• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권3호
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• pp.43-54
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• 1995

실트질 모래를 재료로 삼축압축시험기를 개조하고, 삼축셀에 고압공기투과판을 부착하여 축변환기법에 의해 흡인력과 순평균응력을 조절하면서 등력압축시험과 전단시험을 행하여, 불포화 상태에 따른 토질정수의 변화를 규명하였으며, 함수상태의 변화에 따라 응력, 체적변화 등의 거동특성을 검토하였다. 실험의 결과에서 규명된 불포화토의 특성을 바탕으로, 불포화토의 응력성분을 고려하고, 수정 Cam -Clay 모델을 경계조건으로 하는 불포화토의 거동예측을 위한 구성식을 개발하고, 실트질 모래에 대한 실내실험의 자료로부터 구한 관측치와 예측치를 비교하여 이의 타당성을 검증하였다.

• 유변학
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• 제8권3_4호
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• pp.215-225
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• 1996

평판형의 열가소성 수지를 유리전이온도 이상으로 가열한 다음 압력을 가함으로써 원하는 형상의 제품을 성형하는 열성형공정은 대상 수지가 큰 변형을 일으킬 뿐만 아니라 비선형적 거동을 보이게 된다. 따라서 수지의 변형거동 예측과 최적성형조건의 설정에 많은 어려움과 시행착오를 거치게 되는 바, 열성형 공정의 최적화를 위한 연구의 일환으로 원형 평판위 수지를 대상으로 수지의 부풀림 거동과 이에 따른 두께 분포를 예측할수 있는유한요 소법의 수치모사 알고리듬을 개발하고자 하였다. Piola-Kirchhoff 응력 텐서와 Green 변형 텐서 및 lagrangian 변형 텐서를 사용하여 평판상의 응력-변형에 대한 비선형의 에너지 수 지식을 수립하고 Newton-Raphson 반복수렴법을 이용하여 근사적으로 해석하였으며 수지의 유변학적 구성방정식으로는 neo-Hookean 모델, Mooney-Rivlin 모델 및 Ogden 모델등의 초탄성 모델을 사용하여 그결과를 비교하였다. 수치모사에는 두께가 매우 얇기 때문에 두께 방향의 응력변화를 무시할수 있는 membrane 가정을 도입한 2차원적 해석과 두께 방향의 응력 변화를 고려하는 3차원적 해석을 모두 수행하고 그 차이를 비교하였으며 3차원적 해석 의 경우에는 penalty법을 이용하여 비 압축성을 만족하였다. 일차적으로 내압을 받는 두꺼 운 원통계에 대한 수치모사 해석을 수행하고 완전해와 비교함으로써 개발된 수치모사 알고 리듬의 열성형 공정에의 적용 타당성을 검증하였으며 이를 이용하여 원형 평판의 자유부풀 림거동을 예측한 결과 Treloar 등의 실험결과와 잘 부합함을 확인하였다. 또 간단한 형상의 금형이 있는 경우와 반지름 방향으로의 온도변화에 따른 수지의 변형거동을 해석함으로써 실제 열성형 공정에서 요구되고 있는 성형품의 두께 분포를 균일하게 하기 위한 방안을 제 시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.5-5
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• 2021

