• 제목/요약/키워드: 간편 해석식

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지진시 속도의 PSI를 활용한 케이슨식 안벽의 침하량 평가 (Settlement Evaluation of Caisson-Type Quay Wall Using PSI of Velocity During Earthquake)

  • 강기천;어현준;백민제;윤현수;최정욱;윤성규
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.71-83
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    • 2023
  • 해안구조물의 기능 유지를 위해서 침하량을 예측하는 것은 매우 중요하다. 이를 위한 방법으로는 유한요소해석법이나 실물 및 모형실험 등을 들 수 있지만, 이는 비용과 시간이 많이 소요된다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구는 케이슨식 안벽구조물의 침하량을 간편하게 예측할 수 있는 간편식 제안을 목적으로 연구가 진행되었다. 연구 진행 과정은 속도의 PSI(Power Spectrum Intensity)를 산정 후, 기존 중력식 방파제의 간편식에 대입하여 구조물의 침하량을 구한다. 이를 수치해석을 통해 얻은 구조물의 침하량과 비교 분석하여 기존 간편식 침하량과 수치해석 침하량 간의 오차가 다소 큰 것을 확인하였고, 이는 기존 간편식의 경우 배후지반에 대해 고려할 수 없었기 때문임을 확인하였다. 따라서 본 연구는 안벽구조물의 배후지반에 대한 보정계수를 제안함으로써 케이슨식 안벽구조물의 침하량을 구할 수 있는 간편식을 나타내었다. 수치해석 침하량과 비교하였을 때, 이 간편식은 케이슨식 안벽 침하량을 산정하는데에 충분한 정밀도를 가지고 있다고 판단하였다. 또한 시간과 비용이 부족한 상황에서 내진성에 취약한 시설을 간편하게 추출할 수 있으며, 스크리닝 기법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

부유식 파랑 에너지 변환 시스템의 단순화된 열역학적 해석법 (A Fast Analysis on Floating Wave Energy Conversion System)

  • 이상무;김성근
    • 한국해양공학회지
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    • 제13권4호통권35호
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    • pp.159-168
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    • 1999
  • 부유식 파랑에너지 변환시스템(Oscillating Water Column)에 대한 해석은 입력파와 챔버, 챔버내 공기의 상호작용으로 인하여 어려움이 많다. 이 논문은 이와 같은 요소를 고려하면서도 쉽고 간편한 해석법을 제시한다. 파랑에너지에 의한 자가발전은 파랑에너지를 기계적 운동으로 변환하고 이를 전기에너지로 변환함으로써 가능하다. 본 논문은 파랑에너지에서 기계적 에너지로 변환하는 과정에 집중하여 그 부분의 성능을 해석한다. 단일 진동수 규칙파가 입력되었을 때에 파에 의하여 챔버의 상하운동이 선형적으로 발생하는 것으로 보며, 이 상하운동에 챔버내의 압력 영향을 고려하였다. 상하운동과 챔버내로 투과한 파, 그리고 챔버내 압력에 의해 발생되는 파에 의해 챔버내의 상대운동을 정하고, 그 상대 운동에 의한 공기의 압축 팽창과 온도상승을 근사적 열역학적 방정식으로 해석하였고 오리피스를 통한 유량을 결정하였다. 얻어진 식은 간단하면서도 관련요소의 영향을 전반적으로 표현한다. 결과에 따르면 고정식의 에너지 변환식은 부유식의 특별한 경우로서 파악되었다. 또한 고정식의 시스템을 그대로 부유식으로 바꿨을 때 그 변환효율은 적어지는 것으로 나타났다. 본 해석법은 계산이 간편하므로 설계단계에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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횡하중을 받는 철근콘크리트 장주설계를 위한 기둥의 등가강성식 (Equivalent Column Stiffness Equations for Design of RC Slender Columns under Later Loads)

  • 이재훈
    • 콘크리트학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.156-164
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    • 1995
  • 기둥의 축력-모멘트-곡률곡선으로 결정된 등가강성을 이용하여 P-${\Delta}$- 해석을 수행하는 방법은 횡화중을 받는 철근콘크리트 장주의 극한지지력을 비교적 정확하게 예측할 수 있으나 실무설계에 이용하기에는 복잡한 방법이다. 보다 효율적인 해석과정을 위하여 시방서상 사용가능한 기둥단면에 대한 축력-모멘트-곡률곡선과 이에 따른 등가강성을 구하고, 이를 간편하게 계산할 수 있는 등가강성식을 제안하였다. 제안된 강성식을 P-${\Delta}$ 해석법과 모멘트확대법에 적용하여 실험치와 비교하여 해석의 정확도를 확인하였다. 횡하중을 받는 철근콘크리트장주의 설계시 제안된 강성식을 입력자료로 이용한다면 좀더 간편하게 P-${\Delta}$ 해석을 수행할 수 있을 것이며, 시방서에서 규정된 모멘트확대법의 기둥강성식 대신 사용한다면 모멘트확대법의 정확도를 향상시킬 수 있을 것이다.

