파라메트릭 디자인은 예술과 과학의 융합을 대표하는 모범 사 례로, 예술 창작자의 직관적 표현과 수학적 논리의 엄밀성을 결 합함으로써 현대 예술 창작에 새로운 방법론적 틀을 제공한다. 특히 공공미술 분야, 그중에서도 공공 조형물의 설계 및 실천에 있어 파라메트릭 디자인은 뚜렷한 응용 가능성을 보여주고 있다. 현재 공공 조형물의 설계 방식은 상대적으로 보수적이며, 점점 증가하는 대중의 참여성, 상호작용성 및 표현의 다양성에 대한 요구를 충족시키기에는 한계가 있다. 본 연구는 공공 조형물 창작에 있어 보수적 설계 방식의 한계 를 극복하고, 참여성·상호작용성·표현 다양성에 대한 현대적 수 요에 대응하기 위해 파라메트릭 디자인과 디지털 제작 기술의 적용 가능성을 체계적으로 탐구한다. 먼저, 예술과 기술 융합의 대표적 사례인 파라메트릭 디자인의 개념적 진화 및 비선형적 특성을 이론적으로 고찰한다. 이어 공공 조형예술 분야의 실천적 적용 사례(대표적 사례: The Orb)를 심층 분석하여, 디지털 기 술이 형태 생성의 복잡성 향상, 구조적 혁신, 대중 참여 확장에 미치는 효과성을 실증적으로 검증한다. 연구는 전통적 창작 방식 과의 비교를 통해 설계-제작 프로세스의 패러다임 전환을 규명 하며, 파라메트릭 디자인이 조형 예술의 방법론적 재구성 뿐 아 니라 미학적 경험의 재정의에 기여함을 입증한다. 마지막으로, 3D 프린팅 등 첨단 제작 기술과의 결합이 촉발하는 예술 창작의 존재론적 변화(개방적 시스템, 협력적 생성 체계)와 공공예술의 미래 방향성에 대한 함의를 제시한다.

Globally, there is a concentrated effort to lead in alternative energy technologies. Among various eco-friendly energy sources and carbon-free fuels, hydrogen energy is gaining attention as a clean energy solution for future industries, as its only byproduct is water. There are two primary storage methods: compressing hydrogen gas at high pressure and storing it as a liquid. Research on insulation, including the structural design of multi-layer Insulation (MLI) and vapor-cooled shield (VCS), as well as the materials used for insulation, has been actively conducted. However, studies focused on improving the structural safety of the supports that sustain the structure between the inner and outer tanks have been limited. In this study, a thermal-structural coupled analysis technique for liquid hydrogen storage tanks was developed using commercial finite element analysis software for the design of support structures for liquid hydrogen storage tanks. Six analytical models were created based on varying the number and diameter of the supports with the constant total volume of the supports and a structurally safe support configuration was proposed.

The AlSi10Mg alloy has garnered significant attention for its application in laser powder bed fusion (L-PBF), due to its lightweight properties and good printability using L-PBF. However, the low production speed of the L-PBF process is the main bottleneck in the industrial commercialization of L-PBF AlSi10Mg alloy parts. Furthermore, while L-PBF AlSi10Mg alloy exhibits excellent mechanical properties, the properties are often over-specified compared to the target properties of parts traditionally fabricated by casting. To accelerate production speed in L-PBF, this study investigated the effects of process parameters on the build rate and mechanical properties of the AlSi10Mg alloy. Guidelines are proposed for high-speed additive manufacturing of the AlSi10Mg alloy for use in automotive parts. The results show a significant increase in the build rate, exceeding the conventional build rate by a factor of 3.6 times or more, while the L-PBF AlSi10Mg alloy met the specifications for automotive prototype parts. This strategy can be expected to offer significant cost advantages while maintaining acceptable mechanical properties of topology-optimized parts used in the automobile industry.

최근 콘크리트 타설 중 구조체, 거푸집 및 동바리 사고가 지속적으로 발생하고 있으며, 특히 슬래브 두께가 증가한 비기준층이 존재 하는 다층지지 RC 구조 시스템에서 빈번하게 발생하였다. 선행 연구에서는 동일한 조건에서 일부 슬래브 두께가 증가하는 경우 콘크 리트의 강성과 슬래브 시공 하중의 분포에 대한 분석을 실시하였다. 이 논문에서는 슬래브 두께가 변화하여 비기준층이 존재하는 다 층지지 RC 구조 시스템에서 시공 주기, 동바리 지지 층수의 시공 조건과 두께 증가량, 두께 증가 층수의 설계 조건을 변화시켜 시공 하 중, 시공 손상 변수, 동바리 축력을 분석하였다. 시공 하중과 시공 손상 변수는 두께 증가량과 두께 증가층 수의 영향이 가장 크고, 동바 리 축력은 동바리 지지 층수와 두께 증가층 수가 가장 큰 영향을 미침을 확인하였다.

