerated in situ on their way out. An overview of turbulent-particle acceleration models is given focussing on recent time-dependent calculations which include a full coupling between particles and MHD waves.

Clusters of galaxies are storage rooms of cosmic rays. They confine the hadronic component of cosmic rays over cosmological time scales due to diffusion, and the electron component due to energy losses. Hadronic cosmic rays can be accelerated during the process of structure formation, because of the supersonic motion of gas in the potential wells created by dark matter. At the shock waves that result from this motion, charged particles can be energized through the first order Fermi process. After discussing the most important evidences for non-thermal phenomena in large scale structures, we describe in some detail the main issues related to the acceleration of particles at these shock waves, emphasizing the possible role of the dynamical backreaction of the accelerated particles on the plasmas involved.

Cosmological shocks form as an inevitable consequence of gravitational collapse during the large scale structure formation and cosmic-rays (CRs) are known to be accelerated at collisionless shocks via diffusive shock acceleration (DSA). We have calculated the evolution of CR modified shocks for a wide range of shock Mach numbers and shock speeds through numerical simulations of DSA in 1D quasi-parallel plane shocks. The simulations include thermal leakage injection of seed CRs, as well as pre-existing, upstream CR populations. Bohm-like diffusion is assumed. We show that CR modified shocks evolve to time-asymptotic states by the time injected particles are accelerated to moderately relativistic energies (p/mc ≳ 1), and that two shocks with the same Mach number, but with different shock speeds, evolve qualitatively similarly when the results are presented in terms of a characteristic diffusion length and diffusion time. We find that 10-4 - 10-3 of the particles passed through the shock are accelerated to form the CR population, and the injection rate is higher for shocks with higher Mach number. The CR acceleration efficiency increases with shock Mach number, but it asymptotes to ~50% in high Mach number shocks, regardless of the injection rate and upstream CR pressure. On the other hand, in moderate strength shocks (Ms ≲ 5), the pre-existing CRs increase the overall CR energy. We conclude that the CR acceleration at cosmological shocks is efficient enough to lead to significant nonlinear modifications to the shock structures.

Cosmic rays are ubiquitous in space, and are apparently present wherever the matter density is small enough that they are not removed by collisions with ambient particles. The essential similarity of their energy spectra in many different regions places significant general constraints on the mechanisms for their acceleration and confinement. Diffusive shock acceleration is at present the most successful acceleration mechanism proposed, and, together with transport in Kolmogorov turbulence, can account for the universal specta. In comparison to shock acceleration, statistical acceleration, invoked in many situations, has significant disadvantages. The basic physics of acceleration and transport are discussed, and examples shown where it apparently works very well. However, there are now well-established situations where diffusive shock acceleration cannot be the accelerator. This problem will be discussed and possible acceleration mechanism evaluated. Statistical acceleration in these places is possible. In addition, a new mechanism, called diffusive compression acceleration, will be discussed and shown to be an attractive candidate. It has similarities with both statistical acceleration and shock acceleration.

This paper describes some recent developments in our understanding of particle acceleration by shocks. It is pointed out that while good agreement now exists as to steady nonlinear modifications to the shock structure, there is. also growing evidence that the mesoscopic scales may not in fact be steady and that siginficant instabilties associated with magnetic field amplification may be a feature of strong collisionless plasma shocks.

Shocks are ubiquitous in astrophysical environments and cosmic-rays (CRs) are known to be accelerated at collisionless shocks via diffusive shock acceleration. It is believed that the CR pressure is important in the evolution of the interstellar medium of our galaxy and most of galactic CRs with energies up to ~ 1015 eV are accelerated by supernova remnant shocks. In this contribution we have studied the CR acceleration at shocks through numerical simulation of 1D, quasi-parallel shocks for a wide range of shock Mach numbers and shock speeds. We show that CR modified shocks evolve to time-asymptotic states by the time injected particles are accelerated to moderately relativistic energies, and that two shocks with the same Mach number, but with different shock speeds, evolve qualitatively similarly when the results are presented in terms of a characteristic diffusion length and diffusion time. We find that 10-4 - 10-3 of the particles passed through the shock are accelerated to form the CR population, and the injection rate is higher for shocks with higher Mach number. The time asymptotic value for the CR acceleration efficiency is controlled mainly by shock Mach number, and high Mach number shocks all evolve towards efficiencies ~ 50%, regardless of the injection rate and upstream CR pressure. We conclude that the injection rates in strong quasi-parallel shocks are sufficient to lead to significant nonlinear modifications to the shock structures, implying the importance of the CR acceleration at astrophysical shocks.

