• 대한토목학회논문집
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• 제30권3B호
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• pp.315-324
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• 2010

본 논문에서는 대규모 유탄성 해석을 통해 초대형 부유식 해상구조물의 설계 차트를 개발했다. 초기 설계단계에 본 챠트를 이용해서 고비용의 유탄성 해석을 사용하지 않고도 초대형 부유식 해상구조물의 유탄성 거동을 예측이 가능하다. 본 논문에서는 두 가지 종류의 설계챠트 I, II을 개발하여 제시하였다. 설계차트 I은 특정 주파수의 파랑에 대한 구조물의 최대응력 응답진폭함수를 얻을 수 있도록 개발되었다. 설계차트 I의 경우 동일한 변장비와 무차원 구조강성계수를 갖는 모든 구조물에 적용이 가능하다. 설계챠트 I과 파랑스펙트럼의 적분을 통해 설계차트 II를 개발하였으며, Beaufort 풍력급에 따른 Bretschneider 스펙트럼을 적용해 해상의 환경요인을 고려하도록 구성되었다.

• 물과 미래
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• 제24권2호
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• pp.81-95
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• 1991

본 연구는 조석과 하천류의 상호작용을 살펴보기 위해 지배방정식을 섭동근사댑을 이용하여 해석 해를 구하였다. 또한 여기에 이류항과 비선형 마찰항을 포함 하였다. 하천류와 조석분조들과의 복잡한 상호작용을 각각의 분조와의 상호작용으로 단순화 시키기 위해 조화분석을 실시하였다 조석의 무차원 매개변수, 특히 감쇄율을 각각의 해에 대하여 구하였다. 평가결과 해석해로부터 구한 감쇄율은 조화분석으로부터 구한 측정치보다 낮게 평가되어 그들의 상관관계를 설정하여 보정 하였다. 해석해를 금강의 감조구간에 적용하여 관측치와 비교한 결과 잘 일치하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.105-105
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• 2021

본 연구에서는 2차원 비선형 천수모형과 수심평균된 스칼라 이송모형을 해석하는 수치모형에 대해 기술하였다. 수치모형의 정확성을 보장함과 동시에 안정성을 높이기 위해 유한체적법, 플럭스 재구성 및 minmod 제한자를 사용하였다. 비선형 천수방정식의 이송항과 바닥 경사항은 계산된 수심의 양수 보존과 흐름의 정상 상태를 보장하기 위한 second order well-balanced positivity preserving central-upwind method를 이용하여 수치적으로 이산화되었다. 마찬가지로, 이송-확산 방정식 내 이송항은 동일한 2차 풍상차분법을 통해 수치적으로 풀이하였다. 격자점 경계면에서의 불연속으로 인한 수치진동을 방지하기 위해 이송항의 계산에 포함된 보존항의 차이로 인해 발생하는 스칼라의 수치확산을 최소화하기 위해 무차원의 비소산함수를 도입하였다. 또한, 확산항은 유한차분법을 이용하여 이산화하였다. 제안된 수치모형은 시간미분항의 계산을 위해 오일러 기법을 적용하여 계산된 수심 및 스칼라의 양수 보존여부와 함께 정지된 흐름의 정상 상태의 보존여부를 확인하였다. 제안된 수치모형의 해석 정확성을 평가하기 위해 1, 2차원 공간 내 다양한 흐름 조건에서의 해석해를 이용한 3개의 벤치마크 테스트를 수행하였다. 평균 제곱근 오차(Root Mean Squared Error, RMSE)를 산정하여 수치모형의 성능을 정량적으로 평가하였으며, 비소산함수를 적용함에 따라 스칼라의 수치확산이 감소하게 되었음을 확인하였다. 또한, 세 차례의 벤치마크 테스트 결과는 공통적으로 수치모형에 의해 계산된 결과값이 비소산함수를 고려함에 따라 해석해와 잘 일치함을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제13권5호
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• pp.389-396
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• 2003

