• Composites Research
• /
• v.15 no.4
• /
• pp.32-36
• /
• 2002

Recently, the applications of composite materials become broader to civil engineering as well as mechanics and aerospace engineering. Cracks on the civil structures like bridges can cause stress concentration, which induces Peak splitting of fiber Bragg grating sensor and it makes strain measurements difficult. In this study, 4-point bending test of concrete beam with initial crack reinforced by composite patch was conducted in order to verify the effects of the stress concentration on the peak signal of FBG sensor and a novel method for signal maintenance.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 2010.02a
• /
• pp.63.1-63.1
• /
• 2010

수중구조물에 의한 파랑의 변형을 예측하기 위해 3차원 수치모형을 도입하여 수치모형 실험을 수행하였다. 본 수치모형은 Navier-Stokes 방정식을 유한차분법을 이용하여 계산하는 동수압 모형으로서, 난류의 해석을 위해서 상대적으로 큰 에디(eddy)만을 고려하는 SANS(Spatially Averaged Navier-Stokes) 방정식의 해를 구하는 LES(large-eddy-simulation) 기반의 수치모형이다. 엇갈림 격자체계에서 유한차분법을 사용하여 지배방정식을 해석하는 모형으로서 수치기법으로 Two Step projection 기법을 사용하여 SANS 방정식을 계산하였으며, Bi-CGSTAB 기법을 이용하여 Poisson 방정식의 해를 구하고 압력장을 계산하였다. 또한, 자유수면의 추적을 위하여 2차 정확도의 VOF(volume-of-fluid) 기법을 사용하였다. 먼저 선형파를 일정 수심상에서 조파시켜 해석해와 비교한 후 수중구조물이 설치된 지형에 적용하여 파랑의 변형을 수치모의하여 수리모형 실험 결과와 비교 및 분석하였다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
• /
• v.9 no.8
• /
• pp.841-846
• /
• 2014

FBG sensors are mainly used to measure deformation of structures such as tunnels, bridges and ships. In this paper, an interrogator of FBG sensors is developed and implemented to measure the status of structures. A developed interrogator includes CAN wired and Zigbee wireless communication for remote monitoring. Strain of structure is measured using shift of wavelength of reflected light from FBG sensor. A digital signal controller is used to process signals of a FBG sensor and transmit data for remote monitoring. As a result of experiment, developed interrogator is effective to measure deformation of structures.

• Composites Research
• /
• v.25 no.6
• /
• pp.211-216
• /
• 2012

FBG sensor peaks could be split due to polarization by shear strain, when the fiber optic sensors embedded or attached to the structure. For the fiber optic sensor packages, sensor grating has to be protected from shear strains. Also, pretension has to be applied to the sensor because compressive strain must be measured. Without pretension of sensor, the sensor does not show any change of signal until it is stretched. In order to mesure compressive and tensile strains, two fixing point and prestressed sensor need. In the fixing point, just holding the optical fiber cause slip between core and cladding in the fiber. A Fixation method of prestressed FBG sensors fixed with partially stripped fibers was developed. The sensor package has the prestress controllable fixtures at the fixing points. Prestress to the sensor imposed by controlling the two fixed points with bolts and nuts make it easy to measure compressive strain as well as tensile strain. The fiber optic sensor packages applied to the actual structure and the structural monitoring system using the package can be applied to safety through surveillance.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
• /
• v.36 no.3
• /
• pp.211-216
• /
• 2016

In several industrial fields, epoxy resin is widely used as an adhesive for co-curing and manufacturing various structures. Controlling the manufacturing process is required for ensuring robust bonding performance and the stability of the structures. A fiber optic sensor is suitable for the cure monitoring of epoxy resin owing to the thready shape of the sensor. In this paper, a fiber Bragg grating (FBG) sensor was applied for the cure monitoring of epoxy resin. Based on the experimental results, it was demonstrated that the FBG sensor can monitor the status of epoxy resin curing by measuring the strain caused by volume shrinkage and considering the compensation of temperature. In addition, two types of epoxy resin were used for the cure-monitoring; moreover, when compared to each other, it was found that the two types of epoxy had different cure-processes in terms of the change of strain during the curing. Therefore, the study proved that the FBG sensor is very profitable for the cure-monitoring of epoxy resin.

