• 콘크리트학회지
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• 제9권6호
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• pp.129-137
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• 1997

본 논문의목적은 단조증가하중을 받는 강판 및 탄소섬유 sheet 로 보강된 철근콘크리트 단순보의 역학적 거동특성을 규명하기 위한 것이다. 본 연구의 목적을 달성하기 위하여 단부응력해석이 고려된 비선형 해석프로그램을 개발하였으며, 적용된 재료비선형모델은 콘크리트인 경우 tensile strain softening이 고려된 응력-변형율선도, 철근과 강판에 대해서는 bilinear 모델, 그리고 탄소섬유 sheet에 대해서는 완전탄성체의 모델이 적용되었다. Debonding 에 대해서는 보강재 단부의 전단응력에 의한 콘크리트박리하중을 Roberts의 해석적방법을 수정하여 계산하였다. 또한 개발된 프로그램은 실험결과 및 ADINA에 의한 해석결과와 비교하였으며, 보강단면 등에 따른 거동을 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제31권5호
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• pp.309-332
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• 2021

고준위방사성폐기물 심층처분장 내 천연방벽은 방사성핵종의 누출을 방지 및 지연할 수 있는 수리학적 특성을 갖춰야 한다. 결정질 암반의 경우 불연속면에 의해 수리학적 성능이 결정되기 때문에, 불연속면의 수리-역학적 복합거동에 대한 자세한 모사가 필요하다. 불연속체 기반 해석기법은 불연속면의 생성, 전파, 변형, 미끄러짐과 같은 복잡한 거동을 구현할 수 있어 결정질 암반 모사에 적합하다. 본 연구에서는 불연속면에서의 수리-역학 복합거동에 초점을 맞추어, UDEC, 3DEC, PFC, DDA, FRACOD, TOUGH-UDEC과 같은 상용화된 불연속체 기반 수리-역학 복합거동 해석기법을 조사하였다. 블록 기반 불연속체 해석기법의 경우 주로 불연속면 상에서 진행되는 유체 유동을 바탕으로 수리-역학 복합거동을 해석하였고, 그중 일부는 다른 수리학적 해석기법과의 결합을 통하여 모델 전체에 대한 수리-역학적 복합거동을 제공하였다. 입자 기반 불연속체 해석기법의 경우에는 입자 사이로 흐르는 유체를 반영하여 불연속체 모델 전체에 해당하는 수리-역학적 복합거동 모사가 가능하다. 현재까지 상용화된 불연속체 기반 복합거동 해석기법은 2차원 해석만 제공하거나, 수리학적 해석 성능이 떨어지고, 불연속면에서의 유체 유동만 고려되거나, 자세한 수리학적 해석을 지원하지 않는 등의 한계점이 있어 고준위방사성폐기물 심층처분시스템의 정확한 수리-역학 모델링에는 적합하지 않을 수 있다. 본 기술보고에서 검토한 다양한 해석기법들의 장단점을 참고하여 향후 처분시스템을 정확하고 자세하게 모사할 수 있는 불연속체 기반 수리-역학 복합거동 해석기법의 개발이 필요하다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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• pp.55-61
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• 2000

암반이나 암석의 역학적 거동을 파악하기 위하여 각종시험 및 수치해석을 수행할 때 대표요소체적(REV)의 크기를 객관적으로 결정할 필요가 있다. 본 연구에서는 영주화강암을 대상으로 암석의 역학적 거동에 영향을 미티는 여러 가지 요소 중 조암광물의 함유율에 주목하여 해석모델의 크기변화에 따른 조암광물의 비율과 탄성제수의 변화를 검토하여 REV를 산정하였다. 조암광물의 분포는 해석모델의 면적이 약 702$ extrm{mm}^2$(900 요소)을 초과하면서부터 일정해 지고 있으며, 탄성계수는 해석모델의 면적이 약 900$ extrm{mm}^2$(1156요소)을 초과하면서부터 일정치를 보여준다.

• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.309-315
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• 2000

암반이나 암석의 역학적 거동을 파악하기 위하여 각종시험 및 수치해석을 수행할 때 대표요소체적 (REV)의 크기를 객관적으로 결정할 필요가 있다. 본 연구에서는 영주화강암을 대상으로 암석의 역학적 거동에 영향을 미치는 여러 가지 요소 중 조암광물의 함유율에 주목하여 해석모델의 크기변화에 따른 조암광물의 비율과 탄성계수의 변화를 검토하여 REV를 산정 하였다. 조암광물의 분포는 해석모델의 면적이 약 702$\textrm{mm}^2$(900 요소)을 초과하면서부터 일정해 지고 있으며, 탄성계수는 해석모델의 면적이 약 900$\textrm{mm}^2$(1156 요소)을 초과하면서부터 일정치를 보여준다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.119-122
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• 2011

분자동역학 전산모사를 통하여 에폭시에 다양한 반경의 구형 실리콘 카바이드를 삽입한 나노복합재를 모델링하고, 이들의 기계적 물성과 열적 물성 해석을 다양한 온도조건 하에서 수행하였다. 전산모사 결과 동일한 체적분율 하에서 나노복합재는 입자의 크기가 작아질수록 탄성계수와 전단계수가 상승하는 동시에 선팽창계수는 감소하는 입자의 크기효과를 보였다. 또한 온도 상승에 따른 기계적 물성의 하락이 잘 관찰되었다. 본 연구에서는 이러한 분자동역학 해석 결과를 바탕으로 다양한 온도조건 하에서의 입자의 크기효과를 고려한 멀티스케일 3상 모델을 제시하였다. 유리상 조건 범위에서 온도 변화에 따른 나노복합재 계면의 열응력텐서와 열변형률텐서의 정보를 통해 복합재 내에서 계면이 차지하는 부피비를 온도에 대한 함수로 고려하고, 이를 멀티스케일 모델에 반영함으로써 다양한 온도조건에 대한 나노복합재 열탄성 물성의 예측해를 제시하였다. 본 연구에서 제시한 모델에서 계산된 3상 복합재의 물성은 분자동역학 전산모사의 결과에서 나타나는 나노입자의 크기효과를 잘 반영하였다.

• 전산구조공학
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• 제7권2호
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• pp.11-15
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• 1994

본 고에서는 축대칭회전 Shell을 해석모델로 선정하여 주로 Shell의 휨 강성이 구조체의 거동에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 어떠한 구조형식이든 외력의 작용하에서 발생되는 응력이 축방향력 뿐이라는 것은 상당히 합리적이고 역학적으로도 명쾌한 동시에, 실제 설계상 이상적인 판단기준을 부여하지만, 실제로는 필히 휨상태를 수반하게 된다. 이러한 휨상태는 구성요소의 휨강성에 크게 의존하고 있고, 구조체에 어느정도의 휨강성을 부여하므로써 작용하중에 대한 저항능력의 증가, 변형 및 응력의 저감에 효과적이라는 것을 알 수 있다. 본 고에서는 등방성 Shell에 대한 선형 해석결과만을 게재하였으나, 이러한 성상은 여러가지 영향인자(지지조건, 하중상태 등)에 따라 아주 상이하게 나타나기 때문에 세심한 고찰이 필요하다고 할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.349-357
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• 2019

유한요소법(finite element method)은 다양한 분야에서 재료의 역학적 거동을 더욱더 현실적으로 해석하고 예측하는 방법으로 다양한 분야의 제품 개발에 적용되고 있다. 하지만 섬유배향과 변형률 속도가 역학적 특성에 영향을 미치는 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료에 관한 수치해석을 이용한 접근 방법은 현재까지 다소 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 고분자, 고무, 금속 등과 같은 다양한 복합재료를 위한 선형, 비선형 다중스케일 재료 모델링 프로그램인 Digimat의 수치해석 재료 모델을 활용하여 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 역학적 특성을 정의하고 검증하는 것에 있다. 또한 이를 통해 좀더 현실적으로 고분자 복합재료의 거동을 예측하고자 한다. 이를 위해 다양한 고분자 중 30wt%의 단섬유 질량 비율을 갖는 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT)의 섬유배향과 변형률 속도에 따른 인장 특성을 참고문헌을 통해 조사하였다. 또한 Moldflow 프로그램을 사용한 사출해석을 통해 유리섬유 배향 정보를 계산하였으며 이를 매핑(mapping) 과정을 통해 유한요소 인장 시편 모델에 전달하였다. 대표적인 유한요소 상용 프로그램 중 하나인 LS-DYNA는 유리섬유 배향과 변형률 속도에 따른 복합재료의 인장 특성을 연구하기 위해 Digimat과의 연성해석(coupled analysis)에 활용되었다. 그리고 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료를 해석하기 위한 LS-DYNA의 다양한 비등방성(anisotropic) 재료 모델들의 장단점을 서로 비교하고 평가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.37-46
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• 2008

