• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1222-1230
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• 2022

로터 블레이드는 조류발전 터빈의 매우 중요한 구성 요소로서, 해수의 높은 밀도로 인해 큰 추력(Trust force)와 하중(Load)의 영향을 받는다. 따라서 블레이드의 형상 및 구조 설계를 통한 성능과 복합소재를 적용한 블레이드의 구조적 안전성을 반드시 확보해야 한다. 본 연구에서는 블레이드 설계 기법인 BEM(Blade Element Momentum) 이론을 이용해 1MW급 대형 터빈 블레이드를 설계하였으며, 터빈 블레이드의 재료는 강화섬유 중의 하나인 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)를 기본으로 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)를 샌드위치 구조에 적용해 블레이드 단면을 적층(Lay-up)하였다. 또한 유동의 변화에 따른 구조적 안전성을 평가하기 위해 유체-구조 연성해석(Fluid-Structure Interactive Analysis, FSI) 기법을 이용한 선형적 탄성범위 안의 정적 하중해석을 수행하였으며, 블레이드의 팁 변형량, 변형률, 파손지수를 분석해 구조적 안전성을 평가하였다. 결과적으로, CFRP가 적용된 Model-B의 경우 팁 변형량과 블레이드의 중량을 감소시켰으며, 파손지수 IRF(Inverse Reserce Factor)가 Model-A의 3.0^*V_r를 제외한 모든 하중 영역에서 1.0 이하를 지시해 안전성을 확보할 수 있었다. 향후 블레이드의 재료변경과 적층 패턴의 재설계뿐 아니라 다양한 파손이론을 적용해 구조건전성을 평가할 예정이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.49-56
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• 2024

구조물의 동적 해석 자동화는 구조 통합 시스템에서 중요한 역할을 한다. 해석 결과에 따른 신속한 대피 또는 경고 조치가 신속하게 이루어지도록 해석 모듈은 짧은 실시간에 해석 결과를 출력해야 한다. 구조 해석법으로 세계적으로 가장 많이 사용되는 방법은 유한요소법이다. 유한요소법이 널리 사용되는 이유 중 하나는 사용의 편리다. 그러나 사용자가 유한요소망을 입력해야 하는데 요소망의 요소 수는 계상량과 정비례하고 요소망의 적절성은 에러와 연관된다. 본 연구는 시간 영역 동적 해석에서 전 단계 해석 결과를 사용하여 계산된 대표 변형률 값으로 오차를 평가하고, 요소 세분화는 절점 이동인 r-법과 요소 분할인 h-법의 조합으로 효율적으로 계산하는 적응적 요소망 형성 전략을 제시한다. 적용한 캔틸레버보와 간단한 프레임 예제를 통하여 적절한 요소망 형성, 정확성, 그리고 연산 효율성을 검증하였다. 이 방법의 간단함이 지진 하중, 풍하중, 비선형 해석 등에 의한 복잡한 구조 동적 해석에도 효율적으로 사용될 수 있는 것을 보여 준다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.35-45
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• 2014

사면의 안정성을 위한 한계평형해석은 간편함과 적용성 때문에 가장 널리 적용되고 있다. 이러한 간편한 방법으로 균질하지 않고 방향성 있는 지층 같은 다양한 지형조건을 해석하기에는 신뢰성과 설득력 있는 결과를 주기에 한계가 있다. 또한 지반굴착과 성토지반 같은 토사사면의 초기 응력상태나 응력경로와 같은 지반의 응력변화에 대해서 고려하지 못한다. 반면, 한계평형해석과는 다르게, 유한요소법에 의한 변형과 응력분포 해석은 시간에 따른 복잡한 하중단계와 탄성영역외의 범위를 다룰 수 있다. 본 연구에서는 불포화 토사사면에서 발생하는 얕은 파괴의 안전율 계산과 임계단면을 결정하는 방법을 제안한다. 유한요소해석은 유효응력 거동을 근간으로 각 요소들의 가우스 포인트에서 응력들이 계산되고 안전율이 가장 약한 지점들을 찾아 비선형 임계단면이 결정된다. 이러한 사면안정해석은 강우침투에 의해 변형되는 지반의 사면 표층파괴에 적합하게 계산된다. 침투에 의한 지반의 단위중량의 변화는 사면의 연직 및 수평변위에 영향을 주며, Drucker-Prager 파괴기준은 수리학-역학적인 연계된 불포화토의 거동 해석과 응력-변형률 관계를 위해 적용된다.

• 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.

