개선된 점진적 구조 최적화 기법을 이용한 콘크리트 보의 응력경로 탐색

전정배 ( Jeongbae Jeon ),김시환 ( Sihwan Kim ),윤성수 ( Seongsoo Yoon ),리신호 ( Shinho Rhee ),박진선 ( Jinseon Park ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

콘크리트 부재의 응력경로를 탐색하기 위하여 점진적 최적화 기법의 종료 기준과 요소 해석시 계산의 부하량을 줄일 수 있는 개선된 알고리듬을 개발하고, 이를 바탕으로 농업수리구조물로의 적용성을 고찰한다. 점진적 최적화 기법은 구조물을 요소로 분할하여 이산화 시킨 후, 유한요소해석법을 통해 각각의 요소 응력을 분석하고, 이를 통해 새로운 재료 모델을 구성하여 최적해가 되도록 반복한다. 개별요소는 공요소(0, stiffness)의 개념을 도입하는데, 이때 공요소 결정은 제거(Die)의 한 방향으로 진행된다. 본 연구에서는 최적해의 도달에 양방향(Alive or Die)으로 수렴되도록 알고리즘을 개선 한다. 기존 사용되고 있는 종료규준들은 설계자의 경험에 의존하여 결정되어 일관성이 부족하므로, 초기 탄성계수 값을 탄성계수 범위내에서 가정하여 유한요소해석을 실시하고, 구조물 응력 최대값에 제거율과 복원율을 동시에 적용하여 소거와 복원을 병렬로 실행하는 알고리듬을 구성한다. 이에 따라 종료규준은 초기 탄성계수값이 복원되는 요소는 E로 소거되는 요소는 0으로 치환되게 유도함으로써 초기탄성계수 값이 0이 되는 요소의 개수가 시점이다. 본 연구에서는 양방향(Alive or Die) 수렴방식과 새로운 종료규준을 적용시킨 알고리듬을 바탕으로 콘크리트 보의 응력경로를 탐색함으로써 농업수리구조물로의 적용성을 고찰한다.

통신데이터를 활용한 농촌지역의 생활 유형분석 연구

전정배 ( Jeongbae Jeon ),김솔희 ( Solhee Kim ),김태곤 ( Taegon Kim ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

최근 수도권으로의 인구와 자원의 집중으로 국토의 불균형 발전이 우려된다는 목소리가 커지고 있는 상황이다. 특히, KTX, SRT, 광역교통체계의 발달로 인하여 인구의 이동시간이 감소하고, 1일 생활권의 공간적 범위가 확대되어 수도권으로 인구집중이 더욱 가속화되고 있다. 수도권을 제외한 지역은 인구의 자연감소와 더불어 수도권으로의 인구 집중으로 지방소멸의 위기에 대한 우려가 나오고 있는 상황이다. 이러한 인구감소 및 지방소멸에 대응하고자 새로운 인구관리 정책이 필요하다는 의견들이 제기되고 있다. 지금까지는 주민등록상의 등록인구를 기준으로 인구의 양적 확대에 초점을 맞춰왔지만, 인구 출생률이 적은 상황에서는 자연적 인구증가를 기대할 수 없기 때문에 인구의 이동성을 반영할 수 있는 인구관리 정책이 필요하다. 이를 반영하여 행정안전부에서는 생활인구라는 새로운 개념을 도입한 「인구감소지역 지원 특별법」을 2022년 6월 10일에 제정하였으며, 2023년 1월 1일부터 시행되도록 하였다. 생활인구는 통근, 통학, 관광, 휴양, 업무, 정기적 교류 등의 목적으로 특정지역을 방문하여 체류하는 사람으로 정의하고 있으며, 체류횟수가 월 1회 이상이고, 3시간 이상인 사람으로 기준을 정의하고 있다. 그러나 지역에 월 1회 이상, 3시간 이상의 체류를 파악하기에는 현실적으로 어려움이 따르고 있다. 따라서 본 연구에서는 통신데이터를 이용한 시간인구 개념을 도입하여 생활인구를 재정의하였다. 또한 생활인구를 기반으로 농촌지역의 생활을 위한 이동특성을 파악하기 위하여 유형분석을 수행하여, 향후「농촌공간 재구조화 및 재생지원에 관한 법률」에 따른 농촌특화지구 설정 가능성 검토하였다.

