윙세일(Wing-Sail)은 친환경 풍력 보조 추진 장치 중 하나로써 해운 분야의 온실가스 감축을 위해 실선에 적용이 증가하는 추세이다. 윙세일을 실제 선박에 적용하기 위해서는 정확한 보조 추진력의 산정과 공역학적 성능에 관한 연구가 필수적이다. 본 논문 에서는 중형 선박의 상부 구조 형상을 고려한 윙세일의 성능 평가를 수행하였다. 상부 구조 형상에는 선박의 갑판 및 거주구를 포함하 고 있으며, 윙세일의 공역학적 성능 평가를 위해 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)을 사용하였다. 윙세일의 공역학적 성 능은 선박의 상부 구조 형상을 고려하지 않은 단독 윙세일의 성능과 비교하였으며, 윙세일의 받음각(Angle Of Attack, AOA)과 풍향 (Apparent Wind Angle, AWA)의 변화를 고려하였다. 또한 본 논문에서는 윙세일의 항력 및 양력을 선박의 보조 추진력으로 변환하여 성 능 평가를 수행하였으며, 이때 최소 31%에서 최대 72%까지 추력이 감소함을 확인하였다. 본 연구를 통해서 윙세일의 추력 산정에 선 박의 갑판 및 거주구의 영향을 필수적으로 고려해야 할 것으로 판단되며, 윙세일의 적용을 위한 설계 및 엔지니어링에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

Light-weight ceramic insulation materials and high-emissivity coatings were fabricated for reusable thermal protection systems (TPS). Alumina-silica fibers and boric acid were used to fabricate the insulation, which was heat treated at 1250 °C. High-emissivity coating of borosilicate glass modified with TaSi2, MoSi2, and SiB6 was applied via dip-and-spray coating methods and heat-treated at 1100°C. Testing in a high-velocity oxygen fuel environment at temperatures over 1100 °C for 120 seconds showed that the rigid structures withstood the flame robustly. The coating effectively infiltrated into the fibers, confirmed by scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and X-ray diffraction analyses. Although some oxidation of TaSi2 occurred, thereby increasing the Ta2O5 and SiO2 phases, no significant phase changes or performance degradation were observed. These results demonstrate the potential of these materials for reusable TPS applications in extreme thermal environments.

In this study, we developed a technology that can measure key evaluation items in the field for various rehabilitation methods and evaluated its performance. The results are as follows. First, when the spray-on lining adhesion strength is measured after drying at high temperature (60℃) for 4 hours and cooling for 2 hours, the results are equivalent to or higher than the adhesion strength measured at room temperature after 48 hours. Therefore, the time required for measuring the adhesion strength in the field can be shortened to 1/8, and it is expected to be helpful in evaluating the condition of the spray-on lining. Second, depending on close or adhesive to existing pipe of the liner of the close-fit lining or CIPP lining, and the grouting condition of the slip lining, the sound frequency generation pattern, the vibration magnitude, and duration using the impact echo showed different characteristics. Therefore, it is thought that it is possible to evaluate liner lifting or grouting failure through analysis of the acoustic frequency, vibration magnitude, and duration. Third, when water penetrates the back of the liner of the close-fit lining or CIPP lining, it was found that the water penetrated between the liner and the existing pipe acts as a couplant, and a signal is repeatedly generated in which ultrasonic energy is transmitted and reflected to the steel pipe after the liner. Therefore, it is judged that it is possible to check whether water has penetrated the back of the liner using ultrasonic waves. Fourth, the liner tensile strength of the close-fit, CIPP lining was compared with the tensile test and the instrumented indentation test, and it was found that the tensile strength was similar. So it was judged that it will be helpful in evaluating the mechanical strength change without the liner specimen in the future.

In this study, a performance evaluation was conducted on a composite elastic asphalt precast expansion joint developed to replace steel expansion joints that frequently suffer from various damages, such as blow-up owing to increased traffic volume and abnormal weather. Two types of elastic asphalt binders were prepared by mixing a latex-based modifier, and their basic properties and performance were evaluated. Elastic asphalt binders were mixed with 8–13 and 13–19 mm aggregates to prepare elastic asphalt joint mixtures, and their permanent deformation and adhesive performance were evaluated using Hamburg wheel-tracking and direct-shear tests. Elastic asphalt joint blocks and internal reinforcement for crack prevention were applied to produce the elastic composite expansion joints, and their performance was evaluated through contraction–extension tests to determine fatigue cracking, maximum load during contraction– extension, and repeated contraction–extension tests. As a result of the performance evaluation of the developed elastic asphalt binder, both the high- and low-temperature performances were improved, and the temperature sensitivity was superior to that of general asphalt binders, exhibiting high resistance to cracking. In addition, the joint block specimens manufactured by mixing the elastic asphalt binder with 13–19 mm aggregates exhibited excellent permanent deformation in the dynamic stability and Hamburg wheel-tracking tests, and they had higher adhesive performance than the method of repairing with rapid-hardening concrete materials at low and room temperatures, where significant contraction of the concrete joint occurs. We confirmed that when a compression spring-type reinforcement was applied, the compressive force for contraction decreased significantly compared with the unreinforced state, and the tensile force for extension increased, thereby reducing the stress applied to the mixture itself. The composite elastic asphalt precast expansion joint developed in this study is expected to have superior durability against cracks and secure continuity with the road surface through the tensile force dispersing effect using expansion reinforcement. Thus, it has better drivability than the existing steel expansion joint and can absorb shocks such as vibrations and noise applied to a structure.