• 콘크리트학회지
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• 제3권3호
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• pp.149-157
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• 1991

본 논문은 반복하중을 받는 철근콘크리트 휨부재를 비선형해석하기 위한 것으로서, 재료의 구성방정식도출, 비선형 프로그램의 개발 및 개발된 프로그램의 검증으로 구성되어 있다. 재료의 구성방정식도출에서 콘크리트는 직교이방성재료로 모형화하고, 철근은 탄소성모형으로 취하였다. 반복하중하에서 휨부재의 압축부 콘크리트에 이력거동과 강성감소, 인장부 콘크리트에는 균열개폐거동과 균열변형률의 개념을 도입하여 콘크리트의 구성방정식을 도출하였다. 반북하중을 받는 철근콘크리트 휨부재를 해석하기 위하여 4절점등매개요소와 트러스요소의 유한요소정식과 증분반복기법을 적용한 유한요소프로그램을 도출하고, 반복하중을 받는 과소 철근콘크리트 보에 대한 실험결과와 해석결과를 비교하여 개발된 재료모형과 해석프로그램의 타당성을 검증하였다.

• 재무관리연구
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• 제20권2호
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• pp.95-126
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• 2003

주가가 정규분포보다 꼬리가 두꺼운 확률변수인 점, 주가의 변동이 군집화를 이루고 있는 현상, 주가가 장기기억과정에 의하여 생성되고 있다는 점이 실증분석을 통하여 밝혀지고 있다. 주가를 형성시키는 이 세 요소가 하나의 모형내에 통합되지 못하고 있는 실정인데. 이 세 요소가 통합되는 확률과정이 다중프랙탈과정이다. 다중프랙탈과정은 표준브라운 운동과정과 랜덤시간 변형과정의 결합을 통하여 얻게되는 확률과정이다. 이 과정은 Ito형의 확률과정에 포함되지 않는 연속과정인 것이다. 본 논문에서는 주가시계열의 Pareto-Levy 분포성, 분포의 두꺼운 꼬리성질, 시계열상관이 쌍곡선율로 완만하고 무척 더디게 감소하여 장기에 걸쳐서 평균에 회귀하는 장기기억성, 군집화 현상, 거래시간의 통합성을 포괄하는 다중프랙탈과정의 성질을 살펴보고 이 과정이 주가를 생성시키는 과정인지 아닌지를 검정하는데 그 목적을 둔다. 다중프랙탈과정은 표준브라운 운동과 시간변형과정의 통합을 통하여 형성된 확률과정이다. 시간변형과정은 주가의 군집화 현상을 포착하는 과정이다. 표준브라운 운동은 이 운동과 시간 변형과정의 통합화 속에서 분수브라운운동의 성질이 용해되어 장기기억과정을 포착해준다. 다중프랙탈성은 관찰치들의 시간척축이 변함에 따라 발생하는 확률과정의 적률에 가해진 일련의 제약조건이라 할 수 있다. 이 모형은 마팅게일 성질을 만족하는 모형으로 변형시킬 수도 있으며 자기회귀 조건부 이분산 모형을 대체할 수 있는 모형이다. 이 모형에서는 자기상관을 가지고 있지 않은 수익률에도 적용가능하며, 따라서 시장효율성을 점검하는데에도 이용할 수 있다. 이 모형은 축척일치성이라는 성질이 존재하므로 데이터의 총량화가 무리 없이 이루어질 수 있다. 다중프랙탈은 국소축척구성성질을 가지고 있으며, 시간의 흐름에 따라 변할 수 있는 국소축척구성요소를 내포하고 있다. 자본자산의 다중프랙탈 과정을 한국종합주가지수에 적용하였는 바, 이 과정이 한국종합주가 지수의 행동 잘 설명하고 있다. 따라서 한국종합주가지수는 분포의 꼬리의 두꺼움, 자산가격의 군집화현상, 특이한 값, 장기기억을 내포하고 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.167-176
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• 1991

본 연구에서는 기존의 구성 모델인 hyperbolic모델과 Cam-clay모델을 적용하는 유한요소해석 프로그램을 개발하였다. hyperbolic모델에서는, 전단중의 체적 변형을 고려하는 새로운 모델을 제시하였으며, 또한 기초 아래 지반의 밀도 증가로 인한 매개 변수값의 변화를 고려하는 새로운 개념을 제안하고자 했다. 이와 더불어 보다 타당하다고 생각되는 계산 알고리즘을 제안하였다. 또한 Cam-clay모델을, 연구 사례가 많지 않은 모래질 흙에 적용함으로써 모래질 흙의 거동을 한계 상태 개념의 관점에서 분석해 보고자 하였다. 이를 위해 일반적인 압밀 배수 삼축 압축 시험과 모형 기초 재하 실험을 실시하였다. 그 결과, 본 논문에서 제안한 수정 hyperbolic모델을 사용함으로써 기존 모델보다, 기초에 작용하는 하중의 크기가 극한 지지력의 50%일때, 기초의 침하량 예측에 있어서 약 60% 정도, 결과의 향상을 기할 수 있었다. Cam-clay모델을 모래에 적용하는 경우에는 과압밀 효과를 고려할 수 있는 모델 및 변형률 연화를 고려할 수 있는 계산 알고리즘이 필요하다고 생각된다. 초기 포아송비의 크기는 Cam-clay모델의 경우 결과에 큰 영향을 미치지 않았으나, hyperbolic모델의 경우 결과에 큰 영향을 미치므로, 초기값의 선정에 신중하여야 함을 알 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.709-713
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• 2017

