본 연구에서는 인공신경망을 이용해 건물 구조물의 가속도계 설치 위치 및 개수를 선정하는 방법을 제안한다. 인공신경망의 입력 층에는 층에 설치되는 가속도계로부터 얻는 가속도이력데이터가 입력되며, 출력층에는 구조물을 정의하는 각 층의 질량과 강성 값을 출력하도록 신경망을 구성한다. 가속도계의 설치 위치 및 개수를 선정하기 위해 여러 설치 시나리오를 가정하고 훈련을 통해 인공신경망을 구한다. 훈련에 사용되지 않은 예제를 이용해 예측 성능을 비교하였다. 센서 개수 및 위치에 따른 예측 성능을 비교하여 설치위치 및 개수를 선정한다. 6층과 10층 예제 적용을 통해 제안하는 방법을 검증하였다.

This paper is concerned to develop a fluid pressure system for the control of artificial bladder urine discharge. The primary goal is to force the fluid into the space between the inner wall and the outer wall by using a pump in the artificial bladder having a double structure of inner and outer walls and to form the urine discharge pressure by the contraction of the bladder inner wall due to the movement of the fluid. The ANSYS_CFD analysis is used to confirm the delivery of fluid pressure in the artificial bladder model, and the ANSYS_FSI analysis is used to identify the deformation and internal pressure of the artificial bladder through the delivery of fluid pressure, and to identify the discharge of urine. As the design parameters of the modeling of the artificial bladder and the fluid flow field, the capacity of the flow field, and the pump pressure input value were selected.

In order to increase the seismic safety of nuclear power plant (NPP) structures, a technique to reduce the seismic load transmitted to the NPP structure by using a seismic isolation device such as a lead-rubber bearing has recently been actively researched. In seismic design of NPP structures, three directional (two horizontal and one vertical directions) artificial synthetic earthquakes (G0 group) corresponding to the standard design spectrum are generally used. In this study, seismic analysis was performed by using three directional artificial synthetic earthquakes (M0 group) corresponding to the maximum-minimum spectrum reflecting uncertainty of incident direction of earthquake load. The design basis earthquake (DBE) and the beyond design basis earthquakes (BDBEs are equal to 150%, 167%, and 200% DBE) of G0 and M0 earthquake groups were respectively generated for 30 sets and used for the seismic analysis. The purpose of this study is to compare seismic responses and seismic fragility curves of seismically isolated NPP structures subjected to DBE and BDBE. From the seismic fragility curves, the probability of failure of the seismic isolation system when the peak ground acceleration (PGA) is 0.5 g is about 5% for the M0 earthquake group and about 3% for the G0 earthquake group.