최근 기후변화로 인해 예측이 어려운 국지성 호우가 빈번하게 발생하고 있다. 국지성 호우는 대량의 홍수를 일으키고 산사태와 유송잡물을 동반한 흐름을 야기할 수 있으며 이로 말미암아 인근의 초목과 식생들로부터 유목(driftwood)이 발생하기도 한다. 유목이 흐름과 함께 떠내려 오게 되면 그로 인한 운동에너지가 크게 발생하게 되며, 수공구조물과 주택가옥 등에 충돌시, 순수한 수류의 충돌보다 훨씬 큰 손상을 주기도 한다. 또한 유목이 수공구조물 인근 하상에 군집하면 통수능을 저하시키기도 하며 식생효과와 마찬가지로 유목주변으로 유속이 증가하면서 세굴현상이 발생하게 되는데, 이는 하상저하를 일으키며 수공구조물의 안정성에 지속적으로 피해를 줄 수 있다. 특히 군집된 유목들이 교각에 충격을 주면 흐름방향으로 교각에 작용하는 외력을 증가시키게 되고 군집된 유목들이 다른 유목들을 연쇄적으로 포착하는 동시에 흐름을 지속적으로 방해하여 수위상승을 야기하게 된다. 이는 유목주변으로 세굴을 발생시켜 교량의 붕괴를 촉진시킬 수 있다. 일본의 경우에는 대부분의 하천유역의 경사가 매우 급하기 때문에 홍수발생시 산사태와 유송잡물들이 빈번하게 발생하고 있다. 그에 따라 대량의 유목들이 하천으로 유입되어 하천의 수공구조물과 주거지역에 심각한 피해를 주는 경우도 많다. 따라서 유목의 거동과 군집현상을 이해하여 사전에 유목거동의 예측과 유목과 하상변동의 상호작용 분석을 통해 유목에 의한 수리구조물 피해를 예측하는 연구들이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구는 유목의 거동과 군집양상을 예측분석하기 위해 유목과 흐름의 이동상 실내실험과 수치해석을 수행하여 유목유입량에 따른 하상변동과 유목의 하상퇴적양상 및 다양한 거동을 관측분석 하였다. 특히, 유목간의 상호충돌과 측벽충돌을 고려하는 수치모듈을 유목동역학모형에 적용하여 수치해석을 수행하였다. 이를 통해 이동상 하상에서의 유목의 군집과정을 분석하고 수치해석의 한계와 개선사항들을 논의하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권2호
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• pp.79-98
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• 1995

본 연구에서는 nailed-soil 굴착벽체의 거동특성 분석결과를 토대로, 벽체의 움직임 정도에 따라 네일-주변홀 사이에서 발휘되는 전단강도 예측을 위한 해석적 모델링이 이루어졌다. 또한 제시된 발휘전단강도 예측모델을 토대로, nailed-soil굴착벽체의 전체적인 안정성 평가를 위한 한계평형해석법이 Morgenstern-Price 절편법을 응용하여 제시되었다. 본 연구 제시 모델 및 해석법은, 굴착단계별로 또한 최종굴착시공 완료직후 및 장기적인 측면에서, nailed -soil굴착벽체의 거동예측이 가능하며 이에 대한 적합성 검토를 위해, 지반조건 등이 서로 다른 3개의 nailed-soil 실험벽체에 대해 제시된 설치네 일의 발휘인장력 측정결과 및 전체안정성 평가결과 등을 본 연구의 예측치와 비교.분석하였다. 본 연구 해석법에는 지반내부에 존재할 수 있는 침투수압의 영향이 포함되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.165-175
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• 2006

사면거동 및 파괴를 분석하기 위하여, 일반적으로 암반사면에는 Polynomial model, 토사사면에는 Growth model을 별도로 적용하여 사용하여 왔다. 이 기법은 사면의 파괴예측보다 사면의 누적변위를 묘사하기 위한 그래프 형태 위주이다. 따라서 본 연구에서는 사면의 거동보다는 파괴 예측에 초점을 맞추어 일반적으로 사용되는 두 모델을 병합하여 파괴예측을 위한 Asymptote(점근선)과 누적변위량도 같이 묘사할 수 있는 3차 방정식 모델 (3-degree polynomial model)로 단일화 할 것을 제안하여 현장 계측 data를 분석하였다. 국도 절취 사면부인 단양군 고수재 사면과 영덕군 축산면에 위치한 영덕 사면에 본 해석 모델을 적용하였다. 고수재는 토사사면으로 Growth model에 다른 거동을 나타내었고, 영덕사면은 Polynomial model에 따른 거동을 나타내었다. 분석결과, Polynomial model 과 Growth model로 구분된 해석 모델 형태를 $y=ax^3+bx^2+cx+d$ 의 형태를 가지는 3차 방정식을 사용하면, 하나의 모델로 사면의 거동 및 파괴를 해석할 수 있으며, 그 거동 해석 및 파괴 예측능력이 더 우수하다는 것이 증명되었다. Polynomial model의 경우, 방정식의 차수를 증가시켜도, 그래프의 $R^2$값과 형태가 유사함을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.45-45
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• 2018

