실내모형실험에 의한 월류방지구조물의 적용효과

이영학 ( Younghak Lee ),이달원 ( Dalwon Lee ),류정현 ( Junghyun Ryu ),윤보라 ( Bora Yun ),한지상 ( Jisang Han ),조재욱 ( Jaewook Jo ),이풍현 ( Punghyun Lee ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

최근 이상기후에 의한 강우 변동성이 과거보다 높아지면서 홍수재해의 위험성이 증가하고 있다. 특히, 국내의 농업용 저수지는 대부분 계곡, 산지, 농어촌 지역에 분포되어 홍수의 영향을 받기 쉬운 지형에 노출되어 있어 유사시 발생된 월류에 의한 파손 및 붕괴 등 피해가 향후 가중 될 것으로 전망되고 있다. 저수지의 댐마루는 면적이 좁아 월류 시 침식변형이 커짐과 동시에 침투수가 하류사면에 도달하는 시간이 빨라질 수 있어 댐마루 구조물 적용은 월류방지 뿐 아니라 댐마루 차수에 따른 제체 안정성 확보에 중요한 기능을 제공할 수 있다. 본 연구에서는 노후화된 농업용 저수지의 댐마루 상부에 이상강우에 의한 월류를 효과적으로 방지할 수 있는 월류방지 구조물을 설치하고 실내대형모형실험을 통하여 적용효과를 비교분석하였다. 월류방지 구조물은 2가지 형식으로 계단형 Gabion 옹벽은 구조물에 침투를 방지하기 위해 내부에 Geomembrane과 Core를 사용하였고, Parapet 구조물은 댐마루에 Concrete로 축조하였다. 수위조건은 홍수위, 댐마루 수위, 월류수위로 변화시켰고, 제체 변형과 구조물 접속부에서의 누수 등을 측정하였다. 계단형 Gabion 옹벽의 경우 댐마루 상류부와 하류부에 설치된 수평 변위계가 서로 상반되는 방향으로 이동하여 제체의 수축 및 팽창 시 약간의 변형 가능성이 있는 것으로 나타났고, 수직 변위는 큰 변화를 나타내지 않았으나 변화폭은 Parapet에 비해 상대적으로 약간 큰 것으로 나타났다. Parapet 구조물의 경우 댐마루 하류부에 설치된 수평 변위는 변화가 없고, 수직 변위계도 변화폭이 미미한 것으로 나타나 계단형 Gabion 옹벽에 비해 안정적인 것으로 나타났다. 또한, 월류방지 구조물과 댐마루 경계부에서의 수위상승에 따라 포화도가 증가하지만 누수는 발생하지 않았고, 하류사면에서도 단계별 수위상승에 따른 공극수압은 급격한 증가 현상을 나타냈지만 침윤선은 형성되지 않아 침투수가 수직 및 수평 필터를 통해 Toe drain으로 원활하게 배수되는 것으로 나타났다. 전체적으로 2가지 형식의 월류방지 구조물은 부등침하와 누수 등의 안정성에 영향을 미칠 수 있는 요소들이 작용하였음에도 불구하고 미소한 변형과 함께 누수가 발생 되지 않았고, 단기간에 설치가 가능하기 때문에 현장에서 월류피해를 저감시킬 수 있는 우수한 대안이 될 수 있을 것으로 판단된다.

저수지 수명유지를 위한 말단 확장형 수평필터 적용방안

이영학 ( Younghak Lee ),이승재 ( Seungjae Lee ),송효성 ( Hyosung Song ),최선규 ( Sungyu Choi ),김재정 ( Jaejung Kim ),홍혁기 ( Hyck Ki Hong ),이달원 ( Dalwon Lee ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

