• 제목/요약/키워드: 전산 시뮬레이션

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이산요소법을 이용한 벌크 재료 시뮬레이션에 의한 덤프 트럭 데크 하중산출에 대한 연구 (Structural Analysis of the Deck of a Dump Truck Based on Bulk Material Behavior using the Discrete Element Method)

  • 유승훈;우호길
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.187-192
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    • 2020
  • 덤프 트럭 데크의 경량화를 통한 연료 소비를 줄이고 에코 친화적인 설계를 위해서는 정확한 구조 분석이 필요하다. 지금까지 데크의 하중은 정수압 또는 토압 이론을 기반으로 계산되었다. 이 방법으로 데크의 하중 불균일을 계산할 수 없다. 하중 분포는 골재 입자의 크기 분포 및 상호 작용에 따라 달라진다. 이산요소법은 유한요소법보다 효과적으로 골재의 거동을 시뮬레이션할 수 있다. 본 논문에서는 벌크 밀도와 안식각을 측정하여 주요 특성을 얻었다. 15톤 덤프 트럭 데크는 범핑, 브레이킹 및 회전 시의 운동 조건을 적용하여 얻은 하중을 사용했다. 시뮬레이션은 이산요소해석 소프트웨어인 EDEM을 사용했다. 데크의 응력 및 변형 분포는 NASTRAN에 의해 계산되었다. 측정된 값과 비교하였고, 이를 통해 DEM 시뮬레이션의 결과는 수학적 가정에 의한 결과보다 정확함을 확인하였다.

진단용 X-선 스펙트럼의 몬테칼로 전산모사 측정 (Diagnostic X-ray Spectra Detection by Monte Carlo Simulation)

  • 백철하;이승재;김대홍
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.289-295
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    • 2018
  • 대부분의 진단용 방사선 장치는 엑스선을 사용하며, 엑스선은 다양한 에너지를 갖는 스펙트럼을 갖는다. 진단 영상에서 엑스선의 정량적 및 정성적 분석은 선량을 줄이면서 영상 화질을 유지하는데 필수적이다. 본 연구의 목적은 진단 영상에 사용되는 엑스선 스펙트럼을 몬테칼로 시뮬레이션으로 측정하는 것이다. 다양한 엑스선 에너지 스펙트럼이 몬테칼로 시뮬레이션으로 측정되었다. 이 스펙트럼들은 다항식을 보간 한 양극 텅스텐 모델에 의해 계산된 결과와 비교하였다. 엑스선 관전압은 50, 60, 80, 100, 110 kV 였다. 검출기로는 카드뮴 텔루라이드와 비정질 셀레늄 물질을 사용하였다. 엑스선 에너지 스펙트럼의 시뮬레이션 결과는 참조 결과와 일치하였고, NRMSD 값은 최소 1.1%에서 최대 5.7%를 보였다. 시뮬레이션 결과에 의하면 진단 영상을 획득할 때 적절한 관전압의 선택을 가능하게 할 것이다. 또한, 영상 획득 전 환자에 전달되는 선량을 예측하는데 기여할 것이다.

전산유체역학을 이용한 화학공정 수소가스 누출 사고 시뮬레이션 (Simulation of Hydrogen Gas Leak in Petrochemical Process using Computational Fluid Dynamics (CFD))

  • 송인호;한상일;황규석
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.1080-1087
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    • 2019
  • 화학물질 취급공정에서 발생하는 화학사고를 예방하기 위해 기본적으로 요구되는 위험성 분석 (Risk Analysis)시 공정의 특성을 잘 반영하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 CFD (computational fluid dynamics) 언어를 활용하여 화학공장의 고위험 공정을 대상으로 신뢰성 있는 사고 피해 결과를 분석하고 안전확보 방안을 제시하였다. 이를 위한 방법론적 사례로 화학공장의 RHDS (잔사유수첨탈황공정) 공정을 대상으로 실제공정의 운전조건, 설비 및 장치의 형태와 밀집도, 대기상태, 바람의 영향 등 여러 복합적 변수를 고려하여 FEA (Finite Element Analysis)와 CFD 시뮬레이션을 수행하여 확산, 폭발 시뮬레이션을 수행하였으며, 3D Scanning 기술, 누출공 크기 산정, 누출량 산정을 위한 CFD 적용 가능성을 검토하였다.

