Recent earthquakes in Korea, like Gyeongju and Pohang, have highlighted the need for accurate seismic hazard assessment. The lack of substantial ground motion data necessitates stochastic simulation methods, traditionally used with a simplistic point-source assumption. However, as earthquake magnitude increases, the influence of finite faults grows, demanding the adoption of finite faults in simulations for accurate ground motion estimates. We analyzed variations in simulated ground motions with and without the finite fault method for earthquakes with magnitude (Mw) ranging from 5.0 to 7.0, comparing pseudo-spectral acceleration. We also studied how slip distribution and hypocenter location affect simulations for a virtual earthquake that mimics the Gyeongju earthquake with Mw 5.4. Our findings reveal that finite fault effects become significant at magnitudes above Mw 5.8, particularly at high frequencies. Notably, near the hypocenter, the virtual earthquake’s ground motion significantly changes using a finite fault model, especially with heterogeneous slip distribution. Therefore, applying finite fault models is crucial for simulating ground motions of large earthquakes (Mw ≥ 5.8 magnitude). Moreover, for accurate simulations of actual earthquakes with complex rupture processes having strong localized slips, incorporating finite faults is essential even for more minor earthquakes.

신뢰성 있는 토양의 이산요소모델을 개발하기 위해서는 토양의 특성을 고려하여 매개변수를 교정해야 한다. 본 연구에서는 이산요소모델을 구성하는 각 매개변수가 토양 입자의 거동에 미치는 영향을 분석하였고, 분석된 결과를 이용하여 토양의 이산요소모델을 개발하였다. 민감도 분석의 대상이 되는 매개변수는 전단 계수, 마찰 계수, 표면 에너지 등으로 선정하였으며, 교정의 기준이 되는 토양의 특성은 가비중, 안식각, 점착력 및 내부마찰각으로 선정하였다. 또한, 토성이 서로 다른 해안가, 논 및 밭을 구성하는 토양을 대상으로 연구를 수행하여 다양한 토성에 대한 적용성을 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서 수행한 민감도 분석 결과를 이용하여 각 토양의 거동을 모사할 수 있는 이산요소모델을 교정하였으며, 시험 결과와의 비교를 통해 교정된 이산요소모델을 검증하였다.

Bellows expansion joints enhance the displacement performance of piping systems owing to their unique geometrical features. However, structural uncertainties such as wall thinning in convolutions, a byproduct of the manufacturing process, can impair their structural integrity. This study addresses such issues by conducting a global sensitivity analysis to assess the impact of these uncertainties on the performance of bellows expansion joints under monotonic loading. Global sensitivity analysis, which examines main and nth order interaction effects, is computationally expensive. To mitigate this, we employed a surrogate model-based approach using an artificial neural network. This model demonstrated robust prediction capabilities, as evidenced by metrics such as the coefficient of determination. The sensitivity indices of the main effect for the 2-ply and 3-ply bellows at the sixth convolution were 0.3340 and 0.3233, respectively. The sensitivity index of the sixth convolution was larger than that of other convolutions because the maximum deformation of the bellows expansion joint under monotonic bending load occurs around it. Interestingly, the sensitivity index for the interaction effect was negligible (0.01%) compared to the main effect, suggesting minimal activity between uncertainty factors across convolutions. Notably, bellows expansion joints under repetitive loading exhibit more complex behaviors, with the initial leakage typically occurring at the convolution. Therefore, future studies should focus on the structural uncertainties of bellows expansion joints under cyclic loading and employ a surrogate model for comprehensive global sensitivity analysis.

본 연구에서는 지역 영역 기상 수치 예보 모델의 여러 수평 영역 및 수평 해상도에 따른 이상적인 열대저기압 의 진로와 베타자이어의 민감도를 조사하였다. 모델의 이상적인 초기 조건은 경험적인 함수로 생성된 3차원 축대칭 모 조 소용돌이와 허리케인 활동 시기의 평균 대기 조건으로 구성된다. 이때 모델 설정에 따른 이상적인 열대저기압의 변 화를 분석하기 위하여 배경 흐름은 제거되었다. 수치 모델의 수평 영역 및 수평 해상도에 따른 이상적인 열대저기압의 민감도 실험을 수행하기 위해, 지역 영역 수치 모델로서 W RF (Weather Research a nd F orecasting) 모델을 사용하였다. 모의된 열대저기압의 바람장으로부터 베타자이어를 추출하기 위해, DFS (Double-Fourier Series) 국지 영역 고차 필터 를 사용하였다. 모델의 수평 영역의 크기가 감소할수록 베타자이어의 구조와 강도가 약해졌으며, 이는 열대저기압 진로 의 차이를 발생시켰다. 수평 영역의 크기를 본 연구의 실험에서 가장 작은 영역인 3,000 km3,000 km로 설정하였을 경 우에 베타자이어 통풍류의 서진 성분이 크게 감소하였으며, 수평 영역을 더 넓게 설정한 실험들에 비해 열대저기압의 진로가 동쪽으로 편향되었다. 본 결과는 열대저기압과 관련된 바람장 전체를 포함하지 못할 정도로 매우 작은 수평 영 역을 사용할 경우, 열대저기압의 진로가 적절히 모의 될 수 없음을 시사한다. 반면, 5,000 km5,000 km와 6,000 km 6,000 km의 수평 영역에서는 그 민감도가 매우 작게 나타났다. 수평 해상도가 감소할수록 이상적인 열대저기압의 진 로는 매우 서쪽으로 편향되었다. 베타자이어의 크기와 강도도 수평 해상도가 감소할수록 크고 더 강하게 나타났다.