국립공원에서는 도로로 인한 서식지 단절에 따른 야생동 물 로드킬을 저감시키기 위한 자료 확보를 위해 전국 17개 국립공원(설악산, 오대산, 소백산, 월악산, 속리산, 덕유산, 지리산, 계룡산, 경주, 내장산, 가야산, 주왕산, 태안해안, 치악산, 월출산, 변산반도, 무등산) 내 관통도로와 12개 생 태통로(한계령, 진고개, 월정사, 죽령, 지릅재, 밤치재, 버리 미기재, 신풍령, 시암재, 정령치 1, 정령치 2, 민목재)를 대상 으로 모니터링을 시행하고 있다. 그 중 소백산국립공원 죽 령생태통로는 2003년에 준공된 터널형 구조의 생태통로이 며 충청북도 단양군 대강면 용부원리에 위치해 있다. 왕복 2차선 도로 하부에 설치하였으며 2006년부터 지속적으로 야생동물(포유류, 조류, 양서·파충류) 이용현황을 모니터링 하고 있다. 생태통로 총 길이는 21m, 너비는 7.6m이며, 입 구 크기는 가로 7.65m, 세로 4.5m이다. 죽령 생태통로 내부 에는 야생동물의 이용현황을 모니터링 할 수 있도록 샌드트 랩(족적판)과 무인센서카메라가 있으며 야생동물의 이용률 을 증진시키기 위해 소형동물이동로(인공 구조물)와 은신 처(돌무더기, 볏짚), 미네럴블럭을 설치·관리 하고 있다. 그 중 소형동물(다람쥐, 청설모, 하늘다람쥐, 조류 등)의 이용 률을 향상시키기 위해 2015년 12월에 추가로 설치한 소형 동물이동로는 죽령생태통로 내부 양쪽 벽면에 목재로 제작 하였으며 높이는 약 1.3m 폭은 약 15cm이다. 본 연구는 소백산국립공원 죽령생태통로 내 설치한 소형동물이동로 가 소형동물 이용률 증진에 얼마나 기여하는지 효과성을 입증하기 위한 목적으로 수행하였다. 죽령생태통로 내 소형 동물이동로 설치전·후의 소형포유류(다람쥐, 청설모, 하늘 다람쥐) 이용률을 확인해 본 결과 설치 전인 2013년 2종 14회, 2014년은 2종 17회이었으며 설치시기인 2015년에는 2종 20회 이용하였다. 그리고 설치 이후인 2016년에는 3종 107회, 2017년 6월까지 3종 1,129회 소형포유류가 이용하 였다. 특히 멸종위기야생생물Ⅱ급인 하늘다람쥐의 경우는 소형동물이동로 설치 이후인 2016년부터 출현하기 시작하 였다. 또한 조류의 이용률을 확인해 본 결과 설치 전인 2013 년 3종 25회, 2014년은 5종 17회이었으며 설치시기인 2015 년에는 5종 10회 이용하였다. 그리고 설치 이후인 2016년에 는 11종 53회, 2017년 6월까지 12종 53회 이용하였다. 특히 굴뚝새, 동고비, 되지빠귀, 쇠유리새, 쇠딱따구리, 오색딱따 구리, 직박구리 등 7종은 소형동물이동로 설치 이후인 2016 년부터 출현하기 시작한 것으로 나타났다. 결과적으로 소형 포유류와 조류는 소형동물로이동로 설치전보다 설치이후 에 종수 및 이용횟수가 증가하였다. 그러므로 소형동물이동 로는 소형포유류와 조류의 이용률 증진에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다.

인공용승구조물 설치 전·후 주변해역의 하계 물리환경특성을 조사하였다. 구조물 설치 전(2002년)의 수온구조는 수심 30m에 강한 성층이 형성되었다. 한편 구조물 설치 3~4년 후(2012, 2013년)의 수온구조는 조류방향에 따라 구조물에 의한 성층의 형성수심 및 세기가 변화하였다. 이와 같은 현상은 구조물에 의한 연직류의 효과로 하계 강한 성층에 의해 저층에 분포하는 저수온수가 상승류에 의해 부상하여 성층분포에 영향을 미친 것으로 판단한다. 또한 구조물 설치 이후 연직류의 분포를 보면, 구조물 중심으로 국지적인 상승류 및 하강류가 혼재하여 나타났다. 즉 연직류는 조류방향에 따라 시·공간적인 변화를 보이면서 흐름이 진행하는 방향의 구조물 후면부에서 형성하는 상승류에 의해 성층이 약화되는 현상을 볼 수 있다. 또한 구조물에 의해 발생하는 연직류는 보다 넓은 해역으로 확장하여 발생한다. 본 연구해역에 설치한 인공용승구조물에 의해 발생하는 국지적인 용승은 한국 남동해안에 나타나는 연안 용승에 비해 유량이 100배 이상 크게 나타났다. 이와 같이 구조물에 의해 발생하는 상승류는 하계 저층에 존재하는 고농도의 영양염을 표층으로 상승시켜 주변해역의 기초생산량을 증가 시키는 역할을 가능하게 한다.

