본 연구는 보행자용 방호울타리의 구조 재료를 FRP로 대체하는 경우의 구조적 타당성을 동적 조건에서 검토하였다. ABAQUS/Explicit 기반의 비선형 충돌 해석을 통해 FRP 복합재 방호울타리의 충돌 거동을 분석하였으며, 각 재료의 비선형성을 반영 한 적절한 재료 모델을 적용하였다. 해석 결과, 기존 강재 방호울타리는 최대 약 167.6 mm의 변위가 발생하였으며, 방호구조물 및 기둥부의 소성 파괴가 관촬되었다. 추가적으로 콘크리트 연석의 고정부에서는 광범위한 파괴 양상이 확인되었으며, 이는 차량 충돌 시 구조체가 보행자 측으로 비산될 수 있는 위험성을 내포한다. 한편, CFRP 및 GFRP 방호울타리는 강재 대비 최대 변위가 약 7.1∼ 9.6%까지 증가하였으며, Hashin 파손 기준에 따른 파손 지수가 최대 1,548.428로 나타나 초기 단계에서 파손이 시작된 것으로 분석 되었다. 이러한 결과는 단순한 재료 치환만으로는 충분한 구조 안전성을 확보하기 어려움을 보여주며, FRP 복합재에 적합한 구조 설계 및 변수 최적화에 대한 추가 연구가 필요함을 시사한다. 아울러 수치해석 결과의 신뢰성 확보를 위해서는 향후 실험적 검증이 필수적이다.

본 연구는 강재 보행자용 방호 울타리 고정부 부식에 따른 유효단면적 감소로 인한 강성 저하를 해결하기 위해 내부식성이 뛰어난 GFRP, CFRP를 볼트에 적용하여 설계하중에서의 적용성을 검증하였다. 강재에서 유효단면적은 부식이 20년 진행 되었을 때 1.4mm 감소하여 기둥 변위는 28.65mm로 측정되어 부식의 심각성을 인지하였다. FRP 적용 시 평가는 파손 지수(DI)를 통하였고 CFRP 고정부 앵커에서 최대 성능의 30% 수준을 사용하여 설계하중에 만족함을 보였다. 또한, 콘크리트 연석에 가하는 쪼갬 인장응력 이 강재 대비 0.93배로 확인되었다. 이는 FRP 볼트 적용 시 강재와 동일한 방법으로 연석을 검토할 수 있을 것으로 판단된다. 결론적 으로 강재 부식에 따른 강성 저하는 구조물의 심각한 영향을 주어 부식 저항성이 높은 재료의 대체는 필수적이며, 동시에 보행자용 방호 울타리의 설계하중에 대한 연구가 추가적으로 수행 되어야한다.

The launcher of a hard-kill type APS (Active Protection System) requires rapid and precise driving to aim at incoming threats after detection. High angular acceleration is necessary for rapid driving, which demands high energy consumption. However, the capacity of the capacitor bank and power supply unit is limited due to weight and space constraints. If energy becomes insufficient during continuous operation, the voltage of the capacitor bank can drop below the minimum operating voltage of the drive motor, leading to problems such as torque deficiency. Therefore, it is necessary to determine an allowable angular acceleration that satisfies precision within the available energy and generate a driving profile accordingly. This paper proposes a method for deriving an allowable angular acceleration by analyzing the allowable energy and validates it through simulation. We examined the allowable energy by verifying the charged voltage of the capacitor bank, formulated equations for energy at the point of maximum consumption, and derived an equation for allowable angular acceleration through numerical analysis. By applying the proposed algorithm in simulations, we confirmed that the voltage of the capacitor bank did not drop below the minimum operating voltage of the driving motor during three consecutive operations. Therefore, it is expected that the stability of the APS launcher can be improved by applying the proposed algorithm, and continuous operation with limited performance is anticipated to be possible.

