축소모형시험을 통한 공동이 근접터널 굴착에 미치는 영향평가

정민철(Minchul Jung),황정순(Jungsoon Hwang),김종섭(Jongseob Kim),김승욱(Seungwook Kim),백승철(Seungcheol Baek) 한국지반환경공학회 2014 한국지반환경공학회논문집 Vol.15 No.12

일반적으로 기존 터널이나 공동 등에 근접하여 터널을 시공하는 경우에 기존 공동과 터널간의 간섭이 발생하며 이로 인한 영향을 최소화하기 위하여 이격거리를 터널의 폭 이상으로 유지하도록 일부시방서 등에 권고안이 제시되어 있는 상태이다. 이와 같이 공동이나 구조물 등에 근접한 터널은 지반 상태 및 공동의 크기, 보조공법 등을 고려하여 결정하여야 하며, 지반이 연약한 상태에서는 근접도에 따라 민감한 반응을 나타내고 변형량도 크게 나타나므로 지반조건을 고려한 터널계획이 이루어져야 한다. 설계단계에서 공동이 터널의 안정성에 미치는 영향을 검토하기 위해 현장측정, 수치해석, 모형시험 등의 방법이 고려될 수 있으며, 이 중에서 모형시험(Scaled model test)은 결과를 가시적으로 나타낼 수 있을 뿐 아니라, 수치해석과 비교를 통해 거동을 보다 상세하고 현실적으로 예측 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 공동에 인접하여 터널 굴착이 이루어지는 경우, 계획단계에서 실제 거동을 예측하기 위한 모형시험 방법과 시험 시 고려사항들에 대해 고찰하고 실제 시험 결과와 수치해석 결과의 비교를 통해 제안된 기법의 적정성을 평가하였다. 또한 터널 굴착 시 터널 주변에 분포하는 공동의 이격거리에 따른 영향이 적절히 반영되는지 여부를 파악하기 위해 공동과 터널간 이격거리를 0.25D, 0.50D, 1.00D, Network 상태 분포 시로 가정한 일련의 모형시험을 수행하였으며, 공동이 없는 조건과 비교하여 제안된 방법의 적정성을 확인하였다. 추가적으로 축소모형시험 결과의 타당성 검증을 위한 목적으로 시험조건을 반영한 수치해석을 수행하였으며, 수치해석 결과와 모형시험 결과의 비교?검증을 수행하였다. 모형시험 및 수치해석 결과 이격거리 1.0D는 공동과 터널이 독립적인 거동을 보이는 한계거리로 평가되었다. Generally, when constructing a tunnel close to existing structures, the tunnel must be built at a constant distance from the structures that is more than width of tunnel to minimize the impact of interference between an existing structures and new tunnel. Spacing of these closed tunnels should be designed considering soil state, size of tunnel and reinforcement method. Particularly when the ground is soft, a care should be taken with the tunnel plans because the closer the tunnel is to the existing structures, the greater the deformation becomes. As methods of reviewing the effect of cavities on the stability of a tunnel, field measurement, numerical analysis and scaled model test can be considered. In the methods, the scaled model test can reproduce the engineering characteristics of a rock in a field condition and the shape of structures using the scale factor even not all conditions cannot be considered. In this study, when construction of a tunnel close to existing structures, the method and considering factors of the scaled model test were studied to predict the actual tunnel behavior in planning stage. Furthermore, model test results were compared with the numerical analysis results for verifying the proposed model test procedure. Also, practical results were derived to verify the stability of a tunnel vis-a-vis cavities through the scaled model test, which assumed spacing distances of 0.25 D, 0.50 D, and 1.00 D between the cavities and tunnel as well as the network state distribution. The spacing distances of 1.0 D is evaluated as the critical distance by the results of model test and numerical analysis.

