• 지구물리와물리탐사
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• 제11권3호
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• pp.204-213
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• 2008

2006년 시추되었으며 굴착 시 연약층 붕괴 및 공경수축 등의 잦은 시추공 불안정을 보인 포항 심부 지열 시추공(BH-4, 최종심도: 2,383m)의 안정성에 대해 분석하였다. 안정성 분석을 위해 현장응력과 암석강도를 고려하여 최적이 수압력을 산정한 결과 최적이수압력의 상한은 연직응력으로, 하한은 붕괴압력 또는 공극수압으로 나타났으며, 암종에 따라 매우 다른 범위를 보였다. 시추공 최상부의 반고결 이암 구간은 이수압력의 조절만으로는 공의 붕괴를 방지할 수 없는 조건으로 나타났으며 그 하부의 일부 암종(염기성 암맥, 결정질 응회암)에서는 붕괴압력이 정수압보다 $50{\sim}60%$ 높게 나타났다. 즉 이러한 구간에서는 정수압에 해당하는 이수밀도(0.98 g/$cm^3$)를 사용 시 과도한 공벽 붕괴가 발생할 수 있기 때문에 이수밀도를 1.5 g/$cm^3$ 이상으로 증가시켜 굴착해야 시추공 안정성을 확보할 수 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권6호
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• pp.51-64
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• 1996

축하중계측장치가 부착된 모형 개단 강관 말뚝을 상대밀도 49%인 초세립질 포화 모래지반을 담고 있는 압력 토조속에 타입한 후 정적압축재하시험을 실시하여 극한지지력을 결정하였다. 극한지지력의 임의 수준의 압축하중을 말뚝머리에 재재하한 후 유사지진 진동 및 Sine정현파 진동을 작용시켜 동적 진동에 의한 개단말뚝의 압축지지력 저감특성을 연구하였다. 유사화된 지진진 동과 Sine정현파진동에 의한 개단말뚝의 지지력 저감특성은 큰 차이를 보였다. 유사화된 지진 진동중 지지력 저감율은 작용하중의 크기에 따라 크게 달라지는데, 작용하중의 크기가 약 70% 이하일 경우에는 지지력 감소율이 8%이하였으며, 극한하중의 90%이상을 지지하는 개단말뚝의 극한지 지력은 약 15%이상 감소되었다. 또한, 외주면 마찰력 성분의 감소량은 감소된 총 지지력의 약 80%를 차지하였다. Sine정현파 진동중 지지력의 감소율은 작용하중의 크기에 따라 달라지지 않으며, 진폭과 진동수에 의해 크게 영향을 받았다. 즉, 진폭이 클수록, 진동수가 적을수록 지지력은 크게 감소되었다. 관내토 폐색응력의 감소양상은 진동의 종류에 따라 크게 달랐다. 유사 지진 진동에 의한 관내토 폐색응력의 감소는 작용하중의 크기에 상관없이 말뚝 선단으로 부터 약 3.0D, 이내의 관내 토에서 발생되었다. Sine정현파 진동에 의한 판내토 폐색응력의 감소는 말뚝 선단으로 부터 약 1.0D,이내의 관내토에서 크게 감소하고, 1.0-3.0D,의 관내토 부분에서는 거의 감소되지 않았다. 또한, 관내토 폐색력은 크게 감소되어졌고, 작용하중의 크기에 따라 감소율도 크게 달랐다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권11호
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• pp.71-81
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• 2020

해상 교량기초용 대형 원형강관 가설공법은 가물막이와 작업대의 역할을 함께 수행할 수 있는 공법으로 개발되었다. 본 연구의 목적은 현장실험을 통해 시공과 운용 중 대형 원형강관의 안정성을 모니터링하기 위한 무선 원격계측시스템을 검증하는 것이다. 현장실험을 위해 수심 4m의 인공 해상 지반을 조성하였으며, 직경 5m, 높이 9.5m인 대형 원형강관을 석션 관입하였다. 대형 원형강관의 근입 깊이는 5m이다. 경사계와 변형률계는 상부 모듈의 서로 다른 네 면에 설치되었으며, 강관의 운반, 시공, 해체 전 과정에 걸쳐 경사각과 응력을 모니터링하였다. 실험결과, 경사계로 측정된 경사각은 석션 관입 중 일정하게 유지되었으나 x축 방향으로 더 크게 기울어진 것으로 나타났다. 또한, 서로 다른 면에 설치되어 있어도 같은 축 방향의 경사각은 거의 같게 측정되었다. 변형률계로 측정된 응력은 석션 관입 시 증가하였고, 인발 시 감소하였다. 또한, 측정된 응력으로부터 강관에 편심이 작용하고 있음을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 경사계와 변형률계로 구축된 무선 원격계측 시스템이 대형 원형강관의 안정성 모니터링에 유용하게 활용될 수 있음을 보여준다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1057-1068
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• 2014