오염물의 혼합거동을 해석하기 위해 물리기반 모델을 이용하는 경우 모델을 구축하고 운용하는데 많은 시간과 재정이 소요되며 현장검증을 통한 검증이 반드시 필요하다. 하지만 데이터 기반 모델의 경우 축적된 데이터만으로도 예측을 수행할 수 있으며 물리기반모델에 비해 결정해야할 입력인자가 적어 모델운용이 용이하다는 장점이 있다. 다양한 데이터 모델 중 인공신경망(ANN) 모델은 데이터가 가지는 불확실성 및 비정상성, 복잡한 상호관련성에 효과적으로 대응할 수 있는 모델로 수자원 및 환경 분야에서 자주 사용되고 있다. 본 연구에서는 인공신경망 모델을 이용하여 지천유입이 있는 대하천의 수질인자 (pH, 전기전도도, DO, chl-a)를 예측하였다. 다른 데이터기반 모델과 같이 인공신경망 모델 또한 수집된 데이터 질에 크게 영향을 받으며, 내부 입력인자의 선택이 모델의 예측 결과에 큰 영향을 미친다. 이러한 인공신경망 모델의 특성을 바탕으로 예측모형의 정확도를 향상하기 위해서는 크게 데이터 처리부분과 모델구축 부분에서의 접근이 필요하다. 본 연구에서는 데이터 처리 과정에서 연구대상지점의 각각의 수질인자가 가지는 분포 특성을 유지하기 위해 층화표츨추출법을 이용하여 데이터를 구성하였다. 모델의 구축 과정에서는 초기가중치 값의 영향을 줄이기 위해 앙상블기법을 사용하였으며, 좀 더 견고하고 정확한 결과를 예측하기 위해 탄력적 역전파알고리즘을 추가하였다. 추가적으로 합류 후 본류의 미 계측지역 수질 예측 정확도 향상을 위해 본류의 수질인자뿐만 아니라 지류의 수질인자를 입력자료로 사용하여 모의를 수행하였다. 또한 동일 구간에서 수행한 현장추적자실험 자료를 이용하여 수질인자의 분포특성을 비교, 검증하였다. 개발된 모델을 이용하여 낙동강과 금호강 합류부 하류의 수질인자를 예측한 결과 지류의 수질인자를 입력자료로 추가한 경우 예측의 정확도가 증가하였으며, 현장실험 자료를 통해 밝혀진 오염물의 거동현상을 인공신경망 모델로도 동일하게 재현하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 인공신경모델을 이용한다면 물리기반 수치모델을 대체하여 지천으로 유입된 오염물의 거동을 정확하고 효율적으로 파악할 수 있을 것이다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제27권3호
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• pp.23-30
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• 1999

경골 목조 트러스를 접합하는데 가장 널리 사용되는 메탈 플레이트 접합부의 거동을 해석하기 위한 연구가 많이 수행되어왔다. 유한요소법을 사용한 해석은 그 연구들중의 하나이다. 선형 모델을 사용한 유한요소법은 하중-변위 곡선의 초기 경사를 예측하는데는 유효하게 사용될 수 있다. 하지만, 하중이 증가할수록 예측된 변위는 실험치에 비해 과예측이 된다. 따라서 선형 모델을 비선형부분을 예측하는데는 사용할 수 없다. 실제 거동을 더욱 정확하게 예측하기 위해, 본 연구에서는 비선형 항을 유한요소 모델에 첨가시켰다. EA와 AA 형태에서는 예측치와 실험치간에 고도의 유사성을 보여주었다. 하지만, EE와 AE 형태에서는 곡선의 비선형 부분에서 실험치와 예측치가 약간의 차이를 보여주었다. 이러한 결과는 슬립의 효과를 충분히 반영하지 못한 것에 기인한 것으로 추측된다. 결과적으로 메틸플레이트 접합부의 거동에 있어서 비선형 해석의 정확도를 증진시키기 위해서는 반드시 슬립의 효과가 고려되어야 할 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.541-548
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• 2009