실 해상모형시험을 이용한 고속 활주정의 선형시험기법 기초연구

장동원,박충환,진송한 한국항해항만학회 2010 한국항해항만학회지 Vol.34 No.8

High speed marine vehicle, such as semi-planing, planing craft have been developed recently. These ships paid attention to the resistance characteristics, especially in high speed region. Model test method is divided to two equipment greatly, first 'Towing tank', second 'C.W.C.'. It is difficult to estimate a resistance characteristics for high speed boat. because these are made for low speed ship. This paper suggests a new model test method and system. This is real sea model test and it's comprised of eight part. Firstly, This method is tested at C.W.C that is possible to using in real sea model tes using low speed boat modelt. And then, Real sea model test and CFD calculation are performed and compared with tow way used high speed boat model. It can be a good way to estimate a performance for high speed boat. 현재 모형선을 이용한 선형성능 검증설비는 예인수조와 회류수조 두설비가 주로 이용된다. 이들 설비는 주로 저속 대형선박을 위해 기법들로 소형 고속어선 및 고속레저선박의 저항성능 평가를 수행하기에 전차의 속도와 유속이 목표속도에 미치지 못해 어려움이 존재한다. 따라서 고속 선박의 저항성능 평가를 위해 새로운 기법 정립 연구가 필요하다. 이에 고속선의 저항성능 시험을 위해 실제 해상에서 선박을 이용한 모형시험을 고안하고 측정시스템을 구성하였다. 시스템구성은 총 8개의 파트로 구성되어 있으며, 시스템 검증을 위해 C.W.C에서 저속선의 모형을 이용하여 시험을 수행하여 시스템 적용 가능성을 검증하였다. 또한 실제 해상에서 고속선 모형선을 이용하여 시험을 수행하였으며, 이 결과를 CFD해석 결과와 비교하여 실해상 모형시험 방법의 가능성을 확인 하였다.

부유식 해상풍력발전기용 반잠수식 계류 풀리의 강도 성능평가를 위한 구조해석과 축소 모형시험

송창용 해양환경안전학회 2023 해양환경안전학회지 Vol.29 No.5

Recently, the destructive power of typhoons is continuously increasing owing to global warming. In a situation where the installation of floating wind turbines is increasing worldwide, concerns about the huge loss and collapse of floating offshore wind turbines owing to strong typhoons are deepening. A new type of disconnectable mooring system must be developed for the safe operation of floating offshore wind turbines. A new submersible mooring pulley considered in this study is devised to more easily attach or detach the floating offshore wind turbine with mooring lines compared with other disconnectable mooring apparatuses. To investigate the structural safety of the initial design of submersible mooring pulley that can be applied to an 8MW-class floating type offshore wind turbine, scale-down structural models were developed using a 3-D printer and structural tests were performed on the models. For the structural tests of the scale-down models, tensile specimens of acrylonitrile butadiene styrene material that was used in the 3-D printing were prepared, and the material properties were evaluated by conducting the tensile tests. The finite element analysis (FEA) of submersible mooring pulley was performed by applying the material properties obtained from the tensile tests and the same load and boundary conditions as in the scale-down model structural tests. Through the FEA, the structural weak parts on the submersible mooring pulley were reviewed. The structural model tests were conducted considering the main load conditions of submersible mooring pulley, and the FEA and test results were compared for the locations that exceeded the maximum tensile stress of the material. The results of the FEA and structural model tests indicated that the connection structure of the body and the wheel was weak in operating conditions and that of the body and the chain stopper was weak in mooring conditions. The results of this study enabled to experimentally verify the structural safety of the initial design of submersible mooring pulley. The study results can be usefully used to improve the structural strength of submersible mooring pulley in a detailed design stage. 최근 지구 온난화의 영향으로 태풍의 파괴력이 증가함에 따라 부유식 해상풍력발전기의 막대한 유실과 붕괴에 대한 우려가 깊어지고 있다. 부유식 해상풍력발전기의 안전한 운영을 위해 새로운 형태의 탈착형 계류 시스템 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서 고려한 새로운 반잠수식 계류 풀리는 기존의 탈착형 계류 장치에 비해 계류 라인으로 부유식 해상풍력 터빈을 보다 쉽게 탈부착할 수 있도록 고안되었다. 8MW급 부유식 해상풍력발전기에 적용 가능한 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 검토하기 위해 3D 프린터를 이용하여 축소구조모형을 제작하고, 이 모형에 대한 구조시험을 수행하였다. 축소 모형의 구조시험을 위해 3D 프린팅에 사용된 ABS 소재의 인장 시편을 제작하고 인장시험을 수행하여 소재의 물성을 평가하였다. 인장시험에서 얻은 재료 특성과 축소모형 구조시험과 동일한 하중 및 경계 조건을 적용하여 반잠수식 계류 풀리의 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 반잠수식 계류 풀리의 구조적 취약 부분을 검토하였다. 반잠수식 계류 풀리의 주요 하중조건을 고려하여 구조모형시험을 수행하였으며, 재료의 최대인장응력 이상이 발생하는 위치에 대해 유한요소해석과 시험 결과를 비교하였다. 유한요소해석과 모형시험의 결과로부터 작동조건에서는 Body와 Wheel의 연결부 구조가 취약한 것으로 파악되었고, 계류조건에서는 Body와 Chain stopper의 연결부 구조가 취약한 것으로 검토되었다. 축소모형 구조시험에서 나타난 SMP의 구조 취약부는 구조해석의 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 연구 결과를 통해 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 실험적으로 검증할 수 있었다. 또한, 본 연구 결과는 상세설계 단계에서 반잠수식 계류 풀리의 구조 강도를 향상시키는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

