국내 최대 간척지인 새만금 방조제 내부에는 간척토지 28,300ha가 조성되어 있으며 이 중 30% 용지를 농업용지로 활용하는 계획이 수립되었다. 농업용지의 토지이용 계획이 당초 수도작 운영계획에서 전작 위주 토지이용 계획으로 변경되면서 논과 밭은 영농 및 용수체계가 다르므로 이에 대한 용수체계 및 유입 부하량 변화에 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 전작화에 따라 새만금 농업용지 특성에 부합하는 작부체계를 고려하여 수도작 대비 오염부하 배출량을 비교·분석하고자 하였다. 새만금 농생명용지 토지이용계획 및 이에 따른 작부·용수체계를 반영하기 위해 농업용지의 특성에 부합하는 합리적인 작부시나리오를 제안하였으며 이를 적용하여 최신 구축된 HSPF 모델링시스템을 적용하여 평가하였다. 주요 결과로는 전작운영 여건을 고려하여 새만금 지역의 기상조건에 적합한 작부체계 시나리오를 고안하여 채소작물, 사료작물, 식량작물로 구성된 이모작 작부체계 를 제안하였다. 또한, 제안된 작부체계를 반영하여 새만금 농생명 용지 전작화에 따른 수도작 대비 오염부하 배출량을 비교한 결과 BOD와 TN 농도는 증가하지만 배출부하량은 감소하고, TP의 경우 농도와 부하량 모두 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 새만금 농생명용지 토지이용 구상에 따른 오염부하량 산정을 통한 새만금호 수질환경문제와 경제성을 고려한 합리적이고 지속가능한 토지이용계획을 수립할 수 있으며, 새만금호 수질보전을 위한 유역관리대책의 정밀한 평가 보완필요성 검토를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Power converter devices require a high level of quality because they have a high direct connection with vehicle operation. Therefore, structural bonding was carried out by friction stir welding with excellent mechanical properties. Friction stir welding can cause structural deflection depending on the load of the welding tool, so it is important to control this for high quality flatness. In this study, pre-welding was performed before welding to minimize deflection generated during welding. And deflection reduction data according to the location of pre-welding were analyzed through dynamic analysis. As a result, based on computerized data rather than experimental data an optimized position of pre-welding was secured to minimize the deflection that occurs during friction stir welding. Through this, a process guide that enables high quality structural bonding was presented.

Herein, the existing structural design criteria for highway bridge columns with hollow bars were analyzed. Expanding upon previous research focused on the performance analysis of the columns under compressive loads, load– displacement curves were evaluated and crack analysis was performed under cyclic transverse loads. A three-dimensional nonlinear finite-element structural analysis compared the structural performance of existing steel bars, same-reinforced hollow bars, and reduced hollow bars in detail. Results indicated that with regard to elastic or initial crack behavior, the existing steel bars can be replaced by the other bars. Future research should delve into inelastic behavior and strategies to ensure seismic performance.

The importance of Structural Health Monitoring (SHM) in the industry is increasing due to various loads, such as earthquakes and wind, having a significant impact on the performance of structures and equipment. Estimating responses is crucial for the effective health management of these assets. However, using numerous sensors in facilities and equipment for response estimation causes economic challenges. Additionally, it could require a response from locations where sensors cannot be attached. Digital twin technology has garnered significant attention in the industry to address these challenges. This paper constructs a digital twin system utilizing the Long Short-Term Memory (LSTM) model to estimate responses in a pipe system under simultaneous seismic load and arbitrary loads. The performance of the data-driven digital twin system was verified through a comparative analysis of experimental data, demonstrating that the constructed digital twin system successfully estimated the responses.

