• 기술사
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• 제20권3호
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• pp.5-14
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• 1987

연속체의 해석에 있어서, 특별한 경우를 제외하고는, 구조물의 개략적인 거동을 파악해야 될 경우가 종종 있다. 이러한 요구에 부응하기 위해서 강체요소법(Rigid Element Method)이라 불리우는 새로운 해석법이 개발되었다. 강체요소법은 원래 평정연구실에서 벽식프리캐스트 철근콘크리트 구조물의 탄소성해석을 하기 위해서 개발된 해석법에 착안하여, 내수벽과 같은 연속체에 적용함으로서 시작된 수치해석법이다. 그 후 저자들은 도통쉘, 구형쉘 혹은 이들이 조합된 쉘구조물에 적용할 수 있도록 개발 확장하였다. 강체요소법의 기본개념은 연속체의 분해된 각 요소를 강체(rigid body)라고 가정하고, 각 요소들은 요소의 강성으로 치환된 가상스프링으로 서로 연결되어 있다고 가정하여, 이 가상스프링의 거동을 평가함으로서 전체구조물의 거동을 파악하는 해석법이다. 이때 요소의 주변에 취해진 스프링은 해석을 단순화하기 위해서 축력, 면내전단력 및 면외전단력만을 전달한다고 가정하고, 요소의 강체변위(자유도)는 요소내의 임의의 한 점에서 취하며, 이 점에서의 강체변위(rigid displacements)는 요소의 주변에 취해진 스프링을 통하여 다른 요소로 전달된다. 상기와 같은 강체요소법의 개념을 연속체의 탄성 및 탄소성해석에 적용하면, 해석적 개념이 단순할 뿐만 아니라 구조물 전체의 자유도수를 대폭 줄여 컴퓨터 계산시간을 절약할 수 있는 잇점이 있고, 거시적인 모델(macroscopic modeling)과 미시적인 모델 (microscopic modeling)의 중간적인 성격을 가지기 때문에 구조물의 파괴상황에 대해서도 그 개략을 파악할 수 있다. 본 논문에서는 강체요소법을 보다 일반화된 해석법으로 개발, 확장하기 위해서 종전에 단층스프링시스템(single-layer spring system)으로 해석이 어려웠던 문제점들을 보완한 복층프링시스템(double-layer spring system)을 사용함으로서 휨, 비틀림의 효과를 파악할 수 있는 이론적 개념을 적용한 새로운 구요소, 원통요소 및 평면요소를 개발하고, 이러한 강체요소들의 적합매트릭스의 유도 및 해석저긴 방법을 정식화하였다. 또 휨, 비틀림 및 전단력의 효과를 고려한 사각형원통요소 및 능형원 통요소를 이용하여 원통쉘의 탄성 및 탄소성해석할 수 있는 프로그램을 개발하고, 이 프로그램으로 캔틸레버로된 연속형철근콘크리트 원통쉘의 탄성 및 탄소성해석에 적용하여 구조물의 거동에 관한 수치해석의 결과, 즉 내력의 분포, 균열의 진전, 파괴의 상황 및 변형의 상태 등을 파악해 보았다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.757-772
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• 2018

최근 경주 포항 등 대도시에서 지진이 발생하고 이에 각 분야에서의 내진해석 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 대부분의 기존 내진해석은 지상구조물과 지반을 따로 다루었기 때문에 지반과 구조물의 완전한 상호 동적거동에 대한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 건물만 고려하는 지하구조물 고정단 모델과 건물과 지반을 함께 고려하는 연속체 모델을 각각 적용하기 위해 MIDAS GEN 및 MIDAS GTS NX를 이용하여 민감도 분석을 수행하고 SSI를 고려한 동적해석의 타당성을 살펴보았다. 연구 결과, 대부분의 조건에서 지하구조물 고정단 모델이 연속체 모델보다 초고층 건물의 최대 순수 수평변위를 더 작게, 휨응력을 더 크게, 또한, 취약부의 범위는 더 작게 산출하는 것으로 나타났다. 따라서 내진해석 시 지반-구조물 상호작용을 고려한 연속체 모델을 사용하는 것이 보다 타당할 것으로 판단된다.

• 전산구조공학
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• 제3권4호
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• pp.105-112
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• 1990

거대한 평판형 격자구조물을 연속체 평판으로 모델링하기 위한 보다 용이한 기법을 에너지동등 개념에 근거하여 제시하였다. 단위격자가 갖는 탄성변형에너지와 운동에너지를 구할때 기존의 유한요소행렬을 이용하였다. 연속체 평판의 등가물성치는 연속체평판과 격자평판에 해당하는 축소된 강성 및 질량행렬들을 직접 비교하여 구하였다. 본 연구에서 제안된 모델링기법이 기존의 잘 알려진 기법들에 못지 않는 좋은 결과를 보여주고 있음을 예제해석을 통해 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.287-292
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• 2007