• Composites Research
• /
• v.34 no.2
• /
• pp.129-135
• /
• 2021

In this paper, in order to examine the effect of fiber volume fraction non-uniformity in thickness direction on the buckling load of cylindrical composite lattice structures, we modified the equation of buckling load of the cylindrical composite lattice structures proposed by Vasiliev. The thickness of each layer of the rib was varied by fiber volume fraction, and material properties were applied differently by using the rule of mixture. Also, we performed linear buckling analysis by varying the structure size, thickness, and average value of the fiber volume fraction of finite element model. Finally, by comparing the calculation results of the buckling load of the equivalent model using the modified buckling load equation and the results of the finite element analysis, we found that the fiber volume fraction non-uniformity in thickness direction can reduce the buckling load of the cylindrical composite lattice structure.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.28 no.5B
• /
• pp.591-594
• /
• 2008

Present study aims at the development of a reasonable boundary condition for a structure over inclined seabed in case of the numerical model with quadrilateral mesh system. The technique for the inclined impermeable/permeable boundary in the quadrilateral mesh is newly proposed. The new technique and LES-WASS-3D model (Hur and Lee, 2007) have been used for the investigation of the dynamics of fluid field, and validated through the comparison with a typical stair-type boundary condition. 3-Dimensional numerical model with Large Eddy Simulation is called LES-WASS-3D, and is able to simulate directly interaction of WAve Structure Sea bed/Sandy beach.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 2011.02a
• /
• pp.59-59
• /
• 2011

파랑의 전파와 변형에 대한 연구에는 수심방향으로 적분한 2차원방정식인 완경사방정식과 Boussinesq 방정식을 기반으로 한 수치모형을 이용한 연구가 최근까지 가장 활발하게 진행되어 오고 있다. 그러나 실제 구조물의 설계에는 2차원 수치모형에서 고려할 수 없는 수심방향 유속에 기인한 정확도의 문제로 인해 구조물의 형상과 재원을 설계하기 위한 정교한 수치모형실험이 어려워 주로 수리모형실험에 의존해 왔다. 수리모형실험은 실제 현상을 가장 잘 재현해낼 수 있어 신뢰성이 매우 높지만 다양한 실험을 수행하기가 어렵고 많은 시간과 비용이 소요되는 단점이 있다. 이에 따라 최근 수심방향으로 완전한 운동방정식인 Navier-Stokes 방정식을 푸는 3차원 수치모형에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이론적으로 매우 우수한 모형이긴 하나 정확도 높은 결과를 얻기 위해서는 매우 조밀한 격자를 필요로 하기 때문에 아직까지 막대한 계산시간이 필요하다는 단점이 있으나 컴퓨터 기술이 급격한 속도로 발전하고 있어 Navier-Stokes 방정식 모형의 적용 가능성은 계속 높아지고 있다. 파랑변형을 다루는 수치모형실험을 수행할 때 외부조파를 사용할 경우 구조물이나 지형에 의해 반사되어 나온 파랑이 조파지점에 도달할 때 실험영역으로 재 반사되는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 내부조파기법의 개발에 대한 연구가 필수적이었으며, 자유수면변위를 변수로 사용하는 모형의 경우 그 연구가 매우 활발하게 진행되어 왔다. 한편, Navier-Stokes 방정식 모형의 경우 자유수면변위를 변수로 사용하는 2차원 모형에 비해 상대적으로 연구가 미흡하였다. 본 연구에서는 기존의 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형에 사용된 연속방정식에 질량 원천항을 추가하는 내부조파기법을 도입하여 3차원 수치모형에서 고립파를 내부조파하고, 급경사에서의 고립파의 처오름 및 처내림 현상을 수리모형 실험결과와 비교 및 분석하였다. 수치모형은 Navier-Stokes 방정식을 엇갈림 격자체계에서 계산하는 동수압 모형으로서, Two-step projection 기법을 사용하는 유한차분모형을 사용하였다. 본 수치모형은 난류의 해석을 위해서 상대적으로 큰 에디(eddy)만을 고려하는 SANS(spatially averaged Navier-Stokes) 방정식을 계산하는 LES(large-eddy-simulation) 기반의 수치모형으로, 난류 모델링을 위해 Smagorinsky LES 모형을 사용한다. 또한, 압력장의 계산을 위해 Bi-CGSTAB 기법을 이용하여 Poisson 방정식의 해를 구하였으며, 자유수면 추적을 위하여 2차 정확도의 VOF(volume-of-fluid) 기법을 사용하였다. 수치모형실험이 전체적으로 수리모형실험에서 관측한 파랑의 처오름 및 처내림 현상을 잘 재현하고 있는 것으로 나타났으며, 정량적인 비교를 통해 수치모형의 성능을 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
• /
• v.1
• /
• pp.205-210
• /
• 2006