포장재료의 역학적 특성을 대표하는 회복탄성계수는 '86 AASHTO 설계법에서 노상의 기본입력 물성치로 적용한 이후 포장 설계, 해석뿐 아니라 포장 평가, 유지관리 등에도 보편적 개념으로 정착되어 가고 있다. 국내 노상토의 회복탄성계수는 함수비와 건조단위중량으로 대표되는 재료적 요인과 축차응력 및 구속응력에 대단히 큰 영향을 받고 있고, 하중주파수의 영향은 있으나 그 정도가 크지 않고, 하중반복횟수의 영향은 무시 가능한 것으로 알려져 있다(건설교통부 2003). 따라서 국내 포장재료에 따른 회복탄성계수의 적절한 평가는 국내 포장구조체의 역학거동 및 공용성 평가를 위해 매우 중요한 사항이다. 이와 같은 배경으로 본 연구에서는 국내 노상토 재료의 역학적 특성 변화를 포장 단면설계에 합리적으로 반영하기 위한 노상토 해석모델을 제안하였고, 제안된 모델을 적용한 유한요소해석 결과와 시험도로 실측치와의 비교 검증을 통해 제안된 모델의 신뢰성을 검증하였다.

• 터널과지하공간
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• 제32권2호
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• pp.144-159
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• 2022

본 연구에서는 지반의 열-수리-역학적 복합거동을 모델링하기 위한 순차적 접근법 기반의 시뮬레이터를 개발하고 적용된 연계해석 알고리즘의 계산성능을 분석하였다. 본 연구의 순차적 연계해석에서는 다공성 매질의 열 및 유체거동 분석을 위한 오픈소스 기반의 OpenGeoSys 수치코드와 역학해석을 위한 상용 소프트웨어 FLAC3D가 연동되었다. 해석해가 주어진 열-수리-역학적 복합거동 문제를 토대로 개발된 시뮬레이터에 대한 벤치마크 테스트가 수행되었다. 적용된 벤치마크 문제는 완전포화된 지반 내 점열원 작용 시 지반거동(시간에 따른 온도, 간극수압, 응력, 변형 변화)과 관계된다. 해석해와 수치해석 시뮬레이션 결과를 비교 분석하고 연계해석 시뮬레이터의 적정성을 조사하였다.

• 터널과지하공간
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• 제30권5호
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• pp.446-461
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• 2020

MX80 벤토나이트 펠렛에서의 열-수리-역학적 복합거동 특성을 파악하고자 TOUGH2-FLAC3D 시뮬레이터를 이용하여 스페인 CIEMAT에서 수행된 컬럼 시험에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석에서는 실험실에서 사용된 것과 동일한 히터 파워와 물 주입압을 경계조건으로 설정하고 해석을 수행하였다. 사용된 열-수리 모델이 벤토나이트 펠렛의 복합거동 예측에 적용하기 적합한지 판단하기 위해 가열과 물 주입에 의한 벤토나이트 펠렛에서의 온도와 상대습도 변화를 시간 경과에 따라 잘 예측할 수 있는 지를 살펴보았다. 계산된 결과가 계측된 온도와 상대습도 변화 경향을 적절하게 재현 할 수 있었기 때문에 사용된 열-수리 모델은 벤토나이트 펠렛의 열-수리 복합거동을 예측하고 재현하기에 적절한 것으로 판단된다. 하지만, 물 주입 이후의 계산된 응력변화가 상대적으로 작고 느리게 변화되는 것으로 보아 사용된 탄성모델과 스웰링 모델에 한계점이 존재하는 것으로 보이며, 사용된 두 역학 모델로 완충재의 복잡한 열-수리-역학적 복합거동을 현실적으로 재현하기에 부족한 것으로 판단된다.