타당화 개념모형을 이용한 대학수학능력시험 체제 진단

김성훈 한국교육평가학회 2010 교육평가연구 Vol.23 No.1

This study was to diagnose the College Scholastic Ability Test(CSAT) with an application of a logical model. The logical model was made to evidence the assumptions underlying the (planning, operation, outcome, and context) phases of the CSAT. The diagnosis of the CSAT was done by checking the validity of each phase; content validation for planning phase, context validation for operation phase, prediction and consequence validation for outcome phase. The finding was that the CSAT was not sufficiently justifiable with respect to the validations. Content validity was decreased as the expansion of the test area; prediction validity was hardly supported by CSAT-GPA coefficients; lack of consequence validity was evidenced by the lack of content validity, existence of abnormal classes and private educating, and universities' practices of using CSAT sub-scores. It was discussed that the CSAT system could be simplified assuming the contextual change such as new and varying tryout of highschool programs and of college entrance screening practices. 대학수학능력시험체제를 진단하기 위해서 타당화 논리모형을 만들고, 그 모형에 근거하여 시험체제가 정당화될 수 있을 것인지 논의하였다. 논리모형은 그 시험 체제의 개념화, 시행, 성과 등의 국면을 상정하였다. 개념화 국면의 가정 충족하기 위한 타당성으로서, 계획국면은 내용타당성을; 시행국면은 상황타당성을; 성과 국면은 예언타당성과 결과타당성을 충족하는지를 분석하였다. 내용타당성은 시험범위의 확장과 함께 떨어졌으며, 예언타당성은 부분적으로만 확인될 뿐 내신점수에 비해서 떨어지며, 결과 타당성으로서는 고등학교 교육정상화나 사회적 신뢰 구축 어느 것에서도 만족스럽지 못했다. 이상의 타당성 미흡에도 불구하고 그 체제는 상황타당성에 근거하여 유지되는 것으로 해석되었다. 고등학교 프로그램 및 대학의 입학전형의 다양화와 같은 상황 변화를 전제한 대학수학능력시험 영역의 축소, 복수 시행 및 문항은행제 등이 제언되었다.

인지진단모형의 영어 듣기 평가에 대한 적용과 분석

최세일(Sae il Choi) 한국교육평가학회 2021 교육평가연구 Vol.34 No.2

인지진단모형은 학생 개개인의 지식에 대한 숙달 여부를 판정하여 교수·학습 과정의 다양한 의사 결정에 유용한 정보를 제공할 수 있다. 최근 인지진단모형은 다양한 모형의 개발, 효율적인 엘고리듬을 통한 모형의 일관성 있는 추정과 비교, Q-행렬의 통계적 타당도 검증 등에서 많은 진전을 이루었다. 이러한 기술적 발전과 잠재적 가능성에도 불구하고 실제 인지진단모형의 적용은 전문가들에 의한 대규모 시험 자료의 분석에 주로 국한되는 문제점을 갖고 있다. 이 연구에서는 일반 단위 학교에서 흔히 볼 수 있는 규모의 영어 듣기평가 자료에 인지진단모형을 적용하여 교수·학습 과정에 유용한 진단 정보를 도출할 수 있는지 조사하였다. 연구 결과에 따르면 소규모 시험 반응 자료에도 인지진단모형의 적용이 가능하나 모형의 축소와 일부 모수 추정값의 불안정성과 같은 문제점을 관찰할 수 있었다. 이 연구에서는 이러한 가능성과 제한성을 바탕으로 인지진단모형의 현장 적용에 관한 문제점과 개선 사항을 논의하고 있다. Cognitive diagnostic modeling(CDM) is intended for fine-grained diagnostic feedback that can facilitate learning and teaching by providing valuable information about students’ current mastery or nonmastry status on a set of skills in a subject domain. CDM has now matured into a comprehensive framework in which researchers and practitioners can find rich and sophisticated models with attribute hierarchies and problem-solving strategies integrated, fast estimation algorithms, efficient model fit checking and comparisons, statistical Q-matrix validation and powerful free softwares specifically developed for CDM. CDM has also received increasing research interest in language testing for the last 20 years or so. Despite these recent developments and inherent potential in CDM, its applications to subject domains including language testing have been carried out by a limited number of researchers who somehow obtained access to large-scale test data from testing programs. This study was to apply a comprehensive cognitive diagnostic model(GDINA) and its nested models to a small data set from an English listening comprehension test and to explore whether a meaningful diagnostic information could be drawn from data that are commonly available in a unit school. The results show that CDM can be successfully applied to the small size data and provide useful diagnostic information. The study also reports and discusses problems as well as issues encountered in the process of CDM applications.