토지이용도와 지형도를 이용한 이산화탄소 분포 산정

전정배 ( Jeongbae Jeon ),이형렬 ( Hyeongryeol Lee ),윤성수 ( Seongsoo Yoon ) 한국농공학회 2013 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2013 No.-

기후변화에 관한 정부간 패널(Intergovenmental Panel on Climate Change,IPCC)의 기후변화협약에 의하여 개발도상국 모두가 온실가스 감축의무대상이 되는 발리로드맵(Bali Road Map)을 확정하였다. 발리로드맵에서 우리나라도 2013~2017년 사이에 온실가스 감축의무국으로 편입되었다. 우리나라는 2020년 온실가스 배출목표를 30%를 감축하기로 설정하였다. 온실가스는 주로 에너지 소비에 의해 발생된다. 에너지의 소비는 지역의 성장 및 발전에 많은 영향을 미친다. 지역의 인구 및 산업 등을 조절하기 위해 지역개발이 진행되고 있으며, 이에 따라 에너지의 소비량도 증가되고 있는 실정이다. 에너지 소비량은 시가화 지역에서 많은 양을 사용하고 있다. 시가화 지역은 주택, 업무용 사무실, 교육 ㆍ문화건축물, 병원, 공장 등 많은 건축물이 밀집되어 있다. 시가화 지역에서 에너지소비의 과도한 집중으로 이산화탄소 배출량이 급격히 증가되며 이는 곧 시가화 지역의 환경을 크게 악화시키게 된다. 따라서 효율적으로 이산화탄소의 배출량을 저감시키는 방법에 관한 연구가 필요하다. 에너지 소비에 따르는 이산화탄소를 저감시키기 위한 대책으로 산림 및 녹지를 활용하는 방법이다. 국제사회는 대기 중 이산화탄소의 흡수원으로 산림 및 녹지의 무한한 탄소저장능력에 관심을 두고 있으며, 대기 중 이산화탄소 농도 저감을 위한 가장 효과적인 수단으로 제기하고 있다. 산림 및 녹지는 광범위한 조사가 진행되어야 하기 때문에 위성영상을 활용한 연구가 많이 진행되어 왔다. 위성영상은 장소 및 시간에 구애받지 않고 원하는 지역의 자료를 획득할 수 있으며, 신속하고 저렴한 비용으로 토지이용 변화, 식생 및 임상구분, 산림자원량의 파악이 가능하다. 본 연구에서는 청주시를 대상으로 위성영상을 이용하여 작성한 토지이용도를 기준으로 산림의 바이오매스 잠재량을 이용하여 산림 및 녹지의 이산화탄소 사용량을 추정하고, 지형도를 이용하여 에너지 사용에 따른 이산화탄소의 발생량을 정량화하고자 한다.

MCS-BEM 신뢰성해석의 정밀도 비교

전정배 ( Jeongbae Jeon ),윤성수 ( Seongsoo Yoon ),박진선 ( Jinseon Park ),리신호 ( Shinho Rhee ),김한중 ( Hanjung Kim ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

본 연구는 경계요소법과 신뢰성기법을 이용하여 농업수리구조물의 응력을 해석하고 파괴확률을 결정하는데 목적이 있다. 기존의 구조해석에 있어서 하중과 재료의 특성은 확정값으로 정의되어 왔다. 그러나 하중과 재료의 특성은 확률적으로 변화하기 때문에 불확실성을 내포하고 있고, 기존의 해석방법에서는 이런한 불확실성을 논리적으로 고려하지 못하였다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 신뢰성 해석에 기반을 둔 확률해석기법이 발전하였다. 신뢰성 해석은 뼈대 구조물의 해석에는 용이하지만 평면 변형률 요소를 포함하고 있는 농업수리구조물의 해석에는 문제점이 많다. 경계요소법은 농업수리구조물의 평면 변형률 요소를 경계 조건만으로 해석이 가능하다. 이에 따라 평면변형률 요소 문제를 풀기 위해 경계요소법을 적용하였다. 또한 구조물을 하나의 파괴확률로 설정하기에는 무리가 있다. 구조물의 형상에 따라 주요 파괴지점이 변하기 때문에 여러 지점에서의 파괴확률을 설정해야 한다. 그러나 많은 수의 지점을 선택하여 계산을 하면 계산량이 방대해져 계산 시간이 오래 걸린다. 이에 따라 적정량의 계산 포인트 설정이 필요하게 된다. 따라서 본 연구에서는 평면 병형률 요소 문제를 풀기 위해 경계요소법을 적용하고, 확률적으로 변화하는 하중과 재료의 특성 요인을 반영하기 위해 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 해석 모델을 작성한다. 작성된 모텔로 농업수리구조물을 해석하고 구하려는 지점의 정밀도에 따라 파괴확률을 비교하고자 한다.