2개의 상으로 구성된 입자 강화 복합재에 대한 균질화와 내부 상태 변수에 대해 2차 미분항이 포함된 비구역적 이론을 적용하여 탄소성 구성 방정식을 제안하였다. 열역학과 소성 포텐셜을 통해 내부 상태 변수에 대한 전개식 또한 본 논문에 포함되었다. 연속체 결함 모델을 이용, 결함 인자에 따른 물성 저하 현상도 감안되었으며 이중 후방응력이 조합된 전개식 또한 제시하였다. 일부 예에 대한 수치해석 결과, 비구역적 변수의 영향이 증가할수록 전단밴드는 감소하나 반면 특정 후방응력 전개가 지배적일수록 소성변형 집중이 증가함이 관찰되었다. 더욱이 두 개의 강소성 상으로 이루어진 복합재의 경우 강성이 높은 게재물의 비중이 증가함에 따라 전단밴드 형성이 용이한 것으로 나타났다. 그 밖에 제어변수들의 변화에 따른 전단밴드 형성에 대한 분석 결과는 Rice 소성 불안정성 분석결과와 잘 일치함 또한 밝혀졌다.

• 한국지구과학회지
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• 제34권1호
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• pp.59-68
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• 2013

본 연구는 최근 2005년 1월부터 2011년 3월까지 발생한 한반도 남서부지역($34^{\circ}N-36^{\circ}N$, $126^{\circ}E-128^{\circ}E$)의 지진 중 규모 2.0 이상의 22개 지진에 대한 단층운동의 해를 구하여 분석하였다. 본 연구를 통해 각 지진의 진앙을 재결정하고, 이를 기상청과 한국지질자원연구원의 진앙자료와 비교한 결과 대부분 $0.05^{\circ}$ 이내로 대체적으로 유사한 값을 보이나, 해안지역에서 관측망의 편중 혹은 부족으로 인해 약간 더 커진다. 진원깊이가 구해진 한국지질자원연구원의 진원깊이 자료와 비교하면 최대 12.7 km 이내에서 다양한 차이를 보인다. 대부분의 진앙은 지구조선에 인접하여 분포한다. 단층면 해는 P파 초동극성을 이용하는 방법과 SH파의 극성 및 SH/P 진폭비를 추가하는 방법으로 구한 결과 대부분 주향이동운동 혹은 역단층 성분이 포함된 주향이동단층 운동의 특징을 보인다. 주 응력장인 P축은 동북동-서남서 혹은 동서 방향이 우세하게 나타나고, 이는 전반적인 한반도의 응력장 분포와 잘 일치한다. 단층면해는 주로 'NNE-SSW와 WNW-ESE 방향' 또는 'NE-SW와 NW-SE 방향'의 단층면과 보조단층면을 보이는데, 이는 지표의 지구조선 방향과 전반적으로 잘 일치하는 경향을 보인다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제9권3호
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• pp.105-114
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• 1997

바람은 동해의 순환에 기여하는 중요한 외력이다. 1.5층 및 2.5층 감쇠중력 모형을 이용하여 동해의 순환을 시뮬레이션하여 대마난류의 분기, 동해안의 동한난류의 분기, 동한만 및 동해북부에서의 반시계 방향성 순환현상을 기존순환모형도와 비교하였다. 상층과 하층의 양상은 동해의 중앙부를 제외하고는 유사하였는데 극전선이 다음과 같이 서로 다른 두양상을 제시한다. 극전선의 북측의 주양상은 대부분의 계절에 발생하는 3개소의 반시계방향 와동이며 이 와동의 내측연안을 따라서 북한류와 리만한류가 흐른다. 극전선의 남측에서 상하 양층의 해류체계는 겨울과 봄의 상층순환을 제외하고는 시계방향 순환이다. 한국과 러시아 연안을 따라 류속구조는 순압적이나 동해중부는 경압적이다. 바람응력의 계절적 변화와 Ekman 수송(suction/pumping)을 시간변화를 갖는 공간적평균과 공간적변화를 갖는 시간적으로 수정된 바람응력을 부여함으로서 조사하였다. 동해의 서측과 북서측 해역의 반시계방향 와동의 형성에 있어서 바람응력 컬(curl)에 의한 국지적인 Ekman suction/pumping이 중요함을 확인하였다

• 공업화학
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• 제25권4호
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• pp.401-408
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• 2014

분리막 생물반응기에서 산기량 제어는 반응기 내 유체흐름과 특히 막표면 근방에서의 전단응력을 변화시켜 막오염 감소 및 에너지 절약을 구현하는 중요 독립변수 중 하나이다. 본 연구에서는 원통형 생물 반응기 중심에 침지형 평막을 장착하고 하부에서 공기가 공급되는 3차원적 시스템에 대하여 "COMSOL"프로그램을 사용하여 수치해석하였다. 용액의 점도, 온도는 일정하다고 가정했으며 투과액 부피와 산기량의 비인 $SAD_p$를 변수로 사용하였다. 유속센서, 동영상 이미지분석으로 측정한 유속과 수치해석 결과는 11% 이내에서 일치함을 확인하였다. 반응기 내 유체의 흐름은 산기관과 막모듈 구간에서 급격하게 증가하였으나 막모듈을 지나면서 감소하였으며 반응조 벽에서 중심축 방향으로 갈수록 유속이 증가하는 경향을 보였다. 막 표면에서 계산된 전단응력은 하단 중앙부가 가장 크게 나타났으며 산기량이 증가할수록 전단응력이 증가하였다. 특히 산기량을 0.15에서 0.25 L/min로 증가할 경우 크게 증가함을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.121-128
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• 2020

