• 한국지반공학회논문집
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• 제34권8호
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• pp.15-26
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• 2018

최근, 성능기반 내진설계법이 도입되면서 동적수치해석을 수행하여 지진에 대한 구조물의 실제 거동을 엄밀히 평가하는 것이 필요해지고 있다. 성능기반설계를 수행하려면 수치해석 모델링의 적용성을 검증하는 것이 매우 중요하다. 그러므로, 본 연구에서는 2차원 수치해석을 수행하여 말뚝지지 구조물의 동적 거동을 분석하고 수치모델링 기법과 입력변수값 산정방법을 제안하였다. 수치모델링의 적용성은 느슨한 사질토 지반에 설치된 무리말뚝의 동적 원심모형실험 결과와 비교하여 검증하였다. 본 수치모델링은 동적 지반 물성값, 지반-말뚝 상호작용, 경계조건, 무리말뚝과 구조물의 모델링 등 원심모형실험의 실제 조건을 반영하도록 모델링하였다. 그 결과, 수치해석에서 얻어진 결과는 지반 내 가속도 변화, 말뚝의 모멘트와 변위, 그리고 구조물의 변위와 가속도 결과를 잘 모사하였다. 그러므로, 본 수치모델링 기법과 입력변수 산정기법이 무리말뚝의 내진성능을 평가할 때 유용하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.713-716
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• 2010

본 논문에서는 코리올리 효과를 가진 압전-구조 시스템의 주파수응답 해석을 효율적으로 수행하기 위한 크리로프 부공간 모델차수축소법을 제안하였다. 이 방법은 초기 유한요소모델과 축소모델의 전달함수의 계수인 모멘트를 일치시키는 방법을 이용하는 축소기법으로 이미 대형 유한요소모델의 주파수응답 해석에 효과적으로 이용되고 있다. 예제로 고려된 압전형 미소 각속도계의 해석에는 압전구동 하중과 구조체의 회전에 따른 원심력이 동시에 입력하중으로 고려되는 다중입력의 경우이므로 변환행렬 V의 생성시, block Arnoldi 과정을 이용하여 두 하중의 효과를 축소모델에 함께 고려한다. 본 문제에 제안된 축소기법을 이용한 결과, 축소모델을 이용하여 원래 시스템의 관심영역의 주파수응답을 작은 차수의 모델로도 정확하게 계산할 수 있음을 확인하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 이용하면 다양한 가진조건과 각속도 입력 하에서의 주파수응답을 정확하고 더욱 효율적으로 계산할 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5C호
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• pp.351-358
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• 2006

본 연구의 목적은 원심모형실험으로 담수에 따른 CFRD 차수벽의 거동을 모사하는 방법 및 절차를 제시하고, 실험결과로 부터 콘크리트차수벽의 휨강성이 차수벽의 변위에 미치는 영향을 살펴보고, 원심모형실험으로 검증된 수치해석을 통하여 차수벽지지죤 강성이 차수벽콘크리트의 변위와 모멘트에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 이를 위하여 실제 운영 중인 D댐에 대해 차수벽의 강성을 2가지로 변화시킨 원심모형실험을 수행하였고, 모형체의 축조재료에 대한 삼축압축실험을 수행하고 그 결과를 입력치로 한 수치해석을 통해 원심모형실험을 모사하였다. 모사된 수치해석 결과를 실험결과와 비교하여 수치모형의 적정성을 확인하고 확인된 수치모형에 대해 지지죤 강성을 변화시킨 수치해석을 수행하여 지지죤 강성변화에 따른 콘크리트 차수벽의 연직변위 및 모멘트 발생 양상을 분석하였다. 차수벽 두께를 2가지로 달리한 원심모형실험 결과, CFRD 차수벽 변위는 차수 목적의 콘크리트 두께 범위 내에서는 두께의 영향이 거의 없는 것으로 나타났다. 원심모형실험과 수치해석 결과로부터 담수 시 CFRD 차수벽의 변위 및 최대변위 발생위치는 콘크리트차수벽 휨강성에는 영향이 거의 없고, 차수벽지지죤의 강성이 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권11호
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• pp.63-74
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• 2019

