일체식 교대 교량 공법은 1930년대부터 미국과 캐나다에서 적용되었으나, 국내에서는 공용 기간이 짧아 설계, 시공 및 유지관리 경 험이 부족하다. 또한, 장기 거동에 대한 추적 데이터가 부족해 설계 시 예측한 구조 거동의 안정성 검증이 필요하다. 본 연구는 국내 공 용 중인 일체식 교대 교량을 대상으로 장기 계측을 수행하고, 선행 연구에서 제안된 수치 해석 모델을 적용해 구조 안정성과 모델의 적용성을 검증하였다. 계절적 온도 변화에 따른 변위 값의 크기와 변화 형상을 정성적으로 평가하고, 실측과 수치 해석 변위 값을 t 검 정으로 비교해 정량적 검증을 수행하였다. 분석 결과, 대상 교량들은 예측 값과 실측 값이 큰 오차 없이 안정적인 구조 거동을 보였다. 일부 교량에서는 교대 밀림으로 인한 신축 이음 축소와 교대 벽체 및 거더부 협착이 관찰되었다. 모델링 정확도를 높이기 위해 지반- 교대 스프링 강성과 교좌 전단 강성을 설계 값보다 높게 반영하는 것이 필요하다.

환경 문제가 대두되면서 전기자동차에 대한 수요가 증가하게 되고, 이에 따라 폐배터리 처리 기술이 각광받고 있다. 폐배터리를 재 활용하는 대신 재사용하기 위해서는 배터리 성능 검증 기술의 중요성도 커지고 있다. 배터리 성능 검증 기술은 시간을 단축하는 동시 에 정확도를 높이는 데 집중해야 한다. 본 논문에서는 배터리 전기화학 분광법을 활용해 배터리 방전 전압 그래프를 얻고 배터리 성능 을 예측하는 다중물리 분석을 활용하고자 한다. 본 논문에서는 임피던스 매칭 기법을 활용해 배터리 방전 특성을 제어하고 이를 통해 방전 그래프를 얻는 기법을 제안한다. 제안하는 기법에서는 배터리를 실제로 완전 충전 및 방전하지 않고 단시간 동안 임피던스만 측 정해 전압 곡선 데이터를 추출한다. 이를 검증하기 위해 실제 데이터와 분석 데이터의 매칭을 수행했다. 이러한 접근 방식은 배터리 성능을 예측하고 최적화하는 데 적용될 수 있으며, 향후 에너지 저장 시스템의 설계 및 운영 최적화에 기여할 것으로 기대된다.

Our study develops a finite element analysis (FEA) model to evaluate the seismic performance of a two-story reinforced concrete (RC) school building and validates it through experiments. We developed a methodology that reflects failure modes from past experiments and validated it by comparing results at both the member (columns) and system (beam-column joints) levels. We created an FEA model for seismic-vulnerable RC moment frames using this methodology. This model incorporates bond-slip effects using three methods: Merged Nodes, Constrained Beam in Solid Penalty (CBISP), and Constrained Beam in Solid Friction (CBISF), which model the interaction between reinforcement and concrete. The approach provides a reliable tool for evaluating seismic performance and improves the accuracy of reinforced concrete frame evaluations.

본 논문에서는 다양한 FDM 출력 공정 변수에 따라 결정되는 출력물의 비등방 물성을 구조 해석 과정에서 반영할 수 있는 개선된 해석 방안을 제안하였다. 출력 공정 변수에 대한 물성의 민감도를 분석하였으며, 실제 출력물에 대한 인장 시험을 통해 적층 방향에 따라 이방 특성이 도출됨을 확인하였다. 또한, 출력물에 대한 단면 분석을 통해 적층 레이어 높이 및 필라멘트 채움률 등의 공정 변수 들이 내부 공극 특성에 영향을 미치며, 결과적으로 출력물의 이방 특성이 유발된다는 사실을 확인하였다. 나아가, 적층 방향, 적층 레 이어 높이, 필라멘트 채움률 등이 동시에 고려된 균질화 모델 분석을 통해 출력 과정에서 발생되는 내부 공극 분포가 출력물의 기계적 거동 특성에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 수치 예제로써 로어 컨트롤 암 출력물의 비등방 특성이 반영된 구조 해석을 수행하였 으며, 이를 통해 FDM 출력물 설계 과정에서의 개선된 해석 방안의 타당성을 검증하였다.