내압용기 모형의 설계, 제작 및 압력시험에 관한 연구

정태환(TAE-HWAN JOUNG),노인식(IN-SIK NHO),이재환(JAE-HWAN LEE),이종무(CHONG-MOO LEE),Tadahiro Hyakudome,Karl Sammut 한국해양공학회 2007 韓國海洋工學會誌 Vol.21 No.6

In this paper, the authors demonstrate a new idea to take the place of the real pressure vessel test, which should be carried out in a high pressure experiment unit before the real sea trial test. The idea is to make a pressure vessel model as a replica of the real pressure vessel test, which can reduce the cost of making a pressure vessel and large pressure experiment unit. The pressure vessel model was designedbased on linear-elastic, buckling equations and Finite Element Analysis. The manufactured pressure vessel model was investigated and monitored while the pressure test was being conducted. After the test, the result and the validity pressure vessel model as a replica of the real pressure vessel test was studied.

원심 모형 시험을 위한 동적 현장 지반 모사 기법 연구: 대만 화련 지반

하정곤,이세현,추연욱,김세희,김동수 한국지진공학회 2012 한국지진공학회논문집 Vol.16 No.4

본 연구는 원심 모형 시험을 위한 동적 현장 지반의 모사 기법을 제안하였다. 현장지반 모사를 위해서 현장 지반의 층상구조 및 전단파 속도 주상도에 대한 자료를 바탕으로 모형시료를 조성하고, 구속압 별 공진주 시험을 수행하였다. 그리고 공진주 시험을통하여 지반의 특성계수와 구속압 영향계수를 구하고, 모형 지반의 전단파 속도를 예측하였다. 이를 현장의 전단파 속도 주상도와 비교하여 시료 조건을 결정하였다. 그리고 결정된 시료 조건을 바탕으로 원심모형시험 모델을 제작하고, 인-플라이트 상태에서 벤더 엘리먼트시험을 수행하여 제안된 기법의 타당성을 검증하였다. 그리고 대형지진시험이 수행된 적이 있는 대만 화련의 현장 지반을 대상으로 축소모델링 기법을 적용하였다. The simulation of the field dynamic soil properties for soil modeling in the centrifuge test is important. In this study, the process of soil modeling based on the shear wave velocity profile is developed. From the resonant column test in each confining pressure, the shear wave velocity profile is expected and the modeling condition is determined by comparing it with that in the field. During the dynamic centrifuge test, the bender element test is performed for measuring the in-flight shear wave velocity profile, and the applicability of the proposed method was verified. This modeling method is applied to the centrifuge test of the Hualien Large-Scale Seismic test.

강제동요 시험을 이용한 모형 계류삭의 동적 응답 연구

조석규(SEOK-KYU CHO),홍사영(SA-YOUNG HONG),홍섭(SUP HONG),김현조(HYUN-JOE KIM) 한국해양공학회 2005 韓國海洋工學會誌 Vol.19 No.3

A series of forced oscillation tests on a model mooring chain was carried out to investigate dynamic tension characteristics. The model test was conducted at two different water depths to gather basic data for a 'truncated mooring test' and 'hybrid mooring test'. The truncated and hybrid mooring tests are important for overcoming the limitation of water depth that existed in previous model tests. The resultant tension RAO provides a good possibility of approximation of dynamic tension by equivalent weight adjustment for different water depths. Because the hybrid mooring test is an adequate combination of model test and simulation, an accurate simulation model for the mooring system is essential. The simulation results show good agreement with model test results.

