현장 난류특성을 고려한 해상 사장교의 내풍안정성 분석

신현섭,김병철,임성순,이영호,송재준,황윤국 한국방재학회 2013 한국방재학회논문집 Vol.13 No.5

The safety as well as serviceability of over-sea bridges can be threatened by excessive vibration, because the bridge should endure harsh condition such as high-speed wind during the expected life time. The buffeting, which is typical wind induced vibration,is hard to be estimated without verifying the exact wind properties. This study investigates a method for improving an accuracy of the buffeting analysis of a cable stayed bridge by considering in-site turbulence property. The two-year, 100 Hz, wind and acceleration data measured by integrated measurement system is used to analyze the properties of the wind and the structure more accurately. The buffeting analysis considering an effect of in-site wind turbulence is performed by using measurement-based model. The method calculating limit speed of serviceability is considered to be reliable, because the result from the analysis has enough similarity with the measured one. It is expected that the serviceability evaluation criteria of each bridge can be more reasonably determined considering wind properties, if enough data is stored on the system. 해상교량은 공용기간동안 높은 풍속을 포함한 가혹한 환경을 견뎌 내야 하므로 과대 진동의 발생은 교량의 안정성뿐만 아니라 안전까지 위협할 수 있다. 교량의 안정성과 관련된 대표적인 내풍진동 현상인 버페팅은 교량에 불어오는 바람의 난류특성을규명하지 않고는 정확한 응답을 예측하기 어렵다. 본 연구는 현장 특성을 반영하여 사장교의 버페팅해석 신뢰도를 높이기 위한방법을 고찰하였다. 바람 및 구조물의 특성을 정확하게 파악하기 위해 서남해안의 사장교 1개소에서 통합유지관리 계측시스템에의해 2년 동안 수집된 100 Hz의 풍속 및 가속도 데이터를 이용하였다. 해석대상 사장교의 계측기반 유한요소모델을 작성하고,현장의 난류특성을 고려한 버페팅 해석을 수행하였다. 산정된 결과는 교량의 실제 변위응답과 유사성을 나타내므로 현장계측에기반한 사용성 한계풍속 산정방법은 신뢰도를 갖는 것으로 판단된다. 향후, 지속적인 계측과 모니터링을 통하여 많은 데이터가축적되는 경우 풍특성을 고려한 교량 마다의 안정성 기준 마련에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

Effective H₂ Production by Crystallized Ni(OH)₂-SO₄-Zn4(OH)₆ Junction Interface Derived from Chemically Bonded ZnO-NiS

신현섭,강미숙 한국공업화학회 2023 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2023 No.1

폭압 작용에 의한 방폭문의 반발거동 해석

신현섭 한국전산구조공학회 2021 한국전산구조공학회논문집 Vol.34 No.6

강-콘크리트 편개형 방폭문은 외피 구조로서의 강박스 내에 콘크리트 슬래브가 채워진 구조로서 힌지 및 렛치와 같은 지지부재에 의해 벽체에 고정되어 설치된다. 폭압이 작용하는 방향과 같은 정방향으로의 처짐 거동에 대해서는 많은 연구가 되어 왔으나, 부방향 처짐 거동에 대한 연구는 상대적으로 미흡한 수준이다. 본 연구에서는 폭압을 받는 편개형 방폭문의 부방향 처짐 단계에서 발생하는 반발 거동(rebound behavior)에 대해 유한요소해석으로 변수 분석을 하였다. 분석결과에 따르면 방폭문의 소성변형 내지는 파괴 정도, 반발작용 전후의 운동량 및 운동에너지 변화가 반발거동에 영향을 미치는 주요 요소로 분석되었다. 또한, 방폭문의 거동 특성이 준정 적 영역에 속하는 경우에 비해 충격영역에 속하는 경우에서 더 큰 반발력이 발생하는 것으로 나타났는데, 이와 같은 결과는 변형에너 지 보다 운동에너지가 상대적으로 더 크게 증가하는 충격영역에서의 거동 특성이 원인인 것으로 사료된다. 반발작용의 결과로 인해 지지부재에 과도한 변형이 발생할 수 있으므로 성능분석 및 설계 과정에서 이에 대한 고려가 필요하다. 또한, 부압이 미치는 영향을 검 토한 결과에 따르면 강-콘크리트 방폭문의 경우에서도 반발에 의한 영향 및 부압 모두가 방폭문의 부방향 처짐에 기여할 때 반발력이 상대적으로 더 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이와 같은 중첩 효과의 발생조건은 구조체 특성 및 폭발조건 등에 따라 다를 수 있으므로 이에 대해서는 더 많은 연구가 필요할 것으로 판단된다. Steel-concrete single-leaf blast-resistant doors, having steel box and slab inside, are installed on the wall using supporting members such as hinges and latches. Several studies have been conducted on their deflection behavior in the same direction as that of the blast pressure, but studies on their deflection behavior in the opposite direction, that is, studies on negative deflection behavior are relatively insufficient. In this study, we conducted a parameter analysis using finite element analysis on blast-resistant doors, on their rebound behavior in the negative deflection phase. Results revealed that the plastic deformation of the door, and the change in momentum and kinetic energy during rebound, were major factors influencing the rebound behavior. Greater rebound force was developed on the supporting members in the impulsive region, than in the quasi-static region; due to the characteristics in the impulsive region, where the kinetic energy developed relatively greater than the strain energy. In the design process, it is necessary to consider excessive deformation that could occur in the supporting members as the rebound behavior progresses. Additionally, it was found that in the case of steel-concrete blast doors, the rebound force increased relatively more, when the effects of both rebound and negative blast pressure contributed to the negative deflection of the door. Since conditions for the occurrence of this superposition effect could vary depending on structural characteristics and explosion conditions, further investigation may be required on this topic.