본 논문에서는 고속열차-차륜-레일-지반부의 상호작용에 따른 지반부의 변위장과 가속도장의 분포양상을 연구하고자 하였다. 이를 위해 고속열차 주행을 실제 차륜으로 모형하여 차륜-레일간의 연직접촉과 사행동에 의한 횡접촉을 모사하고, 이동질량해석을 근간으로 하였다. 이 때 지반부는 Modified Drucker-Prager 모델을 이용하여 상면 지반부의 비선형 거동을 부여하고 이에 따른 변위, 가속도의 변화를 탄성지반의 거동과 비탄성지반의 거동을 상호 비교하였다. 이를 통해, 실제 지반거동과 가까운 변위와 가속도 범위를 예측하고자 하였다. 이 때 지반부의 von-Mises응력과 등가소성변형도를 검토하고, 각 파괴면에서의 등가소성변형도, 전체 체적변형도 등을 검토하였다. 이동질량을 이용한 차륜-레일 접촉부의 수직응력, 횡압, 종방향 구속압 등의 시간이력에 따른 응력변화도 검토하였다. 비선형 지반모델의 경우 탄성 지반모델에 비해 열차 주행에 따른 변위 차이는 크지 않는 반면에 가속도의 경우는 큰 감소를 발생시키는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.627-635
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• 2019

코딩 교육용 드론은 비행의 기초 원리를 체험하는 것뿐 아니라, 주로 아두이노(Arduino) 기반의 프로그래밍을 통해 드론을 제어하고 조종할 수 있도록 개발된 드론이다. 교육용 드론의 특성상 주 사용자는 드론 조종에 미숙한 학생들이기 때문에 드론과 외부 물체와의 충돌이 빈번하게 발생하여 드론 기체의 손상 비율이 높은 문제점이 있다. 본 연구에서는 교육용 드론 기체에 대한 구조 동역학 기반의 충돌 시뮬레이션 방법을 통해 드론의 구조적 안정성을 평가하였다. 약 240,000개의 4면체 요소를 갖는 해석 모델을 사용하여 $0^{\circ}$, $+15^{\circ}$, $-15^{\circ}$의 충돌 각도에 따른 3가지 케이스에 대해 충돌 시뮬레이션을 수행하였다. 3차원 구조물의 동적 거동 시뮬레이션에 탁월한 기능을 제공하는 ANSYS LS-DYNA를 활용하여 드론이 4 m/s의 속도로 벽에 충돌했을 때 주요 관심 부분인 드론 상 하부, 링 조립체에 발생하는 응력 분포 및 변형률을 분석하였다. 주요 관심 부분의 등가 응력에 따른 안전율은 0.72~2.64, 항복 변형률 기준 안전율은 1.72~26.67의 범위로 도출되었다. 이러한 안전율을 기준으로 재료 물성에 따른 항복 변형률과 종국 변형률을 초과하는 응력이 발생하는 부분에 대한 구조 안정성 확보를 위해 설계 보강이 필요한 부분을 제시한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.75-86
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• 2019

원자력발전의 최대 걸림돌은 사용 후 핵연료인 고준위폐기물이다. 높은 방사능과 발생하는 열은 사용 후 핵연료의 안전한 처분을 어렵게 하고 있다. 현재 유일한 처리방법은 심지층 처분기술이다. 본 논문은 이와 같은 심지층 처분기술의 핵심기술 중의 하나인 처분용기의 구조안전성 설계문제를 다루고 있다. 특히 처분장에서 처분용기 처분 시 사고로 운송차량에서 추락낙하 하여 지면과 충돌하는 경우 처분용기에 가해지는 충격력에 의하여 처분용기에 발생하는 응력 및 변형에 대한 비선형구조해석을 수행하였다. 해석의 주된 내용은 심지층 처분장에서 운반차량으로 처분용기 운반 중 사고로 추락낙하 하여 지면과의 충돌 시에 처분용기에 가해지는 충격력을 기구동역학해석 상용 컴퓨터코드인 RecurDyn으로 구하고 이 충격력에 의하여 처분용기에 발생하는 응력 및 변형을 유한요소 정적 구조해석 상용 컴퓨터코드인 NISA를 이용하여 구한 것이다. 해석결과는 충돌 충격 시간 중 발생하여 처분용기에 가해지는 충격력에 의하여 처분용기, 특히 처분용기의 위 덮개 혹은 아래 덮개에 큰 응력과 대변형이 발생함을 보여주고 있다.