• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권6호
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• pp.64-73
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• 2022

페어링은 상용차가 주행 시 전면부에서 발생하는 유동박리의 저항을 제어하여 상용차 공기 저항력을 감소시키는 장치이다. 본 연구에서는 랭킨 반체 이론을 적용하여 3D페어링 형상을 설계하고 공력 해석을 통해 설계 결과를 검증하였다. 그리고 페어링의 구조적 안전성을 위해 상용차 과속조건과 돌풍 조건을 함께 고려하여 공력하중을 도출하였다. 이러한 공력 해석 결과를 기반으로 유리섬유/에폭시 복합재료를 적용하여 안전계수 3을 만족하는 페어링 구조 설계를 수행하였다. 최종 본 연구에서 가장 경량화된 페어링의 구조 해석을 수행하여 구조 안전성이 확인되었다.

• 전산구조공학
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• 제2권3호
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• pp.43-45
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• 1989

건축구조물의 삼차원 거동을 해석하기 위한 S3D는 한국과학기술원 이동근 교수에 의하여 개발되었으며 소프트웨어센터를 통하여 보급되고 있다. 보와 기둥 및 전단벽 등으로 구성된 건축구조물의 삼차원 거동을 효율적으로 해석하기 위하여 S3D에는 여러가지의 특수한 기법이 사용되고 있으며 개인용 전자계산기를 사용하여 사무소건물, 아파트 호텔, 병원 및 학교건물 등과 같이 규칙적인 형태를 대형 건축 구조물에 대한 삼차원 거동을 짧은 시간내에 해석 할 수 있도록 개발되었다. 우리나라의 내진설계 기준에 의한 지진하중 산정 및 층간변위, 우발비틀림 모멘트 등이 손쉽게 계산될 수 있으며 풍하중 등의 횡력에 대한 해석도 가능하다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2003년도 학술대회지
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• pp.194-201
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• 2003

대공간 구조시스템은 일반적으로 자중을 최소화하고 부재내력의 효과적인 사용이 매우중요하다. 따라서 준공후의 외력에 대한 구조적 거동에 대한 파악도 중요하지만 시공중의 거동에 대한 파악도 매우 중요하다. 특히 케이블 막구조의 경우 시각초기에 구조물이 불안정하지만 케이블에 장력이 도입되면서 점차적으로 구조물의 강성이 높아져 구조물이 안정화를 이루게 피므로 시공과정 해석 즉 안정화 이행과정해석이 시공계획을 설정하는 부분에서 매우 중요한 요소가 된다. 본고에서는 케이블 막구조의 실례로써 최근 완공된 인천문학 경기장 지붕구조를 대상으로 시공과정과 안정화 이행과정해석에 대한 소개를 한다. 인천문학경기장 지붕구조는 케이블에 장력을 도입하는 과정에서 발생되는 변형과 내력을 흡수하고 하부구조에 대한 영향을 최소화하기 위하여 마스크 지점의 회전과 이동이 가능한 특수공법을 채택하였으며 시공과정해석(안정화이행과정해석)을 통하여 제시된 단계별 목표장력 및 변위에 따라 시공과정이 계획되고 제어되었다. 특히 외국의 기술로 설계된 자료를 근거로 일방적으로 공사를 수행한 다른 구조물과는 다르게 국내의 기술력에 바탕한 구조 해석 등을 통하여 검증하여 최종 시공방법을 결정하였고 이러한 과정을 통하여 대공간 구조에 대한 기술력을 확보하고 확인할 수 있었으며, 그 결과 향후에는 국내의 기술력으로 이와 같은 대규모의 케이블 막구조의 설계와 시공이 가능할 것이라고 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.43-52
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• 2003