최근 점차적으로 심화되고 있는 장마철 강우량과 제체 노후화는 저수지 수명을 저감시킬 뿐만 아니라 재해 위험성도 높이고 있다. 특히, 50년 이상 경과된 노후 저수지는 토사혼입으로 인한 filter 재료 유실과 기능악화로 수압증가에 따른 침식 위험성이 우려되고 있으며, filter 재료가 일부 남아 있어도 노후 저수지의 배수기능이 적정하게 작동하는지 여부는 불확실성이 크다. 이러한 환경에서 filter의 안정성 및 기능 효율을 개선하기 위한 작업은 현시점에서 중요한 과업으로 볼 수 있으며, 축조 이후 장기적인 제체의 수명유지 확보 방안이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 하류 비탈 끝에서 침식 위험성 및 배수기능 불량 개선을 통한 수평필터 말단부 확장형 필터모델을 모의하였다. 말단 확장형필터의 모델링은 수평필터 간의 침투간섭을 제거하기 위해 단일필터 모델을 구성하였고, 각 제체존의 축조기준에 충족하는 다양한 투수계수 범위 조합을 통해 동수경사와 횡방향 배수범위(LDR: Lateral drainage range)를 산출하여 기존 현장에 적용된 필터모델과 비교·분석하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 말단 확장형 수평필터는 filter와 shell의 투수계수 차가 적은 조건, 즉 배수성능 확보가 어려운 조건일 때 LDR의 증가효과가 높았으며, 필터 확장부위 부근에서 동수경사 감소도 안전기준 이내로 상당부분 저감되었다. 이는 기존 필터모델과 비교하여 사면의 잠재적인 침출면적을 줄이고, 하류측 사면 선단에서 침투수 증가로 인한 침식 위험성 제거 또는 억제를 유도함으로써 제체 수명유지에 기여할 것으로 판단된다. 한편, 어느시점에서는 말단부 확장형 수평필터의 모델규모가 증가함에도 불구하고 침식 위험성이 더 이상 감소되지 않는 모델도 존재하였다. 따라서, 향후 현장여건에 따라 최적화된 말단 확장형 수평필터 규모산정도 추가적으로 검토할 필요가 있다.

균일형저수지에서 복통균열에 의한 침투특성

이영학 ( Younghak Lee ),이달원 ( Dalwon Lee ),류정현 ( Junghyun Ryu ),윤보라 ( Bora Yun ),한지상 ( Jisang Han ),조재욱 ( Jaewook Jo ),이풍현 ( Punghyun Lee ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

This study proposed that the structural faults of deteriorated conduits cause reservoir embankment failure, the mechanism of which was analyzed by examining the failure shape, pore-water pressure, and settlement. The experimental results were compared with the seepage characteristics determined by the three-dimensional seepage- deformation coupled analysis. Based on the results, the following conclusions were drawn: 1. The hydraulic gradients were distributed below the conduit and gradually extended toward the regions above the conduit of the downstream slope. The results indicate that piping above the conduit near the downstream slope was likely. The exit hydraulic gradient in the risk zone of the downstream slope was in the range of 0.5-0.75, and the stability of the embankment was smaller than the reference safety factor (SF = 2.0). By tracking the vulnerable areas of the slope based on the hydraulic gradient distribution and the experimental results, it was determined that a potential failure surface could be formed at heights equal to 1.4-2.4 times (h2) the height (h1) of the downstream side’s conduit. 2. Reviewing the settlement in the analysis, it was found that the settlement was concentrated in the central zone of the embankment where the conduit was located. Under these conditions, if the increase in PWP and the action of self-weight continue in the central zone of the embankment, it is presumed that it will be the first risk area that threatens the stability of the embankment. 3. The evaluation of the time of failure based on the experimental and analysis result sand the amount of water storage capacity in the Sandae Reservoir indicated that the measurement method (settlement and water storage capacity) was less sensitive to deformation changes than the monitoring method. 4. Based on the results, it was found that the amount of settlement in the dam crest and the time that is expected to elapse before failure can provide significant insights into the type of pre-reinforcement required to prevent or minimize the failure of the dam crest due to the fact of conduit leakage. Overall, the results presented in this study are expected to serve as guidelines for the appropriate reinforcement and design of conduits in old reservoirs.

Effect of oxygen intercalation into oxygen-deficient SrFe_0.8Co_0.2O_{3−<i>δ</i>} thin films

Lee, Joonhyuk,Ahn, Eunyoung,Seo, Yu-Seong,Kim, Younghak,Kim, Jae-Young,Hwang, Jungseek,Jang, Yunhyeong,Cho, Jinhyung,Lee, June Hyuk,Jeen, Hyoungjeen Elsevier 2017 Current Applied Physics Vol.17 No.5

<P>Controlling oxygen contents is an easy way to tune physical properties in the transition metal oxides. In particular, Fe and/or Co containing oxides are often found to show different electronic states with different valence states by the method. In this report, we synthesized oxygen-deficient SrFe0.8Co0.2O3-delta thin films on (001) (LaAlO3)(0.3)-(SrAl0.5Ta0.5O3)(0.7) substrates by pulsed laser deposition and observed the modification of its electronic state by facile low temperature oxidative annealing. As a result of simple oxidative annealing, we achieved a huge decrease of the lattice constant, reduction in electric resistivity, an increase of the valence states of both Co and Fe, and an increase of hybridization between oxygen and transition metal ions without losing the crystallinity. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.</P>