실 해상모형시험을 이용한 선미 보조동체 장착 Stepped hull 선형의 횡동요 및 저항특성 비교 연구

조효제(Hyo-Jae Jo),손경호(Kyoung-Ho Sohn),박충환(Chung-Hwan Park) 한국항해항만학회 2007 한국항해항만학회지 Vol.31 No.10

선박의 선형시험설비로는 회류수조, 예인수조 등이 있으나, 소형 고속선박은 실선 대응 모형선의 축적비가 대형선에 비해 매우 작고 수조의 유속과 예인전차의 속도제한으로 고속선의 설계선속까지의 성능검증에는 한계로 작용하였다. 이에, 고속 활주형선의 선형시험 검증을 위해 실 해상모형시험기법을 정립하였다. 한편, 고속 Stepped Hull선형은 일체형 활주형 선저선형에 비하여 고속 주행시 공기공급에 따른 접수면 감소로 인하여 저항감소에 따른 속도향상과 연비절감 효과가 있으나, 선미 좌우측의 접수면 감소에 따른 횡동요 안정성이 감소되는 경향이 있다. 이에, 본 논문에서는 고속 선형시험이 가능한 해상모형시험을 이용하여 선미 보조동체 장착 유무에 따른 고속 Stepped Hull 선형의 횡동요 및 저항특성을 비교, 분석한 것이다. There are the C.W.C and Towing Tank to the model-test equipments of the boat. A model testing of the high speed boat have a difficult in the performance verification because of very a small the scale-ratio of the ship-model and restricted by flow-velocity of the C.W.C and X-carriage velocity of the T.T. In general, the stepped hull boat is a high of fuel-efficiency because of the resistance reduction by a small wetted surface-area in correspond without stepped-hull boat. But It have a tendency to be bad the rolling performance by reduced stern wetted-area In this paper, the high speed stepped planning-boats with & without attached a stern body were performed to compare the effect of resistance and rolling performance by using sea model-test method.

9.77톤급 소형어선의 3자유도 구속모형시험을 통한 선속 별 운항성능 추정

김동진,안해성,조경희,여동진 한국항해항만학회 2023 한국항해항만학회지 Vol.47 No.6

본 연구에서는 연안 및 항만 내에서 운항이 빈번한 총톤수 9.77톤급 소형어선을 대상으로 구속모형시험을 수행하고, 선속 별 운항성능을 추정하였다. 연안 및 항내에서는 소형 어선이 주로 중저속 운항함을 고려하여, 구속모형시험은 8노트 이하에서 수행하였다. 실선을 1/3.5 축소한 모형선을 대상으로 선형예인수조의 프로펠러 단독특성, 저항, 자항추진 시험을 통하여 실선 선속 별 저항추진성능을 추정하였다. 그리고 타 단독특성, 3자유도 정적 및 동적 HPMM 시험을 수행하고 수평면 운항모델 내 유체력 미계수들을 도출하였다. 특히 사항 및 순수선수동요시험은 2∼8노트 영역에서 수행되었고, 주요 선형 유체력 미계수들이 선속에 따라 현저하게 변화함을 파악하였다. 선형 유체력 미계수들을 Froude 수에 대한 함수화 한 후, 선속 별 시뮬레이션을 통하여 대상 어선의 조종성능을 검토하였다. In this study, a mathematical model of a 9.77 G/T small fishing vessel was established based on captive model tests. The powering and manoeuvring performances of the vessel in the harbor and coastal sea were focused on, so captive model tests were conducted up to the full-scale speed of 8 knots. Propeller open water, resistance, and self-propulsion tests of a 1/3.5-scaled model ship were performed in a towing tank, and the full-scale powering performance was predicted. Hydrodynamic coefficients in the mathematical model were obtained by rudder open water, horizontal planar motion mechanism tests of the same model ship. In particular, in static drift and pure yaw tests which were conducted at a speed of 2 to 8 knots, the linear hydrodynamic coefficients varied with the ship speed. The effect of the ship speed on the linear coefficients was considered in the mathematical model, and manoeuvring motions, such as turning circles and zig-zags, were simulated with various approach speeds and analyzed.