This study aimed to evaluate the performance criteria of low-noise asphalt pavements under laboratory conditions. Laboratory tests were performed on eight porous and three non-porous asphalt mixtures. Draindown, Cantabro, tensile strength ratio (TSR), and dynamic stability tests were conducted to evaluate durability. The functionality was assessed using sound-absorption and indoorpermeability- coefficient tests. The laboratory results showed that all mixtures satisfied the quality standards for the draindown and TSR tests. In the dynamic stability test, all the mixtures demonstrated adequate rutting resistance. For porous mixtures, the Cantabro test results indicated sufficient shatter resistance and the indoor-permeability-coefficient test confirmed proper drainage performance. All mixtures exhibited satisfactory sound absorption, with the porous mixtures exhibiting slightly better sound absorption than the non-porous mixtures. Both porous and non-porous mixtures are durable and functional and are used in Korea. Future field tests are required to evaluate the noise reduction performance under different conditions and to compare the in-situ performance results with those from laboratory tests.

This study is about the evaluation for shock-proof performance of the system, elastically support the low accumulator of the naval artillery against underwater explosion, using DDAM. For the evaluation, the shock analysis procedure using DDAM, supported by MSC/NASTRAN, was briefly described. In addition, in order to perform the shock analysis, the elastic support system was modeled as a finite element. The shock analysis of the elastic support system was performed by selecting the analysis frequency range so that reliable results can be obtained. Finally, the shock-proof performance of the system was evaluated by comparing the shock analysis results with the properties of the elastic support system.

지진발생 시, 건물은 작게는 손상에서 크게는 붕괴까지 이어지므로 인명과 재산상의 피해가 생길 수 있다. 이러한 지진의 위험성에 대비하여 건물의 내진성능평가가 필요하다. 현재 내진성능평가 기법의 경우 개별 건물을 대상으로 하기에 많은 시간이 투자되어야 한다. 따라서, 지역규모의 건물들을 대상으로 하는 내진성능평가 기법의 개발이 필요한 실정이다. 본 연구는 RC 주거형 건물의 내진 성능을 평가하고 보강계획을 수립하기 위해 비선형 Shear Spring을 가진 단자유도모델을 구축하였다. 구조물의 비선형 응답을 모사 하기 위한 비선형 Shear Spring은 T-SR-μ를 매개변수로 정의된다. 해당모델에 100개의 PEER 지진을 적용하여, 최대층간변위비 응답 으로 건물의 내진성능을 평가하였다. 제안기법의 적용성을 확인하기 위하여 상세모델과 비교하였을 때, 두 모델 모두 건물의 내진성 능을 같은 수준으로 판단하였음을 확인하였다. 본 연구는 제안된 방식이 실제 건물의 내진성능을 예측할 수 있음을 보여주었다.

The pressure sensor had been widely used to effectively monitor the flow status of the water distribution system for ensuring the reliable water supply to urban residents for providing the prompt response to potential issues such as burst and leakage. This study aims to present a method for evaluating the performance of pressure sensors in an existing water distribution system using transient data from a field pipeline system. The water distribution system in Y District, D Metropolitan City, was selected for this research. The pressure data was collected using low-accuracy pressure sensors, capturing two types of data: daily data with 1Hz and high-frequency recording data (200 Hz) according to specific transient events. The analysis of these data was grounded in the information theory, introducing entropy as a measure of the information content within the signal. This method makes it possible to evaluate the performance of pressure sensors, including identifying the most sensitive point from daily data and determining the possible errors in data collected from designated pressure sensors.

