• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.352-355
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• 2010

본 논문에서는 내부 및 외부 긴장재로 보강된 PSC 거더의 가속도 응답 특성을 이용한 구조건전성 모니터링을 위해 실험 및 수치해석 결과를 비교 분석하는 연구를 수행하였다. 첫 번째로, 내부 및 외부 긴장재로 보강된 모형 PSC 거더를 제작하였다. 두 번째로, 모형 PSC 거더의 형상, 재료 및 경계조건과 긴장재의 배치를 고려하여 초기 유한요소모델을 설계하였다. 세 번째로, 다수의 내부 및 외부 긴장력 조건하의 모형 PSC 거더에 대한 동특성 추출 실험 및 수치해석을 수행하였다. 마지막으로, 실험결과와 수치해석 결과를 비교 분석하여 가속도 응답 특성을 이용한 내부 및 외부 긴장재로 보강된 PSC 거더의 구조건전성 모니터링에 대한 적용성을 검토하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.404-410
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• 2011

1차원 개수로 부정류의 수치 해석을 위하여 Taylor-Galerkin 기법의 유한요소법을 St. Venant 방정식의 차분에 적용하였다. 단일 수로에서 수문의 닫힘에 의한 배수문제와 3개 이상 하도가 만나는 합류점을 포함하는 수지상(dendritic) 하천 네트워크에 적용하고 그 결과를 기존에 제시된 유한차분법, 유한요소법 등의 수치기법과 비교하였으며 매우 잘 일치함을 확인하였다. 본 연구에서 적용한 기법은 연속방정식과 운동량방정식을 순차적으로 해석해 나가기 때문에 적용이 간편하며, 최종적으로 삼대각 행렬과 합류점의 적합조건을 위한 최소한의 요소를 포함하기 때문에 삼대각 행렬의 연산 방법을 적용할 수 있어 계산 측면에서 빠르고 안정적이다. 또한, 행렬의 저장을 위한 메모리 측면에서 경제적이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.85-91
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• 2005

본 논문에서는 실내모형실험 및 유한요소 프로그램인 CRISP을 이용하여 사질토 지반에 근입되어있는 선단지지 말뚝의 하중-침하(P-S) 관계를 규명하였다. 선단지지말뚝의 효과를 유한요소 해석에서 모사하기 위하여 몇 가지 형태의 인터페이스 요소들(slip elements)을 말뚝 주변 및 선단에 도입하였다. 비관련 소성흐름 법칙의 정도, 즉 지반강도 정수인 내부마찰각과 팽창각의 차이 정도를 고려한 Mo-Coulomb 지반 모델에 있어서, 인터페이스 요소들이 포함된 선단지지말뚝은 내부마찰각과 팽창각의 차이가 유한요소 해의 수렴에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 한편, 이와는 대조적으로 말뚝 주변에 적용한 인터페이스 요소 대신 Roller로 모사된 선단지지말뚝의 유한요소 해는 비관련 소성흐름 법칙의 정도에 대해서 영향을 받지 않고 수렴되는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.69-78
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• 1991

본 연구은 단조하중을 받는 철근콘크리트 휨부재의 처짐을 해석하기 위한 것으로서, 콘크리트는 직교이방성재료로 모형화하고, 이력거동과 균열거동을 추적하기 위하여 등가일축변형율과 균열변형율을 이용하며, 철근은 탄소성재료로 모형화하고, 항복조건으로는 von Mises기준을 적용한다. 단조하중을 받는 철근콘크리트 휨부재의 변위거동을 해석하기 위하여 4절점 등매개요소와 트러스요소의 유한요소정식과 중분-반복기법을 적용한 유한요소 프로그램을 도출하고, 단조하중을 받는 과소 철근콘크리트 보에 대한 실험결과와 본 연구의 해석결과를 비교하여 개발된 모형과 해석프로그램의 타당성을 검증한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.7-19
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• 2002