동적원심모형 시험 결과를 기준으로 액상화모델과 응답이력해석 절차에 대한 검증을 시행하였다. 사용된 동적원심모형시험 결과는 LEAP-2017(Liquefaction Experiments Analysis Project)의 일환으로 시행된 결과이다. 시험을 위한 모형지반은 오타와 F-65모래를 이용하여 강성토조 내부 수면아래 상대밀도 55%, 표면경사 5°로 조성되었다. 진폭이 변화하는 주파수 1Hz 사인파형 입력운동을 강성토조 하단에 가진하였다. 수치해석은 원심모형시험의 원형스케일에 대해서 2차원 유한차분 해석기법을 이용하여 수행되었다. 지반은 전단파괴 이전 이력감쇠를 나타내며 전단 파괴기준은 Mohr-Coulomb 모델을 따르도록 모델링 되었다. 정적평형 후 반복하중으로 인한 간극수압의 변화를 묘사하기 위하여 Byrne의 액상화 모델을 적용하였다. 액상화 해석에 적합한 흐름조건을 확인을 위하여 수치해석은 배수 및 비배수 조건으로 시행하였으며, 비배수 해석조건에서 시행된 수치해석결과가 원심모형시험과 유사한 결과를 제시함을 알 수 있었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제26권3호
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• pp.175-183
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• 2010

초기 엔진 개발 단계에서 양질의 엔진 개념 설계를 얻기 위해 가장 중요하게 다루는 분야가 엔진윤활시스템 설계라는 것은 지나친 말이 아니다. 그러므로 초기 개념설계 후 엔진제작에 앞서 초기 설계된 윤활시스템과 그 관련 부품에 대한 시스템 윤활해석을 수행하는 것은 필수적이다. 따라서, 본 논문에서는 초기 개념 설계된 2.0 L DOHC엔진에 대한 엔진 베어링과 윤활시스템에 대하여 수치해석적으로 유로망 해석을 하여 설계검증을 한 결과를 기술하고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제14권6호
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• pp.44-50
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• 2010

내진 평가에서 동적 해석이 필요한 원심펌프에 대하여, 시간 이력 해석에 비해 간편한 스펙트럼 해석을 이용하여, 진동 응답을 산출하였다. 유한요소법에 의하여 모드 해석을 하였으며, 모드 해석 결과에 입각하여 스펙트럼 해석을 수행하였다. 스펙트럼 해석에 의해 구해진 진동 응답은 시간 이력 해석의 결과보다 보수적으로 산출되어 안전하게 설계할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서의 펌프는 IEEE 344-1987에서 요구되는 조건에 따라 내진 구조 건전성이 평가 되었다. 각 부재의 최대 응력은 허용 응력이하로 산출되었으며, 펌프는 주어진 지진 입력에 대하여 요구되는 안전 조건을 구비하고 있음이 판명되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.5-16
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• 2017

얕은기초의 회전거동은 지진 시 기초 위 상부 구조물의 지진 하중을 줄여주는 장점이 있어 새로운 기초 내진설계개념으로 대두되고 있다. 본 연구에서는 현장 채취한 시료를 다짐하여 조성된 풍화토 지반에서 얕은기초의 회전거동을 평가하기 위하여 동적 원심모형실험을 수행하였다. 원심모형실험 모형은 풍화토 지반, 얕은기초, 단자유도 구조물로 이루어져 있으며, 지진 시 지반, 기초, 구조물의 가속도 응답과 기초의 침하 등 얕은기초 시스템의 거동을 관찰하였다. 입력 지진 하중이 클 경우 상부 구조물의 지진하중은 풍화토 지반에 놓인 기초 들뜸에 의한 회전거동으로 인해 줄어들었으며, 기초의 침하도 최대 기초폭의 0.5%이하로 작게 발현되었다. 이를 통하여 향후 추가적인 연구 및 검증을 바탕으로 국내 풍화토 지반에서 회전 거동 개념을 이용한 기초 설계 가능성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.25-35
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• 2018

