• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.300-303
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• 2009

본 논문에서는 유체-구조물 상호작용(Fluid-Structure interaction;FSI)에 관한 새로운 수치적 접근 방법의 제안과 타당성 검토가 목적이다. 기존의 유체 관내 유동에서는 유체-구조물 상호작용방법을 이용하여 해석하였으나 해석과정과 수치적 효율성에 문제점이 있다. 본 논문은 다공질 매체 거동을 이용하여 관내 유체 유동해석이 제안된다. 제안된 기법은 기존의 방법이 갖는 모델링의 어려움을 개선하고, 비교적 복잡한 과정이 수행되어 많은 계산 시간이 요구되어지는 수치적 효율성이 개선되었다. 또한 다공질 매체 거동에서 중요요소인 침투성과 유체-구조물 상호작용의 중요요소인 유체와 구조물경계의 마찰사이의 관계가 도출되었다.

• 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.

• Tunnel and Underground Space
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• v.21 no.3
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• pp.216-224
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• 2011

In this study, Class II behavior of rock failure process under uniaxial and biaxial compression has been numerically simulated using bonded particle model. Class II behavior of rock was simulated by radial strain controlled uniaxial and biaxial compression tests using a suggested method of ISRM. Micro-parameters used in the simulation were determined based on the laboratory uniaxial compression tests carried out at ${\"{A}}sp{\"{o}}$ Hard Rock Laboratory, Sweden. Class II behavior of ${\"{A}}sp{\"{o}}$ rock was effectively simulated using newly proposed numerical technique in this study, and the results of numerical simulations show good similarity with the complete stress-strain curves for Class II behavior obtained from the laboratory tests.

• Journal of the KSME
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• v.26 no.5
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• pp.389-393
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• 1986

고유치는 여러 공학문제에서 중요하다. 예를들어 비행기의 안전성은 어떤 행렬(matrix)의 고유 치에 의해서 결정된다. 보의 고유진동수는 실제로 행렬의 고유치이다. 좌굴(buckling) 해석도 행렬의 고유치를 구하는 문제이다. 고유치는 여러 수학적인 문제의 해석에서도 자연히 발생한다. 상수계수 일계연립상미분방정식의 해는 그 계수행렬의 고유치로 구할 수 있다. 또한 행렬의 제곱의 수렬 $A,{\;}A^{2},{\;}A^{3},{\;}{\cdots}$의 거동은 A의 고유치로서 가장 쉽게 해석할 수 있다. 이러한 수렬은 연립일차방정식(비선형)의 반복해에서 발생한다. 따라서 이 강좌에서는 행렬의 고유치를 수치적으로 구하는 문제에 대하여 고찰 하고자 한다. 실 또는 보소수 .lambda.가 행렬 B의 고유치라 함은 영이 아닌 벡터 y가 존재하여 $By={\lambda}y$ 가 성립할 때이다. 여기서 벡터 y를 고유치 ${\lambda}$에 속하는 B의 고유벡터라 한다. 윗식은 또 $(B-{\lambda}I)y=0$의 형으로도 써 줄 수 있다. 행렬의 고유치를 수치적으로 구하는 방법에는 여러 가지 방법이 있으나 그 중에서 효과있는 Danilevskii 방법을 소개 하고자 한다. 이 Danilevskii 방법에 의하여 특 성다항식(Characteristic polynomial)을 얻을 수 있고 이 다항식의 근을 얻는 방법 중에 Bairstow 방법 (또는 Hitchcock 방법)이 있는데 이에 대하여 아울러 고찰하고자 한다.

• Journal of KSNVE
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• v.9 no.3
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• pp.607-612
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• 1999

Natural frequencies of non-symmetrically tapered beams with simply supported ends were determined by solving the frequency equations. In the case of symmetrically tapered beams. the finite element method was adopted for frequency computation. Computed frequencies of tapered beams were expressed as functions of taper ratio. a. and sectional properties. ( m, n).

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.10 no.1
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• pp.91-104
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• 2008

In tunnels, safety factor concept has been suggested to estimate their stability quantitatively. It is merely limited in the framework of mechanical analysis. However safety factor concept has not been applied in hydro-mechanical coupled analyses due to their modelling complexity. Recently studies on this topic are being actively made. In this study, induced drainage modelling methods for hydro-mechanical coupled analyses are compared and analyzed to estimate safety factor of a subsea tunnel exactly. To this end, methods both controlling hydraulic characteristic of shotcrete and using a drainage well are considered. Sensitivity analysis were carried out on rock class, thickness of shotcrete, and hydraulic properties of rock mass. As the results of this study, it turned out that the induced drainage modelling using a drainage well would give more reliable results than that of controlling hydraulic characteristic of shotcrete in estimating tunnel stability in hydro-mechanical coupled analyses.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.5C
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• pp.239-250
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• 2009