본 논문에서는 기초지반의 강성이 블록식 보강토 옹벽의 거동에 미치는 영향에 대한 내용을 다루었다. 기초지반의 강성이 블록식 보강토 옹벽의 거동에 미치는 근본적인 메카니즘을 고찰하기 위해 보강토 옹벽에 대한 축소모형실험을 수행하였으며 축소모형실험 결과의 타당성을 검토하고 모형실험에서 다룰 수 없었던 다양한 조건을 고려함과 아울러서 현장옹벽 응력수준의 거동을 고찰하기 위해 가상의 현장옹벽에 대해 유한요소해석을 이용한 매개변수 연구를 수행하였다. 모형실험 및 유한요소해석 결과에 의하면 기초지반의 강성이 감소할수록 벽체의 변위는 현저히 증가하며, 이러한 벽체변위 증가 현상은 보강토체 내부변형보다는 보강토체의 강체 거동으로 인해 야기되는 메카니즘을 보이는 것으로 나타나 기초지반에 관련된 문제를 외적안정성의 개념에서 다루고 있는 현 설계기준은 타당한 것으로 나타났다. 본 논문에서는 모형실험 및 유한요소해석 결과를 종합하여 실무적 측면에서의 중요성을 다각적으로 고찰하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.11-24
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• 2011

고정반복법에 의한 암시적 HHT 시간적분법을 이용하여 3층 3경간 철근콘크리트 골조구조물을 수치해석모형과 물리적 분구조모형으로 나누어 실시간 하이브리드실험을 실시하였다. 물리적 부분구조모형으로는 1층 내부 비연성기둥 1개소가 선택되었고, 수치해석모형에 일축 방향의 지진하중을 시편이 심한 손상에 의하여 파괴에 이를 때까지 작용시켰다. 비선형 유한요소해석 프로그램인 Mercury가 실시간 하이브리드실험을 위하여 새로이 개발 및 적용되었다. 실험결과는 물리적 부분구조모형의 상부 수평방향 층간변위비를 OpenSees에 의한 수치해석시뮬레이션과 진동대실험의 그것과 비교하였다. 본 실험은 가장 복잡한 실시간 하이브리드실험 중의 하나이고, 하드웨어, 알고리즘 그리고 모형에 대한 기술적인 내용을 본 논문에 자세히 설명하였다. 수치해석모형의 개선, 물리적 부분구조 모형 접선강성행렬의 유한요소해석 프로그램에서의 평가 그리고 하중기반 보-요소의 요소상태결정의 연산시간을 줄이기 위한 소프트웨어의 개선이 이루어진다면 실시간 하이브리드실험과 진동대실험결과의 비교는 권장할 만하다. 그리고 "지진과 같은 동적하중하의 복잡한 구조물의 수치해석시뮬레이션"이라는 목적을 위하여 실시간 하이브리드실험은 동적하중에 대한 실험적 검증을 점진적으로 수치해석모형으로 대체하기 위한 저비용-고효율 실험법으로서의 가치를 충분히 가지고 있다고 할 수 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제4권1호
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• pp.34-44
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• 1992

단주기파의 항내 침입ㆍ변형에 의한 수면파난 현상을 효과적으로 예측하기 위한 수치모형을 제안하였다. 해저면 마찰을 고려한 완경사 방정식을 기본으로 하고 고체 경과면에서는 부분흡수 경계조건을 사용하였다. 방파제 주변과 항내 영역은 유한요소로 모형화하고 항외 영역에서는 Helmholtz 방정식의 해석해를 사용하는 복합요소법을 이용하였다. Chen과 Mei(1974)의 방법에 따라 경계치 문제의 범함수를 구한 후 구함되는 최종적인 연입방정식을 Gauss 소거법으로 푸는 수치모형을 수립하였다. 양익방파제에 의한 파의 회절에 대한 수치모형실험(Pos and Kilner, 1987)과 수치계산을 비교한 결과 양자가 양호하게 일치하여 본 수치모형의 타당성이 검증되었다. 본 모형은 유한차분 모형에 비해 경계면과 반사의 처리가 정확한 반면 상대적으로 커다란 컴퓨터 기억용양을 필요로 하므로 사각형 요소를 사용하는 등의 개선이 요구되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.19-28
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• 1982