본 논문은 콘크리트 균열방향의 회전 및 철근의 항복에 따른 2차원 R/C 구조물의 극한거동 덴 한계상태설계에 관한 연구를 다룬 것으로, 유한요소모델에 적용하여 비선형 해석 및 한계상태설계가 가능한 수치 해석 및 설계 알고리즘을 소개하였다. 철근의 설계를 위하여, 각 유한요소의 극한거동에 기초한 한계상태설계방정식이 유한요소 알고리즘에 도입되었다. 한편, 하중에 따른 콘크리트 균열방향의 회전 및 철근의 항복을 고려한 2차원 R/C 평면요소의 단순화된 실용적 비선형 응력-변형률 거동의 구성관계모델을 제시하여 비선형 유한요소해석 알고리즘을 구성하였다 제시된 해석 모델을 R/C 전단벽의 실험모델과 비교하여 검증하도록 하였으며, R/C 전단벽에 대한 설계 예를 통하여, 각각의 유한요소에서 얻어진 설계 철근비를 한계상태설계방정식으로부터 산정하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권9호
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• pp.771-780
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• 2012

나로호(KSLV-1)의 3차 발사에 탑재될 나로과학위성(Naro-Science Satellite)의 개발이 성공적으로 완료되었다. 나로과학위성은 100kg급의 소형 과학위성이며 전형적인 알루미늄 골격 구조에 경량 고강도의 알루미늄 허니컴 샌드위치 패널이 부착된 구조이다. 본 연구에서는 나로과학위성의 설계 요구조건에 대한 동적거동을 시험 및 전산구조 유한요소 수치해석적 방법으로 검증하였다. 연구를 통하여 발사체로부터 인가되는 각종 진동 및 외란으로 인한 파괴와 안전율(safety factor) 확보에 대한 위성 구조체 핵심 설계 및 분석기술을 확보하였다. 이러한 시험 및 수치해석 결과를 바탕으로 위성 구조설계의 신뢰성을 확보하고, 첨단 위성설계 기술의 축적을 통하여 차후 개발될 위성의 중요한 자료로 활용한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.111-120
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• 1986

강재(鋼材) 뼈대 구조물(構造物)은 널리 사용(使用)되는 기본적(基本的)인 구조물(構造物)로서, 소성(塑性)힌지의 개념(槪念)을 도입(導入)한 설계(設計) 및 해석방법(解析方法)이 적절(適切)히 적용(適用)되고 있는 경우(境遇)라고 볼 수 있다. 소성해석(塑性解析)의 목적(目的)은 구조물(構造物) 각(各) 부재(部材)의 소성(塑性)모멘트를 알고 있을 때 붕괴하중(崩壞荷重)을 결정(決定)하는 것이며, 소성최적설계(塑性最適設計)의 목적(目的)은 구조물(構造物)의 총중량(總重量)을 최소(最小)로 하는 부도재(部都材)의 소성(塑性)모멘트를 결정(決定)하는 것이다. 본(本) 논문(論文)에서는 소성해석(塑性解析) 및 최적설계(最適設計)를 정적접근방법(靜的接近方法)(static approach)을 사용(使用)하여 Simplex method에 의해 해결(解決)하였다. 소성해석(塑性解析)의 경우(境遇), 종래(從來)의 계산시간(計算時間)을 훨씬 줄일 수 있었으며, 또한 본(本) 연구(硏究)에서 2층 구조물(構造物)의 최적설계시(最適設計時) 구조물(構造物)의 중량(重量)은 탄성설계(彈性設計)와 비교(比較)하여 약(約) 24%가 절약(節約)되었다.

• 전산구조공학
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• 제2권4호
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• pp.21-22
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• 1989

기계 및 건축, 토목 분야의 설계나 연구 부문에서 널리 쓰이고 있는 구조해석에는 유한요소해석 기법이 보편화된 실정이며, 간단한 구조물을 해석하기에도 수많은 계산작업을 필요로 하므로 수작업으로는 그 해석 결과를 얻어내기란 거의 불가능하며, 고속의 컴퓨터를 이용하여야만 그 결과를 얻을 수 있게 되었다. 이렇듯이 컴퓨터가 없는 구조해석은 상상할 수 없지만 그렇다고 초고속의 계산능력을 갖춘 소위 Super computer만 갖추고 있다고 해서 구조해석을 원활히 할 수 있느냐 하면 그것도 반드시 옳다고 할 수는 없다. 특히 요즘과 같이 각기 업무 특성에 맞는 컴퓨터들이 속속 개발되어 나오는 환경을 고려할 때 최적의 시스템 구성을 위해서는 과거에서 현재까지의 컴퓨터 이용추세를 돌이켜보고 앞으로의 발전방향을 예측해 보는 것은 의미있는 일이라고 하겠다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.22-30
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• 2017

