• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.462-465
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• 2011

본 논문에서는 유한요소모델을 사용하여 원자력 발전용 해수 여과장치에 대한 동적 내진해석을 수행하였다. 장치의 검증을 위해서 운전기준지진(Operating Basis Earthquake, OBE)과 안전정지지진(Safe Shutdown Earthquake, SSE)이 설계하중으로 작용하였을 때 부재에 미치는 영향을 평가하였다. 해석대상은 유한요소법을 사용하여 수학적 모델링을 완성하였고, 층응답스펙트럼(Floor Response Spectrum, FRS)에 따른 지진하중과 사하중등을 적용하여 해석을 수행하였다. 해석된 해수여과장치의 최대변위는 OBE 조건에서 2.5 mm 이고, SSE 조건에서 최대변위는 4.6 mm 이다. 최대응력은 OBE 조건에서 24 MPa, SSE 조건에서 44 MPa이며, 이 값은 재료의 항복강도의 각각 18%, 27% 수준이다. 이에 따라 지진하중조건에 따른 해수여과장치의 구조적 안전성이 제시되었다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제20권5호
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• pp.608-619
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• 2017

In this paper, the effects of parameters related to the residual stress induced due to laser shock peening process to determine mitigation of the initial tensile residual stresses are discussed, such as the maximum pressure, pressure pulse duration, laser spot size and number of laser shots. In order to estimate the influence of the initial tensile residual stresses, which is generated by welding in 35CD4 50HRC steel alloy, the initial condition option was employed in the finite element code. It is found that $2{\times}HEL$ maximum pressure and a certain range of the pressure pulse duration time can produce maximum mitigation effects near the surface and depth, regardless of the magnitudes of tensile residual stess. But plastically affected depth increase with increasing maximum pressure and pressure pulse duration time. For the laser spot size, maximum compressive residual stresses have almost constant values. But LSP is more effective with increasing the magnitudes of tensile residual stress. For the multiple LSP, magnitudes of compressive residual stresses and plastically affected depths are found to increase with increasing number of laser shots, but the effect is less pronounced for more laser shots. And to conclude, even though the initial tensile residual stresses such as weld residual stress field are existed, LSP is enough to make the surface and depth reinforcement effects.

• 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.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.976-983
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• 2023

연구목적: 지진하중을 받는 교량 구조물의 동적 거동은 지진파의 특성 혹은 재료 및 기하학적 특성과 같은 많은 불확실성에 영향을 받는다. 하지만 모든 불확실성 인자가 교량 구조물의 동적 거동에 중요한 영향을 미치진 않는다. 영향성이 낮은 불확실성 인자까지 고려한 확률론적 내진성능 평가는 많은 계산비용이 요구되기 때문에 교량의 동적 거동에 미치는 영향을 고려하여 불확실성 인자는 식별되어야 한다. 따라서 본 연구는 I형 곡선 거더를 갖는 단경간 교량의 동적 거동에 영향을 미치는 주요 매개변수를 식별하기 위해 전역민감도 분석을 수행하였다. 연구방법: 지진파의 불확실성과 곡선 교량의 재료 및 기하학적 불확실성을 고려하여 유한요소 해석을 수행하였으며 해석결과를 기반으로 대리모델을 작성하였다. 결정계수와 같은 성능평가지료를 이용하여 대리모델을 평가하였으며 최종적으로 대리모델 기반의 전역 민감도 분석을 수행하였다. 연구결과: 지진하중을 받는 I형 곡선 거더의 응력응답에 가장 큰 영향을 미치는 불확실성 인자는 최대지반가속도(PGA), 교각의 높이(h), 강재의 항복응력(fy) 순으로 나타났다. PGA, h, fy의 주효과 민감도 지수는 각각 0.7096, 0.0839, 0.0352로 나타났으며 총 민감도 지수는 각각 0.9459, 0.1297, 0.0678로 나타났다. 결론: I형 곡선 거더의 응력응답은 입력운동의 불확실성에 대한 영향성이 지배적이며 각 불확실성 인자 사이의 교호작용에 큰 영향을 받는다. 따라서 입력운동의 개수 및 intensity measure과 같은 입력운동의 불확실성에 대한 추가적인 민감도 분석과 곡선거더의 개수 및 곡률과 같은 구조적 불확실성까지 고려한 총 민감도 분석은 필요하다.

