• 전산구조공학
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• 제10권1호
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• pp.159-171
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• 1997

본 연구에서는 구형 공동을 가진 횡 방향 등방성 매체(transversely isotropic medium)에 한 방향의 인장과 평면 전단력을 각각 가한 후의 응력 분포를 고찰하였다. 이 연구에서 사용된 접근방법은 이론적 해석과 수치해석적 고찰을 병행하였다. 이론적 해석방법은 1종, 2종 Legendre함수를 이용한 potential function에 기초하였고, 수치해석적 방법은 유한차분법을 이용하였다. 다섯가지 이방성 재료에 대하여 두가지 하중 조건에 의한 수치해석 결과가 제시되었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2002년도 추계 학술대회논문집
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• pp.78-93
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• 2002

통신 기술의 비약적 발전에 힘입어 기존의 Parallel Computing만으로는 해석할 수 없었던 거대 규모의 문제를 원격지에 있는 고성능의 자원간 연동을 통해 해석하고자 하는 연구가 활발히 진행중이며, 이와 같은 개념을 Grid Computing이라 한다. 본 연구에서는 Grid 환경을 이용한 CFD 해석 방안에 초점을 맞추고 있으며, 이를 위하여 분산된 컴퓨팅 자원을 다양하게 조합하여 Grid 환경에서의 Load Balancing을 위한 병렬 효율에 대한 연구를 수행하였다. 그리고, 다양한 성능 테스트의 결과를 기반으로 Grid 환경에서 두 개의 보조 부스터를 가지는 병렬형 다단 로켓에 대한 유동 해석을 수행하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.618-619
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• 2010

LED는 기존의 발광원에 비해 훨씬 높은 파워와 효율성으로 인해 최근 들어 각종 조명이나 교통신호 등에서 사용이 급증하고 있다. LED 재료를 위해 지금까지 여러가지가 연구되어 왔는데, 갈륨 질화물 (Gallium Nitride, GaN)에 기반한 시스템이 최근들어 가장 큰 관심을 받고 있다. GaN 방식은 열적으로 매우 안정성이 있고, 1.9 ~ 6.2 eV 범위의 넓은 밴드의 Gap, 그리고 인듐이나 알루미늄과 결합하여 청, 녹, 백색등의 다양한 빛을 발생할 수 있는 장점을 가지고 있다. 예를 들어 청색 LED는 광학 방식의 기록매체에, 백색 LED는 기존의 조명램프의 대체용으로 활용이 가능하다. 이러한 장점 덕분에 GaN기반 LED 시장은 1994년에 최초로 상용화 된 이래 최근 급격한 성장을 보여 왔다. 그러나 GaN은 다른 III~V 타입의 반도체 재료와는 달리 재료가 성장하기 위해 사파이어와 같은 별도의 기판을 필요로 하는 문제가 있다. 이것은 결국 전위발생과 같은 격자의 부조화 같은 문제를 야기하여 결국 LED의 성능을 떨어뜨리는 요인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 방법이 개발되었는데, 이 방법은 시간당 100 미크론의 매우 빠른 성장속도로 높은 두께의 레이어를 만드는 장점이 있다. 이렇게 성장된 GaN 레이어는 베이스 기판에서 쉽게 분리되어 활용이 가능하다. 그러나 HVPE 기술은 성장 공정에서 두께를 균일하게 만들도록 제어하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있다. 따라서 HVPE 방식에서는 이러한 조건을 만족시키기 위해 반응현상에 대한 물리적 해석을 토대로 공정조건을 정밀하게 설계해야 한다. 이를 위해 최근에 실험 또는 시뮬레이션을 활용하여 이러한 공정조건을 향상시키기 위한 여러 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 이러한 연구의 일환으로 반응로에 투입되는 여러 기체의 유량과 존별 주변온도 조건을 입력변수로 하고, 이들이 GaN 성장에 미치는 영향을 분석하였다. HVPE 시스템에서 가장 이상적인 목표는 반응기체가 층류유동을 유지하면서 대부분의 반응이 기판위에서 이뤄지며, 기판위에서 성장되는 재료의 두께가 균일하게 되는 것이다. 입력변수들이 이러한 결과에 어떠한 영향을 미치는 지 분석하기 위해 전산유체역학(CFD, Computational Fluid Dynamics)을 수행하는 상용코드 FLUENT를 사용하였다. 보다 실제에 가까운 해석을 위해서는 기체간의 화학반응을 포함해야 하나, 해석의 편의와 효율을 위해 본 연구에서는 열 및 유동해석만을 수행하였다. 한편 실제 반응로의 우수성은 성장속도와 두께분포의 균일도를 통해 평가된다. CFD 해석을 통해 이들을 분석하기 위해 기존에 수행한 실험조건을 해석하고 해석결과의 유동패턴/압력분포를 실험결과의 성장속도/두께분포와 비교하고, 이중에서 관련성이 높은 해석결과변수를 우수성 평가에 활용하였다. 기존의 실험결과를 토대로 이러한 중요 결과변수와 함께 이들에 대한 목표값이 도출되고 나면, 입력 공정조건 - 사용기체의 유량과 주변온도 조건 - 에 대해 실험계획(DOE,Design of Experiment)을 수립하고 목표성능을 구현하기 위한 최적설계를 수행할 수 있다. 일반적으로 CFD를 통해 최적의 설계나 공정조건을 탐색하는 작업은 1회의 CFD 계산시간이 매우 오래 소요되기 때문에 쉽지 않다. 그러나 본 연구에서는 CFD와 DOE의 적절한 조합을 통해 적은 수의 해석을 가지고도 원하는 결과를 효율적으로 얻는 것이 가능함을 입증하고자 한다. 본 발표에서는 아직 이러한 연구가 완성되지 않은 시점에서 제반 연구개요를 소개하고 현 시점까지의 연구 결과 및 향후 계획을 소개하고자 한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.348-351
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• 2009