일반적으로 고전적인 탄성이론에서 매크로 스케일의 구조물의 물성은 구조물의 사이즈에 영향을 받지 않는다. 그 이유는 구조물 전체 체적에 대한 표면의 비율이 매우 작기 때문에 표면의 효과를 무시할 수 있기 때문이다. 그러나, 구조물 전체의 부피에 대한 표면의 비율이 커지게 되면 표면의 효과가 매우 중요한 역할을 하게 되며 지배적으로 나타나게 된다. 특히 나노 박막이나 나노 빔 등 나노 스케일의 구조물에서는 표면효과의 영향을 반드시 고려하여야만 한다. 분자 동역학 시뮬레이션은 이러한 나노 스케일의 구조물 역학적 해석을 위해서 그간 사용되어 온 일반적인 방법이었으나, 과도하게 요구되는 계산시간과 전산자원의 한계로 인해 여전히 수 나노 초 동안에 $10^6{\sim}10^9$개의 원자들에 대한 시뮬레이션이 가능한 정도이다. 따라서 실제적으로 MEMS/NEMS 분야에서 사용되는 서브마이크 스케일에서 마이크로 스케일의 구조물의 분자동역학 시뮬레이션을 통한 해석은 가능하나 설계를 목적으로 했을 때는 현실적이지 못하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 분자 동역학 시뮬레이션 기법의 단점을 보완하고자 나노 스케일의 매우 작은 구조물에서 지배적으로 나타나는 표면효과를 고려할 수 있는 연속체 기반의 모델을 제시하고자 한다. 특히 본 논문에서는 박막구조물의 해석을 위하여 고전적인 Kirchhoff 평판이론을 바탕으로 표면효과를 고려할 수 있도록 하는 연속체 모델을 제안하고 이를 바탕으로 유한요소해석을 수행하여 그 해석 결과를 분자 동역학 시뮬레이션 결과와 비교하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권1호
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• pp.96-101
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• 2013

• 비파괴검사학회지
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• 제36권6호
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• pp.510-516
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• 2016

• 대한지질공학회:학술대회논문집
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• 대한지질공학회 2004년도 암반의 조사와 적용(단행본)
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• pp.11001-11050
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• 2004

불연속면 또는 단열은 암반 내의 역학적 분리면을 통칭하는 것으로서 암반 내의 작은 흠집이나 물리적으로 불균질한 곳이나 불연속면 주위에 응력이 집중되어 초래되는 변형의 결과이다. 불연속면은 정압, 지체구조적, 그리고 열적 응력 및 높은 수압에 반응하여 형성되며, 아주 미세한 것부터 대륙 규모에 걸쳐 다양한 크기로 발달한다. 불연속면은 연속체로서의 암반을 물리적으로 분리시키기 때문에 그 자체로서 역학적인 약대에 해당되고, 지하수의 유동 통로의 기능도 하기 때문에 지질공학, 지반공학 및 수리지질학 실무에서 매우 중요한 요소로 작용한다. 경제적으로 중요한 석유, 지열 및 수자원 저류체 역시 단열 암반 내에 형성된다. 불연속면은 오염물질의 이동과 분산을 제어할 뿐만 아니라 암반을 기초로 하거나 대상으로 하는 공학적 구조물과 굴착의 안정성에도 역시 영향을 미친다. (중략)

• 콘크리트학회지
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• 제10권3호
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• pp.209-218
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• 1998

본 연구에서는 콘크리트내 철근의 방식성을 검토하기 위하여 실제 구조물과 유사하도록 콘크리트 대형 패널 실험체를 제작하였으며, 실험체 제작시 콘크리트 내부에 염화물을 혼입하여 음극전기방식 공법을 도입한 실험체와 공법을 도입하지 않은 실험체의 염화물에 의한 철근방식효과를 비교 분석하였다. 실험에 사용된 음극전기방식은 비소모성 티타늄 양극망을 사용한 외부전원방식이며, 최근에 국내에서도 사용실적이 늘고 있는 리모트 모니터링 시스템을 적용하여 구조물의 유지관리상 연속성 있게 콘크리트내 철근의 방식정도를 확인할 수 있는지에 대해 검토하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.1021-1029
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• 1992

본 연구에서는 거대한 평판형 격자구조물에 대한 등가 연속체모델을 유도하기 위한 보다 간편하고 합리적인 방법을 개발하고, 예제해석을 통해 새로이 개발된 방법 의 타당성을 보이는데 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.413-419
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• 2011

나노 크기의 허니콤 구조물은 거시적 크기의 허니콤 구조물에 비해 보다 높은 부피 대비 표면적 비율을 구현하여 전기적, 화학적인 촉매로써 기능성을 극대화할 수 있다. 나노 크기의 구조물은 거시적 크기의 구조물과 다른 기계적 거동양상을 보이며 이는 표면효과에 기인한다. 이러한 표면효과는 원자 수준 전산모사(atomistic simulation)를 통해 규명할 수 있으나 나노 허니콤 구조물의 거동을 예측하는 것은 현실적으로 과도한 전산자원 및 계산시간으로 인해 불가능한 실정이다. 본 연구에서는 표면응력 탄성모델을 적용한 브리징방법을 균질화기법과 연계하여 나노 크기의 허니콤 구조물의 기계적 거동을 효율적으로 예측하였다.