• 제목/요약/키워드: 경계층 요소

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주변 공동을 고려한 터널의 동적거동에 관한 연구 (A Study on the Dynamic Behavior of Underground Tunnels with a Cavity)

  • 김민규;이종우;이종세
    • 터널과지하공간
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    • 제12권3호
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    • pp.171-178
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    • 2002
  • 본 연구에서는 마제형터널 주변에 공동이 존재하는 경우에 대해 동적해석을 수행함으로써 터널주변의 공동이 터널의 동적거동에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위해 반무한 평면상에서 터널의 동적응답해석을 수행할 수 있는 해석기법을 개발하였다. 먼저 주파수 영역에서의 다층 반무한 지반내에서의 동적 기본해를 유도하였고 이를 경계요소에 적용하였다. 외부영역을 모형화한 경계요소를 내부영역의 유한요소와 조합하여 반무한 영역에서의 터널구조의 동적응답을 구할 수 있도록 하였다. 개발된 기법의 검증을 위하여 단층 및 다층 반무한 구조계에 대해 Ricker 파형을 이용한 동적해석을 수행하여 기존의 해석결과와 비교하였고, 개발된 기법을 이용하여 석회암층에 있는 터널에 대해 공동의 유무 및 터널과의 이격거리에 따른 터널의 동적거동을 고찰하였다.

경계요소의 횡보강근 상세를 개선한 RC 특수전단벽의 내진성능 평가 (Seismic Evaluation of RC Special Shear Wall with Improved Reinforcement Details in Boundary Elements)

  • 천영수
    • 토지주택연구
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    • 제3권2호
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    • pp.195-202
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    • 2012
  • 이 논문은 KBC2009에서 규정하고 있는 RC 특수전단벽과 시공성 개선을 목적으로 제안된 경계요소 내 완화된 배근상세를 갖는 특수전단벽과의 비교 실험결과를 제시하고 있다. 연구목적에 따라 22층 벽식구조 아파트로부터 모델링된 최하층 벽체가 2/3크기로 축소되어 2개의 실험체가 제작되었으며, 일정축력 하에서 반복가력 실험이 실시되었다. 실험결과, 완화된 배근상세를 따르는 특수전단벽체은 KBC2009의 배근상세를 따르는 특수전단벽체와 등가점성 감쇠비를 통해 계산된 에너지소산능력 및 연성도에서는 약간의 차이를 보이고 있으나, 하중-변위 측면에서는 매우 유사한 능력을 보이는 것으로 나타났다. 또한, 현행 설계기준에서 제시하고 있는 1.5% 수준의 층간횡변위비 조건을 충분히 만족하고 있음을 확인하였다.

하굿둑 실증시험 시 염지하수의 연직 프로파일링 관측 (During Demonstration Test of the Estuary Bank, Vertical Profiling Measurement in a saline groundwater)

  • 김병우;최두형
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.447-447
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    • 2022
  • 하굿둑 실증시험 및 개방 시 하굿둑으로부터 해안지역 대수층의 지하수 내 염분침투를 예방하고 지속가능한 지하수자원 이용과 관리를 위해서 담수(freshwater)와 염수(saltwater)의 경계면 변동 및 분포를 추적하기 위해 지화학적·물리적 접근 연구는 매우 중요하다. 해안 및 하굿둑 주변지역의 담·염수 경계면 특성에 관한 조사 및 분석은 직·간접적 관측방법으로 이뤄진다. 직접 관측방법에는 심도별 전기전도도(Electrical condutivity, EC) 측정 방법으로 1개 정밀센서(CTD-Diver)를 와이어에 연결하여 수동으로 측정하는 방식과 자동 관측센서(CTD-Diver)를 공내 여러 관심심도에 이격거리에 따른 관측센서를 여러 개 설치하여 특정 관심심도별 연속적인 상태를 파악하는 방법이다. 간접 관측방법에는 관심심도별 또는 특정 심도의 지하수 수질을 채취하여 지화학 분석하는 방법이 있다. 직·간접적 관측방법에는 관심심도별 구간의 이격거리와의 공백과 조사시기에 대수층의 해수침투를 파악할 수 있으나 연속적 관측과 예측은 매우 어렵다. 직접적 관측방법 중 1개 정밀센서와 와이어를 이용한 특정 시·공간에 대한 연직 프로파일링 관측은 가능하나, 연속적 관측과 예측 또한 매우 어렵다. 따라서 본 연구는 물리적 방법을 기반으로, 하굿둑 인근의 담수(freshwater)와 염수(saltwater)와의 경계면 분포특성에 관한 연구는 하굿둑 실증시험 시 지하수 내 염분침투에 따른 지하수 환경 등에 대한 전반적 특성 등을 분석하였다. 하구언 일대의 지하수 내 염분침투 및 지하수 오염관리를 위해 실증실험 등 인위적인 요소와 강우, 태풍, 가뭄 등 자연적인 요소에 의해 여러 형태의 분포특성을 보이는 담수와 염수의 분포 및 혼합대의 특성에 따른 담염수의 경계면 형태별 분석을 하는데 목적을 두었다. 해수침투의 예방과 지하수 오염 방지를 위해 심도별 자동 수질측정 장치를 개발하고, 이를 이용한 염지하수의 프로파일링 감시 시스템을 제안하였다.