In this study, theoretical analyses are performed to investigate the characteristics of the static and dynamic stiffness of a nonlinear vibration isolator system. The vibration isolator system is modeled as an equivalent nonlinear oscillator. Based on the model, the static equilibrium and frequency response solutions are obtained with the variations of external static load and/or system parameters. It is shown that the static stiffness of the nonlinear vibration isolator tends to be hardened with the increase of external static load, which prevents the occurrence of excessively large deflection. This static stiffness-hardening effect is more remarkable with a larger spring constant ratio. The dynamic stiffness is also strengthened when the spring constant ratio increases, which enlarges the force transmissibility and reduces the isolation frequency bandwidth. Thus, the static stiffness- hardening improves the robustness of the nonlinear vibration isolator, whereas the dynamic stiffness-hardening rather degrades its performance. Thus, the opposite tendency of the static and dynamic stiffness-hardening effects should be considered in the design process of the nonlinear vibration isolator.

This study performed the seismic response analysis of an LNG storage tank supported by a disconnected piled raft foundation (DPRF) with a load transfer platform (LTP). For this purpose, a precise analytical model with simultaneous consideration of Fluid-Structure Interaction (FSI) and Soil-Structure Interaction (SSI) was used. The effect of the LTP characteristics (thickness, stiffness) of the DPRF system on the seismic response of the superstructure (inner and outer tanks) and piles was analyzed. The analytical results were compared with the response of the piled raft foundation (PRF) system. The following conclusions can be drawn from the numerical results: (1) The DPRF system has a smaller bending moment and axial force at the head of the pile than the PRF system, even if the thickness and stiffness of the LTP change; (2) The DPRF system has a slight stiffness of the LTP and the superstructure member force can increase with increasing thickness. This is because as the stiffness of the LTP decreases and the thickness increases, the natural frequency of the LTP becomes closer to the natural frequency of the superstructure, which may affect the response of the superstructure. Therefore, when applying the DPRF system, it is recommended that the sensitivity analysis of the seismic response to the thickness and stiffness of the LTP must be performed.

PURPOSES : The primary objective of this study is to analyze the relationship between the factors that affect traffic incident duration in the mainline, tunnel, and ramp segments of an expressway. In addition, this study derived the most suitable statistical prediction model based on various incident duration distributions. METHODS : South Korean expressway crash data for 11 years, from 2011 to 2021, were analyzed. The incident durations on the mainline, tunnel, and ramp segments were selected using the accelerated failure time model, which is a parametric survival analysis approach. RESULTS : The mainline segment showed that the incident duration increased during accidents, including guard pipe collisions, multivehicle collisions, and snowfall. In particular, collisions in a tunnel with shoulder facilities increase the incident duration, while decreasing the time in the ramp segment. CONCLUSIONS : The incident duration model for each segment type yielded the most accurate results when applying a log-logistic distribution.

본 연구는 고속도로용 RC 교각 기둥구조에 대하여 축방향 기존 철근을 중공철근으로 대체하는 설계방안을 제시하였 다. 동일직경 기준으로 기존 이형철근을 중공철근으로 대체할 수 있는 합리적인 설계방안을 제시하였으며, 기존 축방향 배근량 을 감소하는 방안을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 설계방안을 검증하기 위하여 3차원 유한요소 구조해석을 수행하였으며, 압 축하중에 의한 변수 수치해석을 통하여 본 연구에서 제안한 방안의 타당성을 제시하였다. 향후 다양한 변수 수치해석 및 실물 시험을 통하여 본 연구에서 제시한 설계방안에 대한 추가 검증이 필요하다.

금속의 취성화는 수소와 접촉하는 구조물을 안정적으로 설계하는데 있어서 큰 문제가 되어왔다. 본 논문에서는 분자동역학 해석을 통해 균열선단 주변에 모인 수소원자들이 전위 이동 현상을 억제하고, 이로 인해 벽개 파괴 현상이 발생하는 것을 확인하였다. 다양한 수소 농도, 하중 속도, 수소 확산 속도 등을 바꾸어가며 분자동역학 해석을 수행하였고, 이에 따른 수소 취성화를 최소화시킬 수 있는 조건들을 조사하였다. 분자동역학 해석 결과는 기존의 실험결과와 잘 일치하였으며 이를 바탕으로 수소 취성화 현상을 정량화하여 평가하였다.

기존 화석 연료의 고갈 및 환경오염의 문제와 대용량 발전을 위하여 해양환경 및 자원을 이용한 친환경에너지 발전에 대한 연구 및 개발이 증가하고 있으며, 이 중 높은 발전 효율을 가진 해상태양광 발전에 대한 연구가 크게 증가하고 있다. 환경하중이 비교적 약한 내수조건과 달리, 환경하중이 강한 해양에서의 태양광 발전을 위해서는 더 강한 강성의 구조재를 사용해야 한다. 하지만, 구조재의 생 산 가능성, 무게를 포함한 구조물 특성 및 경제적 효율성 등의 제약조건이 발생할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 부유식 방파제를 설 치함으로써 태양광구조물에 작용하는 파랑하중을 감소시켜 구조재의 강성 강화를 최소화하고자 하였다. 부유식 방파제의 크기 및 구 조물로부터의 거리를 변화하여 이에 따른 파랑하중 및 구조재 응력의 감소 정도를 확인하였다. 다수 부력체의 상호간섭을 고려한 파 랑하중의 경우, 고차경계요소법(Higher-Order Boundary Element Emthod)을 이용해 산정하였으며, 구조재에 작용하는 응력은 유한요 소법(Finite Element Method)을 통해 평가하였다. 각 조건에서의 최대응력을 분석 및 비교함으로써 해상태양광 발전 시스템에 대한 부 유식 방파제의 영향을 확인하였으며, 부유식 방파제의 크기가 파랑하중 및 구조재 응력 감소에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

