This paper presents the development of a 3D printer based piezo-driven vertical micro-positioning stage. The stage consists of two flexure bridge structures which amplify and transfer the horizontal motion of the piezo-element into vertical motion of the end-effector. The stage is fabricated with ABS material using a precision 3D printer. This enables a one-body design eliminating the need for assembly, and significantly increases the freedom in design while shortening fabrication time. The design of the stage was optimized using response surface analysis method. Experimental results are presented which demonstrate 100nm stepping in the vertical out-of-plane direction. The results demonstrate the future possibilities of applying 3D printers and ABS material in fabricating linear driven motion stages.

This study is to be suggest the optimal mat foundation mixing design of high strength concrete by using fly ash and retarding admixture. This study applied retarding admixture to high strength concrete over 40MPa, and tested the mechanical properties of concrete according to binder content(385∼415kg/㎥), fly ash substitution rate(0~25%), and adding rate of retarding admixture(0~1.2%) As a results, For the concrete to be applied to lower part of mat foundation, it is suitable to substitute FA 25% with binder contents 385kg/㎥ and to apply the mixing with adding retarding admixture 1% in order to repress hydration heat and to cast concrete at once through congelation delay. As a result of experiments of adiabatic temperature rising, coefficients of adiabatic temperature rising K and α were 40.68 and 1.08 for retarding-type concrete and 42.8 and 1.13 for standard concrete, respectively, under the condition of initial concrete temperature about 19℃. In the identical temperature condition, differences of adiabatic temperature rising speed according to use of retarding admixture were not different, and maximum value of adiabatic temperature rising of retarding-type concrete was lower than standard concrete. Keywords: Retarding Admixture, High Strength Concrete, Mat Foundation, Fly Ash, Adiabatic Temperature Rise

Box-Wilson 실험계획법은 보통 중심합성계획법으로 알려져 있으며, 변동성이 존재하는 정보를 실험 계획적 방법으로 수집하는 설계 기법이다. 이 방법은 최소의 설계비용으로 가능한 많은 정보를 얻는 목적으로 고안되었다. 본 연구에서는 60 MPa급 고강도 자기충전형 콘크리트(HSSCC)를 대상으로 다양한 성능에 대한 여러 배합인자들의 효과를 효율적으로 파악하고 최적배합을 찾는 과정에 이 방법을 적용하였다. HSSCC의 배합인자(요인)와 물리적 성능(반응) 사이의 비선형적 관계는 2차 다항식으로 반응표면을 근사화 모델링하였으며, 요인점=25=32개, 축점=2k=10개, 중심점은 각 축에서 2번 씩 10개, 총 52개의 실험점에서 물시멘트비, 단위시멘트량, 잔골재비, 단위플라이애쉬량, 단위고성능감수량의 총 5개의 인자에 따른 압축강도, 통과능력, 재료분리저항성, 제조비용, 밀도 등의 총 5개의 반응을 파악하기 위한 실험이 실시되었다. 연구의 결과 Box-Wilson 실험계획법은 배합인자와 반응 사이의 관계를 과학적인 방법으로 계획하고 객관적으로 해석하는 데 매우 효과적이었으며, 수치해석적인 방법으로 최적배합을 계산할 수 있었다.

In this study, using the finite element program(ANSYS), was carried out the modeling for the stainless steel large capacity water tank. In addition, it was confirmed the safety of the structure of the snow and wind load. In addition, we performed a optimization design. As a result, it was confirmed for the combination load and maximum stress to occur into the allowable stress.