본 연구는 정상류 Navier-Stokes 방정식에 섭동(perturbation) 이론을 적용하여 주기함수 간극에 대한 삼승법칙의 수정에 대해 논하였다. 이를 위해, 주기함수를 진폭과 파장에 대한 무차원 함수로 전환한 뒤 미소 계수에 대한 무차원 유동함수와 연속 방정식을 적용하였다. 이러한 과정을 통해 정상류 Navier-Stokes 방정식의 섭동 근사해를 구하였으며 이를 유한 차분법에 적용하였다. 단일 절리 모델에 대한유한 차분 수치해석을 통해, 수정된 삼승 법칙이 주기함수 간극의 유체 유동에 대한 정상류 Navier-Stokes 방정식의 섭동 근사해와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 이를 통해 본 연구에서 제시된 삼승 법칙이 간극 분포에 따른 유체 유동의 평가에 있어 유용하게 적용될 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권4호
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• pp.299-308
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• 2015

본 연구의 목적은 하천에서 흐름방향 유속의 횡분포식에 기반하여 1차원 종분산계수를 이론적으로 유도하고 이들의 타당성을 검증하는 것이다. 이를 위해 본 논문의 전편 "I. 흐름방향 유속의 횡포식"에서는 SKM을 도입하여 삼각형 단면수로에서 횡분포식을 해석적으로 유도하였다. 본 논문의 후편 "II. 종분산계수"에서는 전편에서 유도된 유속의 횡분포식을 기반으로 1차원 종분산계수 이론식을 새롭게 개발하였다. 개발된 종분산계수 이론식을 검증하기 위해 전편과 동일한 하천에서 수행된 추적자 농도 실험 결과를 이용한 관측 종분산계수와 비교 분석하였다. 또한 개발된 종분산 계수식을 기존의 식들과 비교하여 본 연구에서 개발된 식의 차별점 및 우수성을 검토하였다. 결과적으로 무차원 종분산계수는 무차원 횡확산계수에 반비례하고, 하폭 대 수심비의 제곱에 비례하였다. 그리고 Manning의 조도계수의 제곱에 반비례함을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.791-798
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• 2016

본 연구에서는 상용 점성 유동 해석 소프트웨어인 Star-CCM+를 이용하여 110m급 해양작업지원선의 빌지킬 효과에 따른 횡동요 성능에 관한 연구를 수행하였다. 해양작업지원선에 관한 연구에 앞서 DTMB 5512 선형에 대한 수치 시뮬레이션을 통해 실험과 비교 검증하였다. 검증된 결과를 바탕으로 빌지킬 유무에 따른 해양작업지원선의 자유 횡동요 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 통해 각각의 무차원 감쇠 계수와 횡동요 응답진폭함수를 산출하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.371-379
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• 2001

이 논문은 연속성을 갖는 탄성지반 위에 놓인 곡선부재의 자유진동에 관한 연구이다. 연속성을 갖는 탄성지반을 Pasternak 지반으로 모형화하여 곡선부재의 자유진동을 지배하는 무차원 상미분방정식을 유도하였다. 상미분방정식에는 회전관성과 전단변형효과를 고려하였다. 곡선부재의 선형은 원호형, 포물선형, 정현형, 타원형의 4가지를 채택하였고, 단부조건으로는 회전-회전, 회전-고정, 고정-고정의 3가지를 채택하였다. 실험실 규모의 실험을 실시하고 본 연구의 결과와 비교하여 연구의 타당성을 검증하였다. 수치해석의 결과로 무차원 고유진동수와 곡선부재의 변수들 사이의 관계를 표 및 그림에 나타내었으며 진동형의 예를 그림에 나타내었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.87-92
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• 2009