In this study, the frequency response analysis of a bistable electromagnetic vibration energy harvester is performed, based on an electromagnetic oscillator model, to investigate its nonlinear dynamic behaviors. The displacement and current responses are obtained, by the direct integration of the model, with the variations of mechanical and electromagnetic parameters. It is shown that the operating frequency band of the system can be broadened by the increase in mechanical parameters(inertial mass and Q-factor), but it does not depend significantly on any electromagnetic parameters(an external load resistance and the internal resistance of a coil). On the other hand, the output current of the energy harvester is affected only by the electromagnetic parameters (specifically, the sum of two resistances). Thus, the mechanical and electromagnetic parameters of the electromagnetic energy harvester must be designed properly, respectively, for broader and more efficient performance.

본 연구는 이러한 단점을 보완하기 위해 철근을 대체하여 내산화성과 전기저항이 높은 GFRP 보강근을 적용한 도상슬래브의 최적 변수해석을 수행하였다. 철도 궤도슬래브에 적용되는 철근은 열차 운행 중 신호전류의 손실을 일으켜 열차의 안정성을 저해하며, 철 근의 부식으로 내구성이 저하될 수 있다. GFRP 보강근의 직경 및 배근 개수 변화가 전체 콘크리트 도상슬래브의 휨강도 및 균열제어 에 미치는 영향을 유한요소 변수해석을 통하여 상세분석하였다. 해석 결과, GFRP 보강근의 직경 및 배근을 합리화하여 제안하였으며 이러한 경우 기존 배근보다 더욱 경제적인 단면을 도출할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구로부터 도출된 결과는 향후 GFRP 보강근을 적용하여 도상슬래브를 설계하는 경우 보다 합리적이고 경제적인 단면을 산정할 수 있는 가이드라인이 될 수 있을 것으로 기대된다.

Most sensors are affected by temperature, so they are tested in advance and used for temperature compensation. However, sensor affected by the temperature hysteresis is not compensated. This is because even if compensation is made in the form of a general n-th polynomial, the effect of hysteresis remains the same. In this paper, a method of compensating accelerometer biases with hysteresis using a new parameter C was studied. This technique goes beyond finding the appropriate variable for compensation and is a method of creating the parameter itself with a combination of new variables. As a result, most errors could be eliminated.

Ti-6Al-4V alloy has a wide range of applications, ranging from turbine blades that require smooth surfaces for aerodynamic purposes to biomedical implants, where a certain surface roughness promotes biomedical compatibility. Therefore, it would be advantageous if the high volumetric density is maintained while controlling the surface roughness during the LPBF of Ti-6Al-4V. In this study, the volumetric energy density is varied by independently changing the laser power and scan speed to document the changes in the relative sample density and surface roughness. The results where the energy density is similar but the process parameters are different are compared. For comparable energy density but higher laser power and scan speed, the relative density remained similar at approximately 99%. However, the surface roughness varies, and the maximum increase rate is approximately 172%. To investigate the cause of the increased surface roughness, a nonlinear finite element heat transfer analysis is performed to compare the maximum temperature, cooling rate, and lifetime of the melt pool with different process parameters.

본 논문에서는 열린 셀 구조의 3차원 마이크로 엮임 재료에 대해서 다양한 전산 시뮬레이션을 수행하고 재료의 특성을 수치적으로 분석하였다. 엮임 재료에 대한 수치 해석의 정확도를 높이기 위해서 각 축 방향별 와이어 사이의 간격을 6개의 변수로 매개화 하였으며, 기존의 정육면체 대신에 사면체의 요소로 바꾸어 엮임 재료의 기하학적 형상을 더 사실적으로 구현하였다. 개선된 수치모델에 대해서 상용 프로그램을 이용해 기계적, 열역학적, 유체역학적 해석을 수행하였으며, 그 정확도를 검증하기 위해서 기존의 실험 결과와 비교하였다. 또한 x 및 y 방향으로 와이어 간격을 변화시켜 가며, 3차원 엮임 재료의 여러 물성치에 대한 파라메트릭 테스트를 수행하였으며, 물성치의 변화 경향 및 민감도를 살펴보았다. 이를 통해서 3차원 엮임 재료의 물성치 사이의 상관관계를 애슈비 차트와 함께 살펴보았으며, 기존의 벌크 형태의 금속 재료와는 다른 재료 특성들로 인해 그 활용도가 높을 것으로 기대한다.