• 한국식품과학회지
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• 제35권1호
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• pp.44-51
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• 2003

찹쌀가루와 메주가루의 배합비율(무게비)을 달리한 고추장(찹쌀가루 : 메주가루 = 1:1, 1:2, 1:3, 2:1, 3:1)의 숙성 중 품질 변화를 평가하기 위해 12주 동안 숙성시키면서 고추장의 이화학적 특성, 효소 활성 및 레올로지 특성을 연구하였다. 숙성 중 고추장의 수분함량은 $47.4{\sim}47.9%$에서 점차 증가하여 8주에는 최대 수분함량을 보였다. 환원당 함량은 $2{\sim}4$주에 가장 높았으며 이후에서는 점차 감소하는 경향을 보였다. 아미노태 질소 함량은 지속적으로 증가하였다. ${\alpha}-amylase$와 ${\beta}-amylase$ 활성은 숙성 $2{\sim}4$주에 최대 역가를 나타냈다. Acidic protease와 neutral protease는 각각 숙성 2주와 4주에 가장 높은 활성을 보였다. Power law 모델에 의한 유동성 측정에서 고추장은 낮은 유동성지수(flow behavior index, $n=0.21{\sim}0.36$)를 가진 전단담화(shearing-thinning)거동을 보여주었으며, 점조도 지수(consistency index, K)와 겉보기점도 $({\eta}_{a,10})$는 숙성 2주에 급격히 증가하고 이후에는 감소하였다. Casson 모델식에 의한 항복응력$({\sigma}_{oc})$은 숙성 2주에 급격히 증가하고 이후에는 감소하였다. 동적 점탄성 측정에서는 저장 탄성률 (G#)이 손실탄성률 (G') 보다 높은 수치를 나타내었고 주파수(frequency, ${\omega}$)가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보여주었다. 또한 숙성기간이 경과함에 따라 (G#)과 (G@)이 증가하는 경향을 나타냈다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권4호
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• pp.469-476
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• 2023

반복하중이나 동적하중에 대한 지반의 소성모델은 지반구조물의 비선형 수치해석에 매우 중요하다. 단일 항복면 모델은 반복하중에 대해 선형적 거동을 보이는 반면, 개발된 탄성영역이 없는 J₂-경계면 소성모델은 동일한 물성치로 효과적으로 지반의 비선형성을 모사할 수 있다. 경계면 내부 항복면의 반경을 0으로 수렴시켜 탄성영역이 사라지도록 수식화하고, 소성경화 계수과 팽창률을 이용하여 소성변형 증분을 정의하였다. 개발된 모델의 응력-변형률 증분식을 제시하고, 쌍곡선 모델에 대한 소성경화 계수를 유도하였다. 삼축압축조건과 얕은기초의 반복하중에 대한 비교해석은 개발된 모델의 안정적인 수렴성, 이론식과의 일치성, 그리고 이력경로을 보여 주었다. 또한, 수정된 쌍곡선함수에 대한 소성경화 계수를 제시하여, 1차원 등가선형모델에 부합하는 모델변수 산정법을 제안하여 지반의 다차원 거동을 모델링할 수 있도록 하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권2호
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• pp.141-149
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• 2018

본 연구는 자기충전 콘크리트의 생산 및 시공 시 굳지 않은 상태의 안정성을 향상시킬 목적으로 유공 유리분말(GB)를 혼입한 자기충전 콘크리트에 대하여 충전성, 통과성, 재료분리 저항성 및 레올로지 특성을 평가하였다. 실험결과, GB 혼입량에 따른 충전성은 GB의 볼베어링 효과로 인해 GB $2.0kg/m^3$까지 $T_{50}$ 도달시간이 Plain에 비하여 단축되어 충전성이 개선되는 것으로 나타났다. 단, GB $4.0kg/m^3$에서는 오히려 약간 증가되었다. 통과성의 경우에는 Plain 1등급, GB $0.5{\sim}2.0kg/m^3$ 0등급, GB $4.0kg/m^3$ 1등급으로 GB 혼입량 $2.0kg/m^3$까지 '보이는 차단 없음'으로 통과성이 개선되었다. J-ring에 의한 통과성 Block step($P_J$) 값도 GB $1.0kg/m^3$에서 가장 우수한 통과성을 나타내었다. GB 혼입에 따른 재료분리 저항성은 동적 재료분리 저항성은 Plain 보다 GB을 사용하게 되면 그 혼입량에 상관없이 동적 재료분리 저항성이 증가하였다. 정적 재료분리 저항성은 GB $1.0kg/m^3$에서 재료분리도 2.5%를 나타내어 Plain(12.5%) 대비 크게 개선되었다. GB 혼입에 따른 레올로지 특성은 GB 혼입량 증가에 따른 소성 점도는 큰 차이가 발생하지 않았으나 항복응력은 $1.0kg/m^3$까지 낮아졌다. 이상을 종합하면, GB를 $1.0kg/m^3$ 사용하게 되면 자기충전 콘크리트의 충전성, 통과성, 항복응력 개선에 효과적인 것으로 나타났다. 또한 재료분리 저항성을 증가시켜 자기충전 콘크리트의 안정성에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.21-32
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• 1999

