• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.429-438
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• 2011

본 연구에서는 스트라치 시스템의 긴장설치과정 및 극한하중 해석을 수행하기 위한 명시적 해석법을 제안하였다. 스트라치 시스템은 Stressed-Arch에서 유래한 용어로 슬리브와 갭이 도입된 유동하현재 내부의 긴장재에 초기장력을 도입함으로써 갭이 점차 닫히게 되며, 이에 따라 상현재에 곡률이 도입되면서 전체 구조물이 상승하여, 최종적인 아치형태의 구조물을 형성하는 독창적인 구조시스템이다. 스트라치 시스템의 초기장력 도입과정을 긴장설치(stress-erection) 과정이라 하며, 초기곡률의 도입에 따라 유동 상현재에는 과도한 초기변형이 발생하여 소성거동에 의한 강체회전이 발생하는 불안정 구조물이 된다. 본 연구에서는 이러한 스트라치 시스템의 불안정 거동특성을 해석하기 위해서 강성행렬을 사용하지 않는 명시적 동적이완법을 사용하여 비선형 평형방정식의 해를 구하였고, 대변위 및 단면의 재료적 특성을 반영할 수 있는 필라맨트 보요소를 사용하여 연속된 상현재의 비선형 거동특성을 분석하였다. 필라맨트 보요소의 단면은 다수의 1차원 필라맨트로 구성되며, 각각의 필라맨트에 대해서 다양한 재료모델을 적용할 수 있다. 본 연구에서는 비선형 재료모델인 Ramberg-Osgood모델 및 Bi-linear 탄소성 모델을 적용하여 긴장설치 및 극한하중 해석을 수행하였고, 그 결과를 이전의 실험적 연구결과와 비교 분석하였다. 본 연구의 해석결과는 이전의 실험적 연구결과와 유사하였으며, 명시적 해석법의 특성상 효율적으로 후좌굴거동 특성까지 해석할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권6호통권73호
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• pp.807-818
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• 2004

콘크리트의 건조수축에 의한 합성거더의 장기거동을 평가하기 위해 수행한 실험과 이론적 분석방법에 대해 기술하였다. 합성거더를 제작하여 장기간 실내실험을 통해 콘크리트의 건조수축에 따른 합성보의 처짐, 곡률변화 및 변형률변화를 측정하였으며, 실험결과를 AEMM(Age-adjusted Effective Modulus Method)을 이용한 해석치와 비교하였다. 또한 콘크리트의 건조수축에 의한 합성거더의 장기거동에 영향을 미치는 여러 변수들에 대한 해석을 수행하였다. 실험결과 합성거더의 장기거동은 AEMM에 의해 적절히 평가할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 합성거더의 콘크리트 단면에 커다란 인장응력이 발생하기 때문에 연속교 부모멘트부뿐만 아니라 단순교 정모멘트부에도 횡방향균열이 발생할 수 있다는 것을 보였으며, 횡방향 균열을 무시하는 경우 강거더에 작용하는 응력이 과대평가 될 수 있다는 것을 확인하였다. 이상의 연구결과를 토대로 콘크리트의 건조수축에 의한 합성거더의 장기거동 평가시 콘크리트 단면에 발생할 수 있는 횡방향균열을 고려하는 것이 합리적이라고 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제14권4호
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• pp.333-338
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• 2008

해안 지역은 해수의 운동에너지의 대부분은 해안에서 소산되며 이 과정에서 해안의 토사 등이 유실된다. 수면에 돌출된 방파제에 비해 수중구조물은 해수의 유통을 가능하게 하고 해안선을 따라 해수순환을 가능케 한다. 이 연구에서는 해안 침식을 방지 기능을 갖는 수중구조물을 하부틈새를 갖는 수중장애물로 형상화 하고 후방의 흐름특성을 규명하였다. 실험은 Re =$1.2{\times}10^4$ 조건에서 2프레임 입자영상유속계를 이용하여 속도장을 계측하여 고찰하였다. 측정된 시간평균 속도분포를 분석한 결과 유선의 곡률 효과가 현저히 나타났으며 전단층 주위 유체의 유입 등의 영향으로 박리 전단층 내에서 커다란 와구조가 연속적으로 발생하였다. 또한 하부틈새의 크기가 증가할수록 재순환 영역의 중심이 후류로 이동하고 재순환영역의 강도도 약해지는 결과를 보였다.