전단스터드의 변형특성에 관한 유한요소해석 -고강도 콘크리트를 사용한 합성보-

신현섭,Shin, Hyun Seop 한국강구조학회 2007 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.19 No.5

합성보가 구조적으로 안전하게 거동하고, 합성단면이 고유의 극한모멘트를 발휘하기 위해서는 전단연결재의 강도뿐만아니라 연성적 거동이 전제조건으로 작용한다. 본 연구에서는 고강도 콘크리트가 사용된 합성보에서 하중형태, 합성율 및 전단스터드의 배치를 달리 하였을 때 일반강도 콘크리트가 사용된 경우에 비해 비교적 적은 스터드의 변형능력이 구조거동 및 설계조건에 미치는 영향을 유한요소해석을 통해 분석하여 보았다. 해석결과에 따르면 고강도 콘크리트를 사용한 합성보의 부분합성 설계에서는 스터드 자체의 강도와 상대변위로 평가되어지는 변형능력이 함께 고려되어야 한다. 특히, 스터드가 등간격으로 배치된 합성보에 등분포 또는 유사 형태의 하중이 작용할 경우 스터드의 변형능력이 합성설계에 대한 제약조건으로 작용하며 이러한 경우 스터드는 외부하중에 대한 전단력의 분포를 고려하여 배치되어야 한다. When the material strength and ductility of shear studs is sufficient to carry the interface shear force, the composite beam can behave safely without premature structural failure in the interface and without ultimate moment reduction. In this study, the influence of the deformation capacity of shear studs embedded in high-strength concrete on structural behavior and design condition of composite beam is analyzed using FEM. In the analysis, load type, degree of shear connection and arrangement of studs are considered as analysis parameters. According to analysis results, in the case of partial interaction,the deformation capacity of studs embedded in high-strength concrete should be considered together with material strength. Especially in the case of uniform arrangement of studs and uniformly distributed load, a minimum available degree of shear connection is restricted by the deformation capacity of studs. In this case,shear studs should be arranged in consideration of the distribution of shear force at the composite section.

설계변수에 따른 편개형 방폭문의 구조거동 유한요소해석

신현섭,김원우,박기준,이남곤,문재흠,김성욱 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.11

강-콘크리트 편개형 방폭문은 외피 구조로서의 강재 박스와 내부의 철근콘크리트 슬래브 부재로 구성된 방호 구조물이다. 국내 방폭문 설계의 경우 폭압의 크기, 철근량 및 강박스의 강판두께와 같은 설계변수의 변화가 구조거동에 미치는 영향에 대해서 연구결과가 많지 않은 관계로 방폭문의 구조가 효율적으로 설계되지 않고 있다. 본 연구에서는 배근 간격 및 강재 박스의 강판 두께, 하중조건 등을 변수로 하여 유한요소 해석에 의한 구조거동 특성을 분석하였으며, 또한 방폭문의 구조성능을 구분하기 위해 산정되는 회전연성도 및 변위연성도를 재검토하고자 하였다. 유한요소해석 결과에 따르면, 배근 간격을 변수로 할 때 보다 강재 박스의 강판 두께가 변할 경우가 처짐과 같은 구조거동에 있어서 더 큰 변화를 나타내고 있음을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 외피의 강재 박스의 강판 두께를 증가시킬 때 방폭문에 흡수된 변형 에너지가 더 큰 폭으로 감소하고, 결과적으로 전체적인 구조거동으로서의 처짐이 더 작게 발생하기 때문인 것으로 분석되었다. 또한, 방폭문의 구조성능을 구분하기 위한 방법으로서 회전 연성도 및 변위 연성도를 비교한 결과, 해석 대상 방폭문들의 성능은 회전 연성도 1도 및 변위 연성도 3을 기준으로 분류될 수 있었다. 폭발압에 대한 방폭문의 손상 수준을 분류하기 위해서는 향후 다수의 폭발시험 및 해석적 연구가 필요할 것으로 사료된다. Steel-concrete single-leaf blast-resistant doors are protective structures consisting of a steel box and reinforced concrete slab. By the domestic blast-resistant doors, the structure is not designed efficiently because few studies have examined the effects of variables, such as the blast pressure, rebar ratio, and steel plate thickness on the structural behavior. In this study, the structural behavior of the doors was analyzed using the FE method, and the support rotation and ductility ratio used to classify the structural performance were reviewed. The results showed that the deflection changes more significantly when the plate thickness increases than when the rebar spacing is a variable. This is because the strain energy absorbed by the door is reduced considerably when the plate thickness increases, and as a result, the maximum deflection becomes smaller. According to a comparison of the calculated values of the support rotation and the ductility ratio, the structural performance of the doors could be classified based on the support rotation of one degree and ductility ratio of three. On the other hand, more explosion tests and analytical studies will be needed to classify the damage level.