기후변화로 인한 극한 강우사상의 빈번한 발생과, 도시화로 인한 토지이용의 변화로 도시유역의 침수피해가 많이 발생하고 있다. 도시에서의 홍수배제는 우수관거에 의존하고 있으며, 대부분 집중호우의 발생이후 하수도 시스템의 용량부족으로 침수가 발생하고 있다. 이러한 도시유역의 침수방지를 위한 내수배제시설에는 배수문, 배수펌프, 유수지, 우수관거 등이 있다. 도시유역에서의 침수피해는 지역 물 순환을 고려한 내수배제를 위해 내수 및 외수를 함께 고려하여야 하고, 유역의 재산상 피해와 밀접한 관계가 있어, 원활한 홍수량 배제 및 침수피해의 감소를 위해 각각 시설별 정확한 평가가 필요하다. 본 연구에서는 상습침수가 발생하는 도시유역으로 서울시의 도림천 유역을 선정하였다. 도림천 유역은 최근 폭우발생시 침수 피해가 빈번히 발생한곳이다. 도림천 유역은 관악산에서 발원하여 관악구, 구로구, 동작구등 도심지를 관통하며 하천의 일부가 복개되어 도로로 사용되고 있다. 도림천 유역은 총 17개의 배수분구로 구분되어 있으며, 침수피해는 복개되지 않은 부분에서의 하천의 범람, 하수관거 및 펌프장의 내수배제 불량 등의 원인에 의해 발생하고 있다. 본 연구에서 연구대상지역으로 선정한 곳은 신림3, 4 배수분구이며, 이러한 도림천 유역에 대하여 내수배제시설의 효율을 알아보기 위해 적용 가능한 내수배제시설을 선정하고, 시설별 내수 침수 저감율을 산정하였다. 불투수율이 높은 도시유역 유출특성을 고려한 홍수의 정확한 예측을 위해 도시유출모형인 SWMM 모형을 이용하여 관거에서 우수의 흐름을 모의하였고, 이 결과 발생한 월류량을 홍수범람해석 모형인 FLUMEN의 입력자료로 사용하여 범람해석을 실시하였다.

The development of QEA(Quantum-inspired Evolution Algorithm) and their engineering-problem applications have emerged as one of the most interesting research topics. These algorithms find optimal values with the operators such as quantum-gate by using quantum-bit superposed basically by zero and one. In this process, the balance between the two features of exploration and exploitation can be kept easily. So, this paper is to propose an optimum design program for truss system based on QEA and 17 bar plane truss model is adopted as numerical example.

Diverse studies are being conducted on sewage sludge treatment and recycling methods, but the demand for a lowcost treatment technology is high because the sewage sludge has an 80% or higher water content and a high energy consumption cost. We want to apply the thermal hydrolysis reaction that consumes a small amount of energy. The purpose of this study is to quantify the thermal conductivity of sewage sludge according to reaction temperature for optimal design of thermal hydrolysis reactor. We quantified continuously the thermal conductivity of dewatered sludge according to the reaction temperature. As the reation temperature increased, the dewatered sludge is thermally solubilized under a high temperature and pressure by the thermal hydrolysis reaction. Therefore, the bond water in the sludge cells comes out as free water, which changes the dewatered sludge from a solid phase to slurry of a liquid phase. As a result, the thermal conductivity of the sludge was more than 2.6 times lower than that of the water at 293 K, but at 470 K and above, became 0.708 W/m·K, which is about 4% lower than that of the water.

In order to reduce seismic responses of a structure, additional dampers and vibration control devices are generally considered. Usually, control performance of additional devices are investigated for optimal design without variation of characteristics of a structure. In this study, multi-objective integrated optimization of structure-smart control device is conducted and possibility of reduction of structural resources of a building structure with smart top-story isolation system has been investigated. To this end, 20-story example building structure was selected and an MR damper and low damping elastomeric bearings were used to compose a smart base isolation system. Artificial earthquakes generated based on design spectrum of low-to-moderate seismicity regions are used for structural analyses. Based on numerical simulation results, it has been shown that a smart top-story isolation system can effectively reduce both structural responses and isolation story drifts of the building structure in low-to-moderate seismicity regions. The integrated optimal design method proposed in this study can provide various optimal designs that presents good control performance by appropriately reducing the amount of structural material and damping device.

