초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 목적은 수분확산실험을 통해 관측할 수 있는 콘크리트 내부 공극의 상대습도 데이터를 이용하여 ANN(Artificial Neural Network)을 기반으로 콘크리트 수분확산계수모형을 역추정하는데 있다. 또한 역추정된 ANN 모형을 수분확산해석에 적용하여 콘크리트 내부 수분분포를 정확하게 예측하는데 있다.

□ 연구 목표대비 연구결과
(1차년도 목표 : 1차원 비선형 수분확산해석 및 ANN 기반 수분확산계수모형 역추정 알고리즘 검증 및 수치적 검증)
○ 수분확산해석이론을 바탕으로 수

□ 연구개요
본 연구의 목적은 수분확산실험을 통해 관측할 수 있는 콘크리트 내부 공극의 상대습도 데이터를 이용하여 ANN(Artificial Neural Network)을 기반으로 콘크리트 수분확산계수모형을 역추정하는데 있다. 또한 역추정된 ANN 모형을 수분확산해석에 적용하여 콘크리트 내부 수분분포를 정확하게 예측하는데 있다.

□ 연구 목표대비 연구결과
(1차년도 목표 : 1차원 비선형 수분확산해석 및 ANN 기반 수분확산계수모형 역추정 알고리즘 검증 및 수치적 검증)
○ 수분확산해석이론을 바탕으로 수식 및 ANN 기반의 1차원 비선형 수분확산해석 코드 구현
○ ANN 기반 수분확산계수모형 역추정 알고리즘 개발 및 수치적 검증

2차년도 목표 : 다양한 요인들을 고려한 ANN 기반 수분확산계수모형 역추정 및 수분 분포 예측을 통한 개발된 알고리즘의 정량적 검증)
○ 다양한 수분확산거동을 보이는 가상의 수분 분포 데이터를 이용한 ANN 기반 수분확산계수모형 역추정
○ 역추정된 ANN 수분확산계수모형을 수분확산해석에 적용하여 수분 분포를 예측하고 예측 결과를 정량적으로 평가
○ 단기간의 데이터를 사용하여 역추정된 ANN 모형을 기반으로 장기간의 수분 분포 데이터를 정확하게 예측할 수 있음을 확인
○ 가상 실험 데이터에 노이즈를 추가하여 개발된 알고리즘의 노이즈에 대한 안정성을 확인

(3차년도 : 실험에서 측정된 데이터를 사용하여 개발된 알고리즘의 실험적 검증)
○ 표면 건조 실험을 통해 ANN 기반 수분확산계수모형 역추정 알고리즘 검증을 위한 모르타르 실험체 내부의 수분 분포 데이터 확보
○ 단기간의 실험 데이터를 이용한 ANN 기반 수분확산계수모형 역추정 알고리즘 검증
○ 역추정된 ANN 모형을 수분확산해석에 적용하여 실제 데이터와 매우 유사한 수분 분포 예측

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
○ 콘크리트 부재의 위치에 다른 수분상태는 이산화탄소와 염소 이온과 같은 열화인자의 확산 속도에 영향을 미친다. 따라서 공용기간에 따른 구조체 내부 각 위치에서의 수분분포를 정확하게 예측하는 기술은 구조물의 내구성 평가에 있어서 중요한 역할을 한다.

○ 콘크리트 부재의 위치에 따른 수분 분포의 차이는 부등건조수축을 발생시켜 균열이 발생할 수 있다. 균열은 외부하중으로 인해 더 크게 진전되어 건물의 내구성을 저하시키며, 따라서 콘크리트 내부 위치에 따른 수분분포를 정확하게 예측하는 기술은 구조물의 건전성 평가에 있어서 중요한 역할을 한다.

○ 인공신경망 기반의 재료모형은 재료 변수를 직접적으로 산출하지 않고 콘크리트 내부 수분 관측값을 사용하여 생성한다. 현 시점까지의 관측값을 사용하여 장기적인 수분 분포 변화를 예측하고 이를 기반으로 구조물 건전성 및 내구성을 평가할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구의 목적 ... 4
• 1-2. 연구의 필요성, 최종 목표, 연구의 범위 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 2-1. 1차년도 연구수행내용 ... 5
• 2-2. 2차년도 연구수행내용 ... 8
• 2-3. 3차년도 연구수행내용 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 20