• 한국광학회지
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• 제9권3호
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• pp.134-141
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• 1998

원적외선인 7.6$\mu$m 과정대역에서 회절한계 성는을 만족하는 무초점 줌 망원경 광학계응 설계하였다. 기계보정식 4군 줌 방식을 적용하여 줌 대물부 설계하였으며 접안부는 고정초점 렌즈를 구성하였다. 망원경의 줌 비(zoom ratio)는 4.05로 배율을 2.0배에서 8.1배까지 연속적으로 가변할수 있으며, 총 5개의 렌즈군에 9매의 렌즈로 구성하였다. 줌 대물부는 F/1.3의 텔리포트 형태로 설계하여 최고배율 초점거리에 비해 광학계의 길이가 작아 시스템 적용성이 우수하도록 하였으며, 초점조절 렌즈를 줌밍 렌즈군의 뒤에 놓아 물체까지의 거리에 따라 초점을 조절하도록 설계하였다. 광학계에 사용된 재질은 색수차 보정을 위하여 대물부의 렌즈 1매만 ZnSe를 적용하고 나머지 헨즈는 모두 Ge을 적용하여\ulcorner며, 총 18면의 곡률중 1면만 비구면을 적용하고 나머지 면은 모주 구면을 적용하였다. 설계된 망원경의 8.1배율에서의 시야는 $\pm$2.31$^{\circ}$,대물부 유효구경은 163mm이며, 모든 배율에서 회절한계 성능을 만족하는 것으로 평가하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.255-262
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• 2013

본 논문에서는 아이소-지오메트릭 기법을 기반으로 민들린 후판에 대한 형상 설계민감도 해석법을 제시하였다. 아이소-지오메트릭 기법은 정확한 기하학적 형상의 표현, 요소 사이의 높은 연속성 등 바람직한 강점들을 가지고 있으며 궁극적으로는 해석해로의 빠른 수렴성과 정확한 설계민감도를 제공한다. 선형 형상함수를 사용하는 유한요소법과는 달리 아이소-지오메트릭 기법에서는 높은 차수의 NURBS 기저함수를 활용하여 CAD 형상의 법선벡터와 곡률을 정확하게 고려한다. 전단 잠김(Shear locking) 현상을 극복하기 위해서 선택적 감소적분(Selective reduced integration) 기법을 사용하였다. 이 간단한 방법은 복잡한 정식화 과정 없이 정확한 아이소-지오메트릭 형상 설계민감도 해석을 수행한다. 굽힘 문제에 대한 수치예제를 통하여 제안된 아이소-지오메트릭 해석과 유한요소 해석을 비교하였으며, 유한차분 설계민감도와 비교하여 아이소-지오메트릭 형상 설계민감도는 매우 정확함을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.87-94
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• 1986

일반적으로 자연하천은 수심에 비해 하폭이 크고 완만한 곡률을 나타내므로 2차원 수치모형이 실용적인 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 만곡수로의 흐름특성을 분석하기 위하여 2차원 부정류의 운동방정식과 연속방정식을 차분화하고 Double Sweep 알고리즘에 의한 수치해석모형을 개발하였다. 본 모형의 적용성을 입증하기 위해 L.F.M 실험수로 및 I.I.H.R 실험수로의 실측치와 비교하여 비교적 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 벽면마찰의 영향을 감소시키기 위하여 Chezy 계수의 적절한 조정으로 실측치에 더욱 접근된 결과치를 얻을 수 있었으며, 이류항의 영향을 분석하였다. 만곡수로내의 수면형태, 최대유속선이 이동경로 및 깊이방향 평균유속의 크기와 방향을 계산할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권1호
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• pp.38-44
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• 2004

본 연구에서는 크레인 훅을 광탄성 재료의 일종인 '포토플렉스'를 이용, 2차원으로 모델링하여 힘을 가하였을 경우, 최대 압축 및 인장 응력이 발생되는 선상에서 광탄성실험법, 단순 곡선보 이론 및 유한요소법을 이용하여 응력을 측정하고 계산하였다. 특히, 광탄성 실험은 재래식 측정법에 의한 타디보간법, 프릭지 세선처리법 그리고 최근 개발된 4단계 위상이동법 등 세 가지 방법을 이용하였다. 광탄성 4단계 위상이동범은 주응력 방향, 즉 등경선이 일정한 선상에서는 연속적인 응력분포를 얻을 수 있는 장점이 있다. 크레인 훅에서 주응력 방향이 일정한 선상에 발생된 응력은 3가지 서로 다른 광탄성 실험법에 의해 측정된 길과가 잘 일치하였다 광탄성법에 의한 결과는 훅의 끝단 부근을 제외하고는 단순곡선보 이론이나 유한요소 해석결과와 대체적으로 비슷하였으나, 정확히 일치하지는 않았다. 이러한 차이는 크레인 훅의 실제 시편의 곡률등 형상과 하중조건이 단순곡선보 이론이나 유한요소 모델링 형상과 약간 다르기 때문에 나타난 것으로 추정된다. 광탄성실험법은 형상이 불규칙하고 하중조건이 복잡할 경우 실제 발생되는 응력을 전체적으로 정밀하게 측정할 수 있으므로 응력해석에 대한 이를 및 수치해석 법을 검증하는데 활용될 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.1-13
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• 2003