최적화기법과 선형변환 자동화기법을 도입하여 고속 중형 Ro-Pax선박의 조파저항성능을 향상시킬 수 있는 선형설계방법에 대하여 연구하였다. 최적화기법으로는 SQP(sequential quadratic programming)을 적용하였으며, 선형변환 자동화기법으로는 NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)기법을 적용하였다. 목적함수인 선박의 조파저항성능을 예측하기 위하여 비선형 자유수면 경계조건과 선체의 침하량을 고려한 비점성 유동 해석 기법인 패널법을 적용하였다. 기준선형에 대하여 선형최적화를 수행하였으며 그 결과로 도출된 최적선형에 대하여 모형선을 제작하여 모형시험을 수행하였다. 기준선형과 최적선형에 대한 수치해석을 수행하여 얻은 결과와 최적선형에 대한 모형시험을 수행하여 얻은 결과를 서로 비교하였다.

It is well-known that when singularities are located within the workspace of the parallel mechanism (PM), the usefulness of its workspace is significantly deteriorated. To handle this problem, we suggest an optimal design method which leads to more useful and larger workspace of the PM by taking its singularity locations into consideration in design process. Kinematic models of three selected planar PMs, a 5R type PM, a 3-RPR type planar PM, and a 3-RRR type planar PM, are derived via screw theory and their singularity analyses are conducted. Then workspace optimal designs for those three PMs are conducted to verify that the suggested design method leads more useful and larger workspace in which deterioration by singularity is minimal.

효과적인 수질관리를 위해서는 수질정보의 기대수준에 맞는 신뢰성 있는 수질자료가 확보되어야 한다. 이런 점에서 볼 때 수질모니터링은 조사지점, 수질항목, 측정주기 등이 성패의 중요한 요인이 되며, 이중에서 특히 조사지점은 가장 중요한 사항으로 판단된다. 그러나 지금까지 수질조사를 위한 관측지점은 대부분 정성적 판단에 따라 정해지고 있었기 때문에 수질 대표성이 문제가 되기도 하였다. 본 논문에서는 이와같은 수질측정망 구축 시 문제점을 과학적인 통계기법을 적

신뢰성평가는 고속철도교량에 포함된 불확실성의 영향을 고려하여 정량적 구조안전성을 검토하기 위한 효율적인 방안이며, 신뢰성평가에 기초한 기대생애주기비용은 고속철도교량의 합리적인 안전수준 및 설계기준을 제공할 것이다. 따라서 이 연구에서는 수치해석과 신뢰성평가 결과를 바탕으로 고속철도교량의 기대생애주기비용 및 최적설계 방안을 결정하고자 한다. 이를 위해, 고속철도교량의 표준설계를 기준으로 다양한 설계방안을 설정한 후, 각각의 설계방안에 대해 수치해석을 수행하였으며, 설계강도 한계상태방정식에 따른 신뢰성평가는 수치해석결과를 토대로 외적 불확실성의 영향을 고려하여 수행하였다. 고속철도교량의 기대생애주기비용은 각각의 설계방안에 따른 신뢰성평가 결과를 바탕으로 산정하였다. 또한 최적설계 방안은 산정된 기대생애주기비용을 이용하여 결정하였다. 아울러, 최적설계 방안의 신뢰성평가 결과 및 기대생애주기비용에 대해 내적 불확실성의 영향을 고려하여 검토하였다. 이 연구결과는 고속철도교량의 체계적인 안전성 평가 및 최적 구조설계를 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

퀘스트(Quest) 시스템은 MMORPG에서 콘텐츠를 제공하는 핵심 시스템 중 하나이다. 퀘스트디자인 업무에서 퀘스트 보상 설정은 게임 내 작용하는 여러 구성 요소의 높은 조합 복잡도로 인해 적절한 보상 수준을 산출하기가 어려운 문제에 속한다. 본 논문에는 퀘스트 보상 문제를 순회 판매원 문제(Traveling Salesman Problem, TSP)로 모델링하여 해결함으로써 적절한 보상수치를 자동적으로 산출해 낼 수 있는 기법을 제안하였다. 이를 통해 퀘스트 디자인 단계에서 퀘스트 보상 수치 확정을 위한 강도 높은 테스트 부담을 줄이고 정확한 보상 수치를 산출하는데 도움이 될 것이다.

