• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.5
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• pp.641-648
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• 2013

A beam is a major load-carrying member in many engineering structures. Beams with properly designed cross sections and stiffeners are required to enhance the structural properties. Such a design may cause various coupling behaviors, and therefore, an accurate analysis is essential for the proper design of beams. In this research, we manufactured box-beams with stiffeners, which mimic the out-of-plane composite bending-shear coupling behavior reported in literature. A modal test is carried out to obtain the dynamic characteristics, such as natural frequencies and mode shapes, of the box-beam. The obtained results are compared with those of 3D FEM, which confirm that the out-of-plane bending-shear coupling behavior reported in literature is possible. The coupling behavior can be controlled by the proper design of the stiffeners.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.754-755
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• 2010

본 논문에서는 선형 유한요소법과 동역학적 해석방법을 연계하여 유연 다물체 보의 거동을 해석하였다. 이 방법은 절대 절점 좌표계를 사용하였고, 몇 가지 수치 예제를 해석해 본 논문에서 설명하는 선형 유한 요소법과 동역학적 연계 해석방법의 타당함을 확인하였다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.32 no.2
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• pp.144-159
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• 2022

The present study developed a sequential approach-based numerical simulator for modeling coupled thermal-hydrological-mechanical (THM) processes in the ground and investigated the computational performance of the coupling analysis algorithm. The present sequential approach linked the two different solvers: an open-source numerical code, OpenGeoSys for solving the thermal and hydrological processes in porous media and a commercial code, FLAC3D for solving the geomechanical response of the ground. A benchmark test of the developed simulator was carried out using a THM problem where an analytical solution is given. The benchmark problem involves the coupled behavior (variations in temperature, pore pressure, stress, and deformation with time) of a fully saturated porous medium which is subject to a point heat source. The results of the analytical solution and numerical simulation were compared and the validity of the numerical simulator was investigated.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2011.11a
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• pp.119-121
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• 2011

플로팅 구조물의 거동은 함체의 크기에 따라 많은 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 그에 따라 함체의 거동을 표현하기 위한 해석모델은 해석의 단순성, 파랑하중과의 상호작용의 연계정도를 고려하여 그 형태 또한 달라지게 된다. 해석모델에는 함체에 발생하는 진동을 효과적으로 저감시키기 위한 진동저감시스템을 포함하는 경우도 있다. 함체의 해석모델에 진동저감시스템의 해석모델이 연계되면 이들 해석모형이 상호결함된 통합모형은 더욱 복잡한 경향을 가지게 된다. 본 연구에서는 함체의 해석모형을 강체거동을 하는 단순한 모형으로 가정하고 해석모형이 가지는 동적특성을 ICA기법을 통하여 효과적으로 추정하는 기법을 다룬다. 이를 위하여 실험과 ICA 기법을 이용하여 동적추정이 가능한지를 평가해보고 이를 플로팅 구조물에 적용하기 위한 기법을 다룬다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.33 no.4
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• pp.265-280
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• 2023

Water leakage in tunnels is a defect that can affect tunnel stability and the ground movement by changing the stress and pore water pressure of the surrounding ground. Long-term or large-scale water leaks may lead to damage of tunnel structure and the surrounding environment, such as tunnel lining instability and ground surface settlement. The present study numerically investigated the effects of water leakage on the structural stability of a tunnel and the ground behavior. The tunnel was assumed to be under undrained conditions for preventing the inflow of the surrounding water and leaks occurred in the concrete lining after completion of the tunnel construction. A coupled hydro-mechanical analysis using a TOUGH-FLAC simulator developed in Python was conducted for assessing the leakage induced-behavior of the tunnel structure and ground under different conditions of the amount and location of water leak. Additionally, the effect of hydro-mechanical coupling terms on the results of coupled response was investigated and discussed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.44-44
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• 2018