현재까지의 치수대책이나 복구대책은 대부분 당해 연도의 지역별 피해액만을 기준으로 이루어지고 있다. 그러나 지역의 홍수 발생빈도와 홍수피해액 관계를 분석하면 지역의 홍수피해특성을 고려한 보다 합리적인 치수대책을 마련할 수 있다. 본 연구에서는 점빈도 분석을 이용하여 과거 38년('70~'07)간의 전국 시군구별 홍수피해자료를 이용하여 무차원 홍수피해 발생빈도와 피해액간의 상관관계를 분석하였다. 분석결과를 바탕으로 사분면적 해석방법을 도입하여 전국 시군구의 홍수피해 유형을 다빈도-대피해 지역, 다빈도-소피해 지역, 소빈도-대피해 지역, 소빈도-소피해 지역이라는 네 가지 유형으로 구분하였다. 본 연구의 분석결과를 활용하면 시군구별로 홍수피해액별 발생빈도와 발생빈도별 홍수피해액을 손쉽게 비교할 수 있기 때문에 지역의 치수방어년을 설정하는 데에도 많은 도움이 될 수 있다. 또한, 발생빈도별 홍수피해액을 산정할 수 있기 때문에 치수사업의 효과를 분석하거나 예측하기 위한 기초자료로도 충분히 활용할 수 있을 것이다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.81-89
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• 2009

제방을 설계하거나 기존제방을 보강하기 위해서는 침투해석이 필요하다. 미국, 유럽 등과 같이 대규모하천이 대부분인 외국에서는 댐에서와 같이 정상침투해석을 하고 있으나 우리나라와 일본하천의 경우는 홍수지속시간이 짧아 설계홍수파형을 정상상태로 해석할 경우에는 과대한 외력을 주게되므로 시간에 따른 수위변화를 고려한 비정상 침투해석을 하여야한다. 이 경우 하천수위와 지속시간에 대한 홍수파형이 필요하나 국내에서는 명확한 기준이나 지침이 없다. 본 연구에서는 비정상침투해석에 사용되는 설계홍수파형을 유도하였다. 수위자료가 양호한 낙동강 수계 진동 등 5개 수위관측지점의 과거 주요홍수에 대해 지속시간별 홍수위를 조사하여 무차원화를 시켰다. 그리고 통계적.확률적 처리를 통하여 무차원 설계홍수파형을 작성하였다. 작성된 홍수파형의 적정성은 과거 발생한 원홍수사상과 금회 유도한 설계홍수파형을 이용하여 침투해석을 시행하고 일본의 방법과 비교해서 적정성을 분석하였다. 동수경사법과 한계유속법에서 오차는 각각 진동 $0{\sim}0.7%,\;0{\sim}0.7%$, 현풍 $1.6{\sim}4.0%$, $1.7{\sim}4.1%$, 왜관 $0.6{\sim}3.6%$, $0.6{\sim}3.7%$, 낙동 $2.0{\sim}8.1%$, $2.0{\sim}8.1%$, 정암 $1.2{\sim}9.8%$, $1.3{\sim}9.9%$로 나타났다. 상관성($R^2$)은 $0.983{\sim}0.999$ 정도로 매우 상관성이 높게 나타났으며, 일본의 방법보다 합리적이며, 실무에 적용이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.111-116
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• 2011

본 연구에서는 횡방향 하중을 받는 말뚝의 해석 해를 유도하고 그로부터 말뚝의 거동분석과 더불어 긴 말뚝으로의 거동기준이 되는 임계 말뚝길이(critical pile length)를 지반조건을 달리하여 구하고 비교 분석하였다. 또한 해석 해에 의한 말뚝의 거동과 p-y곡선을 적용한 수치해석을 통해 말뚝의 거동을 비교분석하였다. 해석 해에 따르면 밀도를 달리한 지반조건에 대해 무차원 임계 말뚝길이는 해석에서 고려한 세 가지 말뚝머리 경계조건에 있어 2.3~3.2 사이였다. 해석 해에 의한 결과와 수치해석에 의한 결과를 비교하면 말뚝길이에 따른 말뚝의 변형과 모멘트 분포양상은 유사하였다. 말뚝머리 변형량은 해석에 의한 경우가 수치해석에 의한 경우보다 보수적인 값을 보여주었으며 휨모멘트의 값은 해석에 의한 값과 수치해석에 의한 값 사이에 큰 차이를 보이지 않았다.