하천의 인공구조물이 저서성대형무척추동물에 미치는 영향을 파악하기 위하 여, 안동시 유역의 낙동강 수계와 반변천 수계에서 각 인공구조물의 상류 3개 지점 과 대조 2개 지점을 선정하였으며, 저서성대형무척추동물상 및 수질조사를 실시하 였다. 조사는 2014년 5월, 6월, 9월, 총 3회에 걸쳐 수행하였다. 분류군별 출현현황을 분석한 결과, 실험지점에서는 총 14목 44과 69종이 출현하 였으며, 대조지점에서는 총 16목 43과 77종이 출현하였다. 군집지수 분석결과, 평 균 다양도지수(Hˊ)와 풍부도지수(Rˊ)는 대조지점 Cont.2에서 각각 3.401와 4.097 로 가장 높았으며, 평균 우점도지수(DI)는 실험지점 Exp.2(0.764), 균등도지수(Eˊ) 는 Exp.1(0.835)에서 가장 높게 나타났다. 섭식기능군(FFG)은 실험지점에서 P(Predator)의 종수 비율(20.0%~41.67%)이 높은 것으로 나타났고, 서식기능군 (FHG)은 대조지점에서 CL(Clinger), 실험지점에서 CB(Climber)의 종수 비율이 각각 44.8%~57.8%, 11.5%~27.3%으로 높게 나타났다. 군집안정성 분석결과, 대 조지점에 비해 실험지점에서 저항력과 회복력이 높은 I 그룹에서 높은 종수 비율 (60.0%~80.0%)을 나타냈다. 유사도 분석을 실시한 결과, 2개의 대조지점(Cont.1, Cont.2)이 제 I 유사군으로 37.7%의 유사성을 보였고, 3개의 실험지점이 제 II 유사 군으로 Exp.1과 Exp.3이 가장 높은 48.3%의 유사성을 보였다. 생물학적 요인과 이 화학적 수질요인 간의 상관관계 분석을 실시한 결과, 종수 및 개체수는 생물학적 요 인 중 물리적 환경요인인 하상구조의 기질에서 Pebble 이상의 입자 및 Cobble 이하 의 입자와 상관성(p<0.05)이 높은 것으로 나타났다. 이화학적 수질요인에서는 T-P 가 개체수에 대해 상관성(p<0.05)이 높은 것으로 나타났다.

충남 보령시의 웅천천에 설치된 댐(어도 설치)과 대형 보(어도 미설치), 그리고 상류지역의 인근 폐광이 어류군집에 미치는 영향에 대해 알아보기 위하여 2011년 4월부터 10월까지 4회에 걸쳐 10개 지점의 어류상을 조사하였다. 총 12과 36종의 어류가 채집되었으며 우점종은 Zacco platypus(23.4%), 아우점종은 Zacco koreanus(20.5%) 였다. 고유종은 10종(27.8%)이었으며, 외래도입종인 Micropterus salmoides가 출현하였다. 유사도분석 결과 상류인 St.1, St.2, St.3, 중류인 St.4, St.5, St.6, St.7 하류인 St.8, St.9, St.10의 세 그룹으로 구분되었다. 어도가 설치된 보령댐의 상하류 지점간(St.6-St.7)의 군집유사도는 높았으나, 어도가 설치되지 않은 대형보의 상하류 지점간(St.7-St.8)의 유사도는 매우 낮아 어도의 설치가 필요하였다. 정준상관분석 결과, 웅천천의 환경조건은 일반적인 하천과는 달리 상류에서 전기전도도와 염도가 높게 나타났으며 이러한 환경에서 Misgurnus mizolepis 외에 고유종인 Silurus microdorsalis, Coreoleuciscus splendidus, Iksookimia koreensis 등이 서식하고 있었다. 하폭이 크고 유속이 느린 하류역에는 외래도입종인 M. salmoides 외에 고유종인 Squalidus gracilis majimae 이 동소적으로 출현하고 있어 이들을 위한 보호 대책이 필요하였다.

군위댐 건설이 하천 상하류의 저서성대형무척추동물 군집구조에 미치는 영향을 파악하기 위하여, 댐 건설 공사 기간인 2006년부터 완공 이후인 2012년까지 7년 간 댐 조성지의 상류와 하류 각 2개 지점에서 저서성대형무척추동물 군집을 조사 하였다. 군위댐 조성 완료 이후, 조성지의 하류 수계는 정수역으로 변화됨과 동시에 유량 이 증가하였으며, 공사 이전에는 서식하지 않았던 Parafossarulus manchouricus, Caridina denticulata 등의 호정수성 종들이 유입되기 시작하였다. 이와 동시에 유 수역에 주로 서식하는 Baetiella tuberculata, Neoperla coreensis 등의 종들은 줄어 들면서 후반기 공사 시점인 2009년부터 종수와 개체수가 꾸준히 감소하는 경향을 보였다. 또한, 공사 후반부로 접어들수록 상류수계와 하류수계에 공통으로 서식하 는 종의 수가 2007년 52종에서 2012년 26종으로 점차 감소하는 것으로 나타났다. 저항력과 회복력에 의한 군집안정성은 상류수계에서는 공사 진행 기간 동안에 는 큰 변화를 보이지 않았으나, 공사 완료 이후부터 저항력과 회복력이 낮은 Group Ⅲ에 속하는 종(Muljarus japonicus, Nemoura tau, Amphinemura coreana etc.)의 출현이 조금씩 증가하였다. 하류수계에서는 공사 시행 초반부터 공사 완료 이후까 지 Group Ⅲ에 속하는 종(Laccotrephes japonensis, Rhyacophila brevicephala, Perlodes stigmata etc.)이 꾸준히 감소하는 경향을 보였다.