2011년 일본 후쿠시마 원자력발전소 사고로 인해 130만 톤 이상의 방사능 오염수가 발생하였고, 2023년부터 일본 정부는 다량 의 오염수를 바다로 방류하고 있다. 이 사고는 해양방사능 오염에 대한 우려와 해산물 섭취에 대한 불안감을 증가시켰으며, 특히 수산물 소비량이 높은 우리나라에서 방사선감수성이 높은 어린이와 태아에게 미치는 영향에 대한 걱정 등을 야기시켰다. 이러한 해양 방사능 오 염 사태를 포함한 다양한 해양 방사능 누출 사고에 대비하기 위해 방사선 방호물질에 대한 연구의 필요성이 증대되고 있다. 천연 방사선 방호제는 화학적 방사선방호제에 비해 부작용이 적고 상용화가 용이하다. 따라서 본 연구는 천연 항산화물질인 엽산과 α-토코페롤 혼합 물이 방사선으로부터 생체를 보호하는 기능을 확인하고자 하였다. 실험은 방사선감수성이 높은 태아를 대상으로 하기 위하여 Spraque-Dawley rat (SD rat)을 사용하여 임신을 유도하였으며, 출산 후 2세대의 골격계, 혈액분석, 체중, 비장, 뇌 및 소장을 관찰하였다. 혈 액분석과 소장의 융모길이, 대뇌피질 두께 측정에서 혼합물 투여 후 방사선조사군이 비교군(방사선조사군)에 비해 유의미한 회복(p<0.05) 을 보였으며, 이는 엽산과 α-토코페롤 혼합물이 해양 방사능 오염 환경에서 생체 내 방사선방호에 효과적임을 시사한다.

어린이보호구역에서 발생하는 아동 교통사고 피해 사례 증가에 따라 교육시설 주변의 보행자용 방호 울타리의 현황을 파악 하고자 현장 조사를 수행하였다. 그 결과, 방호 울타리의 기울어짐 및 부식 등 다양한 구조적 결함을 확인하였으며, 이 연구는 이에 대 한 대책으로 FRP(Fiber Reinforced Polymer)를 사용한 보행자용 방호 울타리를 설계하였고, 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용해 성능 및 타당성을 검증하였다. 해석 결과, CFRP와 GFRP로 제작된 지지부는 최대 파손 지수가 0.03, 0.1로 나타났으며, 지지부 와 방호 구조재의 변위는 기존 강재 지지부 대비 1.16~3.07배 증가한 것으로 나타났다. 또한, 설계 변수 연구를 위해 FRP의 섬유 배향 각을 =0, 15, 30, 45, 60, 75, 90도로 구분하여 CFRP와 GFRP 지지부 간의 강성 차이를 비교하였으며, =0에서 CFRP가 GFRP 대비 최대 2.94배 높게 나타났다. 결론적으로 CFRP와 GFRP는 방호 울타리로서 충분한 성능을 보이지만, 설계 기준에 따르면 보행자용 방 호 울타리는 차량 충돌에 의한 하중은 고려하지 않으므로 이와 관련된 추가 연구가 수행되어야 한다.

중앙분리대 콘크리트 방호울타리(Concrete Median Barriers, CMB)는 마주 달리는 차량과의 정면충 돌을 예방할 뿐만 아니라 탑승자의 상해 및 차량의 파손까지 최소화하는 중요한 안전시설 중 하나이 다. 현재 국내의 CMB는 설계속도에 따라 등급이 정해지고, 이에 맞는 성능 평가를 실시하게 된다. 현 재 국내의 특수구간을 제외한 저속구간 및 일반구간(60~80km/hr)에서는 SB4등급 이하의 CMB가 사 용되고 있으며, 고속구간(100km/h 이상 도로)에서는 SB5등급 이상의 CMB가 사용된다. 그중 고속국 도에 시공되는 SB5등급 이상의 CMB에 대한 연구는 지속해서 수행되는 반면 일반국도에 대한 CMB 연구는 비교적 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 일반국도에 시공되는 SB4등급의 효율적인 단 면을 찾기 위한 해석적 연구가 수행되었다. 단면 형상은 1, 2차 충돌에 큰 영향을 미치는 단면의 높이 와 최하단부의 곡률 반경이 고려되었다. 유한요소 해석에 사용된 차량은 미국 교통부(U.S Department of Transportation)에서 제공한 16톤 트럭을 국내 차량과 비슷한 형태로 개선한 차량이었다. 해석 결과 로, 트럭의 충돌 후 단면 형상에 따라 발생한 트럭의 거동, 콘크리트 비산량, 소성변형이 비교되었다.