강-콘크리트 양개형 방폭문의 강재량 결정을 위한 설계 민감도 분석

신현섭,김원우,김성욱,문재흠 한국방재학회 2019 한국방재학회논문집 Vol.19 No.4

Blast-resistant doors are application-specific structures that are installed at the entrances of protective facilities and used to protect lives, important equipment, and critical materials from blast pressure. In this study, based on flexural performance, the design sensitivity of a steel-concrete double-leaf blast-resistant door with regard to variables such as rebar ratio and steel plate thickness is analyzed by comparing deflection, internal energy, and stress. The results revealed that differences in performance based on variations in the rebar ratio are insignificant. However, with respect to plate thickness, the difference in maximum deflection was greater than 26%. The results also showed that designing a steel box as a structural member is more effective than simply using it as a formwork. The appropriate value of the variables was found to be 10 mm for the plate thickness and D10 for the rebar. The results also showed that the strengthening level of the door itself was higher, and the structural performance of supporting members such as hinges and latches should be improved. 방폭문은 방호 및 대피 구조물의 출입구에 설치되는 구조체로서 폭발물로부터 발생하는 폭발압에 대해 인명, 중요 설비 및자재 등을 보호하는 기능을 한다. 본 논문에서는 강-콘크리트 양개형 방폭문을 대상으로 철근량 및 강박스 강판두께에 따른처짐, 흡수에너지, 부재응력 등의 변화를 비교 검토함으로써 휨성능에 대한 설계 민감도를 분석하였다. 해석결과에 따르면, 철근량에 따른 구조성능의 변화는 크지 않으나 강재박스 강판두께가 변할 경우 최대처짐이 26% 이상 차이가 나는 것으로나타나서 강박스를 단순히 거푸집 용도로 사용하는 것 보다 방폭에 주요 변수로 작용하는 구조체로 보고 설계하는 것이 효과적인것으로 분석되었다. 적정 강판두께는 10 mm이고, 배근은 D10 철근을 적용하는 것이 효율적인 것으로 나타났다. 또한, 힌지및 렛치와 같은 지지부재의 경우 문 자체의 보강 수준이 높을수록 단면성능이 향상되어야 하는 것으로 검토되었다.

호송작전이 지상전에 미치는 중요성 연구

신현섭,구원근 한국국방연구원 2020 국방정책연구 Vol.36 No.1

The convoy is an operation that supports the rapid deployment of mobilized troops and key equipment and supplies from the assembly point to the required forward area, while ensuring the safety and alertness of the convoy. The timely supplement of mobilized troops and supplies is an important operational element that can influence the victory and loss of war and battle. As a result of virtual battle simulation to confirm the important of the convoy operation, if the convoy operation did not work normally, the combat force of the mobilization supplement battalion was lowered and unarmed mobilization force was significantly lowered during forward deployment. The convoy operation that guarantees the victory of the ground war requires a lot of research and reinforcement, such as the development of doctrine and the consolidation of convoys. The purpose of this paper is to recognize the impact and importance of the convoy operation to the ground warfare and to suggest development plans. The research method suggested the development plan through literature research such as results of battle simulations, theoretical consideration and prior studies. 호송작전은 동원병력과 주요장비·물자를 집결지로부터 필요로 하는 전방지역까지 경계와 안전성을 보장한 가운데 신속히 전개할 수 있도록 지원하는 작전이다. 동원병력과 물자의 적시적인 보충은 전쟁과 전투의 승패를 좌우할 수 있는 중요한 작전요소이다. 호송작전의 중요성을 확인하기 위해 가상 전투모의를 한 결과 호송작전이 정상적으로 이루어지지 않으면 전방전개 시 동원보충대대의 전투력은 저하되고, 비무장 동원병력은 현저히 저하되었다. 지상전의 승리를 보장하는 호송작전을 위해 교리발전, 호송부대 전력화 등 많은 연구와 보강이 필요하다. 이 연구의 목적은 호송작전이 지상전에 미치는 영향과 중요성을 인식하고 발전방안을 제시하기 위함이다. 연구방법은 전투모의 결과와 이론적 고찰, 사례연구 등 문헌연구를 통해 발전방안을 제시하였다.