일반적으로 항공기용 연료탱크는 평상시에는 연료 보관이 주요 기능이지만, 추락과 같은 긴급한 상황에서는 연료탱크의 건전성은 승무원의 생존 가능 여부와 직결된다. 특히, 항공기의 외부 보조 연료탱크가 조류충돌(bird strike)에 의한 파손으로 누유가 발생하게 되면 승무원의 생존성에 큰 위협이 될 수 있다. 이 때문에 항속거리 확장을 위한 보조연료탱크가 항공기 외부에 설치되는 경우에는 조류충돌에 대한 연료탱크의 건전성 입증이 요구된다. 본 연구에서는 외부 보조연료탱크용 복합재 컨테이너의 조류충돌 상황에 대한 영향성 분석을 위해 충돌해석 전용 소프트웨어를 사용하여 수치해석을 수행하였다. 수치모사를 위해 컨테이너 구조물은 쉘 유한요소를 사용하여 유한요소로 모델링하고 유체와 조류는 입자법을 사용하여 모델링 하였다. 수치해석 결과로 조류충돌에 의한 내부 유체의 거동을 살펴보고 구조물의 최대 변형량과 변형률을 계산하였으며 보조연료탱크 장착용 복합재 컨테이너의 최대응력 수준을 파악하여 외부 보조연료탱크 개발 초기 단계에서 조류충돌 영향성을 반영하기 위한 데이터 확보 가능성을 타진하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권9호
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• pp.35-45
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• 2011

본 연구에서는 터널 지보재의 거동을 전기펄스를 이용한 계측 시스템인 TDR센서를 이용하여 파악하고자 하였다. 터널 지보재의 거동을 파악하기 위해 먼저 구리테이프를 TDR센서의 계측재료로 이용하여 터널 지보재에 설치하기 위한 제작기법에 대해 연구하였다. 그 결과 구리테이프의 상부에 유리테이프, 하부에 스티로폼+전자파 차단시트를 설치했을 때 TDR센서의 민감도가 적절했고 노이즈 발생량도 적었다. PVC파이프 터널모형단면을 통해 단면의 강성과 지점 조건에 따라 데이터의 형태가 어떠한 경향을 나타내는 지 확인할 수 있었다. 이는 실제 현장에 구리테이프를 이용하여 터널 지보재의 거동을 정확히 파악하기 위해서는 지보재의 강성과 지점 조건을 현장과 동일하게 하여야 함을 알 수 있었다. TDR데이터와 유한요소해석과의 비교를 통해 TDR센서를 이용하여 터널의 거동을 파악할 수 있음을 알 수 있다. TDR데이터를 통해 지보재의 변형을 정성적으로 파악할 수 있고, 응력과 변형률 관계를 통해 지보재의 부재력까지 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.287-292
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• 2022

본 논문에서는 소재의 강도에 따라 U 채널형상 제품의 판재성형공정에서 발생하는 스프링백 현상의 산포경향의 분석을 수행하였다. 성형공정의 유한요소해석 및 신뢰성 기반 최적화 기법을 적용하여 인장강도, 항복강도, 소재 두께 등 재질 산포와 마찰계수와 패딩력 등의 공정 산포를 고려하여 산포해석을 실시하였다. 산포해석 결과 산포에 유의한 영향을 미치는 인자는 항복강도와 인장강도 순으로 나타났으며, 소재의 인장강도가 클수록 스프링백 양은 증가하는 반면 스프링백의 산포량이 감소하는 것을 확인하였다. 주요 변형이 발생하는 펀치 어깨부와 다이 어깨부의 변형률과 응력 산포 분석을 통하여 스프링백 산포량 감소의 원인을 분석하였다. 본 논문에 제안된 산포분석기법을 활용할 경우 불가피하게 발생하는 성형공정의 산포를 예측하고 대응이 가능할 것으로 기대된다.