This study reports an analytical investigation on the development of SB4-grade separated concrete median barriers. The proposed barrier sections comprise three designs, with heights of 810, 1000, and 1270 mm and upper widths of 90, 120, and 120 mm, respectively. Before conducting collision analyses on the proposed sections, the considered collision analysis model was validated using real collision test results; the model was found to accurately predict the real collision test results. The proposed cross-sections were modeled to perform collision analysis according to SB4-grade collision conditions. Results indicated that increasing the cross-section height increased the damaged area and decreased the strength, while the occupant protection performance remained mostly unaffected. Furthermore, the proposed cross-sections met the strength and occupant protection performance criteria specified in domestic guidelines, suggesting their suitability as a separated concrete median barrier for bridges.

이 연구는 핵무기 폭발 시 발생하는 효과 변인을 토대로 북한이 언제, 어떤 방법으로 핵무기를 운용할 것이며, 핵폭발 시 생성되는 방사성 물 질이 자연환경과 인공물의 영향에 따라 도심지에서 어떤 거동 현상을 보 이는가와 이를 고려한 국민 방호의 대비 방향에 관한 것이다. 연구 결과 핵무기는 폭발 고도에 따라 그 효과가 달라지며, 북한은 이를 활용하여 개전 초부터 가장 효과적인 공격을 할 것으로 예측되었다. 즉, 북한은 개 전 초 한미연합군과 정부의 지휘‧통제‧통신체계를 무력화하기 위해 저위 력핵무기로 지하 폭발을, 전쟁 도중 결정적인 목표 확보를 위해 전술핵 무기로 저공 폭발을, 전쟁 말기 패색이 짙어지는 위기 시에는 전술핵무 기로 지표면 폭발을 시도할 것이다. 북한의 핵무기 공격 후 발생되는 방 사성 물질은 낙진의 형태로 일정 지역을 오염시킬 것이며, 방사성 물질 이 도심지로 유입된다면 공기역학 또는 유체역학적 거동을 보임으로써 다양한 형태의 오염과 위험이 존재할 것으로 분석되었다. 이에 따라 국 민 방호를 위해서는 북한의 핵무기 공격 양상을 고려 최악의 상황을 가 정한 대비가 평시에 완료되어야 하며, 전쟁 개시 이후에는 당시의 공격 유형에 부합한 대응 및 복구가 뒤따라야 한다. 아울러 방사능 낙진의 거 동을 세밀히 분석하고 이를 고려하여 핵폭발 초기 효과에 대비하는 주민 대피와 이를 후속하는 낙진에 대응하기 위한 주민 소개는 분리되어야 한다.

This paper presents a computational fluid dynamics (CFD) analysis to investiagate the effect of expansion chamber on overpressure reduction in protective tunnels subjected to detonation of high explosives. A commercial CFD code, Viper::Blast, was used to model the blast waves in a protective tunnel with a length of 160 m, width of 8.9 m and height of 7.2 m. Blast scenarios and simulation matrix were establihsed in consideration of the design parameters of expansion chamber, including the chamber lengths of 6.1 m to 12.1 m, widths of 10.7 m to 97 m, length to width ratios of 0.0 to 5.0, heights of 8.0 m and 14.9 m, and ratios of chamber to tunnel width of 1.2 to 10.9 m. A charge weight of TNT of 1000 kg was used. The mesh sizes of the numerical model of the protective tunnel were determined based on a mesh convergence study. A parametric study based on the simulation matrix was performed using the proposed CFD tunnel model and the optimized shape of expansion chamber of the considered tunnel was then proposed based on the numerical results. Design recommendations for the use of expansion chamber in protective tunnel under blast loads to reduce the internal overpressures were finally provided.