환경 및 경제적 문제 등으로 인해 댐과 같은 대규모 수공구조물의 신설이 점차 어려워짐에 따라, 천변저류지 등과 같은 소규모 수공구조물의 설치가 대안으로 검토되고 있다. 천변저류지와 같은 소규모 수공구조물의 경우 홍수량, 유입수문곡선, 천변저류지 용량 및 월류위어의 월류고 등에 따라 홍수저감효과가 민감하게 반응하므로, 대상 저류지의 제원 결정을 위해 목표하는 설계빈도 결정이 선행되어야 한다. 또한 천변저류지를 이용하여 목표하는 홍수저감효과를 얻기 위해 다

대수층 바닥이 해수면보다 낮은 해안 지역에서는 관정에서의 적정양수량이 해수침투 여부에 의하여 결정될 수 있다. 이러한 지역에서 관정의 적정 양수량을 초과하는 수요를 만족시키기 위하여 과잉양수를 시행해야하면 우기의 잉여 지표수를 대수층에 주입함으로서 과잉 양수정을 연중 보호할 수 있다. 본 연구에서는 최소의 주입으로 과잉 양수정을 보호할 수 있는 주입정의 위치와 우기의 주입량을 계산하는 전산모델을 개발하였다. 경계면모델과 최적화방법을 조합하여 개발된 수치

구조최적화는 최근 CAD와 컴퓨터 기술이 발전하면서 구조설계부분에 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 30층의 강구조물을 대상으로 유한요소해석 및 어댑티브 시뮬레이티드 어닐링 알고리즘을 이용하여 최적중량설계를 구현하였다. 최적설계는 모든 설계상수와 설계하중들이 주어졌을 때, 목적함수가 최소로 됨과 동시에 모든 설계제약조건을 만족시키는 설계변수를 결정하는 설계법이라고 정의할 수 있다. 최적설계 구현을 통해 건설 측면에 있어 성능 향상과 신뢰도 향상 효과를 가져 올 수 있을 것이다.

본 연구에서는 고등해석과 유전자 알고리즘을 이용한 트러스 구조물의 최적설계를 수행하였다. 본 연구에서 사용한 고등해석은 기하학적 비선형과 재료적 비선형을 동시에 고려한다. 최적화 알고리즘으로 마이크로 유전자 알고리즘을 사용하였다. 목적함수로 구조물의 중량을 사용하였으며, 제약조건식은 구조시스템의 하중-저항능력 및 변위 조건을 고려하였다. 제안된 방법에 의한 최적설계 결과를 기존의 연구결과와 비교하여 그 타당성을 증명하였다.

하천의 호안은 제방 또는 호안을 유수에 의한 파괴와 침식으로부터 보호하기 위한 구조물로서 과거에는 치수 목적만 갖고 기술자의 주관이나 경험적 판단에 기초해 공법을 선정함으로써 시공한 후 여러 문제점들이 발생하였다. 그러나 현재는 치수뿐만 아니라 환경적 측면이 강조되면서 자연형 호안이 필요하게 되고, 호안종류가 다양해져 호안 공법 선정시 보다 객관적이고 정량적인 해석방법이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 호안공법 선정시 기존의 방법에서 문제가 되었던 주관

본 연구는 도시 우수관망 설계 시 주어진 설계유량을 효율적이고 경제적인 단면 구성과 관망에 따른 우수배제 능력을 극대화시키기 위해 최적화 기법인 동적계획법(Dynamic Programming : DP)의 특수한 방법인 이산미분형 동적계획법(Discrete Differential Dynamic programming DDDP)를 이용해 최적화된 설계조건을 구할 수 있도록 하였다. 이산미분형 동적계획법의 기법은 설계유량과 맨홀의 위치가 결정되면 그에 따른 최