Dry Electrode-Based Fully Isolated EEG/fNIRS Hybrid Brain-Monitoring System

Lee, Seungchan,Shin, Younghak,Kumar, Anil,Kim, Minhee,Lee, Heung-No IEEE 2019 IEEE Transactions on Biomedical Engineering Vol.66 No.4

<P>A portable hybrid brain monitoring system is proposed to perform simultaneous 16-channel electroencephalogram (EEG) and 8-channel functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) measurements. Architecture-optimized analog frontend integrated circuits (Texas Instruments ADS1299 and ADS8688A) were used to simultaneously achieve 24-bit EEG resolution and reliable latency-less (<;0.85 μs) bio-optical measurements. Suppression of the noise and crosstalk generated by the digital circuit components and flashing NIR light sources was maximized through linear regulator-based fully isolated circuit design. Gel-less EEG measurements were enabled by using spring-loaded dry electrodes. Several evaluations were carried out by conducting an EEG phantom test and an arterial occlusion experiment. An alpha rhythm detection test (eye-closing task) and a mental arithmetic experiment (cumulative subtraction task) were conducted to determine whether the system is applicable to human subject studies. The evaluation results show that the proposed system is sufficiently capable of detecting microvoltage EEG signals and hemodynamic responses. The results of the studies on human subjects enabled us to verify that the proposed system is able to detect task-related EEG spectral features such as eye-closed event-related synchronization and mental-arithmetic event-related desynchronization in the alpha and beta rhythm ranges. An analysis of the fNIRS measurements with an arithmetic operation task also revealed a decreasing trend in oxyhemoglobin concentration.</P>

The safety behavior of agricultural reservoirs due to raising the embankment

Lee, Dalwon,Lee, Younghak Institute of Agricultural Science 2013 Korean Journal of Agricultural Science Vol.40 No.3

This study was carried out to investigate safety evaluation of agricultural reservoirs due to raising the embankment. The seepage analysis and large-scale model test were performed to compare and analyze the pore water pressure(PWP), leakage quantity, settlement and piping phenomenon in the inclined core type and the vertical core type embankments. The PWP after raising the embankment showed smaller than before raising the embankment and the stability for piping after raising the embankment. The allowable seepage quantity and the allowable leakage for the steady state and transient conditions is within the range of safe management standard. After raising the embankment in the inclined core, there was no infiltration by leakage. For the vertical core, the PWP showed a large change by faster infiltration of pore water than in the inclined core. In a rapid drawdown, inclined core was remained stable but the vertical core showed a large change in PWP. Settlement after raising the embankment showed larger amounts of settlement than before raising the embankment. The leakage quantity before raising the embankment and the inclined core type showed no leakage. From the result, an instrument system that can accurately estimate a change of PWP shall be established for the rational maintenance and stabilization of raising the embankment for agricultural reservoirs.

피치 운동을 고려한 자기부상 수동형 이송자 제어

이영학(Younghak Lee),김창현(Chang-Hyun Kim),하창완(Chang-Wan Ha),박도영(Doh-Young Park),양석조(Seok-Jo Yang),임재원(Jaewon Lim) 대한기계학회 2016 大韓機械學會論文集A Vol.40 No.2

자기부상 수동형 이송 시스템이란 이송자에 부상, 안내, 추진과 관련된 전원장치가 없어 고청정, 무분진이 요구되는 환경에서 사용 가능한 시스템으로써 대면적 디스플레이 공정산업, 반도체 이송장비 등에 활용가능하다. 이 시스템은 이송 대상물의 안정적 운반을 위하여 이송자의 정밀한 자세 제어가 필요하다. 하지만 이송자의 구조적 특징 및 공극 센서 설치 오차에 의해 이송자의 피치운동이 발생하며 이를 해결하기 위한 제어기 설계가 필요하다. 본 논문에서는 자기부상 수동형 이송 시스템의 이송자 피치 운동을 감소시키는 제어에 목적이 있다. 이를 수행하기 위하여 해석적으로는 PDA 제어 모델과 피치제어를 추가한 제어 모델의 피치 각도를 비교한다. 실험적으로는 제어기 변경이 이송자의 피치 각도 및 부상 정밀도에 미치는 영향을 분석한다. 이러한 제어기 설계 변경이 피치 운동에 미치는 영향을 분석하고 부상 정밀도 향상을 위한 방법을 제시한다. This research aims to develop core technologies for passive carrier (no power in carrier itself) transfer system. The technologies are passive levitation, propulsion, and guidance, which can be great benefits for semiconductor and display manufacturing industries. Passive maglev carrier is necessary to precise position control for quiet and stable transfer operation. However, the structural characteristics of carrier and the installation errors of gap sensors cause the pitch motion. Hence, the controller design in consideration of pitch motion is required. This study deals with the reduction control of carrier pitch motion. PDA controller and PDA controller with pitch control are proposed to compare the pitch angle analysis. The pitch angle and the levitation precision are measured by experiment. Finally, the optimized design of pitch controller is presented and the effects are discussed.