Tunnelling-induced settlements and lateral ground movements have been investigated by numerical parametric studies considering ground condition, excavation characteristics, and ground layers. Before the numerical study the existing methods of ground movement estimation have been collected and analysed to have some information of ground movements and to improve them providing a fundamental material for the numerical study. Numerical model simulation has been performed of a physical model test of tunnel excavation in which the ground movements were measured reliably and the results have been used to determine the numerical approach and the appropriate soil constitutive mode. With this procedure done, the results of numerical parametric studies have been put together to analyze and understand tunnelling-induced settlements and lateral ground movements.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.05b
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• pp.1133-1136
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• 2010

2600cc급 디젤엔진의 냉각수 유동특성 개선을 위한 수치해석적 방법을 제시하기 위하여 본 연구가 수행되었다. 실린더 블록 및 헤드의 유동특성 분석을 위하여 개스킷 냉각수 통로의 면적과 갯수가 중점적으로 고려되었다. 베이스 모델의 수치해석적 분석에서 입구측에 치우친 냉각수 홀의 배치에 의하여 1, 2번 실린더 헤드로만 주 유동이 발생되었다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 개스킷 냉각수 통로를 재설계하였다. 수정모델은 주 유동이 4번 실린더 측으로 유도되었으며, 배기밸브 사이의 유동도 개선되었다. 재설계과정에서 개스킷 냉각수통로의 전체면적을 고려치 않게 되면 유량이 줄어들게 되는 문제점이 발견되었다. 본 연구를 통하여 실린더 헤드와 블록사이의 냉각수 유동을 제어하는 개스킷의 중요성을 확인하였으며, 냉각수 유동특성 최적화는 개스킷 홀의 총 면적을 고려하여 냉각수의 총질량유량을 설계하여야 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.540-540
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• 2012

강우 발생시 유역에 집수된 물이 하천에 이르는 경로에 따른 유출은 지표유출, 지표하유출, 지하수유출로 구분된다. 정확한 수문순환 과정의 해석을 위해서는 지표 흐름뿐만 아니라 지표하 및 지하수 흐름의 해석이 중요한 실정이나 일반적으로 실무에서 사용되는 강우-유출해석 모형은 지표유출을 해석하기 위한 모형이 대부분이며, 지표하 유출과 침투량을 산정하는데 어려움이 있다. 일반적인 강우-유출해석 모형은 Horton 방법, NRCS 방법, Green-Ampt 방법에 의해 유효우량을 분리하며, 이 과정은 침투량을 직접적으로 모형화 할 수 없으므로 지표 및 지표하, 지하수 흐름을 복합적으로 해석할 수 있는 모형이 질적이나 양적으로 부족한 실정이다. 이러한 지표하 흐름과 침투량을 산정하기 위하여 FE-FLOW, PM, MS-VMS, GMS, GW-VISTAS, ARGUS 및 MODFLOW와 같은 지하수 모형을 사용하고 있다. 본 연구에서는 지표하유출 산정을 위한 침투량의 비교분석을 위해 현재 가장 범용되는 지하수 유동 모델링 프로그램인 Visual Modlfow 모형과 GMS 모형을 이용하여 침투량 산정을 위한 수치 모의를 진행하였다. 각 모형의 입력자료는 2009년 국립방재연구원에서 수행한 침투실험시설 자료를 이용하여 동일한 조건을 부여하고, 두 모형의 비교를 위해 Visual Modflow에서는 MODFLOW의 기본 해석방법인 유한차분법(FDM)을 이용하고, GMS 모형에서는 3차원 유한요소해석이 가능한 GMS-FEMWATER를 이용하였다. 두 모형의 수치모의 조건으로 2009년 국립방재연구원에서 수행한 침투실험방법과 동일하게 공극률에 따른 투수성 보도블럭의 구분과 50mm/hr, 100mm/hr, 150mm/hr, 200mm/hr의 강우강도별 선행함수조건에 따른 수치모의를 진행하였으며, 수치모의된 침투량의 적정성을 판단하기 위하여 국립방재연구원의 침투실험 결과자료와 비교분석하였다. 침투실험 자료와 각각 수치모의된 침투량을 비교분석한 결과 서로 유사한 경향을 보이고 있으나 초기 침투시 상대오차가 비교적 크게 발생하였다. 이는 수치모형의 경우 수리실험과는 다르게 모의시작과 동시에 해당 강우강도의 침투가 시작되므로 초기 유입 유출량 발생시간의 차이가 종료시간까지 누적 침투량에 미치는 것으로 판단되며, 매개변수에 많은 영향을 받는 것으로 판단된다.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.25 no.4
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• pp.211-220
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• 2012

The numerical modeling and simulation have been used increasingly as tools for examining and interpreting the bulk structure and properties of materials. The use of molecular dynamics (MD) simulations to model the structure of materials is now both widespread and reasonably well understood. In this research, we introduced the numerical method to calculate the physico-chemical properties such as a diffusion coefficient and a viscosity of clay mineral. In this research, a series of MD calculations were performed for clay mineral and clay-water systems, appropriate to a saturated deep geological setting. Then, by using homogenization analysis (HA), the diffusion coefficients are calculated for conditions of the spatial distribution of the water viscosity associated with some configuration of clay minerals. This result of numerical analysis is quite similar to the previous experimental results. It means that the introduced numerical method is very useful to calculate the physico-chemical properties of clay minerals under various environmental conditions.