13.56 ㎒, 300 Watt 고효율 Class E 전력 송신기 설계

전정배(Jeongbae Jeon),서민철(Mincheol Seo),김형철(Hyungchul Kim),김민수(Minsu Kim),정인오(Inoh Jung),최진성(Jinsung Choi),양영구(Youngoo Yang) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.8

본 논문에서는 220 V의 AC 전원을 공급받아 13.56 ㎒의 RF 신호를 출력하는 고효율, 고출력 Class E 전력송신기를 설계하였다. 송신기는 AC-DC 변환기와 class E 전력 증폭기로 구성된다. 설계된 AC-DC 변환기는 220V/60 ㎐의 가정용 전원을 공급 받아서 약 290 V의 DC 전압을 출력한다. 이때, AC-DC 변환기는 98.03 %의 매우 높은 변환 효율을 가진다. 변환 효율을 최대로 하기 위하여 별도의 DC-DC 변환기를 사용하지 않고, AC-DC 변환기의 출력 전압을 주 전력 증폭기의 드레인 바이어스 전압으로 사용하였다. 또한, class E 전력 증폭기의 전력손실을 최소화하기 위해 high-Q 인덕터를 제작하였다. 측정 결과, 13.56 ㎒에서 동작하는 class E 전력 증폭기는 최대 출력 전력 323.6 Watt에서 84.2 %의 PAE(Power-Added Efficiency)를 가진다. AC-DC 변환기를 포함한 class E 전력 송신기는 323.6 Watt에서 82.87 %의 매우 높은 효율 특성을 나타낸다. This paper presents a design of high-efficiency and high-power class E power transmitter. The transmitter is composed of 300 Watt class E power amplifier and AC-DC converter. The AC-DC converter converts 220 V and 60 ㎐ AC to a 290 V DC. The generated DC voltage is directly applied to a bias of the class E power amplifier. Because the converter does not have DC-DC converter unit, it has very high conversion efficiency of about 98.03 %. To minimize the loss at the output of the power amplifier, high-Q inductor was implemented and deployed to the output resonant circuit. As a result, the 13.56 ㎒ class E power amplifier has a high power-added efficiency of 84.2 % at the peak output power of 323.6 W. The overall efficiency of class E power transmitter, including the AC-DC converter, is as high as 82.87 %.

밭기반 종합정비를 위한 유휴지의 효율적인 활용방안

전정배 ( Jeongbae Jeon ),윤성수 ( Seongsoo Yoon ),배승종 ( Seungjong Bae ),윤홍일,송영석 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

우리나라의 휴경지는 2007년 현재 37,242ha로 전체농지면적의 약 2.0%를 차지하고 있으며 이주 과거 18년 동안 유휴농지는 총누계 133,241ha에 이르고 있다. 또한 전체농지에 대해 2005~2007년 동안 평균 0.25%의 유휴농지가 발생하고 있다. 그 이유는 국제정세의 변동과 농산물 가격의 하락으로 인하여 인력의 부족현상과 채산성 악화가 심해지고 있다. 유휴지의 방치로 산사태, 토양유실, 홍수와 같은 재해 위험이 높고, 경작 농지면적의 감소 등을 발생할 수 있다. 유휴지의 정의는 다음의 표와 같다. 본 연구 과정은 조사 및 분석대상의 유휴지를 선정하고, 휴경지의 발생원인 및 활용방안을 파악ㆍ분석하기 위해 현지조사, 설문조사, 문헌조사를 병행 실시한다. 현지조사는 대상지역 농지를 직접 답사하여 자연지형조건, 토양 및 토질조건, 기존작물, 인근마을, 유휴지원인 등을 조사한다. 문헌조사는 국내외 관련법 및 제도, 유휴농지와 관련되는 정책 및 기존의 연구자료를 수집하여 분석하였고 공주, 강릉, 제주, 보은, 안동 지역을 주된 지역으로 선정하였다. 따라서 본 연구에서는 대상지역의 현지 설문, 문헌 조사를 통해 유휴지가 발생하는 원인을 규명하고 유휴지를 대상으로한 밭기반 종합정비 사업을 계획하기 위한 기초모델을 구성하는데 목적이 있다.

