• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.20-20
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• 2020

신곡수중보는 한강종합개발사업(1982년~1986년) 중 하도정비로 인하여 상시 수위가 저하됨으로써 조수의 과도한 역류 등으로 발생하는 이수상의 문제점을 해결하고 상류에 설치된 잠실수중 보 사이의 수위유지 및 하천 공간 이용의 극대화, 연안 농경지의 용수공급 및 하천환경 보전을 목적으로 건설되어, 「잠실 및 신곡수중보 관리규정(1986)」 및 「신곡수중보 운영 매뉴얼」에 의해 관리·운영되고 있다. 신곡수중보는 준공된 이래로 한강하류의 흐름 해석에 있어 중요한 기준과 경계로서 이와 관련한 다양한 연구가 진행되었다. 신곡수중보로 인한 흐름의 변화가 하상과 생태에 미치는 영향에 관한 연구와 하구역에서의 조위 및 흐름특성과 밀도류의 거동에 관한 1, 2차원 수치해석연구가 활발히 진행되었다. 본 연구에서는 그동안 1, 2차원 수치해석연구로 한정되었던 신곡수중보 흐름특성에 관련하여 실제 수문 운영 방식을 반영한 3차원 수치해석을 수행하여 구조물의 상·하류에서 발생하는 와류 및 이차류와 같은 3차원적 흐름 구조와 이에 따른 지형의 침식·퇴적 및 구조물에 미치는 영향 등을 구체적으로 분석하였다. 우선, 신곡수중보 운영 매뉴얼과 실제 가동보 운영시스템을 비교하여 수문개방 시기, 유량 기준의 수문 운영 방법, 수위 변화에 따른 수문 운영 방법, 수문개방 순서를 분석하고 신곡수중보 주변 흐름에 대한 3차원 수치해석모형 구축을 위한 경계조건을 산정하였다. 수치해석에는 상용프로그램인 FLOW-3D를 사용하였으며, 경계처리기법 및 난류해석을 위해 FAVOR 기법과 RNG k-ε 모델을 적용하였다. 수문 동시개방 개수, 수문 개방 위치 및 순서, 개방 높이에 대한 조건을 변화시켜 구성한 시나리오에 대해 수치해석 후, 유속, 난류에너지, 이차류 등의 흐름특성을 분석하고 상·하류 수위차에 따른 방류량을 산정하여 시설물의 관리안을 도출하고 운영 매뉴얼의 개정안을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.413-422
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• 2001

본 연구에서는 수중에 잠긴 하나로 유동관에 작용하는 유체에 의한 동적유체질량이 유동관의 동적 거동과 지진응답에 미치는 영향에 대해서 연구하였다. 우선 구조물의 주변 유체를 유한요소로 모형화하여 수중에 잠긴 유동관의 단위길이당 작용하는 동적유체질량을 구하였다. 유한요소법으로 구한 동적유체질량을 사용하여 수중에 잠긴 실제의 육각형 유동관에 관하여 동특성 해석과 지진응답스펙트럼 해석을 한 후에, 유동관의 동적특성실험으로부터 계측한 결과와 비교/검증하였다. 여러가지 방법을 사용하여 유동관에 작용하는 유체의 동적유체질량을 구한 후에, 이를 사용하여 수중에 잠긴 유동관을 동적 해석하였다. 여기서 구한 결과들을 비교/검토하여 실제의 하나로 유동관의 동적 해석에 사용할 수 있는 적합한 기준을 제시하였다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2015년 정기학술대회
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• pp.168-169
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• 2015

최근 위험물질에 의한 폭발 및 테러의 위험성 증가로 인하여 사회간접자본 시설물인 댐/보, 원자력 발전소, 병원 구조물과 같은 주요 시설물의 폭발 안전성 평가 연구가 이슈화 되고 있어, 본 연구에서는 가스폭발에 의한 다기능 보 구조물의 거동을 평가하고 안전성을 분석 하고 자 한다. 본 연구에서 폭발 해석에 필요한 하중 조건 산정은 PHAST 프로그램을 사용하여 주변 온도 및 공기 특성 등을 고려한 약 5톤의 가스 폭발 조건을 구축 하였다. 또한 다기능 보 구조물의 거동 분석을 위해 구조물-지반 상호 작용을 고려한 2차원 유한 요소 모델을 구축하여 폭발에 의한 구조물 거동을 평가 하였다. 다기능 보 구조물의 수치해석 결과 보 구체와 Stilling Basin구조물 사이의 연결부에 응력집중 현상이 발생하는 것으로 평가 되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제14권3호
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• pp.232-239
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• 2002

