• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.28 no.6D
• /
• pp.809-817
• /
• 2008

This paper deals with the development of ViscoElastic Continuum Damage Finite Element Program (VECD-FEP++) and its verification with the results from both field and laboratory accelerated pavement tests. Damage characteristics of asphalt concrete mixture have been defined by Schapery's work potential theory, and uniaxial constant crosshead rate tests were carried out to be used for damage model implementation. VECD-FEP++ predictions were compared with strain responses (longitudinal and transverse strains) under moving wheel loads running at different constant speeds. To this end, an asphalt pavement section (A5) of Korea Expressway Corporation Test Road (KECTR) instrumented with strain gauges were loaded with a dump truck. Also, a series of accelerated pavement fatigue tests have been conducted at pavement sections surfaced with four asphalt concrete mixtures (Dense-graded, SBS, Terpolymer, CR-TB). Planar strain responses were in good agreement with field measurements at base layers, whereas strains at both surface and intermediate layers were found different from simulation results due to the complexity of tire-road contact pressures. Finally, fatigue characteristics of four asphalt mixtures were reasonably described with VECD-FEP++.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.764-769
• /
• 2009

하천과 바다가 만나는 하구는 자연적인 기능 뿐만 아니라 공학적인 측면에서도 매우 중요한 자원이다. 우리나라는 국토의 개발에 따른 용수 사용의 증가, 홍수재해대책 등으로 인해 한강을 제외한 4대강에 하구둑을 건설하였으며 강물과 바닷물을 인위적으로 차단하는 구조물이므로 하천의 생태적인 기능을 손상시키는 것은 불가피 하다. 하지만 이러한 단점에도 불구하고 하구둑이 건설되는 가장 큰 목적 중의 하나는 주변지역의 안정된 용수공급이다. 1987년에 완공된 낙동강 하구둑은 건설 이 후 약 20년 동안 안정된 용수공급과 효율적 운영으로 관리되어 왔지만 그동안 기상 및 수리 수문뿐만 아니라 환경적으로 크고 작은 변화가 있었다. 하천의 기수역인 하구에서 유체는 하구둑이라는 구조물이 존재하지 않을 때도 매우 복잡하게 거동한다. 하천의 유량, 지형학적 요소 그리고 조위의 상태 등 여러 가지 요인으로 인하여 비정상적으로 변화하며 이러한 하구에서 유체의 거동을 보다 더 정확하게 묘사하려면 흐름방향, 수심방향, 하폭방향의 3차원적인 해석이 필요하다. 하지만 하천과 바다를 밀도가 같은 하나의 상으로 가정하고 수행한 수문학적인 분석이나 1 2차원 수치모형을 활용한 수리 분석 결과는 시간적 공간적으로 경제적이고 양호한 결과를 산출해낼 수 있다. 본 연구에서는 낙동강 하구둑의 수리특성을 분석하기 위하여 미국 기상청의 홍수추적모형인 FLDWAV 모형과 미수로국(WES)의 2차원 유한요소 모형인 RMA-2 모형을 활용하였으며 낙동강유역 주요 수위관측소의 실측자료를 토대로 매개변수 검정을 실시하였다. 분석결과 조위가 고려된 2차원 유속장을 구현하였으며 하구둑 유지 관리 개선에 기여코자 하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
• /
• v.10 no.1
• /
• pp.18-26
• /
• 1998

In order to find out hydrodynamic changes due to huge complex constructions in the Keum River Estuary, two-dimensional finite element model is applied. Model results show that gate closing of the estuary dam yields tide amplifications at Kunsan Inner Port to 17 cm and 6 cm of M$_2$ and S$_2$, while 5 cm and 3 cm of amplification at Kunsan Outer Port. Tidal currents in the main channel due to stepwise flow-guide dikes construction have been simulated and show that dynamic equilibrium bottom shear stress is 0.4 N/m$\^$2/ on this Keum River Estuary. Sedimentation rates R have correlation with maximum bottom shear stress (equation omitted), R=-0.37-0.40 ln $\tau$.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.32 no.6B
• /
• pp.379-385
• /
• 2012

Recent development of computing power and theoretical advances in computational fluid dynamics have made possible numerical simulations of water waves with full Navier-Stokes equations. In this study, an internal wave maker using the mass source function approach was combined with the level set finite element method for generation of waves. The model is first applied to the two-dimensional linear wave generation and propagation. Then, it is applied to the three-dimensional simulation of the same problem. To effectively utilize computational resources and enhance the speed of execution, parallel algorithms are developed and applied for the three-dimensional problem. The results of numerical simulations are compared with theoretical values and good agreements are observed.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.14 no.4
• /
• pp.413-422
• /
• 2001

In this study, the effect of hydrodynamic masses is investigated in the dynamic characteristics and earthquake response analyses of the submerged HANARO flow tubes. First, the consistent hydrodynamic masses of the surrounding water are obtained by finite element method. Then, modal analyses and response spectrum analyses are performed and verified by comparing the results with those measured from an experiment. Arbitrary cross-sections of submerged structures and boundary conditions of the surrounding fluid can be considered by using the general benefits of a finite element method comparing with the conventional analytical methods. Practical criteria based on parametric studies are proposed to evaluate the dynamic characteristics of HANARO flow tubes including the hydrodynamic masses.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1991.04a
• /
• pp.23-27
• /
• 1991