공간계량모형을 이용한 도시와 농촌의 비선호시설이 토지 가격에 미치는 영향 분석

전정배 ( Jeon Jeongbae ),권성문 ( Kwon Sung Moon ) 한국농촌계획학회 2020 농촌계획 Vol.26 No.3

Land price can be affected by convenience or psychological repulsion like PIMFY (Please In My Front Yard) or NIMBY (Not In My Back Yard) for various facilities. The purpose of this study is to evaluate whether non-preferred facilities are related to NIMBY impact that negatively affect land prices using the spatial econometrics models which are spatial autoregressive models (SAR), spatial errors models (SEM), and general spatial model (SAC). The land price in urban area increases by 0.07-0.2% when the distance from aversion facilities increases by 1%. However, the land price in rural areas decreases when the distance from aversion or pollution facilities increase. Therefore, these facilities in rural areas located in the areas with higher land price because funeral homes located in center of rural administrative areas and charnel house or crematorium located in the fringe of urban areas. That is, this study explain the difference between land price and non-preferred facilities in urban and rural areas and why there are more NIMBY symptoms in urban areas.

리스크 분석을 이용한 농업용 저수지의 하류부 피해예측 모델 개발

전정배 ( Jeongbae Jeon ),우재형 ( Jaehyung Woo ),윤성수 ( Seongsoo Yoon ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

농업생산기반시설 중 대표적인 구조물은 농업용 저수지이다. 농업용 저수지는 이수와 치수를 동시에 가능하게 하는 대표적인 수공구조물이다. 이러한 저수지의 붕괴시 다른 어떤 강우에 의한 홍수보다 규모가 크고 저수지 하류지역의 피해가 크다. 그러므로 저수지 붕괴 예측을 통한 안전계획 수립이 매우 중요하다. 저수지의 붕괴 형태는 제방형상, 구성재료, 건설방법, 제체마루의 경사와 타입, 사면 보호 커버, 여수토 형식 및 치수 등 다양한 요인에 따라 달라진다. 지금까지의 저수지 붕괴예측 모델은 이벤트 트리를 이용한 독립적인 파괴 확률사상의 연구가 주를 이루었다. 그러나 저수지의 붕괴 원인은 한 개의 원인으로 발생하지 않고 여러 인자가 복합적인 관계로부터 발생하게 된다. 따라서 저수지의 붕괴가 이루어지는 역학적 관계를 규명하여야 한다. 또한 저수지 붕괴 유형을 통계적으로 분석한 결과 월류 36%, 여수토 방수로 12%, 파이핑 46%, 활동 6%로 나타났다. 그러나 저수지의 붕괴에 따른 하류부 피해예측은 유출-수문곡선을 기반으로 하천의 단면을 통한 홍수유량을 산정하여 면적을 측정하고 있다. 본 연구에서는 월류, 제체사면활동, 여수토의 독립적인 파괴사상과 연쇄적인 파괴사상을 고려하여 발생되는 붕괴로부터 하류부 피해면적을 측정하고자 한다.

수리조직도를 통한 농업용수공급 체계신뢰성해석

전정배 ( Jeongbae Jeon ),이형렬 ( Hyeongryeol Lee ),윤성수 ( Seongsoo Yoon ) 한국농공학회 2013 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2013 No.-