PURPOSES : In this study, a method for improving roadside barrier performance by introducing additional reinforcing materials without dismantling or drilling the old underperforming roadside barrier is developed based on the Installation and Management Guide for Roadside Safety Feature. METHODS : Reinforcing roadside barriers comprising reinforcement rails, impact absorbers, blockouts, and support reinforcement plates attached to an old underperformance roadside barrier were designed and manufactured. The manufactured prototypes were subjected to a vehicle crash test to verify their performance. RESULTS : In a structure whose performance is measurable after it collides with a large truck, the minimum strength of the structure to withstand the collision is maintained. Additionally, the safety of passengers measured via the collision test of a small vehicle is excellent. Hence, the reinforcement plan for the old underperforming roadside barrier satisfies all the performance evaluation standards. CONCLUSIONS : The cost of the improvement technology specifications proposed herein is approximately 50% lower than that of a SB3 level roadside barrier. The proposed method for improving the old underperforming roadside barrier is expected to be widely applied as it can be applied conveniently to road sites.

본 연구에서는 유리섬유보강근(GFRP rebar)를 적용한 SB6 등급 콘크리트 방호벽의 비선형 동적 해석을 수행하였다. ACI 설계기준에 근거한 새로운 방호벽 구조에 대하여 소형차와 트럭의 충돌에 대한 유한요소 모델링을 수행하였다. 트럭 충돌 에 대하여 제안한 모델은 기존의 철근을 적용한 모델과 비교하였을 때 구조적으로 만족할 만한 성능을 보였다. 또한, 소형차 충 돌 해석으로부터 산출한 탑승자 보호지수는 한계기준 범위 안에서 만족하였다. 이러한 결과로부터, 제안한 방호벽 구조는 기존 철근을 적용한 방호벽을 대체하여 실용적으로 적용이 가능할 것으로 기대된다.

북한은 지속적으로 핵능력을 고도화하고 있다. 이에 본 연구를 통해 북핵 위협에 대비하기 위한 억제 및 방호를 중심으로 현실적인 대응방 안을 제시하고자 한다. 현실적 대응방안은 다음과 같다. 우선 명확한 북핵 위협을 실체를 인식해야 한다. 둘째 기존의 북핵 대응 정책의 전 면적인 재정비가 필요하다. 셋째 한미동맹을 바탕으로 확장억제의 실행 력이 제고되어야 한다. 넷째 가용한 모든 수단을 활용하여 포괄적 전방 위 억제대책이 강구되어야 한다. 마지막으로 억제 실패에 대비한 실질 적인 핵방호 및 피해 최소화 방안을 강구해야 한다. 이러한 대응방안을 강구함에 있어 결단과 국민의 공감대 형성이 필수적이다. 한국형 핵공 유와 핵동맹 등 특단의 대책도 필요하다. 그리고 세부적인 로드맵과 강 력한 실행계획을 바탕으로 북핵 위협에 철저히 대비해야 할 것이다.

This study is an experimental study to evaluate the vehicle-protection performance of the reinforced F section of a concrete median barrier. To reinforce the strength performance and durability of the F section, the design strength of concrete was increased and a wire mesh was added. The reinforced F section was tested in an actual collision to verify the protection performance of the SB4 class(Impact Severity: 160kJ) concrete barrier. In the truck-crash test for strengthperformance evaluation, no damage or no sufficient scattering occurred to cause damage to a third party. In addition, the truck smoothly moved through an escape box after the collision. THIV and PHD, which are criteria for evaluating the occupant-protection performance, were measured at 75% and 64% of the limit, respectively, and were confirmed to provide good occupant-protection performance. The vehicle rotations after the collision were 12%–19% of the allowed limits.