구조물의 손상 진단을 위해 측정 가속도 데이터를 사용한 비선형 시간영역 SI 알고리듬을 개발하였다. 구조물의 비선형 거동을 고려하기 위하여 측정 가속도 증분과 해석에 의한 가속도 증분의 차이로 출력오차를 정의하고, 구속 비선형 최적화 문제를 풀어 최적 구조변수를 구하였다. 개발된 알고리듬은 시간에 따라 변하는 강성도와 감쇠 변수를 추정하도록 하였다. 구조물의 비선형 거동에 의한 복원력은 추정된 시간에 따라 변하는 구조변수와 Newmark-\beta법으로 계산한 변위를 사용하여 복원하였으며, 복원 과정에서 비탄성 거동에 대한 어떤 모델도 사전에 설정하지 않았다. 개발한 알고리듬에서는 측정오차와 공간 및 상태에 대한 불완전 측정의 경우를 고려하였다. 개발한 알고리듬을 검증하기 위하여 3층 전단건물에 대한 수치 모의시험과 실내 모형실험을 통한 연구를 수행하였다.

대조구와 1.5%인삼강정의 AV, POV 및 산패취 발생기를 측정한 결과 가속저장과 실온저장 간의 관계는 다음과 같다. 1. AV의 가속저장과 실온저장의 관계를 살펴보면, 대조구의 경우 가속저장 시 0시간<4시간<8시간<12시간<16시간<20시간<24시간은 실온저장 시 각각 0개월<약 1.1개월<약 1.4개월 <약 3.4개월<약 4.3개월<약 5.1개월<약 5.9개월이며, 1.5%-인삼처리구의 경우 가속 저장 시 0시간<4시간<8시간<12시간<16시간<20시간<24시간은 실온저장 시 각각 0개월<약 1.2개월< 약 2.5개월< 약 2.9개월< 약4.7개월< 약 5.4개월<6개월로 이와 같이 증가 하는 것으로 나타났다. AV는 60℃, RH 50%에서 대조구의 경우 가속저장 1시간이 실온저장 7일에, 1.5%-인삼처리구의 경우 1시간이 실온저장 7.5일에 해당되는 것으로 나타났다. 2. POV의 가속저장과 실온저장의 관계를 살펴보면, 대조구의 경우 가속저장 시 0시간<4시간<8시간<12시간<16시간<20시간<24시간은 실온저장 시 각각 0개월<약 1.3개월<약 2.2개월< 약 3.4개월<약 5.2개월<약 5.7개월<6개월 이상이며, 1.5%-인삼처리구의 경우 가속저장 시 0시간<4시간<8시간<12시간<16시간<20시간<24시간은 실온저장 시 각각 0개월<약 1.0개월<약 2.0개월<약 2.7개월<약 4.5개월<약 5.7개월<6개월로 이와 같이 증가 하는 것으로 나타났다. POV는 60℃, RH 50%에서 대조구의 경우 가속저장 1시간이 실온저장 7.5일에, 1.5%-인삼처리구의 경우 1시간이 실온저장 7.7일에 해당되는 것으로 나타났다. 3. 저장기간 중 산패취 발생시기의 경우, 대조구는 가속저장과 실온저장 시 AV 및 POV의 저장안전시기와 유사한 시기에 산패취가 발생하였으나, 1.5%-인삼처리구의 경우 가속저장이 실온저장에 비해 약 1개월 정도 앞서 산패취가 발생하여 다소 차이를 보였다.

일반적으로 토목구조물에서 계측된 가속도 신호의 대부분은 적분이 매우 힘들다. 그 이유는 토목구조에서 계측된 가속도 신호는 일반적으로 비정상신호이며 또한 비가우시안 노이즈와 저주파 노이즈를 포함하고 있어, 저주파 성분이 증폭되는 적분과정에서 수치적 불안정성이 발생할 수 있기 때문이다. 따라서, 본 논문에서는 비정상 신호처리에 탁월한 웨이블릿 변환의 개념을 비가우시안 노이즈와 저주파 노이즈에 대해 확장한 수정된 웨이블릿 변환을 이용한 가속도 기록의 이중 적분방법을 제시하였다. 또한, 예제해석을 통해 제시된 방법이 비정상 신호의 노이즈 및 비가우시안 노이즈와 저주파 노이즈를 제거에 우수한 성능을 보이고 있음을 보였다.

In order to explore the cosmic ray acceleration at the cosmological shocks, we have performed numerical simulations of one-dimensional, plane-parallel, cosmic ray (CR) modified shocks with the newly developed CRASH (Cosmic Ray Amr SHock) numerical code. Based on the hypothesis that strong Alfven waves are self-generated by streaming CRs, the Bohm diffusion model for CRs is adopted. The code includes a plasma-physics-based 'injection' model that transfers a small proportion of the thermal proton flux through the shock into low energy CRs for acceleration there. We found that, for strong accretion shocks with Mach numbers greater than 10, CRs can absorb most of shock kinetic energy and the accretion shock speed is reduced up to 20%, compared to pure gas dynamic shocks. Although the amount of kinetic energy passed through accretion shocks is small, since they propagate into the low density intergalactic medium, they might possibly provide acceleration sites for ultra-high energy cosmic rays of E > 10 18eV. For internal/merger shocks with Mach numbers less than 3, however, the energy transfer to CRs is only about 10-20% and so nonlinear feedback due to the CR pressure is insignificant. Considering that intracluster medium (ICM) can be shocked repeatedly, however, the CRs generated by these weak shocks could be sufficient to explain the observed non-thermal signatures from clusters of galaxies.