• 대한기계학회논문집A
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• 제37권11호
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• pp.1415-1421
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• 2013

최근에는 이러한 법공학 분야에 유한요소법 및 유한체적법을 이용한 다양한 시뮬레이션 기법을 활용하여 안전사고 및 재난사고에 대한 법적 책임문제를 해명하고 보다 정확한 원인분석을 통해 원인을 규명하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 ADINA 구조해석을 이용하여 단경교 거더교 붕괴사고에 관한 좌굴 원인분석을 수행하였다. 본 연구에서 다루는 사고는 단경교 거더교 신축 중 상현 슬래브 구성을 위한 콘크리트 타설 중 교량이 붕괴된 사고로 원설계 공법에서 가설 공법이 변경되었고 상현 콘크리트 블록 및 격벽 콘크리트 등을 미시공한 상태에서 그 다음 단계인 상현 슬래브 콘크리트 타설을 진행함으로써 구조적 불안정을 가져와 거더가 좌굴이 발생하여 붕괴된 사고이다. 사고 재현 실험이 불가한 경우 F.E.M 을 이용한 구조안정성 비교 평가는 정확한 공학적 사고의 원인을 규명하는데 효과적인 방법이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.279-290
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• 1998

충격파의 높이나 속도는 홍수제어조작이나 수로벽과 빠른 유속을 가지는 하천에서 교량의 설계에 중요한 자료가 된다. 따라서 광범위한 조건에서 흐름의 불연속면을 모의할 수 있는 수치모형이 요구된다. 본 연구에서는 천수방정식을 지배방정식으로 한 Godunov 형 유한체적법 모형을 개발하였다. Riemann 해법으로 Roe(1981)의 해법이 사용된다. 이 모형은 본 연구에서 비구조적격자(unstructured grids)를 사용하기 위해 개발된 수정 MUSCL을 도입하였다. 양해법을 쓰는 본 모형은 시간간격을 자동 계산한다. 개발된 모형을 전형적인 이차원 댐 붕괴파 모의, 수리모형 실험에서 행해진 붕괴파 모의, 그리고 수리모형 실험에서 행해진 만곡수로에서의 정상상태 모의 등에 적용하였다. 그 적용결과에 의해 다음과 같이 결론을 내었다. 1)유한체적법은, 충격파 모의를 위한 수치해석 기법인 Godunov 형 방법과 잘 결합될 수 있기 때문에 충격파를 모의하기에 적당한 방법이다. 2)수정 MUSCL과 결합된 유한체적법 모형이 충격파를 잘 포착함으로써 수정 MUSCL의 적용성이 입증되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.109-120
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• 2003

근래에 와서 도로교량의 형식 선정에서 미관에 대한 고려가 더욱 더 강조되는 추세 있으며, 미적으로 뛰어난 곡선교의 가설이 자연적으로 선호된다. 전달행렬법은 이론의 체계가 알기 쉽고, 응용범위가 넓은 점에서 구조해석법으로 범용성이 있는 것으로 주목되어 왔다. 전달행렬법에 의한 변단면 곡선 상자형교의 정적해석을 유한요소법과 비교하여 잘 일치함으로써 프로그램의 타당성을 검증하였다. 곡률반경과 중심각에 따른 해석 및 변단면 곡선식에 따른 지간비를 구하여 최적지간비와 변단면 비를 순수비틂이론에 의한 해석치를 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권1호통권44호
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• pp.83-91
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• 2000

측정치를 이용하여 구조계를 규명하는 경우에 일반적으로 측정치를 주파수 영역으로 변환하고 이를 도식적으로 파악하는 방법이 주로 이용된다. 이러한 방법은 신뢰도가 낮고 토목구조물 특히 교량 구조물과 같이 근접한 모우드의 특성을 가지는 구조계의 규명에 불리한 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 시간영역에서의 데이터를 직접 이용하여 구조계의 모우드 특성을 규명하는 일련의 방법에 대한 적용성을 검토하였으며 이 때 발생할 수 있는 왜율에 대한 문제를 극복하기 위하여 최소자승법을 시간영역 규명기법에 중복하는 방법을 선택하였다. 제안된 방법의 타당성을 검토하기 위하여 현가계 모델을 이용하여 모의 해석을 수행하였다. 또한 실질적인 상황에서의 이용성을 검토하기 위하여 인위적인 잡음을 게재시켜 잡음에 대한 방범의 민감도를 검토하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.35-35
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• 2011

CFT가 갖는 다양한 구조적 이점으로 인해, 축력이 지배적인 기둥 구조물에만 주로 적용되던 CFT 요소가 점차 거더에 적용되어 가고 있다. 그러나, 현재 CFT 요소에 대한 설계 기준은 축력이 지배적인 보-기둥 구조물에 대한 것으로 제한되어 있으며, 휨이 지배적인 보 구조물에 대한 현행 설계 기준의 적용성을 검토해야 할 필요가 있다. 현행 설계기준에서 제시하고 있는 CFT 요소의 극한 강도 평가방법은 소성응력분배법 및 변형률적합법으로 구분되어지며, 각 방법을 이용한 극한 강도의 평가결과를 기존 연구자들의 CFT 요소 휨 실험결과와 비교 분석하였다. 휨 강성 평가에 대한 타당성을 검증하기 위해 AISC에서 제시하는 휨 강성 평가식을 기존 실험 연구와 비교 검토하였으며, 아울러 압축력에 따라 휨 강성을 보정할 수 있도록 수정된 Roeder et al.의 제안식을 함께 검토하였다. 검토 결과, 강도 평가에 있어서는 설계 기준에서 제안하는 두 방법 모두 CFT 거더의 휨 강도를 적절히 평가할 수 있었으며, 강성 평가에 있어서는 설계 기준의 제안식이 휨 초기 강성을 적절히 평가하는 반면 사용 단계에서의 휨 강성은 Roeder et al.의 수정된 강성 평가식에 의해 적절히 평가할 수 있음을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.218-227
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• 2001