본 논문은 해양 플랜트에 설치되는 압력 시스템 구조물의 위상 최적화를 통한 경량화 설계와 구조해석을 통한 구조안전성 평가에 대한 연구결과이다. 해양 플랜트에 설치되는 구조물은 기본적인 자중 외에도 해상에서 발생하는 풍하중 및 동하중에 따른 구조 설계가 매우 중요하고 구조 안전성 평가가 필수적이다. 본 연구에서는 DNV 선급 규정에 따라 풍하중 및 동하중을 상황별로 분류해 이를 해석에 적용하여 수행하였다. 경량 화된 형상을 얻기 위한 방법으로 위상 최적화 기법을 구조물에 적용하였다. 위상 최적화 해석을 통해 구조물에서 응력이 집중되는 부분을 확인할 수 있었다. 위상 최적화 해석을 통하여 설계 시 불필요한 요소를 제거한 형상을 얻어 보강대 형태를 가진 형태로 설계 하였다. 위상 최적화를 통해 얻은 설계 형태를 바탕으로 구조해석을 통한 안전성을 평가하여 형상에 대한 적합성을 확인하였다. 이를 통해 본 연구에서는 실제 시험을 통해 구조안전성 평가가 어려운 해양플랜트 구조물의 설계 및 안전성평가 방법을 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권1호통권74호
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• pp.103-113
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• 2005

본 연구에서는 선행 연구에서 개발된 강구조물에 대한 직접비탄성설계 방법을 설계실무의 활용성을 확대할 수 있도록 개선하였다. 그룹부재에 대한 설계, 불연속적인 단면 성능, 축력에 따른 휨재하능력의 변화, 접합방식에 따른 거동특성, 다중하중조건 및 성능기준 등 강구조물 설계실무의 제한조건을 고려하여 비탄성설계를 수행할 수 있는 방법을 개발하였다. 본 연구에서는 제안된 방법의 해석 및 설계절차를 정립하였고, 이를 적용한 컴퓨터 해석/설계 프로그램을 개발하였다. 전통적인 탄성설계와 제안된 직접비탄성설계법을 사용한 설계결과를 비교하였으며, 기존의 비선형해석프로그램을 이용하여 설계결과를 검증하였다. 비탄성 변형을 고려할 수 있는 제안된 설계법은 전통적인 탄성해석을 사용한 한계상태설계에 비하여 강재량을 절감하고, 구조물의 변형능력을 향상하였다. 제안된 설계방법은 비탄성 거동을 구조물의 설계에 직접 반영할 수 있으므로 설계에 편리하고 각 소성힌지의 변형을 제어함으로써 구조안전성을 확보하고 동시에 변형능력을 최대로 활용하는 설계를 수행할 수 있다.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권12호
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• pp.236-243
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• 1998

퍼지 이론과 계산기하학적 수법에 의한 자동요소 생성법, 해석코드 및 상용 솔리드 모델러를 유기적으로 통합한 자동화된 설계시스템을 개발하였다. 본 시스템은 여러 가지 복합현상과 관련된 실제 구조물에 대한 설계기능을 갖고 있다. 정전장 해석, 변형해석 및 모드해석 등과 같은 해석하고자 하는 물리적인 현상에 의존한 형상모델이 자동적으로 유한요소모델로 변환되어 해석을 수행한다. 또한 신경망의 기능을 도입, 통합시킴으로써 설계해의 영역을 유용하게 제시하여 준다. 개발한 시스템은 정전 마이크로머쉰의 성능 평가에 적용하여 그 효용성을 검증하였다.