본 연구는 RC(철근콘크리트) 기둥과 FRP 콘크리트 기둥의 압축성능을 P-M 상관도를 통해 비교, 분석하였으며, 특히 콘크리 트 압축강도, 보강비, FRP의 탄성계수 변화에 따른 기둥의 거동 특성을 분석하였다. 연구 결과, 고강도 콘크리트(40MPa 이상) 사용 시 FRP 보강 기둥의 성능이 RC 기둥을 상회하며, 균형파괴점이 압축영역으로 이동하여 안정성이 향상됨을 확인하였다. 보강비는 0.010∼ 0.015 범위에서 최적 성능을 발휘하며, 과도한 보강은 오히려 취성파괴 위험을 증가시킬 수 있음을 확인하였다. FRP 물성 선택에 있어 낮은 파괴변형률과 적절한 탄성계수를 가진 재료를 사용하여 균형파괴점을 압축영역에 위치시키는 것이 중요함을 제시하였다. 본 연구 는 FRP 보강 기둥 설계 시 콘크리트 강도, 보강비, FRP 물성을 종합적으로 고려하여 압축성능을 최적화하고 안정성을 확보할 수 있는 방안을 제시하였다. 이러한 결과는 FRP 보강 콘크리트 기둥의 효과적인 설계 및 성능 향상에 기여할 것으로 기대된다.

최근 지구온난화로 인해 폭우, 눈 등 이상기후가 발생하면서 노면 동결(블랙아이스)로 인한 사고 및 인명피해가 늘어나고 있 는 것이 문제가 되고 있다. 이를 최소화하기 위해 본 연구에서는 다공성 골재인 팽창점토에 열저장이 가능한 상변화물질(PCM)을 적용 하였다. PCM은 상변화 과정에서 열에너지를 흡수, 저장, 방출할 수 있는 소재로 온도에 따른 결빙을 최소화할 수 있다. 따라서 본 연 구에서는 시멘트 복합재에 적용되는 PCM 함침이 가능한 경량골재에 진공함침을 실시하고 기계적, 열적 성능 검증 연구를 수행하였다. 열적 성능을 향상시키기 위해 다중벽탄소나노튜브(MWCNT)와 실리카흄을 첨가하였다. 본 연구에서는 물체의 열적 성능을 측정할 수 있는 DSC 실험을 통해 PCM 함침 경량골재 및 콘크리트 복합체의 열적 성능을 검증하였다. 콘크리트 복합체 제작 후 압축강도 시험 과 열적 성능시험을 실시하였다. 이때 열적 성능을 검증하기 위해 항온항습 챔버를 이용하여 시험을 진행하였다. 압축강도 실험을 통 해 MWCNT의 분삭액을 혼입한 PCM 함침 팽창점토가 적용된 콘크리트 복합체의 평균 압축강도는 24MPa 이상으로 구조물에 적용이 가능함을 확인하였다. 열적 성능시험을 통해 PCM 함침 팽창점토가 적용된 콘크리트 복합체는 영하의 외기온도에서도 영상의 온도를 유지할 수 있음을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해 주거 및 상업 건물 및 다양한 구조물에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

본 논문에서는 다양한 기상 조건에서 시인성과 내구성을 향상시키도록 설계된 도로 표시용 UV 경화 코팅 시스템 개발을 위해 수행한 연구의 결과를 나타내었다. 제조된 UV 코팅을 사용해 차선 표시의 재귀반사도와 내마모성을 강화하고 포장가속시험(APT), 휠 트래킹 내구성 테스트 등 다양한 테스트를 통해 성능을 평가하였다. 이 결과를 바탕으로 도로 안전을 위한 야간 시인성 및 미끄럼을 개선하 고자 한다.

도로에서 발생하는 대기오염의 주요 원인은 자동차 등의 연료연소로 인해 발생하는 미세먼지(PM), 질소산화물(NOX), 황산화물(SOX), 암모니아(NH3), 오존(O3) 등이며, 특히 미세먼지와 질소산화물은 도로를 이용하는 운전자와 보행자의 건강에 부정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 버스정류장에 설치되는 미세먼지 저감시설의 미세먼지 저감효과를 분석하기 위하여 미세먼지 저 감능력을 실증할 수 있는 실대형 미세먼지 실증인프라와 실규모의 버스정류장을 이용하였다. 미세먼지 실증인프라에서 미세먼지 저감 시설이 설치되는 실험군(2곳)과 미설치되는 대조군(1곳)을 대상으로 미세먼지(PM10) 발생농도를 측정하였으며, 미세먼지 저감시설의 미 세먼지 저감효과를 분석하기 위하여 미세먼지(PM10)의 발생확률과 확률밀도함수를 산정할 수 있는 통계학적 방법인 Anderson-Darling 테스트(AD 테스트)를 이용하여 분석하였다. 미세먼지 저감시설의 미세먼지 저감효과는 대기질지수(AQI)의 기준을 준용하여 실험군ㆍ 대조군의 미세먼지 농도발생확률을 비교하여 정량적ㆍ정성적으로 분석하였다. 미세먼지(PM10) 농도발생확률 산정결과, AQI ‘보통’의 경우, 실험군 측정지점 1, 2와 대조군의 농도발생확률은 각각 77.24%, 63.26%, 0.00%로 대조군에 비해 실험군의 측정지점 1, 2에서 높 게 나타났으며, AQI ‘나쁨’의 경우, 실험군 측정지점 1, 2와 대조군의 농도발생확률은 각각 21.70%, 35.09%, 100.00%로 나타나 실험군 내의 미세먼지(PM10) 발생농도가 대조군과 비교해 개선되는 것으로 분석되었으며, 대조군 내부의 미세먼지 농도의 변화는 거의 없는 것으로 나타났다. 일반적으로 미세먼지를 측정하는 방식인 중량법과 베타선법을 통한 미세먼지 저감효과 분석방법은 시간당 평균으로 측정한 미세먼지 농도만 비교 가능하므로 정성적인 효과분석이 미비해 본 연구를 통해 소개한 통계학적 방법이 정량적 분석 뿐만 아 니라 정성적 분석에도 효과적일 것으로 기대하고 있다.