건축물의 지진응답해석에서 입력지진동은 구조물의 비선형 응답에 중요한 영향을 미치는 요소이다. 지진동의 특성은 표층지반의 성질과 국부적인 지반 조건에 따른 여러 가지 인자에 의해 그 특성이 결정되기 때문에 구조물의 지진응답해석에서 일반성을 갖는 입력지진동을 선정하는 것은 매우 어려운 문제이다. 본 논문은 내진설계용 스펙트럼에 적합한 인공지진동파형을 작성한 후, 작성된 인공지진동에 의한 철근콘크리트 다층 골조구조물의 탄소성 응답특성을 분석한 것이다. 여기서 작성된 인공지진동파형은 과거 비교적 큰 규모의 지진에서 얻어진 기록지진동과 동일한 위상각을 가지며, 감쇠정수 h=5%일 때의 내진설계용 스펙트럼과 거의 일치하도록 작성하였다. 입력지진동의 탄성 가속도 응답스펙트럼이 동일한반면, 각 입력지진동띄 위상특성이 다른 인공지진동을 입력하여 다자유도 골조 구조물의 지진응답을 분석하여 건축물의 내진설계용 지진동으로서 타당성을 확인하는 것이 목적이다. 본 논문에서 작성된 인공지진동은 기록지진동에 비해 지진응답치가 안정된 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로 다층 골조구조물의 비선형 지진응답해석용 입력지진동으로 타당성이 높다고 사료되며, 비선형 지진응답해석용 입력지진동의 강도를 탄성 가속도 응답스펙트럼으로 규준화 하는 것이 합리적이라고 사료된다.

마찰형 감쇠를 갖는 구조물은 구조물의 고유주기, 하중의 특성, 그리고 외부하중에 대한 마찰력의 상대적인 크기에 따라 강한 비선형성을 나타내므로, 구조물의 최대응답을 예측하기 매우 어렵다. 기존의 연구에서는 비선형 시스템을 등가의 선형 시스템으로 치환하거나, 구조물의 비선형 시간이력해석을 통한 응답스펙트럼 분석에 의한 간단한 확률해석에 의해 수행되었다. 지진 하중은 불확실성과 불규칙성을 갖고 있기 때문에 확률적으로 정의된다면, 지진하중을 받는 마찰형 감쇠를 갖는 구조물의 응답 역시 확률분포를 나타낼 것이다. 본 논문에서는 Kanai-Tajimi 필터를 이용해 생성된 인공지진하중에 대해 마찰형 감쇠를 갖는 구조물의 비선형 시간이력 해석이 수행되었다. 그리고 정규분포 확률밀도 함수에 선형 회귀분석을 통해 얻어진 구조물의 주기와 마찰력의 크기에 의한 변수를 업데이트 시킨 마찰형 감쇠를 갖는 구조물의 변위 응답 확률밀도함수식이 제시된다.

본 연구에서는 판 구조물의 최적위상을 찾기 위한 비대칭 층을 가지는 인공재료모델을 이용한 위상최적화기법을 제시하였다. 구절점 판요소를 형성하기 위하여 판의 일차전단변형을 고려하는 Reissner-Mindlin 판이론이 도입되었다. 최소화하고자 하는 변형에너지를 목적함수로 하고 구조물의 초기부피를 제약함수로 채택하였다 인공재료모델에 존재하는 다공성물질의 구멍의 크기를 조절하기 위하여 최적정기준법을 바탕으로 하는 크기조절알고리듬을 도입하였다. 제시된 위상최적화 기법의 성능을 조사하기 위하여 수치예제를 수행하였다. 수치해석결과로부터 제시된 위상최적화기법은 판구조물의 최적위상을 도출하는데 매우 효과적인 것으로 나타났다. 특히 제시된 비대칭 층모델은 판구조물의 보강재를 보다 실제적으로 도출하는데 유용할 것으로 나타났다.