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남극 건물주위에 형성되는 설퇴현상의 모의실험 및 분석방법에 관한 연구 (Simulation and Analysing Methods of Snowdrifting around an Elevated Building in Antarctica)

  • 김동혁
    • 한국해양공학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.35-44
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    • 1989
  • 남극의 설퇴현상을 모의실험하기 위하여 폐쇠식 대기경계층난류풍동을 호주 시드니대학토목공학과에 제작 설치하였다. 철강과 100mm높이의 구형판자 및 촘촘한 양탄자등의 실험요소를 사용하여 경계층전단난류를 유도발생켰다. 유도발생된 난류는 호주령 남극령토의 해안지역에 부는 난류와 비슷한 유형을 뛰었다. 자연눈에 대처할 물질을 찾기 위하여 몇몇종류의 가루를 사용하였으나 중탄산나트륨이 가장 적합한 것임이 증명되었다. 남극건물모델주위에 실험을 통해 쌓인 눈의 형태로부터 등고선무늬를 형상화 시켰으며 image processing unit을 이용하여 등고선무늬를 포착한 후 등고선 분석 software를 이용, 눈의 형태와 양을 분석하였다.

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아스팔트포장의 경계층 영향에 대한 해석적 기초연구 (Fundamental Study on Analysis of the Bonding Effect on Asphalt Pavement)

  • 최준성
    • 한국도로학회논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.11-21
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    • 2005
  • 본 연구에서는 기존의 아스팔트 콘크리트 포장구조해석에 사용되는 다층탄성해석에서 경계면의 영향을 평가하기 위해 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS와 다층탄성 프로그램인 KENLAYER를 이용하여 연직하중이 작용하는 경우의 경계면 특성에 따른 포장성능에 관한 비교 분석을 실시하였다. 그리고 실제 주행하중에 의해 발생되는 수평하중이 포장체에 미치는 영향을 고찰하기 위해 수평하중을 고려한 포장구조해석도 실시하였다. 이를 위해 ABAQUS를 이용하여 경계면 상태에 따른 포장구조체 내부에서 발생하는 변형률 및 처짐을 분석하고, 경계면의 접합상태에 따른 효과를 분석하였다. 이러한 과정을 통해 경계면 상태에 따른 포장체의 공용성에 관한 기존의 정성적 평가로부터 수치해석을 통해 정량적 평가를 실시하고, 경계면 효과에 대한 기본연구를 실시하였다. 연구 결과 기존 해석에서 사용되는 연직하중만 작용하는 경우와 실제 주행하중을 모사하는 연직하중과 수평하중이 동시에 작용하는 경우 수평하중의 작용으로 인해 공용횟수가 약 1/300로 감소하여 포장구조해석시 수평하중을 고려한 해석이 절실히 필요함을 알 수 있었다.