본 연구는 노후화된 교량의 단면 보수를 위한 고성능 콘크리트 보수재료를 개발하는 것을 목표로 하여 진행하였다. 건식 숏크리트 방법을 사용하여 최적의 혼합비를 도출하기 위해 재료에 대한 기본 실험을 바탕으로 내구성 및 수밀성 측면에서 적합한 성능을 개발 하기 위한 실험을 진행하였다. 본 연구는 실리카 흄, 고로슬래그, 자연섬유 등을 혼합하여 각 변수별 차이를 비교하였으며, 압축강도, 소성 수축, 염소 이온 침투 저항성, 동결융해 실험을 통해 성능을 평가하였다. 본 연구 결과 실리카 흄과 천연 섬유를 혼합하여 내구 성 및 수밀성을 확보한 채 팽창제와 폴리머 분말수지를 혼입하여 적합한 성능을 가진 보수재료를 개발하기 위한 기초 연구를 완료하 였다. 이 보수재료는 압축강도, 동결융해 저항성, 소성수축 균열 저감성, 염소 이온 침투 저항성 측면에서 우수한 성능을 보여줄 것이 다. 본 연구에서 개발될 보수재료는 기존 보수 모르타르보다 성능이 우수하며, 건식 숏크리트 방식을 사용하기 때문에 작업 및 후처리 과정이 습식 숏크리트 방식보다 간단하여 소구 작업에 더욱 효율적일 것으로 판단된다.

최근 결빙으로 인한 교통사고가 빈번히 발생하고 있으며, 도로순찰시 육안 인식이 어려운 도로살얼음 검지를 위해 다양한 방식의 검지센서가 도입되고 있다. 본 연구에서는 국내외 상용화되어 있는 차량부착식 노면상태 검지센서에 대한 현장 검증을 통해 국내 도 로조건에의 적용 가능성을 검토하였다. 차량부착식 검지센서의 성능을 평가하기 위해 한국건설기술연구원의 연천SOC실증연구센터 내 의 도로기상재현 실험시설에 결빙(Ice), 습윤(Wet), 건조(Dry) 등 3가지의 노면상태가 육안으로 명확히 구분이 가능하도록 도로환경을 구현하였으며, 센서종류별로 차량에 부착하여 다양한 도로상태를 측정하였다. 평가결과 노면상태 측정결과의 정확도는 높은 것으로 나 타났으나, 그 외의 측정항목의 정확도는 상당한 차이가 발생하기도 하였다. 향후 다양한 도로환경 조건에서 추가적인 시험을 통해 차 량부착식 노면상태 검지센서의 현장적용을 기반자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

겨울철 눈, 결빙 구간의 교통사고는 평시대비 17.6 % 증가 되며, 결빙에 의한 교통사고 비율은 32.5%를 차지한다. 겨울철 교통사고 발생을 저감시키기 위해 친환경제설제의 살포 등 많은 노력을 기울이고 있지만, 염화칼슘과 같은 일반 제설제의 경우 도로구조물의 열화를 촉진하며 차량 부식을 발생시키는 요인이 되고, 열선 설치는 높은 가격으로 인해 일부 위험 구간에 소규모로 설치가 되는 한 계를 갖고 있다. 교통안전 시설 중 하나인 미끄럼방지포장재는 노면의 미끄럼저항력을 높여 주어 자동차의 제동거리를 짧게 하기 위 한 포장시설이며 선형이 불량한 구간, 내리막 구간, 어린이보호구역 등에 설치되어, 미끄럼저항 및 시인성 등의 효과로 인해 교통안전 에 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구는 융설기능을 포함한 미끄럼방지포장재에 관한 연구로 미끄럼방지포장재가 자체적으로 융설기 능을 발휘하여 강설 시 조기융설효과를 나타내며 이후 결빙방지 효과까지 발현하여 겨울철 교통안전 확보에 기여하고자 한다.