하이브리드 구조실험을 위한 데이터 모델에서의 상호작용의 표현 (Representation of Interactions in Data Model for Hybrid Structural Experiments)

  • 이창호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.123-137
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    • 2010
  • 하이브리드 구조실험에서는 전체구조물을 여러 개의 부분구조물로 나누어서 실험과 해석을 수행한다. 실험을 위한 부분 구조물들과 해석을 위한 부분구조물들은 지역적으로 서로 다른 장소에서 실험과 해석이 수행될 수 있으며, 이 부분구조물들의 실험과 해석은 시뮬레이션 코디네이터에 의하여 통제된다. 하이브리드 구조실험을 수행하는 동안에 시뮬레이션 코디네이터와 부분구조물들은 서로 간에 데이터 교환이 이루어지는 상호작용을 하게 된다. 본 논문은 이러한 상호작용을 기술하고 있는데, 하나의 하이브리드 구조실험 예제에 대하여 시뮬레이션 코디네이터와 부분구조물들 사이의 상호작용을 데이터 모델의 하나인 리하이 모델의 클래스와 객체를 통하여 표현하였다. 시뮬레이션 코디네이터와 부분구조물들은 각자의 데이터 저장을 위한 객체를 가지도록 구성하였고, 서로간의 연결은 동일한 형식의 인터페이스 링크를 사용하여 처리하였다. 본 논문에서 설명한 객체들은 일관된 방법에 의하여 구현하였는데, 하이브리드 구조실험을 위한 컴퓨터 시스템의 개발에 사용할 수 있다.

토목시설물에 대한 BIM 기반 가상건설 장비 시뮬레이션 시스템 개발 (Development of Virtual Construction Equipment Simulation System Based on BIM for Civil Engineering Project)

  • 김성훈;윤영철;주철범;윤동주
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권3호
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    • pp.223-230
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    • 2017
  • 토목시설물 건설사업에 BIM(building information modeling)이 적극적으로 도입되면서 시설물의 생애주기 동안의 활용도를 극대화할 수 있는 방안이 모색되고 있으며, 그 중, 시설물 공사 중 건설장비의 동적 거동을 반영한 검토 사례는 드물고 관련 기술 수준도 낮은 상황이다. 본 연구에서는 BIM 기반으로 구성된 가상현장 내에서 동적인 가상건설 장비 모델을 이용하여 공사단계에서 발생하는 장비운용의 안전성과 효율성을 검토할 수 있는 시뮬레이션 시스템을 개발하고 이를 실제 토목 현장에 적용하여 그 효용성을 분석하였다. 개발된 시뮬레이션 시스템이 건설장비에 대한 효과적인 3D 라이브러리 구축을 통해 공사관리자가 최적의 장비를 선정하고 경제적인 공사를 실현하기 위한 계획수립을 지원할 뿐 아니라 안전한 공사가 수행되도록 다각도의 분석을 가능케 해준다는 것을 확인할 수 있었다.

Wire Rope Dynamics 기반의 조선용 탑재 크레인 동역학 시뮬레이션 (Dynamic Simulation of a Shipbuilding Erection Crane based on Wire Rope Dynamics)

  • 차주환;구남국;노명일;이규열
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권2호
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    • pp.119-127
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    • 2012
  • 와이어 로프(wire rope)는 여러 가닥의 얇고 긴 철사를 감아서 밧줄과 같이 만든 것으로 굽힘과 비틀림 하중에 비해 축 하중에 더 크게 저항할 수 있는 특징을 가지고 있다. 해상 크레인, 갠트리 크레인, 크롤러 크레인 등과 같이 선박 또는 해양 구조물의 탑재를 위해 사용되는 조선용 탑재 크레인은 이러한 와이어 로프를 이용해 큰 중량의 블록들을 들거나 내리고 있다. 따라서 블록의 안전한 탑재를 위해서는 와이어 로프에 대한 동역학적 특성을 잘 파악해야 한다. 본 연구에서는 블록 탑재 시 크레인의 와이어 로프에 작용하는 장력과 비틀림 모멘트에 대한 계산식을 유도하고, 이를 기반으로 한 조선용 탑재 크레인의 동역학 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 개발된 시뮬레이션 방법이 실제 조선소의 안전한 블록 탑재 과정에 충분히 적용할 수 있음을 확인하였다.