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경계요소법을 이용한 전력케이블 접속부의 전계해석 (Electric Field Analysis of Power Cable Joint Point using Boundary Element Method)

  • 조경순
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제4권4호
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    • pp.579-588
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    • 2003
  • 지중전선로에 있어서 케이블을 연결하는 중간 접속재에 발생하는 전계 집중, 각종 불순물의 침투 및 케이블 절연층의 손상은 궁극적으로 열화 및 절연파괴를 야기하게 되어 케이블의 수명을 단축시키고 있다. 본 연구에서는 경계요소법을 이용하여 초고압 케이블 절연재료로 널리 사용되고 있는 가교폴리에틸렌과 접속재 키트의 절연층으로 사용되고 있는 EPDM의 전계분포를 시뮬레이션 하였다. 시료는 두께 1[mm]로 3장을 중첩한 것으로 모델링하여 컴퓨터 시뮬레이션을 하였다. 전계해석 결과 보이드 내부의 defect는 silicone oil에 의해 전계집중을 약화시킴을 확인하였고, XLPB보다 EPDM의 전계분포가 낮게 유지됨을 확인하였다.

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동결지반 내 방진벽의 차진성능에 관한 연구 (A Study on the Vibration Isolation Effect of Wave Barrier in Frozen Soils)

  • Heo, Yeong
    • 터널과지하공간
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    • 제11권4호
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    • pp.362-367
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    • 2001
  • 지반에서 겨울에 발생할 수 있는 단단한 상부층은 방진벽의 진동차단성능을 변화시킬 수 있다. 본 논문은 상부에 단단한 층이 존재하는 층진 지반(layered soil)에서 표면파의 진동전파와 강성 방진벽의 진동차단 성능에 관한 것이다. 연구는 이차원문제로, 경계요소법을 이용한 수치해석적 방법에 의해 수행되었으며, 진동원은 수직방향으로 조화가 진을 받는 줄기초이다. 검토된 지반은 세 가지로, 균질의 반무한 지반과, 단단한 상부층의 두께를 달리하는 두 개의 지반이다. 단단한 상부층을 갖는 지반에서는 굴절의 지반과 비교하여 아주 커다란 진폭의 감소가 나타났으며, 진동전파 속도의 경우, 물성치에 의해 계산으로 구해지는 진동전파 속도만큼의 크기가 나타나지 않았다. 더욱이 동결지반에서의 진폭은 비동결지반에서 보다 거리에 따라 아주 작은 값이 구해졌다.

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경계요소법을 이용한 미끄럼 접촉을 받고 있는 코팅층의 응력분포에 관한 연구 (A Study on Stress Distribution Using Boundary Element Analysis Due to Surface Coating in Sliding Contact)

  • 이강용;강진우
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권2호
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    • pp.304-311
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    • 2001
  • The present work examines the influence of surface coating on the temperature and the thermo-mechanical stress field produced by friction due to sliding contact. A two-dimensional transient model of a layered medium submitted to a moving heat flux is prsented. A solution technique based on the boundary element method employing the multiregion technique is utilized. Results are presented showing the influence of coating thickness, thermal properties, Peclet number, and mechanical properties. It has been shown that the mechanical properties and thickness of coating have a significant influence on the stress field, even for low temperature increase. The effects of the ratios of shear modulus become more important for low temperature increase than the effects of the ratios of other mechanical properties.

Two-domain 경계 요소법을 이용한 해양 내부파의 수치적 재현 (Numerical Analysis of Internal Waves in Two-layer Fluids by a Two-domain Boundary Element Method)

  • 구원철;김미근
    • 한국해양공학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.6-11
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    • 2009
  • In this study, the internal waves in two-density layered fluids were analyzed using the Numerical Wave Tank (NWT) technique in the frequency domain. The NWT is based on a two-domain Boundary Element Method with the potential fluids using the whole-domain matrix scheme. From the mathematical solution of the two-domain boundary integral equation, two different wave modes could be classified: a surface wave mode and an internal wave mode, and each mode were shown to have a wave number determined by a respective dispersion relation. The magnitudes of the internal waves against surface waves were investigated for various fluid densities and water depths. The calculated results are compared with available theoretical data.