Background: Floor sit-to-stand (FSTS) places a higher load on the knees than chair sit-to-stand (CSTS). It is difficult to experimentally measure the maximum knee joint force during sit-to-stand motion. Objectives: This study's objectives were twofold: firstly, to quantify the differences in knee joint force between FSTS and CSTS, and secondly, to identify the angles at which the maximum knee joint force occurs during these motions. Design: Computer simulation study. Method: This study was conducted on 4 adult male subjects in their 20s. The FSTS and CSTS motion trajectories of the subjects were acquired using 3- dimensional motion analysis equipment. Using these, the human body mass model of the program was modified according to the subject, and the knee joint force was calculated. Also, the knee angle at which the maximum knee joint force occurs was found. Results: When the subjects performed the FSTS motion, a knee joint force that was up to about 160% higher than that of the CSTS motion occurred, and the angle at which the maximum knee joint force occurred was different between the sitting sequence(FSTS motion: 56~58 degree, CSTS motion: 78~82 degree) and the standing sequence(FSTS motion: 98~100 degree, CSTS motion: 70~74 degree). Conclusion: By comparing FSTS motion with CSTS motion, it is expected that it can be used as a quantitative guide for the effect of motion similar to FSTS motion on the knee when prescribing exercise for the elderly or patients with knee-related lesions.

최근 발생되는 재난의 추이를 살펴보면 기후변화에 따른 자연재해 발생빈도가 증가하고 있으며, 이에 따른 피해 규모 추세가 대형화로 변화되고 있다. 대규모로 진행되고 있는 도시화와 고도의 산업화로 인해 도시개발 지역의 확대와 중첩 영향으로 대형 자연 재난이 발생하여 도시시설물에 직접적인 손실이 발생하고 있다. 옥외광고물의 무분별한 설치로 도시의 미관훼손은 몰론 강풍으로 인 한 파손 및 추락 등의 사고가 빈번히 발생하는 실정이다. 이러한 피해는 강풍에 취약한 옥외광고물의 내풍설계 기준의 미비가 가장 큰 요인으로 인식되는데 풍하중 반영한 옥외광고물 설치는 전문지식이 필요한 분야로 중소규모의 옥외광고사업자가 대부분인 국내 현실 과는 괴리가 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 전국에서 이용할 수 있는 풍하중을 안전성 관점에서 산정하였고, 이를 바탕으로 옥 외광고물 설치 고정자재 수 등을 산정할 수 있는 내풍표준 가이드라인을 제시하였다.

In this study, the structural integrity of the composite rocket motor case of a space launch vehicle was evaluated by conducting compression and bending tests. Two composite rocket motor case specimens with different stacking patterns were prepared for each test, and a dedicated jig was designed and manufactured. The test procedure was developed and applied separately for compression and bending tests. By performing these tests, the composite rocket motor case structural safety was assessed.

수소는 다양한 신재생에너지 중 환경친화적인 에너지로 각광받고 있지만 농업에 적용된 사례는 드물다. 본 연구는 수소 연료전지 삼중 열병합 시스템을 온실에 적용하여 에너지를 절 약하고 온실가스를 줄이고자 한다. 이 시스템은 배출된 열을 회수하면서 수소로부터 난방, 냉각 및 전기를 생산할 수 있다. 수소 연료 전지 삼중 열 병합 시스템을 온실에 적용하기 위해 서는 온실의 냉난방 부하 분석이 필요하다. 이를 위해서는 온 실의 형태, 냉난방 시스템, 작물 등을 고려해야 한다. 따라서 본 연구에서는 건물 에너지 시뮬레이션(BES)을 활용하여 냉 난방 부하를 추정하고자 한다. 전주지역의 토마토를 재배하 는 반밀폐형 온실을 대상으로 2012년부터 2021년까지의 기 상데이터를 수집하여 분석했다. 온실 설계도를 참고하여 피 복재와 골조를 모델화하여 작물 에너지와 토양 에너지 교환을 실시했다. 건물 에너지 시뮬레이션의 유효성을 검증하기 위 해 작물의 유무에 의한 분석, 정적 에너지 및 동적 에너지 분석 을 실시했다. 또한 월별 최대 냉난방 부하 분석에 의해 평균 최 대 난방 용량 449,578kJ·h-1, 냉방 용량 431,187kJ·h-1이 산정 되었다.