현장에서 콘크리트 구조물의 균열 깊이를 추정하기 위한 자기 보정 표면파 투과 측정과 측정된 투과 함수의 차단주파수를 이용하는 기존의 방법은 측정 조건에 따른 투과 함수의 변동성이 매우 커서 실제로 적용하기가 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 차단주파수와 같이 특정 주파수를 선정하여 균열 깊이를 추정하는 방법 대신에 측정된 자기 보정 표면파 투과 함수 자체를 균열 깊이 추정에 이용하는 방법을 제안하고자 한다. 이를 위하여 다양한 균열 깊이에서 측정된 자기 보정 표면파 투과 함수를 주성분 분석법을 이용하여 차원을 축소한 후, 축소된 투과 함수를 인공신경망의 입력으로 사용하여 이로부터 균열 깊이를 추정하는 방법을 제시하였다. 한편, 제안된 방법의 유효성을 판단하기 위하여 서로 다른 균열 깊이를 가진 5개의 실험체에 대하여 실험적인 연구를 수행하였으며, 실험 결과 제안된 방법이 콘크리트 구조물이 균열 질이 평가에 매우 유효한 방법임을 알 수 있었다.

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.

인공용승구조물 설치해역의 구조물에 의한 유동분포를 파악하기 위하여 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)를 이용한 정선관측을 2006년 5월 4일(소조기) 및 5월 30일(대조기)에 실시하였다. 동서-남북(un-component) 유동성분의 분석결과, 조시에 따른 흐름이 전반적으로 남동류가 우세하게 나타났으며 구조물 주변역의 표층에서 수심 30~40m까지의 유동과 이심에서의 유동이 서로 다르게 나타났다. 연직유동성분(w-component)은 소조기시 구조물 주변해역과 서쪽역에서는 상승류의 흐름이 나타났고 남쪽역, 북쪽역 및 동쪽역에서는 하강류의 흐름이 나타났다. 대조기 W-W line의 낙조시에는 동쪽과 서쪽해역에서 상승류의 흐름이 나타났으며 구조물 중심 동쪽 부근에서 상승류의 흐름이 나타났고 구조물에서 멀어질수록 하강류의 흐름이 나타났다. 대조기시의 분포는 창조시 S-N line에서 상승류의 분포가 전반적으로 나타났다. 또한 구조물 구축 주번해역에서의 단위면적당 상승류의 유량은 대 소조기 창 낙조시에 하강류에 대한 유량보다 크게 나타났다. 소조기에는 창조시보다 낙조시에 더 강하였으며, 대조기에는 창조시가 낙조시보다 큰 유량을 나타내고 있다.

인공용승구조물 설치해역에서 구조물 설치에 따른 해양환경변화를 조사하였다. 남해안의 전선역에 인접한 연구해역의 남동역에서 고온 고염의 분포가 하계에 뚜렷하게 나타났다. 또한 구조물 설치에 따른 유동의 변화 양상을 볼 수 있었다. 한편, 영양염 분포를 보면, 하계 영양염은 표층과 중층에서 구조물 투하 전인 2002년보다 구조물 투하 후인 2005년에 크게 증가하였다. 따라서 구조물 설치로 인한 구조물 설치 전과 후의 해양환경 변화양상은 구조물 설치 효과에 영향을 받고 있음을 알 수 있다. 인공용승구조물설치에 따른 해역의 해양환경특성을 파악하기 위해서는 구조물 설치 전 후의 단기적 비교로부터 보다 장기적인 해양환경조사를 통하여 구조물설치에 따른 효과가 제시되어야 한다.

이 논문에서는 기존의 보-거더 구조계 주차장 구조물에 대한 차량하중영향 연구를 토대로, 플랫 슬래브 구조계에서 차량하중영향에 대한 연구를 수행하였다. 먼저, 최대부재력을 일으키는 차량하중의 적용을 위해 플랫 슬래브의 주요 설계지점에 대한 영향면을 구성하였으며, 플랫 슬래브의 등가차량하중계수를 인공 신경망기법을 이용하여, 슬래브 두께, 지판 두께, 지판 크기, 슬래브의 단변, 장변 길이 등 주요구조변수로 제시하였다. 사용된 신경망의 훈련은 많은 패턴수를 갖는 비선형 회귀분석에 적합한 Levenberg-Marquardt 알고리즘을 이용하였으며 해석결과와 인공 신경망의 출력의 비교를 통해 알고리즘의 유효성을 검증하였다. 플랫 슬래브 구조계의 등가차량하중계수를 살펴보면, 보-거더 구조계의 경우와 유사하게 주열대와 중간대의 정모멘트 부재력에서 차량하중에 매우 취약함을 알 수 있었다.