본 논문에서는 구조해석을 위한 PSC 박스 거더교의 객체 정보 모델에 관한 연구를 수행하였다. 대상 교량의 객체 정보 모델을 생성하기 위해서는 수많은 형상 및 치수에 관한 파라미터를 필요로 하게 된다. 따라서 본 연구에서는 이 교량의 설계 목적에 맞는 파라미터를 분류하였고, 파라미터들 사이의 계층구조(Structure)와 상관관계를 정의하였다. 또한 본 연구에서 적용된 인터페이스 프로그램은 3차원 객체 모델에서 출력된 파라미터를 변환하여 구조해석을 위한 입력값으로 변환시켜, 해석 결과값을 구조계산서에 출력시킴으로써 엔지니어가 설계 타당성과 모델변경 요구를 용이하게 할 수 있게 하였다. 그리고 대상 모델에 대한 설계변경은 구조물의 특징에 맞는 상관파라메트릭 방법을 적용하여 신속하게 할 수 있도록 유도하였다. 이 연구를 통해 건설구조물의 설계를 3D 모델로 하기위한 가능성을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.255-258
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• 2009

본 논문에서는 최근 건축구조물의 보수보강에 사용되고 있는 복합재료보의 정확한 보강성능을 규명하기 위하여 다양한 실물 실험을 수행하였으며 실험 결과를 검토하여 실제 보강효과를 검증하였다. 콘크리트의 재료비선형을 고려할 수 있는 수치해석 기법으로 실험결과를 재현하여 보강효과를 수치해석적으로 검증하였으며 복합재료보를 이용하였을 경우 확보할 수 있는 보강효과에 대하여 연구하였다. 일반적인 철근콘크리트 구조물에 복합재료보를 이용하여 보강하였을 경우, 약 80% 내외의 하중 증가효과를 확보할 수 있었다. 또한 수치해석을 통하여 보강효과를 검토한 결과, 실물실험과 유사한 결과를 얻을 수 있었으며 복합재료보의 시공시 사용되는 전단연결재의 효과를 고려한다면 거의 동일한 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 현재까지의 연구결과, 복합재료보를 이용하여 구조물을 보강한 경우, 취성이 증가하는 것으로 알려져있으나 추가적인 연구를 통하여 연성을 확보할 수 있는 복합재료보의 연구개발이 가능할 것으로 예상된다.