완공된 건물과 달리 시공 중인 건물은 설계단계와 다른 하중 작용 및 콘크리트 강도 미발현 등 다양한 요인에 의해 설계단계에서 검 토한 하중을 초과하는 하중이 작용하여 건물의 안전성에 문제가 생길 위험이 있다. 또한 시공 중인 건물에 지진이 발생할 경우 더 큰 피해가 발생할 가능성이 있다. 따라서 이 연구는 전형적인 다양한 규모의 5층, 15층, 25층, 60층 예제모델을 작성하고 골조완성도에 따 른 시공단계 모델을 통해 시공 중인 건물의 지진하중의 영향을 분석하였다. 시공 중인 건물의 시공기간은 완공단계 이후의 사용기간 에 비해 매우 짧으므로 설계단계와 동등한 수준의 지진을 적용하는 것은 과도한 하중이 적용될 수 있으므로 시공단계 모델에 재현주 기 50~2,400년의 지진을 적용하여 지진하중을 검토하고 부재단면성능을 분석하였다. 그 결과 설계단계를 초과하는 하중의 여부 및 구조적 안전성 확보가 가능한 수준의 지진재현주기를 검토할 수 있었다. 또한 각 예제모델의 시공기간을 가정하여 시공기간에 따른 지진재현주기를 선정하고 선정한 재현주기의 설계 적절성을 확인하였다.

In response to the increase in international terrorism threats and demands for terrorism prevention and response activities, the Act on Counter-Terrorism for the Protection of Citizens and Public Security was enacted in 2016, and the need for research to strengthen protection against explosive threats was raised. In the same manner, the Design Basis Threats, which become the standard for the design and evaluation of physical protection systems for nuclear facilities, have been developed and it includes explosive threats. However, the regulatory standards for physical barriers against explosive threats are still not established. Therefore, it is first required to set up a performance database of physical barriers subject to blast loading in order to prepare the regulatory standards. In this study, the pressure with the trinitrotoluene (TNT) charge weights of 0.5-2 kg as a function of time was calculated using Ansys Autodyn software by assuming that the TNT is used for malicious purposes and is attached to a reinforced concrete (RC) corridor wall. The shape of the corridor was the 3×3×6 m cuboid with a rectangular hole of 1.78×1.78×6 m. The RC walls, which make up the corridor, contained the reinforcing bars with a spacing of 0.229 m and a diameter of 0.036 m. The spherical charge of a TNT was placed 0.2 m away from a RC wall in the middle of the corridor. To measure the reflected pressure after the internal explosion with a TNT, three pressure gauges were installed on the three sides of the RC walls in the middle of the corridor, respectively. The results showed that the peak reflected pressure on a RC wall with the standoff distance of 0.2 m was about ten times higher than the opposite RC wall with the standoff distance of 1.58 m in the same condition of TNT charge weight. Thus, it was verified that blast loads are highly affected by standoff distance. It seems that preventing the explosive detonation close to a physical barrier is strategically important to maintain the integrity of the physical barrier.

본 논문에서는 유한요소해석 프로그램 Abaqus를 이용하여 고온과 편심 축하중을 받는 세장한 철근 콘크리트 기둥의 유한요소해석 절차를 제시하고 해석 결과를 비교･분석하였다. 기둥에 축하중과 화재가 가해지는 상황을 해석에 반영하기 위해 Abaqus에서 제공하 는 순차 결합 열-응력 해석을 사용하였다. 우선 콘크리트 단면에 대한 열전달 해석을 수행하여 검증한 뒤, 이를 3차원 요소로 확장하고 구조해석과 결합하여 해석을 수행하였다. 해석 과정에서 수렴성 및 정확성에 영향을 미치는 인장 증강 효과와 초기 불완전성을 고려 하여 모델링하였다. 해석 결과는 74개 실험 데이터와 비교하였으며, 내화시간을 기준으로 평균 6%의 오차를 나타냄에 따라 유한요소 해석을 통해 철근콘크리트 기둥의 내화성능을 예측할 수 있게 되었다.