PURPOSES : This study aims to conduct a sensitivity analysis to determine the major factors affecting traffic accidents involving elderly pedestrians. METHODS : In this study, a regression tree model was built based on a non-parametric statistical model using data on traffic accidents involving elderly pedestrians. Using this model, we analyzed the degree of change in the probability of pedestrian fatalities. RESULTS : Results of the model analysis show that the first major factor combination affecting traffic accidents involving elderly pedestrians is speeding, night time, and road markers. The second combination is night time and arterial roads (national and local highways). The last combination that may lead to such accidents is heavy vehicles and federally funded local highways. CONCLUSIONS : Preventive measures, such as speed control, proper lighting, median strips, designation of pedestrian protection zones, and guidance of detours, are necessary to manage high-risk combinations causing accidents of the elderly.

LILW disposal repository in Gyeongju, South Korea is considered with a concrete mixture that uses Ordinary Portland Cement (OPC) partially substituted with supplementary cementitious materials (SCMs). The degradation of cementitious materials that result from chemical and physical attacks is a major concern in the safety of radioactive waste disposal. We present a reactive transport model utilized as one of the geochemical simulation approaches for the timescales of concern that range from hundreds to thousands of years. The purpose of this study is to investigate the sensitivity of parameters in concrete disposal systems and to evaluate the influence of various assumptions on the chemical degradation of the systems using a reactive transport model. A reactive transport model in the concrete disposal vault was developed to evaluate the behavior of engineered barriers composed of cementitious materials. The sensitivity analysis was performed using reactive transport models through the coupling between COMSOL and PHREEQC. The databases selected for the analysis are the Thermochimie database presented by ANDRA. Among many variables considered, two variables that can highly affect chemical degradation were selected for detailed sensitivity analysis for dealing with uncertainties. This is important because the chemical degradation mechanism is generally sensitive to precipitation and diffusion coefficient. The first factor is precipitation, which might be the most important factor in chemical degradation because it acts as a calcium leaching of cementitious materials in a disposal system in a highly alkaline environment, increasing the porosity of the system. To predict the change in annual precipitation, the measurement of the precipitation observatory station in the nearest area of Gyeongju for the past 80 years was collected. The second factor is the diffusion coefficient, which plays an essential role in the durability of the concrete disposal system, promoting the decalcification of cementitious minerals, accelerating system degradation, and increasing the porosity of its system, thereby facilitating the migration of radionuclides. The diffusion coefficient values used in studies similar to this work were calculated and evaluated using the box-and-whisker method. The results of the sensitivity analyses for the reactive transport model in the concrete disposal system will be presented. The sensitivity cases show that the results obtained are much more sensitive to changes in transport parameters.

The damage ratio of Spent Nuclear Fuel (SNF) is a very important intermediate variable for dry storage risk assessment which require an interdisciplinary and comprehensive investigation. It is known that the pinch load applied to the cladding can lead to Mode-3 failure and the cladding becomes more vulnerable to this failure mode with the existence of radial hydrides and other forms of mechanical defects. In this study, a sensitivity analysis was performed to evaluate the importance of the damage parameters that need to be calibrated for the simulation of zircaloy-4 cladding failure using computational mechanics. The simulation model was generated from a microscopic image of the cladding with hydride. The image segmentation method was used to separate the Zircaloy-4, hydride, and hydride- Zircaloy matrix interfaces to create a pixel-based finite element model. The ring compression test (RCT) was simulated because the resistance of the cladding under pinch load can be evaluated by this test. It was assumed that the damage starts with the formation and growth of voids or small cracks in the material, which grow and combine to form larger cracks, eventually leading to the complete fracture of the material. Therefore, the ductile damage criterion was applied to all materials to simulate crack formation and propagation. The sensitivity analysis was performed based on the design of experiments using L8 orthogonal array. The effects of five factors on the fracture resistance of hydrided cladding were quantified, and they are the fracture strains describing the damage initiation in zircaloy-4 matrix, hydride, and hydride-zirconium matrix, and yield stress and Young’s modulus for hydride-zirconium matrix. Information on those parameters are hardly available in literature and experimental data which enable the estimation of those are also very rare. It is planned to build a computational model which can accurately simulate the fracture behavior of hydrided cladding by calibrating significant fracture parameters using reverse engineering. The results of this study will help to figure out those significant parameters.