지진시 케이슨식 안벽의 피해 예측을 위한 간편법 개발 (A Simplified Method for Evaluating Damage of Caisson-Type Quay Wall During Earthquakes)

  • 윤현수;백민제;손가호;윤성규;강기천
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.1-14
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    • 2024
  • 최근 잦아지고 있는 지진에 대비하기 위해 해안구조물의 내진성능 확보가 어느 때보다 절실한 상황이다. 내진성능 확보를 위해서는 해안구조물의 안정성 평가가 선행되어야 한다. 지진에 대한 안정성을 평가하는 방법으로는 유한요소해석법이나 모형시험 등을 예시로 들 수 있다. 하지만 위 방법들은 막대한 비용과 시간이 필요로 한다는 단점이 있다. 따라서 본 연구는 지진시 케이슨식 안벽구조물의 변위를 빠르고 쉽게 예측이 가능한 간편식 제안을 목표로 진행되었다. 먼저 기존의 간편법과 수치해석을 비교 분석하였다. 그 결과, 기존의 간편법으로 케이슨식 안벽의 수평변위를 예측하기엔 한계가 있다는 것을 확인하였다. 따라서 이를 보완하기 위해 기존의 간편법에 뒷채움 지반 N치 및 속도의 PSI(Power Spectral Intensity)와 W/H비(케이슨폭/케이슨높이)에 관한 보정계수들을 추가하였다. 보정 후 오차가 눈에 띄게 감소하였고 200gal 범위 안에서 높은 정밀도를 보이는 것을 확인하였다.

저압 수은 방전에서의 근사화한 충돌 단면적을 사용한 전자 에너지 분포함수 해석 (The analysis of electron energy distribution function using the approximated collision cross section in the low-pressure mercury discharge)

  • 류명선;이진우;지철근
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제3권4호
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    • pp.49-56
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    • 1989
  • 약 이온화되어 있는 기체 방전에서 전자 에너지 분포함수는 계산상 어려움으로 인하여 맥스웰 분포를 가정하나 이러한 가정은 실제 방전내의 전자 에너지 분포함수와 차이를 보이게 된다. 본 논문에서는 저압 수은 방전에 대하여 전자온도, 관벽온도, 전자밀도, 포화증기압밀도를 변수로 사용하여 볼쯔만식을 해석하였다. 구성된 방정식으로부터 정상상태를 가정하여 구한 전자 에너지 분포함수는 보통 적용하는 맥스웰 분포와 꼬리부분에서는 많은 차이를 보였다. 특히 충돌 단면적을 에너지의 함수로 근사하여 식을 간략화함으로써 분포함수를 간편하게 구할 수 있으며 광범위하게 적용할 수 있는 방법을 제안하였다. 또한 명확한 이론에 근거한 해석적 모델을 제시하여 분포함수의 해석을 용이하게 하고 계산과정을 간편하게 하였다.

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최적설계 제안식을 이용한 ILM 압출추진코의 설계분석 (Design Analysis of Launching Noses by the Proposed Design Equation)

  • 이환우;안태욱;장재엽
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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    • pp.404-407
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    • 2009
  • ILM(incremental launching method) 교량공법은 품질확보에 효과적인 프리스트레스 콘크리트 교량공법으로 인정받고 있다. 이 공법에 의해 시공되는 교량의 상부단면은 시공 중에 지간의 중앙부와 지점부에 일시적이나마 모두 위치하게 된다. 앞선 연구에서 압출 중인 ILM 교량의 상부단면에 발생하는 단면력의 변화를 간편하게 예측할 수 있는 해석식을 개발하였다. 그리고 개발된 해석식을 이용하여 매개변수들의 변화에 따른 상호작용의 영향을 분석하여 많은 대안들이 검토되는 초기 설계단계에 유용한 설계식도 제안하였다. 본 논문에서는 압출중인 ILM 교량의 상부단면에 발생하는 단면력을 효과적으로 제어위해 유도된 해석식을 이용하여 현재 국내 공용중인 ILM 교량의 설계수준을 검토하였고, 상부구조의 최적설계를 위한 방안을 제시하였다.