The impact forces of the highly nonlinear waves are one of the important factors in designing the ocean structures. The impact forces are very difficult to analyze numerically and experimentally because they are impulsive in magnitude and occur instantaneously. In this study the numerical program based on N.S. equations are used to investigate the impact forces of steep waves where the waves are gene rated by the wave maker in the numerical wave basin. The arbitrary steep waves are generated by the superposition of waves of single frequency and the impact forces on vertical cylinder are simulated on the multiblock grids. V.O.F. and the local height function methods are used to track the free surfaces. To validate the numerical analysis the numerical results are compared with the experimental ones and the acceptable agreements are found. It is thought that more studies on the simulations of the incoming breaking waves and the impact forces on the vertical cylinder should be made to obtain the useful results to be applied in the offshore design.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.132-132
• /
• 2017

큰 하상계수를 가지는 국내 중소하천의 특성상 농업용수 등의 수자원 이용을 위해 국내에는 약 10,000개 정도의 하천 횡단구조물이 설치되어 있다. 그러나 느려진 유속으로 인하여 횡단구조물 상류에 유사가 퇴적될 확률이 높아지며, 이러한 유사는 부착된 오염물에 의한 수질 및 하상오염, 좁아진 유수단면적에 의한 통수능 저하로 발생하는 홍수위 증가 등 많은 위험성을 내포하고 있다. 이에 대한 해결책 중의 하나로 저층수 배사관(bypass pipe)을 활용하여 쌓여진 유사를 하류로 흘려보내는 방법이 있다. 저층수 배사관은 횡단구조물 상류와 하류의 하상을 연결하는 관으로써 상류와 하류의 수두차에 의해 흐름 특성이 결정된다. 하지만 배사관 내 사석이 유입되어 배제되지 않는 경우 배사관의 효율이 현저하게 저하될 가능성이 있다. 본 연구에서는 FLOW-3D를 이용하여 배사관내 사석이 유입되었을 때, 어떠한 조건에서 배제되고 배제되지 않는지를 명확히 하고자 한다. 하상이 평탄한 수로$(13.0(L){\times}5.0(B){\times}1.0(H)m)$를 재현하였으며, 배출관의 직경은 10cm로 결정하였다. 사석의 종류는 4가지(3cm, 5cm, 7cm, 9cm)로써 이를 고려하여 격자크기를 0.5cm로 결정하였다. 이는 사석의 구형형상이 충분히 잘 재현될 수 있는 격자크기이다. 모의 수행은 하류의 수위를 변화시켜가며 수행하였다. 저층수 배사관 내 유동 특성이 상류와 하류의 수두차에 의해 결정되기 때문에, 모의의 효율성을 위해 상류의 수위는 일정한 값으로 진행하였다. 모의 결과 수위차가 클수록 배제가 잘되는 경향을 보였다. 입자의 크기와 상하류 수위차를 무차원화 한 변수를 결정하였다. 분석결과 이 변수가 일정 값을 넘어서는 경우 배제가 되며, 반대로 이 값을 넘어서지 못한 경우 배제가 되지 않음을 확인하였다. 향후 다양한 관의 형상에 대해서도 배사관 내 한계조건을 도출하여, 저층수 배사관의 설계 및 시공에 도움이 되고자 한다.