본 논문에서는 조위변화에 따른 오탁방지막 계류라인의 거동을 조사하였다. 거동분석으로부터 안전율을 고려하여 팽팽하게 적정케이블의 길이를 정하면 수심이 하강하더라도 긴장측 케이블은 거의 일정한 장력을 유지하는 것을 알 수 있었다 그러나, 이완케이블의 기능은 상실되어 구조체 전체의 불안정성을 초래할 수도 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 초기 직선긴장각이 계류거동에 미치는 영향을 조사해봄으로써 케이블 장력, 수중부상길이 케이블길이(재료량과 관계 있음)및 부체변위 등을 복합 고려하면서 계류 해석하여야만 적정한 설계를 할 필요가 있을 것으로 보였으며, 막체의 부착물로 인한 케이블의 장력은 줄어들어 재료손상은 일으키지 않으나 저면 앵글, Total scope 및 부체변위에 영향을 미쳐 구조물 전체의 불안정성을 초래할 수 있다는 것도 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권3호
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• pp.235-240
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• 2011

모함에 연결되어 통신 케이블의 가이드 역할을 하는 탄성 호스는 모함의 운동 조건을 결정하는 중요한 인자이다. 길이가 수 십 미터에 달하는 탄성 호스를 실제 상황에서 실험을 하기에는 어려움이 있으므로 해석을 통해 거동 특성을 분석하고자 한다. 탄성 호스는 곡률 반경에 대한 변형뿐만 아니라 축 방향에 대한 변형도 발생하므로, 축 방향에 대한 변형 구배가 좌표계에서 유도되는 절대 절점 좌표계로 모델링하였으며, 연속체 역학 개념을 도입함으로써 대변형 효과를 표현하도록 하였다. 탄성 호스의 끝 단에 연결된 모함은 강체 모델로 표현하였고, 조향각에 의해 운동이 결정되도록 하였다. 또한, 수중에서 호스가 거동할 때 발생하는 유체 저항력을 고려함으로써 수중에서의 탄성 호스 거동 특성을 분석 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권3호
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• pp.347-352
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• 2010

원격조정이 불가능한 수중운동체를 제어하기 위해서는 선 유도 제어기술이 효과적으로 사용된다. 스풀에 수십 킬로미터의 길이로 감겨있는 광섬유가 풀릴 때, 수중운동체의 거동과 광섬유의 풀림 속도의 차이에 기인한 큰 장력과 장력 변동이 발생할 수 있다. 이로 인해, 광섬유의 복잡한 거동으로 인한 엉킴 또는 절손의 문제가 발생한다. 그러므로 본 논문에서는 빠른 속도로 풀리는 광섬유의 풀림 동역학 해석을 수행하여 광섬유가 풀리는 동안의 비선형 거동 및 장력, 장력변동을 파악함으로써 설계된 스풀의 풀림 성능을 예측하는 방법을 연구하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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• pp.637-638
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• 2011

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권4호
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• pp.165-173
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• 1998

파고와 주기 그리고 수심의 함수로 정의된 이류계수를 파고와 주기에 대한 결합분포함수와 확률적으로 결합하여 수중둔덕의 이동율을 예측할 수 있는 해석해를 유도하였다. 파랑의 비선형성에 의하여 유발되는 하상에서의 흐름이 표사의 이동을 유발한다는 가정하에 개념적 모형의 표사이동량 방정식을 사용하였다. 표사보존식에 표사이동량을 대입하여 시간에 따른 해저면의 변동을 나타내는 비선형 이류-확산 방정식을 얻을 수 있었다. 해석해에 의하면 수심이 증가할 수록 수중둔덕의 이동율은 지수적으로 감소하는 경향을 보였다. 그러나 스펙트럼에서 주파수 영역의 폭을 정의하는 계수, v의 값이 커지면 수중둔덕의 이동율은 증가하였다. 해석해에 의하여 예측된 수중둔덕의 이동율은 관측자료보다 과대평가하는 경향을 나타내나, 해석해를 유도하는 과정에 내포된 이론식의 제약성 및 입력자료의 부정확성 등을 고려할 때 전반적으로 해석해의 결과는 관측자료와 잘\ulcorner 일치한다고 볼 수 있다. 특히, 수심의 변화에 따른 해석해의 거동은 대상영역 외해에서 추정된 자료를 이용하여 이산화 기법으로 추정된 결과와 매우 잘 일치하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.141-141
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• 2018