본 연구는 강내탄도 해석 코드 IBHVG2(Interior Ballistics of High Velocity Guns, version 2)를 이용하여 40mm L/70 포신을 가진 무 기체계에서 발사체의 출구 속도와 약실 압력을 해석하고, 시험 결과와 비교를 수행하였다. 집중 매개변수 모델(Lumped Parameter Model)을 기반으로 한 Chambrage 모델을 적용하여 탄환 속도와 약실 압력 해석을 수행하였고 시험은 총 10회를 수행하였다. 해석 인 자로 들어간 추진제의 반응률 계수는 폐쇄 폭발 실험(Closed Bomb Test)를 통해 추정하였다. 해석과 시험을 비교한 결과 탄환의 출구 속도는 약 6% 정도 오차를, 약실 최대 압력은 8% 정도의 오차를 보였다. 결론적으로 IBHVG2 모델의 유효성과 예측 정확도를 확인하 였으며, 개선의 여지가 있음을 확인하였다.

Truss structures, widely used in engineering, consist of straight members transferring axial forces. Traditional analysis methods like FEM and the Force Method become computationally expensive for large-scale and nonlinear problems. Surrogate models using Artificial Neural Networks (ANNs), particularly Physics-Informed Neural Networks (PINNs), offer alternatives but require extensive training data and computational resources. Variational Quantum Algorithms (VQAs) address these challenges by leveraging quantum circuits for optimization with fewer parameters. Variational Quantum Circuits (VQCs) based on Quantum Neural Networks (QNNs) utilize quantum entanglement and superposition to approximate high-dimensional data efficiently, making them suitable for computationally intensive tasks like surrogate modeling in structural analysis. This study applies QNNs to truss analysis using 6-bar and 10-bar planar trusses, assessing their feasibility. Results indicate that residual-based loss functions enable QNNs to make reliable predictions, with increased layers improving accuracy and a higher Q-bit count contributing to performance, albeit marginally.

This study is a preliminary investigation into a method for updating analytical models using actual vibration measurement data to improve the reliability of the seismic performance evaluations. The research was conducted on 26 models with various parameters, aiming to develop an optimal analytical model that closely matches the natural frequencies of the actual building. By identifying the dynamic characteristics of the target building through vibration measurements taken just before the demolition of the structure, the natural frequency analysis results of the analytical models were compared to the measured data. Based on this comparison, an optimized method for adjusting the parameters of the analytical models was derived. Throughout the analysis, various parameters were adjusted, and the eigenvalue analysis results were corrected by comparing them with vibration measurements. Among the comparative analytical models, the model with the lowest error rate was selected. The results showed that, in all cases, the analytical model with a concrete compressive strength of 16 MPa (based on actual measurements), pin boundary conditions, and an idealized strip footing cross-section had the closest match to the actual building's natural frequencies, with an average error of less than 8%.

This study aims to improve the interpretability and transparency of forecasting results by applying an explainable AI technique to corporate default prediction models. In particular, the research addresses the challenges of data imbalance and the economic cost asymmetry of forecast errors. To tackle these issues, predictive performance was analyzed using the SMOTE-ENN imbalance sampling technique and a cost-sensitive learning approach. The main findings of the study are as follows. First, the four machine learning models used in this study (Logistic Regression, Random Forest, XGBoost, and CatBoost) produced significantly different evaluation results depending on the degree of asymmetry in forecast error costs between imbalance classes and the performance metrics applied. Second, XGBoost and CatBoost showed good predictive performance when considering variations in prediction cost asymmetry and diverse evaluation metrics. In particular, XGBoost showed the smallest gap between the actual default rate and the default judgment rate, highlighting its robustness in handling class imbalance and prediction cost asymmetry. Third, SHAP analysis revealed that total assets, net income to total assets, operating income to total assets, financial liability to total assets, and the retained earnings ratio were the most influential factors in predicting defaults. The significance of this study lies in its comprehensive evaluation of predictive performance of various ML models under class imbalance and cost asymmetry in forecast errors. Additionally, it demonstrates how explainable AI techniques can enhance the transparency and reliability of corporate default prediction models.

이 논문에서는 부유식 구조체의 계류선에 작용하는 장력을 계산함에 있어서 동적 효과를 고려할 수 있는 준동적 계류선 해석 방법 을 제안하였다. 준동적 계류선 해석 방법은 매 시간 단계에서 계류선의 탄성 현수선 해석해에 기반한 정적 장력을 계산한 후, 준동적 장력 계수를 적용해 속도와 가속도에 따른 항력 및 관성력의 영향을 반영하는 방법이다. 제안하는 방법은 정적 탄성 현수선 해석해를 구할 때 계산 효율성을 높이기 위해 응답면 기법을 도입하고, 수평 및 수직 방향의 동적 계수를 결합하여 준동적 장력 계수를 결정하 는 새로운 방법을 제안하였다. 제안된 모델은 계류된 바지선의 운동 해석을 통해 검증하였으며, 다양한 파 조건에서 동적, 준정적, 준 동적 모델을 비교한 결과, 제안된 준동적 모델은 상대적으로 계류선의 동적 효과가 큰 주파수 대역에서 동적 모델과 유사한 장력 응답 을 도출할 수 있음을 확인하였다.