농업용 저수지 제체의 열화 요인에 관한 해석적 검토

이영학 ( Younghak Lee ),이달원 ( Dalwon Lee ),김철한 ( Cheolhan Kim ),강경오 ( Gyeongo Kang ),윤석진 ( Seokjin Yoon ),홍혁기 ( Hyuckki Hong ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

국내 저수지중 축조된지 50년 이상 경과된 제체가 약 68% (2013)에 이르고 있으며, 최근 집중호우의 급증에 따라 노후화된 저수지 제체의 안정에 미치는 영향이 더욱 가중될 것으로 예상되고 있다. 제체의 노후화는 제체를 구성하는 존에서 시간경과에 따른 열화현상으로서 설명될 수 있으며, 제체의 사고 및 붕괴를 유발하는 원인이 될 수 있다. 이러한 열화현상은 시간 의존적이나 제체내의 침투거동을 지배하는 인자가 무엇이냐에 따라 크게 달라질 수 있다. Toe-drain이 설치된 저수지 제체는 인접한 필터부 재료와는 입경분포가 다르기 때문에 유속변화로 인한 침식 또는 성토재의 혼입현상으로 나타날 수 있다. 이는 필터의 투수계수가 지나치게 크거나 필터의 설계간격이 적정성을 가지지 못하는 조건에서 발생될 수 있으며, 장기적으로 필터의 기능을 감소시키고 제체의 노후화를 앞당기는 요인이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 제체내의 열화현상을 지배하는 인자로서 필터의 투수계수 및 설계간격이 열화에 미치는 영향을 3차원 침투해석 (Toe-drain에 인접한 필터부의 유속, 동수경사, 제체내의 침투수량)으로 평가하였다. 그 결과, 필터가 제장면 전체에 설치된 조건에서의 유속변화는 필터간격이 있는 조건보다 안정한 것으로 나타났다. 이는 제장면 전체에 설치된 조건에서의 유속은 필터부의 단면적에 균등하게 작용되나 필터간격이 있는 조건에서는 필터부를 구성하는 단면적 감소로 인해 물의 흐름이 집중된 것으로 판단된다. Toe-drain에 인접한 필터부의 유속을 정규화 한 결과, 필터간격에 따라 하한 5.33배-상한 10.63배까지 증가함으로서 필터간격이 증가할수록 유속이 증가하는 것으로 나타났고, 필터의 투수계수에 따라 필터간격에 따른 변화는 더욱 커지기 때문에 성토부와 필터부 투수계수의 상호작용에 근거한 필터의 허용투수계수기준 정립이 필요할 것으로 판단된다. 유속에 대한 변화량은 필터간격 약 20m의 이상에서는 완만한 경향으로 나타나기 때문에 20m 이내 범위로 필터간격을 설계하는 방법이 침식에 안정하다고 판단된다. 필터부의 동수경사는 모든 간격에서 허용안전기준내로 충족되어 안전한 것으로 나타났고, 필터간격이 멀어질수록 동수경사는 증가하고 있으나 일부구간에서는 증감하는 경향을 나타났는데 이는 필터간격에 따라 구조·경제적으로 합리성을 갖춘 간격이 존재하며 그에 대한 추가적인 검토가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