To obtain confidence in the safety of disposal facilities for radioactive waste, it is essential to quantitatively evaluate the performance of the waste disposal facilities by using safety assessment models. Thus, safety assessment models require uncertainty management as a key part of the confidencebuilding process. In application to the numerical modelling, the global sensitivity analysis is widely employed for dealing with parametric and conceptual uncertainties. In particular, the parametric uncertainty can be effectively reduced by minimizing the uncertainty of critical parameters in the safety assessment model. In this paper, the numerical model of each step disposal facility (Silo, Near surface, and Trench type) at Wolsong Low and Immediate Level Waste (LILW) Disposal Center is designed by using a two-dimensional finite element code (COMSOL Multiphysics). In order to determine the critical parameters for non-adsorbed nuclides such as H-3, C-14, Tc-99, we introduced the variance-based sensitivity analysis methodology of the global sensitivity analysis. In the case of Silo type, the density of waste is highly sensitive to the total leakage quantity of all nuclides. Additionally, the initial nuclide concentration of H-3 was identified as another important parameter of H-3. On the other hands, the mass transport coefficient showed a high contribution in C-14 and Tc-99. In other types of disposal facilities, the leaking properties of H-3 are significantly affected by the amount of infiltration water. However, C-14 and Tc-99 were found to be more sensitive to the density of waste.

CALMET (California Meteorological Model), which is a meteorological subroutine for an air quality dispersion mode (CALPUFF; California Puff Model), closely related with the land surface structure. In this study, the sensitivity of micro-meteorological parameters including wind speed and roughness height, Albedo, Bowen ratio, soil heat flux, and leaf area index were closely evaluated with change of land-use in relation to urban development. As a result, although no consistent dependence of roughness height on surface wind was found, it showed that high value of surface roughness could lead to the increase of friction velocity, influence the Monin-Obukhov length and the mixing height. At the same time, the increasing Albedo reduced friction velocity and mixing height. Thus, it was concluded for the CALMET modelling that it is necessary to first define the roughness height, Albedo, and Bowen ratio according to land-use.

본 연구의 목적은 문화간 감수성 함양을 위해 설계된 대학 중국문화수업에 적합한 검사도구를 제안하고자 Rasch의 평정척도모형을 사용하여 양호한 문항을 선별하고 이 문항들로만 구성된 단축판을 구성하는데 있다. 이를 위해 대학생 225명의 응답자료를 분석하여, 응답범주의 적절성, 문항의 내․외적합도, 문항난이도, 피험자 능력 분포 등을 분석하였다. 연구결과, 응답범주는 5점 척도보다 4점 척도로 일 때, 문항 및 피험자 분리지수, 검사 신뢰도가 가장 높았으며, 문항난이도 분포 및 피험자 능력 분포가 적합하였다. 범주확률곡선 분석에서도 응답범주별 경계점수의 차이가 뚜렷하였다. 최종문항 선정과정에서 과적합보다 부적합 문항을 우선 삭제하였으며 해당 문항의 난이도가 그 영역의 다른 문항에 의해 측정되지 않는 문항을 재검토하였다. 최종적으로 선정된 18문항을 대상으로 단축판을 구성하였고 문항난이도를 고려하여 문항의 순서를 재배열하였다. 끝으로 단축판 검사의 활용방안과 본 연구의 제한점을 제시하였다.

PURPOSES : The objective of this study is to understand blow-up distress and causes in concrete pavement. METHODS : Feasible causes of blow-up and existing models were reviewed based on the literature. Three analytical models were adopted to perform a sensitivity analysis. Input parameters reflected the typical concrete pavement of national expressways. Evaluation of blow-up models was based on the amount of temperature increase and zero stress temperature of the concrete pavement. RESULTS : A review of the literature indicated that the five major causes of blow-up were: increase in temperature and solar radiation, alkaliaggregate reaction (AAR), friction characteristics between the concrete slab and subbase, joint closure (incompressible), and joint freezing. The sensitivity analysis revealed that the coefficient of thermal expansion had the greatest influence on the blow-up safety temperature. CONCLUSIONS : From existing blow-up model results, it could be concluded that the construction of concrete pavement during the winter season was not effective at preventing blow-up. In addition, an equivalent coefficient of thermal expansion that considers slab expansion due to AAR was proposed as a model input parameter for concrete pavement sections damaged by AAR.