지금까지 ECC의 인장거동 예측에 대한 이론적인 연구는 균열면에서 섬유가 균일하게 분산되어 있다고 가정하고 섬유 가교 곡선을 유도하는 방법으로 수행되었으며, 섬유의 기울어진 각도와 섬유사이의 간격은 섬유 가교 곡선을 예측하는데 큰 영향을 준다. 그러나 이론적으로 유도된 방법은 섬유의 기울어진 각도와 섬유 간격에 따라서 섬유가교 곡선의 형태가 달라지는 것을 모사하지 못하여 실제 섬유 가교 곡선과 차이를 보이며, ECC 인장거동을 예측할 때 큰 오차가 발생할 수 있다. 이 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 균열면에서 섬유 가교 작용에 기여하는 유효 섬유의 개수를 섬유의 기울어진 각도와 섬유 간격에 따라 고려한 후, 수정된 섬유 가교 곡선을 구하고, 이를 이용하여 보다 합리적인 ECC의 인장거동 예측기법을 제시하였다. 또한, 인장거동 예측에 중요한 변수인 초기 균열 강도, 섬유 가교 곡선에서의 최고 응력과 변위, 인장변형률, 균열간격을 구하기 위한 방법과 절차를 제시하였다. 그리고 예측 방법의 타당성을 평가하기 위하여 수정된 섬유 가교 곡선과 이론적인 섬유 가교 곡선으로 구한 ECC의 인장거동을 실험 결과와 비교하였다. 수정된 섬유 가교 곡선을 사용할 경우, 실험 결과와 잘 일치함을 알 수 있었으며, ECC의 인장거동을 합리적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 기계와재료
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• 제22권2호
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• pp.60-69
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• 2010

고분해능의 첨단 재료분석 장비들의 발달로 인해 철강재료 연구에서도 마이크로, 나노 단위 이하에서의 재료거동 해석 등 새로운 개념의 연구가 진행되고 있다. 특히 전자현미경과 연계한 이미지 기반 나노 물성 측정과 예측 기술은 주로 구조용 재료로 사용되는 철강 재료에서도 결정립 단위의 미세 물성 및 거동을 정밀 분석 가능하게 하여, 이를 통해 재료 전체의 물성까지도 예측할 수 있게 되었다. 이와 같은 물성과 신뢰성 예측 능력 향상은 최종 제품의 품질 제고와 효율적인 제조 공정으로의 개선을 유도하기에, 첨단 분석 장비의 적극적인 활용은 철강 산업에서 큰 역할을 하고 있다. 이에 본 고에서는 여러 가지 재료 분석 장비를 통합적으로 연계 활용하여 다양한 용도의 철강 재료에 대해 그 미세 거동 및 미세물성을 측정, 분석한 연구들에 대해 소개한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제5권5호
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• pp.471-479
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• 2004

본 연구에서는 점성토에 있어서 범용으로 적용 가능한 시간의존적 구성방정식을 유도하였다. 데미지 법칙을 유도된 구성방정식에 포함하였으며 이를 활용하여 비배수 크리프거동을 예측하였다. 구성방정식의 수학적 물리적 유도는 가능한 적은 모델정수를 포함시키는 원칙에서 수행되었다. 유도된 구성방정식을 활용하여 예측한 크리프 거동은 점성토의 중요한 시간 의존적 거동인 비배수 크리프파괴를 포함하는 실험결과와 잘 부합하였다. 유도된 구성모델은 단순함에 비해 크리프 예측 능력이 뛰어난 것으로 평가된다.