하구(河口), 항만(港灣) 등에서 응집성(凝集性) 및 비응집성토사(非凝集性土砂)의 이송추정(移送推定)을 위한 이차원토사이송추정모형(二次元土砂移送推定模型)이 개발되었으며 이 모형(模型)은 흐름에 의한 순환모형(循環模型)과 토사이송모형(土砂移送模型)으로 구성된다. 토사이송모형(土砂移送模型)은 이차원확산(二次元擴散) 방정식(方程式)과 연속방정식(連續方程式)으로 이루어진다. 해(解)는 Galerkin 유한요소법(有限尿素法)과 이단계(二段階) Lax-Wendroff 방법(方法)에 의하였다. 이차원수로(二次元水路)의 상이(相異)한 조건하에서 순환(循環)과 토사이송(土砂移送)에 관하여 수치모의(數値模擬) 되었으며 부산항(釜山港)에 적용하여 얻어진 결과중에서 실측치(實測値)와 비교가 가능한 흐름양상(樣相)은 대체로 실측치(實測値)와 근사(近似)하게 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.261-274
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• 2002

본 연구의 목적은 유한요소법에 의한 이차원 오염물 이송에 대한 등수역학적 수치모형을 개발하는 것으로서 개발된 모형을 이용하여 지류와 폐수처리장으로부터의 오염물이 주하도로 유입되는 경우에 대한 수질해석을 수행하였다. 본 연구에서는, 합리적인 매개변수산출을 위한 보정과 모형의 신뢰성과 정확도를 위한 검증을 수행하였다. 또한, 실제 유역인 한강하류부에 본 모형을 적용한 결과 하도를 따라서 실제적인 오염물 분포양상을 재현하였으며 계산값과 실측값의 비교에서 잘 일치하고 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1737-1741
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• 2008

하천 개수나 치수를 위한 기초 연구의 일환으로 수치모형을 이용한 검증 및 예측 과정이 요구되어 왔고, 고전적인 수치모의 방법으로 결과 산출이 용이한 1차원 모형을 적용시켜 왔다. 1차원 모형의 경우 모의영역을 쉽게 넓힐 수 있고, 입력 자료가 간단하다는 장점이 있지만, 수직적이고 수평적인 흐름특성 변화 및 난류 구조를 보이는 3차원적인 자연하천 흐름을 종방향의 1차원적인 모의 결과를 이용하여 평가한다는 점에서 비현실적이다. 하천을 가로질러 교각이나 보와 같은 구조물이 위치하고 있거나, 좌우 비대칭적인 형상의 수로를 모의할 경우 흐름특성의 공간적인 분포는 단순한 단면 평균적인 개념으로는 설명되기 힘들다. 최근에야 비로소 수공학 관련 실무자들에 의해서 최소한 2차원 수치모형을 기본적인 평가법으로 도입해야 한다는 분위기가 감지되고 있으며, 일반적으로 한강과 같은 대하천을 모의할 경우, 대다수의 실무자들과 연구자들이 축척을 문제 삼아 수로 내부에 위치한 교각을 생략하여 2차원 모의를 수행하기도 한다. 따라서 본 연구에서는 수로 내부에 위치한 교각을 2차원 모의하는 방법에 대한 비교 평가를 수행하고자 한다. 동일한 격자를 이용하여 교각을 고려하지 않았을 경우와 교각 형상을 모의 영역에서 삭제하여 경계처리를 하였을 경우, 마지막으로 교각이 위치하고 있는 영역에 항력을 적용하였을 경우에 대해서 비교 평가한다. 이를 위하여 2차원 천수방정식을 흐름방정식으로 하는 유한요소모형을 구축하였으며, 모형의 검증을 위해 교각이 수로에 위치할 경우에 대한 실내 실험 자료와 비교한다. 또한 검증된 모형을 이용하여 교각이 포함된 한강의 일부 구간을 선정하여, 교각 모의 방법에 대한 비교 평가를 수행한다. 본 연구에서 구축된 자료 및 제시된 수치모형은 하천복원, 치수관리 측면에서 매우 유용하게 사용될 것으로 기대된다.