중규모 기상 모델을 이용하여 안개와 같은 미세규모 국지현상을 정확히 재현하는 것은 매우 어려운 실정이다. 특히, 수치모델의 초기 입력 자료의 불확도는 수치모델의 예측 정확도에 결정적인 영향을 미치기 때문에 이를 보완하기 위한 자료동화 과정이 요구되어진다. 본 연구에서는 WRF (Weather Research and Forecasting) 모델을 이용하여 낙동강 지역에서 발생한 여름철 안개사례 재현실험을 대상으로 중규모 기상 모델의 한계를 검증하였다. 중규모 기상 모델에서 초기 및 경계장으로 사용되는 KLAPS (Korea Local Analysis and Prediction System)와 LDAPS (Local Data Assimilation and Prediction System) 분석장 자료를 이용하여 수치모델 모의 정확도 민감도 분석을 수행하였다. 또한 AWS (Automatic Weather System) 자료를 이용한 자료동화(Four-Dimensional Data Assimilation)에 의한 수치모델의 정확도 개선 정도를 평가하였다. 초기 및 경계장 민감도 분석 결과에서 LDAPS 자료를 입력 자료로 사용한 경우가 KLAPS 자 료 보다 기온과 이슬점온도, 상대습도에서 높은 정확도를 보였고, 풍속은 더 낮은 수준을 나타내었다. 특히, 상대습도에 서 LDAPS의 경우는 RMSE (Root Mean Square Error)가 15.9%, KLAPS는 35.6%의 수준을 보여 그 차이가 매우 크 게 나타났다. 또한 자료동화를 통하여 기온, 풍속, 상대습도의 RMSE가 각각 0.3 o C, 0.2ms−1 , 2.2% 수준으로 개선되었다.

수도권 지역의 고해상도 수치실험에 있어 연직 해상도와 대기경계층 모수화 방안의 효과를 조사하였다. WRF 모델을 이용하여 2013년 10월 25일 0000 UTC 부터 10월 26일 0000 UTC까지 수치 적분을 수행하였다. 수치 결과는 서울 남부에 위치한 선릉지역에서 관측된 6시간 간격의 라디오존데 자료와 서울지역의 43개 자동 기상 관측소 자료를 이용하여 검증하였다. 대기 하층의 연직해상도 비교 실험은 연직 44, 50, 60개의 층으로 구성되었으며, 특히 약 2 km 고도 이하의 층을 세분화하였다. 연직 해상도가 가장 높은 60개층 실험에서 대기경계층 고도의 일 변동이 가장 뚜렷하 게 나타났고, 특히 산악 지형과 같은 고지대에서는 대기경계층 고도와 10 m 바람장에서 연직해상도 실험 별 차이가 크 게 나타났다. WRF 모델 내 ACM2, YSU, MYJ 대기경계층 모수화 방안에 따른 온도의 민감도 실험에서는 모든 실험 수행 시간대에서 수치 모델 결과가 라디오존데 관측에 비교하여 온도를 과소 모의하였다. 지상 온도는 YSU 방안과 ACM2 방안이 MYJ 방안에 비해 상대적으로 편차가 낮게 나타났다.

본 연구는 지표항력모수화법과 공간해상도 설정에 대한 WRF 중규모모델내 지표풍속모의 성능을 평가하였다. 지표풍속 보정효과는 지형이 복잡한 한반도를 대상으로 연구하였다. 두 가지 새로운 지표항력모수화법과 수평 및 연직해상도를 가지고 총 5가지 실험(CTRL, Exp_JD, Exp_MO, Exp_h2, 그리고 Exp_l38)을 수행하였다. 1995년 한 해 동안 10m와 1000hPa에서 모의된 풍속을 검증 하였다. 실험결과, 지표풍속모의에 대한 최고성능은 WRF 모델내 아격자규모의 지표항력모수화법을 적용하고 연직층을 38개로 설계 한 실험 Exp_l38에서 나타났다. 10m 고도(1000hPa)에서 풍속 Bias와 RMSE가 각각 0.18(-2.65), 0.83(2.73)m/s였다. 이 연구에서 제안 한 MO의 지표항력모수화법과 연직층의 상세화가 풍속모의 설계는 WRF 모델을 활용하여 보다 정확한 바람정보를 생산하고 활용하는데 있어서 도움이 될 것이다.