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균일모멘트를 받는 초간편 일단 계단식 I형보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴 강도 (Inelastic Lateral-Torsional Buckling Strength of Simplified Singly Stepped I-Beam Subjected to Uniform Moment)

  • 박종섭;김재흥;김종민;강영종
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2007년도 추계학술발표논문집
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    • pp.382-385
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    • 2007
  • 본 연구에서는 기존 연구를 토대로 하여 비탄성 구간에 있는 계단식 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 범용구조해석 프로그램 ABAQUS(2006)를 이용하여 산정하고, 간편한 설계식을 제안하고 있다. 본 연구 결과는 다양한 형식의 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량의 경제적이고 합리적인 설계의 근간을 제공해 줄 것이며, 향후 다양한 하중 조건을 가지는 양단 또는 일단 계단식 단면 변화보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도를 계산할 수 있는 설계식 개발에 적극 활용 될 수 있을 것이다.

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정사각형 밀폐실내의 비정상 자연대류의 수치해석

  • 이승만;이병곤
    • 한국산업안전학회:학술대회논문집
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    • 한국안전학회 2000년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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    • pp.19-24
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    • 2000
  • 밀폐된 실내에서 화재현상을 예측하기 위한 해석 방법은 Zone 모델과 Field 모델로 대별된다. Zone 모델은 상부층과 하부층의 온도, 시간에 따른 연기층의 높이 등을 실험값을 대입한 간단한 대수식으로 계산하여, 계산이 간편한 장점이 있으나 각 위치에 대한 온도와 유속을 구할 수 없다. (중략)

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유하식 집열기를 이용한 저가 집열 시스템의 성능해석 (Thermal Performance Analysis for the Low-Cost Solar System with Trickle-Collector)

  • 김부호;이동원
    • 태양에너지
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    • 제10권3호
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    • pp.19-26
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    • 1990
  • 제작과 시공이 간편하고 저렴한 유하식 집열기의 열성능에 대하여 이론적 해석을 수행하였다. 개선된 이론해석의 결과는 실험결과를 잘 예측하였으며, 이 결과는 유하식 집열기를 이용한 저가 집열 시스템의 장기 열성능 해석 프로그램에 이용되었다. 문답식으로 짜여진 장기 열성능 프로그램은 f-chart 설계법에 근거하였으며, 저가 집열 시스템의 설계 및 경제성 분석에 쉽게 이용할 수 있다.

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표준화 반응식을 이용한 탄소섬유의 산화반응 해석 (Evaluation of the Oxidation of the Carbon Fibers by Normalized Rate Equation)

  • 노재승
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.239-239
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    • 2003
  • 탄소재료의 산화반응을 설명한 대부분의 논문은 TGA(Thermo Gravimetric Analysis)를 이용한 연구이다. TGA 장치는 가열이 필요한 물질의 반응연구에 다양하게 이용되고 있는데, 온도에 대한 무게 변화를 간편하게 알 수 있다는 장점과 함께 보편적으로 편리한 Arrhenius형태의 속도식으로 해석된다. 많은 연구자들은 TGA를 이용하여 다양한 탄소재료에 대한 반응속도상수를 구하였으며, 반응기체, 반응온도 및 원료물질에 따라 다른 속도를 나타내는 실험결과를 표준화된 속도식으로 표현하고자 하는 노력이 있었다. 그러나 이런 대부분의 연구는 coal 등과 같은 탄소재료의 연소특성을 이용하려는 에너지 변환 연구가 주를 이루어 왔으며, 탄소섬유의 산화반응에 대한 표준화 식으로 해석한 보고는 거의 없는 실정이다. 이 연구에서는 내부구조가 현격하게 차이나는 다른 두 종류의 피치계 탄소섬유를 TGA를 이용하여 등온 산화반응 시켰다. 반응기체의 종류와 반응온도를 변화시켜 산화반응조건에 따른 중량변화를 관찰하였고, 여러 산화조건에서 얻어진 산화속도를 Kasaoka 등에 의해 제안된 표준화식을 이용하여 산화반응의 평균 속도상수 K와 전환율이 0.5일 때의 속도상수 $k_{f=0.5}$ 결과를 비교하여 산화 반응속도를 정량적으로 해석하고자 하였다.다.

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