모바일 환경에서의 명함인식 성능 향상에 관한 연구

신현섭,김차종,Shin, Hyunsub,Kim, Chajong 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.2

본 논문은 모바일 환경에서의 명함 인식 성능 향상을 위한 방안으로 서로 다른 알고리즘과 학습 데이터를 갖는 이종(異種)의 명함 인식 엔진을 병렬처리 하여 데이터를 결합하는 하이브리드 OCR 에이전트를 제안하였고, 모바일 카메라의 특성상 촬영자의 환경에 따라 변하는 조명, 촬영방향, 명함의 배경에 적응하는 모바일 카메라에서의 명함 이미지 전처리 기법을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 방법으로 하이브리드 OCR 에이전트를 구성할 경우 단일 엔진을 구성하였을 때 보다 국문명함의 명함 인식률이 평균 90.69%에서 95.5%로 향상되었고, 이미지 전처리 기법을 적용함으로써 이미지 용량이 50% 수준으로 줄어들었으며 이미지 전처리 기법을 적용하기 전보다 인식률이 83%에서 92.48% 수준으로 약 9.4%의 향상 효과를 얻을 수 있었다. In this paper, as a way of performance improvement of business card recognition in the mobile environment, we suggested a hybrid OCR agent which combines data using a parallel processing sequence between various algorithms and different kinds of business card recognition engines which have learning data. We also suggested an Image Processing Method on mobile cameras which adapts to the changes of the lighting, exposing axis and the backgrounds of the cards which occur depending on the photographic conditions. In case a hybrid OCR agent is composed by the method suggested above, the average recognition rate of Korean business cards has improved from 90.69% to 95.5% compared to the cases where a single engine is used. By using the Image Processing Method, the image capacity has decreased to the average of 50%, and the recognition has improved from 83% to 92.48% showing 9.4% improvement.

격자형 강합성 바닥판 이음부의 휨거동에 관한 실험적 연구

신현섭,이진형,박기태 한국구조물진단유지관리공학회 2012 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.16 No.5

기존의 격자형 강합성 바닥판 이음부 상세는 후크형태의 철근 겹침이음 및 채움 콘크리트로 구성된다. 본 연구에서는 콘크리트 전단키와 고장력볼트로 구성된 이음부 형식에 대해 콘크리트 전단키 보강 유무를 실험변수로 휨성능평가 실험을 하였고, 그 결과를 기존 철근겹침 이음부의 휨성능과 비교 평가함으로써 기계적 연결방법에 의한 이음부 형식의 적용 가능성을 검토하였다. 실험결과의 비교 분석에 의하면, 기계적 연결방식에 의한 이음부의 최대내력이 약 30% ~ 60% 정도 더 큰 것으로 나타나서 강도 측면에서 더 우수함을 확인하였다. 모멘트-곡률 관계로부터 구한 휨강성을 비교해 보면, 철근겹침 이음부의 경우 초기 거동에서는 비교적 더 우수한 거동을 보였으나, 콘크리트 균열파괴가 발생한 이후에는 다소 급격한 단면성능의 감소를 보였다. 한편, 콘크리트 전단키의 강판 보강 유무에 따른 변수 분석 결과에 의하면 강판 보강구조가 최대내력 향상 및 휨강성 증가에 효과적임을 확인할 수 있었다. The joint of existing steel grid composite deck is composed of lap splice of reinforcing bar with end hooks and field-placed concrete. In this study, bending tests of deck joint composed of concrete shear key and high tension bolts are carried out for the design variable, concrete shear key strengthened with steel plate or not, and test results are compared with flexural performance of the existing deck joint. Test results showed that the mechanical deck joint has about 30% ~ 60% more ultimate bending strength than the existing joint. According to analysis results of moment-curvature relationship, the initial bending stiffness of the existing deck joint is some higher than that of mechanical joint. But, after crack failure the structural performance of the existing deck joint is rapidly reduced. Furthermore, the deck joint with the strengthened shear key with steel plate has more bending moment capacity than the deck joint without strengthening. And strengthening of shear key has positive influence on the increase of bending stiffness.

산소결핍을 포함하는 SrTiO<SUB>3</SUB> 박막의 전기적특성

신현섭,송종현 한국자기학회 2012 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.2012 No.5