본 논문에서는 축하중과 폭발하중을 동시에 받는 철근콘크리트 부재의 구조 거동을 분석하였다. 기본적인 폭발하중을 받는 패널 실험 데이터, 축하중과 폭발하중을 받는 철근콘크리트 기둥 실험데이터를 이용하여 비선형 동적해석 모델링을 검증하였다. 축하중의 적용에 있어서 Autodyn은 동적해석만을 위한 프로그램이기 때문에 축하중과 같은 정적 하중에 대한 초기 응력 상태를 모사하는 해석 절차를 제시하였다. 축하중비 0%~70% 구간과 TNT 등가량에 의존한 환산거리 1.1~2.0에 해당하는 매개변수를 선정하여 총 80개의 비선형 동적 유한요소해석을 진행하였다. 축하중비와 환산거리의 변화를 통해 손상정도와 최대 변위 및 회전각으로 구조 거동을 비 교 분석한 결과로 원거리 폭발하중에서 축하중을 받는 기둥의 강성 증가로 최대 변위가 감소한다. 결과적으로 축하중비 10%~30%, 30%~50%, 50% 이상의 영역 3가지로 구조적 거동 분류가 가능함에 따라 내폭 설계 모델 개발에 활용될 수 있을 것으로 보인다.

This paper intends to present considerations on the question of what is the “load standard” or “design load” for integrity evaluation under normal transportation conditions and what type of design load is good for users. This suggests a direction for subsequent research on producing design loads that transport business companies can utilize without difficulty. Several studies have been conducted to evaluate the integrity of spent nuclear fuel during normal transportation. A representative study recently conducted is the Multi-modal Transportation Test (MMTT) conducted using a commercial spent nuclear fuel cask by US DOE in 2017. In Korea, additional transport tests were planned to acquire sufficient test data under the conditions of road and sea transport considering the Korean situation. As a result, road transport tests were carried out in 2020 and sea transport tests were carried out in 2021. In the road transport test, a driving test that simulates various road conditions and a test that cycled a 4.5 km road eight times were performed. In most cases, the maximum acceleration of less than 1 g occurred, and the maximum strain was less than 48 με. For the sea transport test, the magnitude of both the maximum acceleration and the maximum strain were lower than those in the road transport test. We concluded tentatively that the integrity of spent fuel under normal conditions of transport was satisfactory with a large margin. However, when the storage business is realized and the transport of spent fuel becomes visible, the storage and transport business companies will have to prove the maintenance of the integrity of the spent fuel under normal transport conditions at the request of the regulatory agency. The transport business companies can transport the spent nuclear fuel by using different types of transport casks and different types of trucks and ships from those used in the tests mentioned above. However, it is absurd to have to prove the integrity of spent nuclear fuel by performing expensive tests again. Therefore, in this study, the design load that can be used by transport business companies is to be presented. The design load to be presented should satisfy the following requirements. The design load should be applicable including some differences in the transport cask or transport system, or different design loads should be presented according to the differences. The location where this design load is applied is to be specified (e.g. fuel rod, basket, internal structure). Requirements according to the operating speed of the transport system should be presented together. The type of design load is to be presented (e.g. PSD, SRS, FDS etc.). Other types of standards may be presented. For example, a speed limit for a vehicle carrying spent nuclear fuel may be suggested, or a speed limit for a vehicle passing through a speed bump may be suggested. In order to present such a reliable design load, a multi-axis vibration excitation shaker table test will be carried out. Though this shaker table test, the behavior of the nuclear fuel assembly is closely evaluated by applying the data obtained from the road and sea transport tests previously performed as an input load. In addition, FDS (Fatigue Damage Spectrum) will be produced and applied to experimentally evaluate the durability of fuel assemblies under normal transport conditions.