조류(녹조)발생과 대응 연차보고서(2016)에 따르면, 낙동강 유역의 녹조현상은 2013년부터 해마다 발생했으며 국가적으로 가장 극심한 가뭄을 겪은 2015년의 경우 최장 161일 동안 지속되었음을 보고하였다. 이러한 녹조대응을 위해 환경부 국토부 등 관계기관은 댐 보 연계운영협의회 등을 통해 2016년 8월부터 낙동강 일부 댐 및 보에 대해 부분 방류를 실시하였다. 댐-보 연계운영에 따른 수문 수질 거동 분석은 국가 유역관리 측면에서 우선적으로 대비해야 할 중요한 문제이나, 댐보 연계의 효율적인 운영을 위한 정확한 분석과 평가에 대한 연구가 체계적으로 이뤄지고 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 낙동강유역($2,369km^2$)을 대상으로 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 지표수와 지하수의 상호작용에 의한 물수지 분석을 수행하고, 수질(SS, T-N, T-P)을 모의하였다. SWAT 모형 구축을 위해 낙동강유역을 표준유역 단위로 구분하고, 기상자료, 다목적댐(안동댐, 임하댐, 합천댐, 남감댐, 밀양댐)과 다기능보(상주보, 구미보, 칠곡보, 강정보, 달성보, 합천보, 함안보) 운영자료, 국가지하수정보센터에서 관측 및 관리하고 있는 지하수위 관측자료, 국가수질측정망 하천수 수질 측정자료를 수집하였다. SWAT 모형의 신뢰성있는 수문 및 수질 보정을 위해 낙동강유역 내 위치하는 다목적댐 및 다기능보의 실측 방류량을 이용하여 댐 운영모의를 고려하였고, 지하수위, 토양수분 및 수질자료를 이용하여 모형의 시공간적 보정(2005~2009)과 검증(2010~2017)을 실시하였다. 댐-보 연계운영 평가를 위해 환경부에서 제시한 4개의 연계운영 시나리오 중 3개의 시나리오((1) 댐+보 동시방류+제약수위 유지, (2) 보 동시방류+제약수위 유지, (3) 보 순차방류+제약수위 유지)를 선택하여 모의하였으며, 시나리오에 따른 수문 수질 거동을 분석하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.37 no.5
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• pp.309-316
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• 2024

In this paper, additive manufacturing (AM)-structural coupled analysis was proposed to accurately predict the mechanical behavior of 3D printed short-fiber reinforced composite structures. Tensile specimens were printed using a composite 3D printer (Mark Two, Markforged), and tensile tests were conducted on specimens manufactured with various nozzle paths. In addition, a reverse engineering scheme was applied to the experimental data to reasonably derive local anisotropic material properties according to the nozzle paths. Consequently, AM-structural coupled analysis was performed using the enhanced finite element model with mapped local materials properties, and the mechanical behavior of the 3D printed short-fiber reinforced composite was accurately described. To demonstrate the effectiveness of the proposed AM-structural coupled analysis model, the computational results obtained were compared with experimental results.

• Composites Research
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• v.20 no.6
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• pp.15-20
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• 2007

In this work, the structural response of thin-walled, composite beams with built-in twist angles is analyzed using a mixed beam approach. The analytical model includes the effects of elastic couplings, shell wall thickness, and torsion warping. Reissner's semi-complimentary energy functional is used to describe the beam theory and also to deal with the mixed-nature in the beam kinematics. The bending and torsion related warpings introduced by the non-zero pretwist angles are derived in closed-form through the proposed beam formulation. The theory is validated with available literature and detailed finite element analysis results for rectangular solid section beams with elastic couplings. Very good correlation has been obtained for the cases considered.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.12 no.3
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• pp.109-115
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• 2000

Numerical model is proposed to estimate dynamic responses of riser with vortex excitation by inline current. Galerkin's finite decomposition method is implemented for the development of a numerical model and vortex excitation is modeled by coupled wake oscillator proposed by Blevins. The numerical results are inspected through the physical interpretation to give the verification and usefulness of the suggested numerical model.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.167-170
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• 2004

본 논문에서는 수중익 버블 캐비테이션과 날개 끝 볼텍스 캐비테이션의 거동 및 소음을 Eulerian-Lagrangian 기법을 이용하여 수치적으로 해석하였다. Eulerian-Lagrangian 기법은 캐비테이션 버블이 유동장에 미치는 영향이 거의 없다는 가정하에 유동장과 캐비테이션 거동을 일방으로 연계하여 해석하는 방식이다. 수중익 버블 캐비테이션 해석을 위한 유동장은 비압축성 RAMS 방정식을 해석하여 구하고 날개 끝 볼텍스 캐비테이션 유동장은 일반적 CFD 기법의 큰 수치 소산으로 그 특성이 잘 나타나지 않으므로 Sculley 볼텍스 모델을 이용하여 해석한다. 해석한 유동장 정보를 입력치로 하고 버블의 지배 방정식인 Rayleigh-Plesset 방정식과 Newton의 제2법칙에 근거한 궤적 방정식을 연계하여 캐비테이션의 성장-붕괴와 운동을 예측한다. 계산된 거동 정보를 이용하여 버블 캐비테이션과 날개 끝 볼텍스 캐비테이션의 소음을 예측하였다. 본 연구는 수중 운동체에서 발생하는 캐비테이션의 거동과 소음의 특성을 파악하고 그에 따른 대비책을 마련하는 기본 연구로서 활용할 수 있을 것이다.