중국의 군사안보: ― 시진핑 시기 중국군 개혁의 평가와 함의

이영학 ( Lee Younghak ) 서울대학교 국제문제연구소 2017 세계정치 Vol.27 No.-

최근 중국의 ‘군사굴기’에도 불구하고, 중국군은 새로운 안보·군사 환경의 변화에 직면하여 비효율적인 지휘체계, 작전 능력상의 문제점과 더불어 부정부패를 해결해야 할 필요성을 안고 있었다. 시진핑 주석은 이러한 문제들을 해결하고, 강력한 군대를 건설하기 위하여 대규모의 국방 및 군대 개혁을 추진하고 있다. 중앙군사위원회의 상부 지휘구조를 조정하고, 군구를 전구로 개편하였으며, 육군지휘기구, 로켓군 및 전략지원부대를 신설하는 동시에, 대규모 감군도 추진하고 있다. 이번 개혁은 여러 과제에도 불구하고 비교적 성공적으로 이루어지고 있는 것으로 보이며, 중국군은 군사력 현대화를 통해 향후 아태지역에 대한 군사적 영향력을 확대할 수 있을 것이다. 이는 미중관계 및 동아시아 안보 환경, 나아가 한반도 유사시 중국군의 개입에도 커다란 영향을 미칠 것으로 전망된다. Despite China’s military rise, as PLA faced new security & military changes, it recognized the need of resolving the ineffective command system, the problem of operational capability and corruption. In order to solve these problems and build a strong army, CMC chairman Xi-Jinping has promoted large-scale defense and military reforms. CMC was revamped, five new theater commands were established, new service headquarters were created, and reduction of PLA personnel has been promoted. Despite many challenges, these reforms seem to be relatively successful, PLA will expand its military influence over the Asia-Pacific region through military modernization, and this will have a major impact on U.S.-Sino relations, the East Asian security environment, and even PLA’s intervention in case of contingency in the Korean Peninsula.

수동 캐리어형 자기부상 이송시스템의 부상전자석 배치 간격을 고려한 설계 및 해석

이영학(Younghak Lee),하창완(Chang-Wan Ha),임재원(Jaewon Lim),이종민(Jong-Min Lee),김창현(Chang-Hyun Kim) 대한기계학회 2018 大韓機械學會論文集A Vol.42 No.7

디스플레이 생산공정에 있어서 이송장비의 위치 정밀도는 생산 제품의 불량으로 이어질 수 있기 때문에 횡방향 및 종방향의 위치 안정성을 확보한 이송시스템의 개발이 필요하다. 특히 수동 캐리어형 자기부상 이송시스템은 비접촉 이송으로 인해 분진 발생이 없어 생산 불량품 감소에 기여할 수 있다. 자기부상 이송시스템의 외부 프레임에 설치되는 부상전자석은 공간적, 경제적 제약으로 인해 간헐적으로 배치되며, 부상전자석 간격은 시스템 설계 및 제어에 영향을 줄 수 있는 중요한 요소이기 때문에 보다 면밀히 검토되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 부상전자석 간격을 고려한 수동형 자기부상 이송시스템 설계 및 제어에 그 목적이 있다. 부상전자석을 설계하고 전자기 해석을 통해 발생하는 부상력이 시스템에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 또한 부상전자석 배치간격을 설계변수로 하여 제어기를 설계하고 동역학 기반 해석 모델에 대입하였다. 400kg 급 수동 캐리어형 자기부상 이송시스템을 대상으로, 해석을 통해 부상공극, 캐리어 피치각도, 캐리어 중심점 변위를 비교하였다. 그 결과 부상전자석 배치간격을 200mm로 하여 총 14개의 부상전자석으로 지지하는 구조가, 230mm 12개의 부상전자석으로 지지하는 구조보다 부상안정성 측면에서 더 우수함을 확인하였고 이를 실험을 통해 검증하였다. A stable transfer system needs to be developed because instability of transfer system display panel equipment can result in defective products. Maglev transfer systems facilitate non-contact conveyance, thus reducing the frequency of defective products and improving productivity. Levitation electromagnets, which generate attractive forces, are discontinuously arranged due to spatial and economic limitations. The placement interval of the levitation electromagnet warrants closer consideration because it is an important factor that may affect the design and control of the system. The purpose of this investigation is to study the design and control of a maglev transfer system according to the placement interval of levitation electromagnets. The paper details both design of the levitation electromagnet and the electromagnetic analysis of the effect of levitation force on the system. The controller was designed with consideration of the levitation electromagnet interval, and this was applied to the dynamic analysis model. The 400 kg passive carrier type maglev transfer system was analyzed to compare the levitation gap, carrier pitch angle, and carrier center displacement. Experimentally verified results confirm that a configuration of a total of 14 levitation electromagnets with 200 mm spacing is superior to a configuration of 12 levitation electromagnets with 230 mm spacing in terms of levitation stability.