이 연구의 목적은 2008년 5월 29일 우리나라에 영향을 미치는 황사를 예측하기 위해 WRF-Chem 모델 내 에어로졸 스킴과 광물성 먼지 옵션에 따른 미세먼지 농도 변화와 그에 따른 기상장의 민감도를 분석하는 것이다. 미세먼지의 인위적 배출량에 대해서는 0.5˚±0.5˚ RETRO 전구 배출량을, 광해리의 경우 Fast-J 광해리 스킴을, 그리고 황사 발생량을 추정하기 위해 RADM2 화학메커니즘 및 MADE/SORGAM 에어로졸 시나리오, MOSAIC 8 섹션 에어로졸 시나리오, 그리고 GOCART 먼지 침식 시나리오를 각각 적용하였다. 그 결과 RADM2 화학메커니즘 및 MADE/SORGAM 에어로졸 시나리오가 다른 시나리오들보다 우리나라 황사 먼지 농도와 배경 PM 농도를 더 높게 모사하였다. 그리고 이 시나리오와 서울의 각 대기질 측정망의 평균 PM10 농도와의 비교 결과, 상관계수는 0.67, 평균제곱근오차는 44μgm-3으로 나타났다. 또한 WRF-Chem 모델에서 상기 3가지 시나리오와 이들 시나리오가 없는 순수 기상에서의 온도, 풍속, 경계층 높이, 장파복사의 기상 민감도를 분석한 결과, 1,800-3,000 m 경계층 높이와 2-16ms-1 풍속 U 성분의 공간적 분포가 황사 먼지 발생의 공간적 분포와 유사하게 나타났다. 그리고 GOCART 먼지 침식 시나리오와 RADM2 화학메커니즘 및 MADE/SORGAM 에어로졸 시나리오는 황사 먼지 또는 에어로졸과 기상이 온라인으로 상호작용함으로써 지구장파복사가 더 낮게 모사되었다.

한반도 동남 지역에서 고농도 오존이 발생한 사례에 대해 NOx에 대한 오존의 수반민감도를 살펴보았다. 사례일에 지배적이었던 국지 순환과 고농도 오존을 모의하기 위해 WRF-CMAQ 모델을 사용하였다. 수반민감도 분석을 위해 CMAQ의 수반 모델을 적용하였다. 본 연구의 목적은 고농도 오존에 주변지역이 미친 영향을 살펴본 수용지 중심의 민감도 분석이다. 또한, 행정 구역별 기여도를 정량적으로 산정하였는데, 대구를 수용지로 하는 민감도 분석 결과 영향지역은 대구에 인접하여 포항으로 이어지는 영역과 남동쪽으로 떨어진 넓은 지역으로 나타났다. 첫 번째 영역은 고농도 사례일 당일에 배출된 NOx의 민감도가 주로 나타났고 두 번째 영역은 전 날 배출에 의한 영향이었다. 반면, 부산을 수용지로 한 경우 사례일 당일 주간의 해풍의 영향으로 같은 날의 NOx 배출 효과 보다는 전 날 배출되었던 농도에 대한 민감도가 더 중요하였다. 민감도 영향지역에 대한 단면도 분석 결과 지표부근의 NOx 수송과 함께 상층에서 이류되는 영향도 중요하였다.

대기 모델링 연구에서 시간 간격을 적절하게 결정하는 것은 중요한 문제이다. 본 연구에서는 비선형 대기 모형에서 수치 해의 시간 간격에 대한 민감도를 조사하였다. 이를 위해 간단한 무차원화된 역학 모형을 사용하여 시간 간격과 비선형성 인자를 바꾸어가며 수치 실험을 수행하였다. 실험 결과, 비선형성 인자가 영향을 줄 만큼 크지 않고 절단 오차를 무시할 수 있는 경우에는 수치 해가 시간 간격에 민감하지 않았다. 그러나 비선형성 인자가 큰 경우에는 수치 해가 시간 간격에 민감한 것으로 밝혀졌다. 이 경우, 시간 간격이 감소할수록 공간 필터의 강도가 증가하여 작은 규모의 현상이 약하게 모의되었다. 이는 일반적으로 시간 간격이 감소하면 절단 오차가 감소하여 더 정확한 수치 해가 도출된다는 사실과 상충한다. 이러한 충돌은 비선형 모형의 수치 해를 안정하게 하기 위해 공간 필터가 반드시 필요하기 때문에 피할 수 없다.