각종 홀 (음악홀, 극장, 사무실건물)의 공조 덕트계에는 미로형소음챔버가 설 치되는 경우가 많다. 이러한 소음장치를 건물내부에 설치하는 경우에는 건물 설계단계에서부터 소음챔버로 인한 감음양(투과손실 : Transmission Loss)의 예측계산이 중요하다. 그렇지만, 일반적인 소음장치는 그 형상이나 내표면의 흡음조건이 아주 복잡하기 때문에, 현단계에서는 간단한 이론만으로 투과손 실예측이 거의 불가능하다. 지금까지 이 문제에 대해서 유한요소법(Finite Element Method : FEM)을 이용해 검토한 예가 종종 소개되었으나, 대부분 소음챔버의 입구와 출구에서의 임의의 점에 대한 음압비를 투과손실로서 구 하고 있다. 그러나, 소음기자체의 실질적인 투과손실특성을 알기 위해서는 소음기의 입력 파워에 대한 출력파워의 비로서 구하지 않으면 안된다. 따라 서, 본 연구에서는 유한요소법에 의한 복소음향인텐시티(Complex sound intensity)의 수치계산법을 각종소음기 (팽창형, 미로형)의 투과손실해석에 적 용하기 위하여 이론적인 면에서 고찰했으며, 프로그램도 개발하여 모델해석 에 적용하였다. 또한, 위에서 언급된 수치해석법의 타당성의 검증을 위하여, 측정에 의한 투과손실예측방법으로서 크로스스펙트럼(Cross Spectrum)법에 의한 음향인텐시티계측법의 이용에 대해서 이론적으로 고찰했으며, 그 이론 을 기초로 한 축척 모형실험을 병행하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
• /
• v.27 no.4
• /
• pp.197-201
• /
• 2015

Experimental and numerical analysis has been carried out in this paper to understand correlation between volume and yield of cellular bulkhead. It was firstly confirmed from these results that the conditions and parameters considered in the finite element analysis were reasonable and realistic due to the fact that the yield loads determined by the two different methods were equivalent in actual. Based on this results, a series of intensive numerical analysis has been further performed and revealed that the yield load varied in direct proportion to the change in the volume of the cellular bulkhead.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2004.05b
• /
• pp.1062-1066
• /
• 2004

암반 내에 공동을 굴착하여 LPG 혹은 원유를 저장하는 경우 공동에서의 지하수 유입량은 공동상부의 수압과 공동내의 가스압과의 관계를 파악할 수 있는 정량적인 지표가 된다. 공동내의 유입량은 되도록 일정하게 유지되는 것이 굴착등의 시공단계와 공동 운영 및 유지관리면에서 유리하며, 유입량의 급증 혹은 급감이 일어나는 경우는 그 원인을 조기에 규명하여야 한다. 이를 위해서는 지하수위, 가스저장압, 수막공 주입압 등에 따른 공동주변의 유동장 해석, 공동내로의 지하수 유입량 해석을 실시해야 한다. 지하저장공동의 유입량 해석에 있어서는 공동의 정확한 형상을 반영하기 위해서 유한요소법이 보편적으로 사유되어 왔으나 한번 설정한 유한요소망으로부터 공동의 설계요소를 변경하는 작업은 수원하지 않아 설계전단계에서 공동 및 수막 시설의 다양한 배치에 따른 모의를 수행하는데는 다소 무리가 있다. 이러한 불편함은 경계부의 형상과 조건만으로 내부점에서의 미지변수 계산을 효과적으로 수행할 수 있는 경계요소법을 도입함으로써 극복할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 지하공동으로 배수되는 유입량 산정을 위해 경계요소법을 근간으로 한 2차원 지하수 흐름모형을 구성하였고, 이를 지하저장공동이 위치한 A기지에 적용하여 상부경계조건인 지하수위의 변화, 수막공 주입압 등에 따른 공동내의 유입량과 공동저장압과의 관계를 정량적으로 분석하였다. 분석 결과를 지하저장공동의 운영 및 유지관리에 활용될 수 있도록 수식화하여 제시하였다.

• International Journal of Highway Engineering
• /
• v.9 no.1 s.31
• /
• pp.1-15
• /
• 2007

The objective of this paper is the establishment of finite element analysis frame work for pavement research. Finite element analysis results simulating various loading experiments are verified with sensor measurements obtained from the KHC Test Road. The accuracy of the finite element analysis can be supported by these efforts so that it helps spread out the finite element analysis to pavement research and design processes. The finite element model used in this research is the full 3D nonlinear model including concrete slab, lean concrete base, subbase, shoulder, dowel, and tie-bar. In order to accomplish the accurate verification, the loading condition and the pavement temperature distribution are exactly simulated with field measured data. The curling behavior and the strain distribution are compared with measured responses from the loading tests with a truck and the FWD. Strain and curling predictions from the concrete slab are matched well with measured responses but the strain prediction from the lean concrete base is not matched with measured response. In addition, the magnitude of permanent curling is evaluated with the finite element analysis.

• The Journal of Engineering Geology
• /
• v.19 no.2
• /
• pp.205-215
• /
• 2009

The conventional numerical models to analyze flow in subsurface porous media under the transient state usually generate numerical oscillation and unstability due to local flux domain for critical cases such as infiltration into initially dry soil during rainfall period. In this case, it is required refined mesh and small time step, but it decrease efficiency of computation. In this study, numerical unstability in discontinuity domain is removed by applying particle tracking algorithm to simulate unsteady subsurface flow with inflow boundary condition. Finally the hybrid LE FEM improving numerical stability is proposed. The hypothetical domains with unsteady uniform and nonuniform flow field were used to demonstrated algorithm verification. In comparison with analytic solution, we obtained reasonable results and conducted simulation of hypothetical 3-D recharge/pumping area. The proposed algorithm can simulate saturated/unsaturated porous media with more practical problems and will greatly contribute to accuracy and stability of numerical computation.