The precast concrete (PC) method allows for simple assembly and disassembly of structures; however, ensuring airtight connections is crucial to prevent energy loss and maintain optimal building performance. This study focuses on the analytical investigation of the shear capacity of precast ultra-high-performance concrete (UHPC) ribs combined with standard concrete PC cladding walls. Five specimens were tested under static loading conditions to evaluate their structural performance and the thermal behavior of the UHPC rib shear keys. Test results indicated that the specimens exhibited remarkable structural performance, with shear capacity approximately three times greater than that of standard concrete. Numerical models were subsequently developed to predict the shear capacity of the shear keys under various loading conditions. A comparison between the experimental results and finite element (FE) models showed a maximum strength difference of less than 10% and a rib displacement error of up to 1.76 mm. These findings demonstrated the efficiency of the FE model for the simulation of the behavior of structures.

수소 취성 파괴는 수소가 풍부한 환경에 노출된 재료의 구조적 무결성을 보장하는 데 있어 다양한 산업 응용 분야에서 큰 도전 과제 이다. 본 연구는 연성 파괴 모델인 Gurson-Cohesive 모델과 수소 확산 모델을 통합하는 수치 모델을 제안하고 수소 취화가 파괴 거동 에 끼치는 영향을 조사한다. 사용된 연성 파괴 모델은 손상 진화를 모사하는 Gurson 모델과 균열 표면의 불연속성과 응력-균열폭 관계 의 연화 거동을 설명하는 표면 요소 기반의 Cohesive zone 모델을 결합한 파괴 모델이며, 균열 시작 기준으로 공극과 삼축성을 고려한 다. 또한, 파괴 모델과 통합된 수소 확산 분석은 수소 강화 탈결합(HEDE) 메커니즘과 그에 따른 균열 시작 및 진전에 미치는 영향을 고 려하며, 응력-균열폭 관계에 대한 수소의 영향을 고려한다. 수치 예제로 매개변수 연구를 통하여 확산 계수와 수소 취화 파과 특성에 대한 민감도를 조사한다. 수소 확산 모델과 연성 파괴 모델을 통합한 프레임워크를 제시함으로써 본 연구는 수소 취화 파괴에 대한 이 해를 제공하여 엔지니어링 응용 분야에서 기여할 수 있을 것이다.

본 논문에서는 상용 프로그램 MIDAS GEN을 활용하여 플랜트 시설물의 특성을 반영한 골조와 단일 부재의 비선형 동적 해석을 수 행하였으며 이에 따른 결과를 분석하였다. 플랜트에 배치되는 일반적인 구조 부재의 크기와 재료적 특성을 고려하였으며, 수치해석 방법 중 뉴마크 평균 가속도법, 재료 비선형을 고려하기 위한 소성 힌지를 적용하였다. 플랜트 폭발의 대표적 유형인 증기운 폭발의 폭 발하중을 산정하였으며, 이를 골조 및 단일 부재에 적용하여 비선형 동적 해석을 수행하였다. 동적 거동의 결과는 고유주기와 하중지 속시간의 비율, 최대변위, 연성도, 회전각으로 정리하였으며 골조를 단일 부재로 해석할 수 있는 조건과 범위를 분석 및 확인하였다. 보-기둥 강성비가 0.5, 연성도가 2.0 이상인 NSFF는 FFC로 단순화할 수 있으며, 보-기둥 강성비가 0.5, 연성도가 1.5 이상인 NSPF는 FPC로 단순화하여 해석할 수 있다. 본 연구의 결과는 플랜트 시설물의 내폭설계 가이드라인으로 활용될 수 있다.

이 논문에서는 파랑 하중을 받는 부유식 구조체의 운동 해석에 있어서 시스템 식별 방법을 이용한 상태공간방정식 모델을 수립하 고 해석하는 방법을 제안하였다. 상태공간방정식 모델의 수립 방법으로는 주파수영역에서 하중-변위 입출력 관계에 대한 목표 전달 함수를 구하고 이에 가장 근접하는 상태공간방정식을 구하는 절차를 제시하였다. 전통적으로 부유식 구조체 운동의 시간영역 해석은 지연함수의 합성곱적분을 포함하는 Cummins 방정식을 시간적분하여 이루어진다. 상태공간방정식 모델은 이러한 시간영역해석을 효과적으로 수행하기 위한 방법의 하나로서 연구되어 왔다. 제안하는 방법에서는 시스템 식별방법인 N4SID 와 전달함수의 분모 및 분자 다항식의 계수를 설계변수로 하는 최적화방법을 사용하여 목표 전달함수에 상응하는 상태공간방정식을 구한다. 제안하는 방법 의 적용성을 보이는 예제로서 단자유도 수치모델 및 6자유도 바지의 운동을 해석하였다. 제시하는 상태공간방정식 모델은 주파수영 역 및 시간영역에서 모두 기존의 해석결과와 잘 일치하고 시간영역해석에서는 계산의 정확도를 확보하면서 계산 시간을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.