구조물-지반-구조물 상호작용을 확인하기 위하여 다양한 크기를 가지는 얕은 기초에 대하여 원심모형실험에 의한 진동대실험을 실시하고 결과를 분석하였다. 낙사법을 이용하여 지반을 조성하였으며, 두 기초의 이격 거리 및 매립에 따른 거동을 평가하였다. 원심모형실험 시 측정된 깊이별 지반 가속도는 입력 지진파의 크기가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 증폭 현상에 의하여 지표면에서 가장 큰 값을 보였다. 두 기초의 이격 거리가 줄어듦에 따라 구조물-지반-구조물 상호작용에 의하여 가속도 응답 스펙트럼 비(RRS)의 크기는 커지며, RRS 값이 최대가 되는 주기는 줄어 들었다. 동일한 이격 거리에서 기초가 지반에 매립될 경우, 두 기초의 RRS는 감소하는 경향을 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제40권6호
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• pp.555-565
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• 2021

본 연구의 목표는 냉장고 냉동실 냉기순환용으로 사용되는 후향익 원심팬 시스템을 대상으로 익형의 형상을 최적설계 하여 유동성능 및 소음성능을 향상시키는 것이다. 대상 시스템은 전형적인 원심팬 시스템에서 사용되는 스크롤 하우징 형상 없이 두 개의 Volute가 후면 덕트 시스템과 연계하여 냉기를 공급한다는 특성을 가지고 있다. 먼저 팬 시스템의 유동 및 소음성능을 실험적으로 평가하였다. 유동실험에서 팬 성능 시험기를 사용하여 P-Q 곡선을 도출할 수 있었으며, 무향실에서 소음실험을 통해 소음 스펙트럼을 측정하였다. 다음으로, 3차원 비정상 Navier-Stokes 방정식을 전산유체역학을 사용하여 수치해석하여 유동 특성을 분석하였으며, 예측한 유동장을 입력값으로 Ffowcs Willams-Hawkings방정식을 이용해 소음해석을 수행하였다. 수치해석결과는 실험 결과와 비교를 통해 그 유효성을 검증하였다. 검증된 수치해석 기법을 기반으로 반응표면법의 2인자 중심합성법을 통해 유량이 최대가 되는 입구각 및 출구각을 도출하였다. 마지막으로 최적화된 팬을 대상으로 시제품을 제작하여 실험한 결과 개선된 유량 성능 및 소음성능을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.5-14
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• 2016

건조토 지반에 근입된 지반-말뚝 시스템의 동적 거동을 정확히 예측하기 위해 3차원 수치 모델링을 수행하였다. 제안된 모델은 강진 시 지반의 비선형 거동을 적절하게 모사하기 위해 상용 유한 차분 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 시간 영역에서 해석이 수행되었다. 모델링 방법론으로써 지반 구성 모델은 Mohr-Coulomb 탄소성 모델을 적용하였으며 지반 전단 탄성 계수의 비선형적인 감소를 모사할 수 있는 이력 감쇠 모델을 적용하였다. 진동 시 지반-말뚝 간의 완전 접촉, 미끄러짐, 분리 현상을 모두 모사하는 경계요소 모델을 적용하였으며 경계요소 모델을 구성하는 스프링 계수는 탄성이론에 기초하여 결정되어, 내장 함수인 FISH를 통해 깊이에 따라 연속적으로 입력되었다. 경계 조건의 경우, 지반-말뚝 상호작용의 영향을 받는 근역 지반만 메쉬를 생성하고 근역 지반의 경계부에 원역 지반의 가속도-시간 이력을 입력하는 방식인 단순화 연속체 모델링 기법(Kim et al., 2012)을 적용함으로써 해석 효율을 증가 시키고자 하였으며 적절한 최대지반탄성계수와 항복 깊이의 설정으로 지반의 비선형 거동을 더욱 정확히 모사하고자 하였다. 수치 해석의 오차를 최소화하고 모델의 신뢰성을 확보하기 위해, Yoo(2013)이 수행한 원심모형시험 결과와 수치 해석 결과와의 비교를 통해 제안된 기법의 캘리브레이션을 수행하였으며, 말뚝 최대 휨 모멘트와 말뚝 횡방향 최대 변위의 깊이 별 분포가 다양한 입력 하중 조건에서 실험 결과를 적절히 모사하고 있는 것을 확인하였다. 또한, 제안된 수치 모델의 적용성 평가를 위해 다른 실험 결과와의 비교 검증을 수행하였다.