자연하천에 존재하는 식생은 동식물에게 주거지를 제공할 뿐만 아니라 영양염류 흡착 및 정화작용을 통해 수질을 개선시키는 역할을 한다. 이러한 식생하천에 오염물질이 유입될 경우 식생에 의한 흐름 교란 작용으로 인해 오염물의 확산거동에 큰 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 식생하천에서의 오염물질 혼합특성을 분석하기 위해 식생모형 실험을 수행하였고, Fischer et al (1979)이 제시한 이론식을 실험결과에 적용하여 종분산계수를 산정하고자 한다. 본 연구에서는 자연하천을 재현하기 위해 실험수로에 수중식생 모형을 설치한 후 ADV-Vectrino유속계를 이용하여 유속을 측정하였으며 실험을 통해 식생흐름에서의 유속분포 자료를 취득하고 이를 바탕으로 종분산계수를 산정하였다. 먼저 수중 식생흐름에서 연직유속분포를 측정한 결과, 식생이 존재하는 바닥근처에서는 유속이 느리다가 비식생 구간으로 가면서 유속이 증가하는 분포를 나타낸다. 또한 이 설치된 테스트 구간에 밀도와 유량변화에 따른 케이스를 적용하여 비교 및 분석을 한 결과 식생 밀도를 고정시키고 유량을 증가 시켰을 때 식생구간과 식생이 없는 구간에서의 유속도 증가하는 경향을 보였으며, 유량을 고정시키고 식생의 밀도를 순차적으로 높였을 경우 식생구간에서의 유속이 점차적으로 줄어드는 경향을 보였다. 다음으로 분산계수를 결정하는 방법에는 농도자료를 이용하는 방법과 유속자료를 이용하는 방법이 있는데 본 연구에서는 유속자료를 Fischer et al. (1979)의 이론식에 적용하여 분산계수를 산정하는 방법을 적용하였다. Fischer et al. (1979)가 제시한 식에서 먼저 전단 유속 값을 산정하기 위해 벽법칙 (Karman, 1930), 레이놀즈 전단응력 그리고, 난류운동에너지 (Graf, 1998) 방법을 사용한 후 복잡한 난류 흐름에 적용하기 가장 적합하다는 난류운동에너지 방법을 적용하여 전단 응력이 가장 크게 나온 식생모델 끝단에서의 값을 사용하였다. 그 결과, 수중 식생이 존재하는 흐름에서 무차원화 시킨 종분산계수는 6.89-9.78로 나타났다, 이는 Elder (1959)의 수심 적분을 통해 제시한 종분산계수 값 5.93보다 크다. 즉, 수중 식생이 존재할 경우 종분산계수는 식생이 존재 하지 않을 때 보다 증가하는 것으로 보여 진다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.1-8
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• 2002

물체가 수중에 입수할 때, 원래의 운동에너지는 물체와 그 주위의 물에 부가질량 형태로 분배된다. 이러한 에너지 혹은 운동량의 전달에 기인하여 물체는 유체동력학적 충격력과 가속도를 받는다. 이러한 충격거동은 수중운동체의 공중 발사에 중요한 고려 요인이 된다. 본 논문에서는 구명정 모델을 바탕으로 원통형 물체의 입수에 대한 충격거동을 해석하는 근사기법을 제안하였다. 충격력은 von Karman의 운동량 이론으로 계산하고, 운동, 특히 가속도는 유체동력학적 힘의 평형에 의하여 유도된 운동방정식의 수치 적분으로 계산하였다. 제안된 방법은 입수충격을 받는 물체의 초기설계나 운동 해석을 위한 단순하면서도 효과적인 방안이 될 수 있을 것으로 기대된다.