우리나라의 농업용수개발사업은 농업생산기반정비 사업의 일환으로 추진되었다. 여기에는 많은 수리구조물이 계획, 설계, 시공되었으며, 현재 유지관리되고 있다. 이들 시설물은 대부분 철근콘크리트를 주재료로 사용하고 있는데, 많은 부분에서 노후화가 진행 중에 있는 것으로 조사되고 있다. 더불어 최근 급격한 기후변화는 기설 구조물에 부과되는 하중의 크기가 변동하게 되어, 기존의 설계에서 반영할 수 없던 조건들이 발생하게 되었으며, 농업수리구조물에 대한 지역주민의 생각도 많이 변화하였다. 최근 연구되는 과제로 농업시설조직을 단순히 농업수리시설의 관점에서 보지 않고, 지역 자원의 관점에서 보는 연구, 농업시설물 보다 농업시설체계로서 판정하려는 연구, 수리조직에 대한 다양한 관점에서 재평가 하려는 복잡계 연구, 농업시설을 사회안정성 또는 사회취약성 측면에서 평가하는 연구들이 수행되고 있다. 본 연구에서는 농업수리구조물에 대한 사회적, 환경적 요인의 변화를 바탕으로 체계확률신뢰성기법에 기반을 두고, 수리시설의 안전성을 연구하고자 한다. 이를 위해 실제 운영되고 있는 농업수리조직을 문헌조사와 현장조사를 통해 시스템 체계를 모델링으로 구성하고, 각 시스템 요소별 부과되는 하중의 변화, 재료의 확률변동성을 조사하여 개별 신뢰성지수를 산정하며, 이를 체계신뢰성지수로 변화한다. 개별요소의 안전성 해석은 재료별 한계상태 방정식을 구성하여 안전의 여유 함수를 설정하고, 시뮬레이션을 통해 결정한다. 따라서 본 연구에서는 기설 운영 중인 수리조직을 대상으로, 저수지 수원공으로부터 간선수로, 지선수로, 분수문, 양수장, 배수장 등의 수리조직에 포함되는 개별적인 구조물의 신뢰성을 검토하고, 용수조직도의 체계를 설정하여 설정에 체계에 따라 전체시스템에서 신뢰성을 해석하고자 한다. 본 연구를 통해 농업시설이 확률적 안전성을 평가할 수 있는 체계를 구성하며, 지역사회안정성에 미치는 영향을 고찰한다.

방사선 치료 시 탑재된 OBI와 콘빔 CT의 Setup Error 평가

전정배(Jeongbae Jeon),김동춘(Dongchun Kim),류소라(Sora Lyu),신승재(Seungjae Shin),이소림(Sorim Lee),박은태(Euntae Park),고성진(Sungjin Ko),강세식(Sesik Kang) 한국방사선학회 2014 한국방사선학회 학술대회 논문집 Vol.8 No.1

현재 방사선 치료기술의 체계적인 흐름은 기존의 2차원적방사선치료에서 3차원입체조형방사선치료를 거쳐서 초정밀 방사선치료로 불리는 강도변조방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy; IMRT)와 영상유도방사선치료(Image Guided Radiation Therapy; IGRT)로 발전하고 있다. 동시에 환자 셋업의 정확도에 대한 부분도 매우 중요시하게 되었다. 본 연구에서는 IGRT시 탑재된 에너지가 다른 OBI(On Board Imager)와 콘빔CT(Cone Beam Computed Tomograpy)를 이용하여 x, y축 거리 증가에 따른 setup error를 측정하여, 그 정확도를 평가하였다. 실험 대상으로 인체 팬톰을 사용하여 모의치료 시 얻은 DRR(Digital Reconstructed Radiography) 영상을 기준으로 2D/2D Matching과 3D/3D Matching하고, 신뢰성 유지를 위해 총 실험을 3번 반복하여 그에 따른 평균오차와 표준편차를 산출한다. Matching 결과 OBI에서는 x, y축 거리증가에 따라 setup error가 증가하였지만 콘빔CT에서는 x, y축 거리 증가에 따른 setup error는 나타나지 않았다. 이 실험 결과는 거리에 증가에 따른 OBI와 콘빔CT의 setup error차이를 보여준다. Systematic flow of current radiation therapy techniques in the existing two-dimensional to three -dimensional conformal radiation therapy via a high-precision radiation therapy, radiation therapy called intensity modulated radiation therapy (Intensity Modulated Radiation Therapy; IMRT) and image guided radiation therapy (Image Guided Radiation Therapy; IGRT) has developed into . At the same time the accuracy of the patient set-up is very important for the part became . Mounted upon this study, the energy is different IGRT OBI (On Board Imager) and cone beam CT (Cone Beam Computed Tomograpy) using the x, y axes to the setup error in accordance with increasing distance measured, and the accuracy is evaluated. Human test subjects in the treatment of phantom obtained by using the simulated DRR (Digital Reconstructed Radiography) imaging and 3D/3D Matching based 2D/2D Matching , and to maintain the reliability of the experiment repeated three times with a total average error and the standard accordingly deviation is calculated. Matching results OBI has x, y axis setup error increases with increasing distance, but the cone beam CT x, y in accordance with increasing axial distance setup error was not observed. This is due to an increase in distance results in the OBI and cone-beam CT shows the difference between the setup error.