Prestressed Concrete Containment Vessels(PCCV)는 중대사고 발생 시 방사능 누출을 막기 위한 최 후의 방벽이며 체르노빌 및 스리마일 섬 원전 사고 이후 PCCV의 내압성능에 대한 관심이 높아졌다. PCCV는 장비반입 및 작업자 출입 등을 위한 다양한 관통부가 존재한다. 이러한 관통부로 인해 PCCV는 비축대칭적인 변형을 보이며 관통부는 취약부위로 고려된다. 하지만 관통부의 거동은 전체모 델에서 정확히 모사할 수 없다. 따라서 PCCV의 내압성능 평가를 위한 규제지침인 Reguratory Guide(RG) 1.216은 관통부에 대한 내압성능 평가를 위해 상세국부모델을 작성하여 평가하도록 권고하고 있다. 하 지만 대부분의 국부모델을 이용한 PCCV의 내압성능 평가와 관련된 선행연구는 전체모델을 이용하여 관통부의 응답을 관측하고 보정인자를 사용하여 수행되었다. 따라서 본 연구는 내압을 받는 1:4 scale PCCV의 관통부에 대한 거동 분석과 내압성능 평가를 위해 관통부의 상세 국부 유한요소 모델을 구축 하였다. 미국의 Sandia National Laboratory의 실험적 연구 결과와 비교하여 구축된 모델을 검증하였 으며 관통부의 내압거동을 분석하였다.

본 논문에서는 시간 의존적 거동을 고려하기 위한 크리프 거동 해석과 비탄성 해석법을 통해 기존의 설계기준 보다 정확하고 전 시 간 단계에서의 CFT 기둥의 해석을 가능하게 하는 수치 해석 모델을 제안하고, 기존의 CFT 기둥에 수행된 실험 결과와 비교하였다. 그 결과 본 논문에서 제안된 수치 해석 모델의 결과가 기존의 설계 기준의 결과보다 정확한 추세를 나타낸다는 것을 파악 할 수 있었다. 검증 이후 세장비에 따른 수치 해석을 수행하여 전반적인 CFT 기둥 부재의 단기 및 장기 지속 하중 거동에 대한 극한 하중의 정도를 확인하였다.

일반적으로 적합직교분해(proper orthogonal decomposition, POD) 기반의 침습적(intrusive) 차수축소모델(reduced order model, ROM)을 활용하면 구조 시스템의 전체 자유도를 크게 줄이고 외연적 시간 적분법에서 해의 안정성을 만족하는 임계 시간 간격을 증가 시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 POD-ROM을 활용하여 Voronoi-cell 격자 요소로 이산화된 구조 시스템의 축소와 이에 따른 외연 적 시간 적분법의 임계 시간 간격 및 해석 정확도 변화를 살펴보았다. 또한 지진하중과 같은 불규칙한 하중 이력을 받는 구조물 응답 해석에 POD-ROM을 적용하였다. 해석 결과 ROM을 통해 해의 정확도를 충분히 확보하면서 연산 시간을 크게 단축할 수 있음을 확인 하였다. 또한 POD-ROM과 VCLM의 연계 방안의 적절성을 확인하였다. 향후 해당 연구는 고정밀 대용량 동적 구조해석의 실용성을 높이고, 설계 변수에 따른 구조물 동적 거동의 실시간 예측을 위한 기반 연구로 활용될 수 있다.

In general, the design response spectrum in seismic design codes is based on the mean-plus-one-standard deviation response spectrum to secure high safety. In this study, response spectrum analysis was performed using seismic wave records adopted in domestic horizontal design spectrum development studies, while three response spectra were calculated by combining the mean and standard deviation of the spectra. Seismic wave spectral matching generated seismic wave sets matching each response spectrum. Then, seismic fragility was performed by setting three damage levels using a single-degree-of-freedom system. A correlation analysis was performed using a comparative analysis of the change in the response spectrum and the seismic fragility concerning the three response spectra. Finally, in the case of the response spectrum considering the mean and standard deviation, like the design response spectrum, the earthquake load was relatively high, indicating that conservative design or high safety can be secured.