지진가속도에 의한 부재의 지진거동 특성은 실험적인 방법 또는 등가의 정적실험으로부터 추정되어 온 것이 대부분이다 본 연구에서는 지진가속도에 의한 철근콘크리트 전단벽체의 지진응답 및 파괴거동 특성을 유한요소법을 사용한 해석적인 기법에 의해서 예측하였다 콘크리트 부재에서 균열은 필연적으로 발생하게 되며 이로 인한 부재의 강도 및 강성의 감소 철근의 항복 및 하중의 반복성으로 인한 균열의 개폐등이 수반된다 본 연구에서는 이와 같은 콘크리트와 철근의 비선형 특성을 고려한 이축응력상태에 대한 재료모델과 동적해석 알고리즘을 범용 수치해석기법인 유한요소법을 사용하여 해석프로그램으로 구현하였다 지진가속도를 받는 전단벽을 대상으로 지진응답 및 파괴거동등을 본 연구의 해석적인 방법으로 예측하였으며 그 결과를 신뢰성 있는 연구자의 실험결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권4호
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• pp.66-73
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• 2019

본 연구에서는 항공기 플랩 제어를 위한 선형 구동기의 기본 설계에 대한 구조 안전성을 평가하였다. 다물체 동역학 분석을 통해 선형 구동기의 기계적 운동을 이해하였고, 접촉 하중을 산출하여 유한요소해석 기반의 구조 분석에 적용하였다. 구조 분석에서는 선형 구동기의 설계 속도 조건에 대한 열, 정적 거동을 검토하였고, 구조적 안전성을 평가하였다. 또한 모드 해석을 수행하여 동적 거동을 분석하였다. 분석 결과, 모터가 225 rpm으로 작동 시 구동 로드는 약 5 mm/s로 병진 운동하였고, 기어 간 최대 32.83 N의 접촉 하중이 발생하였다. 한편, 최대 열 응력과 정 응력은 철의 항복강도의 약 1.57%, 78%로 발생하였고, 각 부품은 서로의 공진 주파수를 회피하였다. 따라서 제안된 선형 구동기의 기본설계는 구조적으로 안전하며, 공진에 대해 안정적임을 밝혔다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권7호
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• pp.29-38
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• 2018

액상화 시 지반-말뚝 시스템의 동적 거동을 정확히 예측하기 위해 상용 유한 차분 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 시간영역에서 3차원 수치 모델링을 수행하였다. 지반의 전단변형에 따른 간극수압의 발달을 직접적으로 모사하기 위해 유효응력 해석법을 이용한 액상화 모델인 Finn model을 적용하였으며 Mohr-Coulomb 탄소성 모델에 접목되어 해석이 수행되었다. 이력감쇠모델을 적용하여 지반 비선형 거동을 고려하였으며 지반과 말뚝 간의 분리현상, 미끄러짐 현상을 모사하는 인터페이스 모델을 적용하였다. 경계조건으로써 단순화 연속체 모델링 기법을 도입하여 반사파의 생성을 막고 해석 효율을 증가시켰으며 적절한 최대지반탄성계수와 항복 깊이의 설정으로 비선형 거동을 정확히 모사하고자 하였다. Wilson(1998)이 수행한 원심모형시험 케이스 중 상부지반 상대밀도가 55%인 모델을 이용하여 제안된 모델링 기법의 캘리브레이션을 수행한 결과, 수치해석으로부터 도출된 깊이 별 과잉간극수압 비-시간 이력, 휨모멘트-시간이력, 말뚝 두부 변위-시간이력이 실험 결과를 잘 모사하였다. 상부지반 상대밀도가 30%인 모델의 결과를 이용하여 제안된 모델링 기법의 적용성 평가를 수행한 결과, 수치해석으로부터 도출된 지반 및 말뚝 응답이 실험 결과를 잘 모사하였으며 제안된 모델링 기법이 지반-말뚝 시스템의 액상화 거동을 적절히 모사한다고 판단되었다.