• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.98-98
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• 2019

중력류 또는 밀도류는 주변 유체에 비해 상대적으로 밀도가 큰 유체가 밀도차에 의한 추진력으로 흐르는 것이다. 중력류의 수치모델링에는 두 가지 어려움이 있다. 즉, 적합한 지배방정식을 구성하여 적용하는 것 그리고 난류의 영향을 합리적으로 반영하는 것이다. 기존 중력류 해석을 위한 지배방정식들은 유체의 연속방정식과 운동량 방정식 그리고 밀도 또는 농도의 이송방정식을 조합하여 구성된다. 이들 지배방정식을 이용한 연구들은 대부분 두 유체 사이의 밀도차가 충분히 작아서 밀도 변동(variations)의 영향은 오로지 부력항에서만 유지된다는 Boussinesq 근사에 근거를 둔다. 그리고 이송방정식에서 밀도 또는 농도의 확산계수을 점성계수의 함수로 표현하기 위해서 Schmidt 수를 이용한다. 수치모델링에서 Schimdt 수는 상수값을 적용하지만, 이 값은 밀도의 연직방향 경사에 근거한 부력빈도(buoyancy frequency)와 난류량의 따라 큰 차이를 보이는 것으로 알려져있다. 한편, 표준 통계학적 난류모델과 벽함수를 적용한 수치모델링은 초기 중력에 의해서 무너지는(slumping) 단계를 넘어 관성력으로 추진되는 단계와 점성 효과가 지배적인 단계에서는 정확도에 현저히 낮아지기 때문에 대부분 큰와모의(large-eddy simulation, LES) 또는 DNS(direct numerical simulation)수준의 고해상도(high-resolution) 해석기법을 적용하여 공학적인 문제에 적용하는 데는 한계가 있다. 이 연구에서는 Boussinesq 근사와 Schmidt 수를 사용하지 않으며, LES 보다 적용이 용이한 DES (detached-eddy simulation)기법을 조합한 다상흐름 수치모델을 적용하여 중력류를 해석을 시도하였다. 수치해석결과를 실험값과 함께 기존 수치모델링 기법으로 구한 수치해와 비교분석하여 이 연구에서 개발 및 적용된 수치모델링 기법의 적용성을 평가한다.

• Computational Structural Engineering
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• v.6 no.1
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• pp.44-49
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• 1993

이 글에서는 거시적 모델을 사용하여 전단벽체를 수치모델하는 방법에는 여러가지의 방법이 있으며 각기 그 모델들에는 장점과 단점을 지니고 있음을 보았다. 거시적 모델로 구조물을 해석하는 경우에는 전단벽체의 모델과 그에 맞는 반복이력모델의 선정에 주의하여야 한다. 이는 전단벽체의 파괴양상과 비선형거동 등의 복잡한 거동을 한개의 모델을 가지고 일률적으로 적용하지 못한다는 거시적 모델의 한계점 때문이다. 그러나 아직까지 계산기의 발전과 미시적 모델의 한계점을 고려한다면 구조물 비선형해석시 최선의 선택은 미시적 방법보다는 거시적 방법이라하겠다. 거시적 모델을 사용하여 구조물의 3차원 해석 프로그램을 개발한 예를 보았듯이, 3차원 비선형거동까지 고려한다면 거시적방법이 적당하리라고 판단된다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.512-515
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• 2011

터널 해석은 주로 지표침하와 터널 라이닝 내 단면력 산정에 초점이 맞춰지며 이는 시공단계를 고려한 3차원 수치해석 모델을 이용해 결정할 수 있다. 수치해석 시 shield는 응력 제어, shell element로 모델링하는 방법 등으로 모사될 수 있다. 한편 변위 제어를 통한 쉴드 모사는 shield를 적절한 경계조건으로 처리함으로서, 다른 shield 모사 방법에 비해 모델링 작업을 간소화하고 해석의 효율성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 변위 제어에 의한 shield 모사를 위한 적정 경계조건을 제안한다. 이를 위해 시공단계가 고려된 유한요소해석을 사용하여, 쉴드 및 굴착면에서의 경계조건 변화와 이에 따른 지표침하 관측 수행하였다. 제안된 shield 변위 제어로부터 얻어진 해석결과를 이론적인 해와 비교함으로서, 제시된 shield 모델링 방법의 적정성과 지반 거동 변화를 평가하고자 한다. 해석 결과는 지반 모델의 지표침하를 기준으로 관찰되었으며, 변위제어에 의한 결과와 요소에 의한 모델링 결과가 유사하게 얻어짐을 보여준다. 또한 변위제어의 쉴드 모사에서 회전 구속보다 변위 구속 조건에 지배적으로 영향을 받음을 확인하였다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.5 no.1
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• pp.45-54
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• 1991

본 논문은 케이블-ROV 시스템의 동적거동 규명을 위한 효과적인 해석방법에 대한 고찰이다. 해석방법에 대하여 일차적으로 연구하고 해석방법에 따른 소프트웨어를 개발하여 3차원 케이블-ROV 시스템 거동을 수치적으로 해석하였으며 같은 모델에 대한 거동을 실제 실험을 통하여 연구분석 하였다. 수치해석과 실험결과를 비교 검토하였고 여러가지 관련 문제점에 대해서도 연구하였다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.22 no.2
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• pp.93-105
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• 2012