• 기계저널
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• 제34권8호
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• pp.632-642
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• 1994

이 글의 앞부분에서는 소각로 관련 선진기술 중에서 소각 연소실부분에 대한 내용을 검토하고, 저공해화를 위한 연소실을 설계할 때 고려해야 할 인자들을 도출한다. 이러한 설계인자들에 대한 정량적인 평가는 설계개념 확인 및 설계인자의 검토를 위한 연소, 유동, 열전달 등 실험실 규모의 실험과 열유동의 전산해석 기법을 활용하여 설계변수의 최적화를 통해 이루어진다. 이 글에서는 컴퓨터. 프로그램을 사용하는 전산유동해석, 축소 모형장치를 사용하는 실험 등 열유동 해석법과 고형 폐기물의 연소특성을 분석하는 실험적.이론적 접근법을 소개한다.

• 전산구조공학
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• 제3권3호
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• pp.48-52
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• 1990

최근 우리나라에서도 지진으로 인한 재해를 최소한으로 감소 또는 방지하기 위하여 일반 건축 구조물의 내진설계를 의무화 하도록 규정하고 있다. 그러나 지진하중에 대한 지반-말뚝-구조물 시스템의 내진해석과 설계는 아직도 완전하게 정립되지 못한 실정이며, 지금까지 우리나라에서 원자력발전소, 해양구조물 등과 같은 특수 구조물과 몇몇 고층건물을 제외한 대부분의 일반 건축물에 대한 말뚝의 설계도 지반의 동적특성을 제대롤 반영하지 않는 정적해석이 수행되고 있다. 그렇지만 정적하중과 지진하중의 하중특성은 근본적인 차이가 있으므로 이에 대한 설계를 추가하여야 한다. 따라서 본 고에서는 깊은 기초의 내진설계에 적용하기 위해 이제까지 연구발표된 여러가지 내진해석방법을 간략하게 소개하고 이를 비교, 검토함으로써 동적특성을 어느정도 반영하는 실용적인 설계법을 제시하고자 한다.

• 전산구조공학
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• 제10권3호
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• pp.22-29
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• 1997

본 논문에서는 균열이 존재하는 구조부재에 충격이나 폭발하중이 가해진 경우 동적응력확대계수를 구하는 방법들은 논의하고 특히 코오스틱 실험법 및 수치적으로 코오스틱 곡선을 구하여 동적응력확대계수를 구하는 과정을 자세히 설명하였다. 폭발 및 충격에 의한 구조물의 파괴해석은 이와 같은 하중을 받는 압력용기, 빌딩, 초고속선, 해군 함정 등의 파괴강도설계 및 안전성 평가에 핵심기술로 대두되고 있으며 또한 우주항공산업, 고속전철, 암반역학 등의 여러 분야에서 중요한 의미를 갖는다. 따라서 앞으로도 균열진전 및 정지조건, 탄소성 동적파괴해석 및 재료의 충격거동 등에 대한 연구들이 계속되어져야 할 것으로 사료된다.

• 전산구조공학
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• 제4권3호
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• pp.23-26
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• 1991

본 고에서는 막구조의 설계, 시공, 유지관리에 대해 개략적으로 기술하였다. 막구조는 그 여러가지 특성이 아직 규명이 안된 부분이 많고 시공오차가 비교적 큰 편이므로 막 재료의 역학적, 재료적 특성에 대한 연구와 형상해석 모델의 공식화, 막재단의 컴퓨터화가 필요하며 초기장력 도입에 따른 시공과정의 해석이 더욱 필요하다. 따라서 설계, 형상해석, 재단에서 시공 및 유지관리에 이르는 일괄적인 System의 개발이 시급하다 하겠다.

• 전산구조공학
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• 제3권1호
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• pp.15-16
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• 1990

한국건설기술연구원 구조연구실에서는 한국전력공사 토건연구실과 공동으로 N5200기종을 이용하여 철근콘크리트로 된 건축라멘구조의 해석 및 설계를 일관작업으로 시행할 수 있는 프로그램 KARST.1을 개발하였다. 본래 OA(Office Automation)용으로 개발된 N5200 기종은 현재 많은 분야에 보급, 사용되고 있는 IBM PC호환기종 보다 그 보급대수는 적지만 국내 여러기관에서 사용되고 있으며 계속적인 기계 성능의 향상과 다양한 Utility를 제공함으로써 적용분야를 증가시킬 수 있으리라 본다. 그러나 과학기술용으로 적용하기에는 아직 불편한 점이 많아 이 기종을 사용하여 구조물해석, 설계용으로 프로그램을 개발할 때 발생된 문제점과 KARST.1의 기능 및 특징을 간단히 소개하겠다.