논문에서는 여러 면진장치 중의 하나인 EDF(Electricite De France)시스템의 거동 특성에 대해서 연구하였다. 우선, 범용 유한요소 프로그램의 요소인 Nllink element를 사용하여 합리적인 EDF 시스템의 모델링 기법을 제시하였다. 그리고, 조화함수를 외력으로 주었을 때 시스템의 운동방정식의 이론해와 유한요소 프로그램을 통한 수치해를 서로 비교하여 모델링의 타당성을 검증하였다. 또, Newmark-${\beta}$법을 이용하여 실제 지진 가속도를 입력하였을 때의 거동을 비교함으로서 모델링의타당성을 검증하였다. 이렇게 검증된 모델링을 실제 교량이나 다자유도 구조물에 적용할 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권6호통권40호
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• pp.1-11
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• 2004

이전의 연구(1)에서는 해석적 및 수치적 방법을 사용하여 전단변형 및 회전관성효과를 고려하는 현수교의 수직진동에 대하여 유한요소법을 이용하여 이동하중 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 전단변형 및 회전관성 효과가 고려된 Hermitian 다항식을 사용하는 현수교요소를 이용하여 현수교의 수직진동에 대한 고유치 해석을 수행하고 이를 이용한 현수교요소와 차량 및 열차와의 상호작용을 고려한 운동방정식을 유도한다. 이와 같이 모드중첩법을 이용하여 유도된 운동방정식을 수치적분방법으로 Newmark $\beta$ Method를 사용하여 동적해석을 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권6호통권67호
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• pp.693-700
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• 2003

CFD를 이용하여 풍하중을 받는 구조부재의 Indicial 함수를 구하고 이로부터 플러터 계수를 얻는 방법을 제안한다. 이를 위해 유한요소법을 이용한 CFD 프로그램을 개발하고 이것을 사용하여 순간적 영각 변화에 따른 공기력계수의 시간적 변화, 즉 Indicial 함수를 구한다. 이 함수를 Fourier적분하여 플러터 계수를 구한다. 이 방법에서는 유체 속에서 진동하는 물체를 직접 시뮬레이션 하는 대신에 일정한 영각을 갖는 고정된 구조물의 수직력 및 회전력의 시간적 변화만을 구하면 된다. 이 방법의 타당성을 검증하기 위해 단면비가 다른 2개의 직사각 단면에 대해 본 연구에서 개발한 프로그램을 사용하여 플러터 계수를 구하고, 또 풍동실험을 실시하여 같은 단면에 대한 플러터 계수를 구하여 서로 비교하였다. 본 연구결과는 교량의 예비설계 단계에서 효과적으로 사용할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.79-79
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• 2015

현재 홍수 시 유량조사에 가장 많이 사용하고 있는 부자법은 측정 인력, 측정비용 및 위험성이 높다는 단점이 있다. 또한 교량에서 부자를 투하하고 측면에서 부자의 이동을 추적하기 때문에 평면상의 이동에 대한 정보를 얻기 어렵다는 한계가 있다. 이에 김서준 등(2014)은 PTV 기법을 이용한 부자 추적 알고리즘을 개발하였으나 부자가 회전하거나 물속에 잠기는 부분이 변화하여 수면 위로 확인되는 부자의 길이가 변할 경우 추적이 어렵다는 한계가 있었다. 이를 개선하고자 본 연구에서는 Template Match 알고리즘과 색상 기반 영상 처리 기법을 이용한 목표물 인식 방법인 Camshift 기법을 적용하여 부자를 추적할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. Template Match 알고리즘의 경우는 입자가 많을수록 추적을 잘한다는 장점이 있지만 회전 및 변형에 취약하다는 단점이 있고, Camshift 영상 처리 기법의 경우 다수의 추적자가 존재할 경우 추적에 어려움이 있으나 추적자의 회전과 변형을 정확하게 추적할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 Template Match 알고리즘을 이용하여 이동 예상영역을 결정하고 Camshift 영상 처리 기법으로 추적을 하게되면 두 방법의 장점을 모두 살릴 수 있다. Camshift 영상 처리 기법을 실제 부자 추적에 적용해 본 결과 부자의 회전 및 변형에도 정확하게 추적할 수 있는 것을 확인하였다. 향후 부자법을 이용한 유량 조사에 본 연구에서 개발한 알고리즘을 적용한다면 현장에서 동영상 촬영만 하면 되기 때문에 측정 인원을 최소화 할 수 있어 매우 경제적이고, 홍수 시 위험성도 감소할 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.127-135
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• 2006

본 연구는 포장재의 높은 온도로 인해 발생하는 교량의 구조거동을 해석대상모델로 선택하여 열효과로 인한 변형이론를 정리하고 시공단계별 포장에 따른 교좌장치의 열 효과를 고려한 근사법의 제시를 연구목적으로 한다. 일반적으로 열영향은 대상 구조물의 형상, 크기 및 경계조건과 시간에 종속되는 대표적인 초기응력문제이다. 본 연구는 열영향을 시간에 독립된 초기응력문제로 가정하고 이를 등가의 초기하중으로 변환하여 이동하중처럼 재하함으로서 교좌장치에 발생하는 반력 및 변위에 대한 영향선 해석을 수행하였다. 임의로 선정한 연속된 포장구간에 대해 계산된 영향선을 이용하여 교좌장치들에 발생하는 열영향을 최소화하는 최적의 시공단계를 결정하였다.