This paper compares the two- and three-dimensional (2D and 3D) approaches for the numerical determination of the equivalent mechanical properties of fractured rock masses. Both orthogonally-fractured model and discrete fracture networks (DFN) were used for the geometry and 2D models were cut in various directions from 3D model to compare their mechanical properties. Geological data were loosely based on the data available from Sellafield, UK. Analytical method based on compliance tensor transformation was used for investigation in orthogonally fractured rock and numerical experiments were conducted on fractured rock mass with DFN geometry. It is shown that 2D approach always overestimates the elastic modulus of fractured rock masses by a factor of up to around two because fractures are assumed to be perpendicular to the model plane in 2D problems. Poisson ratios tend to have larger values in 2D analysis while there is opposite trend in some sections. The study quantitatively demonstrates the limitation of the 2D approach that uses the simplified model from true 3D geometry.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.20 no.4
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• pp.363-371
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• 2008

The aim of this study is to compare the numerical results obtained by 2-D and 3-D models which are used to examine the wave field around a permeable submerged breakwater. At first, the numerical model, which is able to consider the flow through a porous medium with inertial, laminar and turbulent resistance terms and determine the eddy viscosity with LES turbulent model, is used and validated by comparing with existing experimental data. And then, the numerical test on the wave field around a permeable submerged breakwater is performed. It is revealed from the numerical results that, at the onshore side of the submerged breakwater, the wave height by 2-D analysis is higher than that by 3-D analysis. Also, the time-averaged mean flow around a submerged breakwater is discussed in detail.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.19 no.4
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• pp.27-32
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• 2018

There were many ground excavation projects from past to present to make effective use of the limited land. And it is very important to predict the ground behavior depending on construction stage for ground excavation. Excavation of the ground involves changes in the stress and displacement of the ground around the excavated surface. Thus it affects the stability of the adjacent structure as well as the excavated surface. Therefore, it is very important to predict the ground behavior and stability of adjacent structure. And nowadays, numerical analysis methods are most often used to predict the effects of ground excavation. Recent, improvements of numerical analysis programs, along with improved computer performance, have helped solve complicated ground problems. However, except some specialized numerical analysis, most numerical analysis often predicts larger excavation floor displacement than field data due to adopt the Mohr-Coulomb analysis model. As a result, it raise the problem that increasing the amount of support on ground and structure. In this study, ground behavior analysis depending on analysis model (Mohr-Coulomb, Duncan-Chang, Modified Mohr-Coulomb and Hardening Soil model) has been carried out through the numerical analysis. When numerical analysis is carried out, this study is expected to be used as a basic data for adopting a suitable analysis model in various ground excavation project.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.25 no.3
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• pp.369-376
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• 2015

Numerical models simulating groundwater flow are often used to estimate groundwater discharge into a tunnel. In designing numerical models, the grid size should be carefully considered to ensure that groundwater discharge is accurately predicted. However, several recent studies have employed various grid sizes without providing an adequate explanation for their choice. This paper suggests the optimal grid size based on a comparison of numerical models with analytical solutions. Discrepancies between numerical and analytical solutions result from the effect of model boundaries as well as the grid size. By nullifying boundary effects, the errors solely associated with the grid size could be analyzed. The optimal grid size yielding accurate numerical solutions was thus derived. The suggested relationship between tunnel radius and optimal grid size is analogous to the relationship between the equivalent well block radius and grid size.

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
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• 2009.04a
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• pp.112-113
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• 2009

원전주변 환경방사능측정 시료 중 다른 시료와 다르게 저수지는 방사능축적 경향을 확인할 수 있는 가능성이 매우 높다. 본 논문에서는 문제해석의 단순화를 위해 여러 가정의 전제하에 원전주변 저수지의 삼중수소농도계산이 가능한 수치모델을 제안하고 그 결과를 통해 환경방사능 해석에 필요한 값들을 제공하는 방법을 제안하였다. 환경방사능 해석에 제공될 수 있는 값들로는 저수지의 삼중수소농도의 포화여부, 저수지 인근의 삼중수소 농도, 원전으로부터 삼중수소 방출율의 추정, 저수지에 대한 모니터링의 필요성 등이 포함된다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.17 no.2
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• pp.123-134
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• 2001

본 연구에서는 화강풍화토 지반상 unpropped diaphragm wall의 거동을 연구하기 위하여 벽체의 근입깊이와 지하수위 조건을 변화시키면서 원심모형실험을 수행하였다. 원심모형실험시 diaphragm wall은 두께 8mm인 알루미늄합금을 사용하였으며, 지반굴착을 재현하기 위하여 zinc chloride 기법을 이용하였다. 수치해석은 대부분의 지반공학문제에 적용할 수 있는 SAGE CRISP 프로그램을 이용하였다. 수치해석에서 모형지반은 수정 Cam-Clay 모델, diaphragm wall은 탄성모델, 지반과 diaphragm wall 사이의 경계면요소는 슬립모델을 사용하여 2차원 평면변형률 조건으로 해석을 수행하였다. 모형실험 결과 파괴면의 직선적인 형태로 파괴면내의 배면측 지반은 벽체를 향하여 하향의 변위를 일으키면서 벽체의 회전에 의해 파괴되었다. 실험 및 유한요소해석 결과 지반의 최대침하량과 최대침하량이 발생하는 위치는 잘 일치하였으며, 깊이에 따른 벽체변위는 선형적인 관계를 나타내었다. 또한, 최대 휨모멘트와 근입깊이로 정규화한 최대 휨모멘트 발생위치($h_{Mmax}$/d=0.4)는 잘 일치하였다.