This presentation summarizes recent research on estimating the mechanical loading environment of spent nuclear fuel (SNF) during normal storage and transportation scenarios sponsored by the US Department of Energy Spent Fuel and Waste Science and Technology (SFWST) program. Normal conditions of truck, ship, and railroad transportation of SNF were studied with testing and numerical modeling to determine that the shock and vibration loads applied to SNF during transportation are not expected to challenge SNF cladding integrity or the fatigue life of cladding. The 30 cm package drop scenario was studied with experiments and modeling to determine that mechanical loads during a 30 cm SNF package drop scenario are only expected to challenge SNF cladding integrity under worstcase conditions at elevated temperatures. The SFWST program is currently preparing seismic shake table testing to record SNF mechanical loads in a dry storage earthquake scenario. This presentation summarizes the findings of the transportation and package drop research and details the progress made on the current seismic test.

농업기계는 다양한 환경과 작물을 대상으로 작업을 수행하기 때문에 농업기계의 설계와 개발은 실 작업 부하를 고려하여 수행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 식용 옥수수 수확기의 실 작업 부하를 계측하기 위해 식용 옥수수 수확 시험을 수행하였다. 또한, 계측된 부하 데이터를 이용하여 수확기 내 기어박스 요소들의 강도 및 수명을 평가하기 위한 부하 스펙트럼을 구축하였다. 부하 스펙트럼은 기어박스의 구성요소 중 기어와 베어링에 적용 가능한 하중 지속 분포와 기어와 베어링을 제외한 축, 하우징, 캐리어 등에 적용 가능한 부하 스펙트럼으로 나누어 구축하였다. 본 연구를 통해 구축된 하중 지속 분포 및 부하 스펙트럼은 식용 옥수수 수확기의 기어박스 강도 및 수명 평가뿐만 아니라, 기어박스의 설계 하중으로도 활용이 가능할 것으로 보인다.

본 논문에서는 전이보 시스템이 지닌 층고 및 공사물량 증가의 단점을 보완할 수 있는 경계보-벽체 시스템의 압축성능을 평가하였 다. 1/2 축소실험체에 대한 압축실험을 수행하고 그 결과를 3차원 비선형 유한요소해석 결과와 비교 및 분석하였다. 실험체 변수로 상 하부벽체의 수평길이 상대비, 하부벽체의 두께, 하부벽체 전단보강근의 상세를 고려하였다. 실험의 최대하중은 하부벽체의 공칭축강 도와 유사하게 나타났으며, 이로부터 상부벽체로부터의 수직 하중이 하부벽체로 원활하게 전달되며, 편심으로 인한 모멘트 중 상당 량을 경계보가 가져감을 알 수 있다. 상하부벽체 수평길이의 상대비가 40%일 경우 50%일 때보다 단면의 기여도가 증가하였으며, 하 부벽체에 면외방향 편심이 존재할 경우 단면의 기여도가 감소하였다. 하부벽체의 전단보강근 간격을 줄이고 크로스 타이를 배근할 경우 초기강성 및 최대하중이 증가하며 국부적인 응력집중이 감소하였다.

This paper aims to evaluate the mechanical integrity for Spent Nuclear Fuel (SNF) cladding under lateral loads during transportation. The evaluation process requires a conservative consideration of the degradation conditions of SNF cladding, especially the hydride effect, which reduces the ductility of the cladding. The dynamic forces occurring during the drop event are pinch force, axial force and bending moment. Among those forces, axial force and bending moment can induce transverse tearing of cladding. Our assessment of 14 × 14 PWR SNF was performed using finite element analysis considering SNF characteristics. We also considered the probabilistic procedures with a Monte Carlo method and a reliability evaluation. The evaluation results revealed that there was no probability of damage under normal conditions, and that under accident conditions the probability was small for transverse failure mode.