복합 지상항법 장치의 성능 분석을 위한 전산 모의 소프트웨어 개발

  • 권철범;김상순;박원장;홍진석;송진우;박영범
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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    • pp.537-540
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    • 2006
  • 항법 장치의 특성을 이해하고 통합 필터를 설계하기 위한 기본 도구로 많이 활용되는 것이 시뮬레이션 도구이다. 이것은 실재 시스템을 구현할 때 부딪히는 각종 어려움으로부터 벗어나, 비교적 쉽게 성능분석을 할 수 있다는 장점 때문이다. 본 논문에서는 윈도우 기반의 전산 모의 소프트웨어를 개발하고, 이 프로그램을 이용하여 GPS와 INS 등의 센서를 이용한 복합 지상항법 시스템의 성능을 분석하였다.

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콘크리트 박스 거더 3차원 교량정보모델의 호환성 (Interoperability of 3D Bridge Information Model for Concrete Box Girder)

  • 심창수;김덕원;이광명
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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    • pp.360-363
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    • 2009
  • 토목구조물의 설계 패러다임이 2차원에서 3차원으로 전환될 때 효율성과 재활용성의 관건이 되는 기술적 제약사항이 호환성이다. 대부분의 캐드 엔진이 형상모델 수준에서 호환성 혹은 연계성을 지원하고 있지만 3차원 정보모델에서 요구하는 정보모델의 호환성은 지원하고 있지 않은 실정이다. 이 논문에서는 콘크리트 박스 교량에 대해서 3차원 교량 정보 모델을 구성하고 건설 프로세서에서 이를 활용할 수 있는 방안을 시범적으로 적용한 사례를 정리하였다. 적용 대상 구조물은 FSM 공법으로 시공되는 경간 40미터의 콘크리트 박스거더 교량이다. 견적, 시공시뮬레이션, 해석 등의 프로세서의 요구사항을 반영한 분류체계에 따라 형상모델의 체계를 정의하고 각각의 형상모델 단위에 정보를 부여하는 방식을 사용하였다. 개별 프로세서를 위한 솔류션에서 이러한 형상과 정보가 연계된 내용을 받아들이거나 캐드 엔진에서 필요한 형태로 내보내는 방식을 모두 시도하였다. 3차원 형상 모델과 시간이 부여된 4D 시뮬레이션을 활용하여 공사 스케쥴에 따라 모델 레이어 분류 작업으로 공사 진행 단계가 가상으로 보여진다. 시범 적용을 통해서 가상건설 시스템의 구성하는 개별 솔류션 혹은 정보체계에 대한 문제점과 개선사항을 도출하였다.

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고층건물 구조시스템의 대안평가 방안 연구 (A Study on the Alternative Evaluation of the High-rise Building Structural System)

  • 김영민;김치경
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.425-434
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    • 2010
  • 본 연구에서는 고층건물 구조시스템의 다양한 대안으로부터 이들의 성능을 합리적으로 평가하는 방안을 제안하였다. 대안평가는 업무절차에 따라 예비평가, 본평가, 실시평가로 나누어 수행된다. 대안평가를 위한 평가범주는 구조성능, 경제성, 공기의 세 가지로 구성되고, 각 평가범주는 이들을 평가하기 위한 세부 평가항목으로 구성된다. 예비평가에서는 경험지식에 의한 정성적인 평가를 수행하며, 본평가와 실시평가에서는 수치적인 결과를 바탕으로 주로 정량적인 평가를 수행한다. 평가결과의 종합화는 평가항목들간의 관계가 선형적이라는 가정하에 가중평균법을 적용하였다. 제안된 대안평가 방안은 실무예제에 대한 시뮬레이션을 통하여 그 적용성을 검토하였다.