본 연구에서는 전단변형을 고려한 비대칭 박벽 곡선보의 자유진동해석을 수행할 수 있는 일반이론을 제시하기 위하여, 3차원 연속체에 대한 가상일의 원리로부터 전단변형 효과를 고려하고 비대칭 박벽단면과 ？(Warping)을 포함하는 변위장을 도심 축에 대해 정의한 후 곡선보의 변형도-변위관계로부터 공간 박벽 곡선보의 일반화된 탄성변형에너지와 운동에너지를 새롭게 유도한다. 또한, 전단변형이 고려된 곡선보의 총포텐셜에너지에 대해 변분을 취함으로써 평형방정식과 힘-변위관계를 제시한다. 한편, 제시된 이론에 대해 등매개 보요소를 도입하여 유한요소 정식화를 수행하였으며 곡선보의 동적 거동특성을 조사하기 위하여 전단변형, 곡률효과 그리고 진동모드에 대한 매개변수 연구를 수행한다. 마지막으로, 본 연구의 타당성을 입증하기 위하여, 다양한 해석예제에 대한 3차원 고유진동수를 산정하고 타 연구자들의 결과 및 ABAQUS의 쉘요소를 이용한 해석결과와 비교ㆍ검증한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.155-162
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• 2014

본 논문에서는 아이소-지오메트릭 해석법을 이용하여 고주파수를 가지는 파워흐름 문제에 대하여 연속체 기반 형상 최적 설계를 수행하였다. 아이소-지오메트릭 기법을 형상 최적설계에 적용하면, CAD 기하 모델링에서 쓰이던 NURBS 기저 함수가 직접 쓸 수 있기에 정확한 기하학 정보가 수치계산에서 고려되고, 이에 따라 형상 최적설계 관점에서 볼 때, 전통적인 유한요소법에 비해 향상되고 부드러운 설계 섭동량을 가지는 설계 매개화가 가능하게 된다. 즉, 정확한 기하 모델이 응답 해석과 설계민감도 해석에 쓰이게 되고, 이에 따라 설계영역 전체에서 법선 벡터와 곡률이 연속적으로 되게 된다. 결과적으로 정밀한 민감도 해석이 가능하게 된다. 몇 가지 수치예제를 통하여 개발된 아이소-지오메트릭 설계민감도가 유한차분 설계민감도와 비교하여 정확성을 확인할 수 있었으며, 형상 최적설계 문제를 통해서 본 방법론을 적용하여 검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.91-102
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• 2007

최근 세계 각 지역의 지진피해를 계기로 철근콘크리트 교량 구조물의 비탄성 거동 능력에 기초한 새로운 내진설계법의 필요성이 대두되었다. 본 연구는 철근콘크리트 교량에 대한 성능에 기초한 취약도 해석 결과를 제시하였다. 철근콘크리트 교량의 비선형 시간이력해석을 위해 몬테칼로시뮬레이션(Monte carlo simulation) 기법이 이용되었다. 취약도 곡선을 산출하기위해 로그정규분포(log-normal distribution)를 보이는 두 변수를 이용하였으며 이러한 취약도 변수는 철근콘크리트 교각의 손상을 각각의 손상 기준에 따라 최대우도법(maximum likelihood method)을 이용하여 산출하였다. 취약도 곡선을 산출하기위하여 5종의 손상 상태를 교각의 내진성능에 가장 큰 영향을 미치는 변위연성도와 곡률연성도로 제시하였다. 각각의 손상 상태는 여러 실험 결과를 토대로 연성도를 이용하여 정량적으로 제시하였다. 따라서, 본 연구에서는 철근콘크리트 교각의 성능에 기초한 취약도 곡선을 제시하였다. 이러한 취약도 분석 기법은 다양한 교량 구조물의 지진에 의한 손상확률을 도출할 수 있으며 나아가 지진 재해도를 작성할 수 있을 것으로 판단된다.