• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.5906-5914
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• 2013

최근 국내에서 철도부지 상부에 인공지반을 구축하고, 인공지반 위에 복합주거타운을 건설하는 정책이 추진되고 있다. 이에 상부 구조물 및 인공지반을 지지할 수 있는 적합한 기초형식이 요구되는데, 철로와 철로 사이의 좁은 공간에 급속 시공 가능한 기초 형식 중 가장 대표적인 방법은 마이크로파일로 알려져 있다. 그러나 주기초로 마이크로파일이 사용될 경우 기초 시공비가 크게 증가하게 된다. 따라서 본 연구에서는 마이크로파일의 경제성 및 지지력을 향상시키면서 철도상부 인공지반에 적합한 신개념 마이크로파일을 제안하였다. 신개념 마이크로파일은 지반을 Jet Grouting 공법을 이용하여 지반의 일정 영역을 고결시킨 뒤 강봉을 시공하는 방법에 Jet Grouting 시 말뚝체를 파형(waveform)의 형상으로 시공하여 지지력을 향상시키고 기존 마이크로파일 대비 말뚝의 전체 길이를 줄여 경제성을 높이고자 한 방법이다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석을 수행하여 이러한 파형 마이크로 파일의 지지거동을 분석하였다. 해석 결과 파형 마이크로파일은 일반 마이크로파일에 비해 길이가 15% 정도 감소하였음에도 불구하고 동일한 설계하중에서 변위가 감소하여 지지력 및 경제성 측면에서 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한, 파형 마이크로파일의 요철에 의한 주면 마찰력 증가효과는 상대적으로 연약한 토층에서 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권9호
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• pp.33-41
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• 2015

사질토 지반에 설치된 버킷기초의 수직지지력은 주면마찰력과 선단지지력의 합으로 산정할 수 있다. 하지만 수직하중 작용 시 나타나는 주면마찰력 감소와 선단지지력 증가의 특징을 정확하게 고려할 수 있는 설계식이 없으며, 실제와 같은 사질토 지반의 비관련흐름 특성이 반영되어야 한다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석으로 사질토 지반에 설치된 원형 버킷기초의 수직지지력을 다양한 지반 마찰각과 기초 크기에 대하여 산정하였다. 해석 결과의 극한지지력을 주면마찰력과 선단지지력으로 분리하여 특징을 분석한 후 각각의 설계식을 도출하였다. 버킷기초의 주면마찰력은 선단지지력에 비해 크기가 매우 작고 말뚝 설계식과 차이가 근소하므로 이를 동일하게 사용하였다. 주면마찰력의 영향으로 얕은기초의 지지력보다 증가하는 버킷기초의 선단지지력은 기존의 설계식을 수정하여 적용할 수 있도록 해석 결과를 토대로 새로운 형상-깊이계수($s_q{\cdot}d_q$)를 제안하였다. 또한 관련흐름법칙을 적용하여 제안된 기존의 얕은기초 형상계수와 깊이계수는 실제 사질토 지반에서의 지지력을 과대예측하므로 비관련흐름 특성을 반영한 형상-깊이계수를 사용하여 지지력을 예측해야 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.76-85
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• 1993

자유표면과 수면하 vortex 유동과의 상호작용으로 생기는 수면위의 특이 형상을 실험과 수치해석으로 얻어진 결과에 근거하여 논하였다. 먼저 2차원적인 실험이나 해석적인 연구로 이해될 수 있는 "striation"의 발생을 살펴 본다. "Scar"라 불리우는 striation과 수직한 형상은 2차원 vortex filament와 vortex pair 생성시 생겨나는 residual vortex의 상호작용으로 설명하였다. 간단하면서도 중요한 상호작용의 역학을 연구할 목적으로 vortex ring이 자유표면과 수직하게 충돌할 경우에 나타나는 현상들을 실험적으로 논하였고 이때 상호작용의 초기단계를 축대칭 문제로 하여 수치해석적으로 얻어진 결과와 비교하였다. 상호작용의 후기단계는 vortex reconnection을 포함하는 복잡한 과정인데 이때 수면에서의 짧은파 생성을 vortex ring의 수면과의 경사진 충돌로 설명하였다. 또한 위의 수면과 생성을 간단한 해석적 model로 재구성하여 비교해 보았다. 끝으로 수면위에 존재하는 오염물질이 수면하 vortex 유동에 미치는 영향을 수치해석적인 방법으로 free slip및 rigid wall 조건의 경우와 비교하여 살펴보았다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권4호
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• pp.385-393
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• 2009

연구목적: 임플란트 경부 디자인의 차이가 경부 치밀골의 응력분포에 미치는 영향을 유한요소법을 이용하여 분석하고자 한다. 연구재료 및 방법: 몸체 형상은 유사 (직경 4.3 mm, 길이 10 mm)하나 경부 디자인이 internal형, external형, 및 submerged형으로 다른 3종의 임플란트 시스템 ((주)덴티스, 대구, 대한민국)에 대하여 축대칭 유한요소모델을 사용하여 해석하였다. 악골 폭경은 7 mm로 동일하게 모델링하였고 하중 조건으로는 임플란트 장축에 평행한 수직하중 50 N, 임플란트 장축에 $45^{\circ}$방향으로 작용하는 경사력 50N을 설정하였다. 결과: 해석한 3종의 임플란트 모두 경부 피질골에 응력집중을 발생시켰으며 디자인 차이에 따른 응력 수준의 차이가 관찰되었다. 경부 피질골의 최대 응력은 수직력 조건에서 internal형, submerged형, external형의 순으로 컸으며, 그 값은 각각 2.71, 2.60, 2.48 MPa였다. 경사력 조건에서는 internal형, external형, submerged형의 순으로 컸으며 그 값은 각각 9.30, 9.14, 8.97 MPa였다. 결론: 임플란트 경부 디자인이 주위 치밀골의 응력 분포에 영향을 미칠 수 있지만 그 차이는 크지 않은 것으로 분석되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.635-642
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• 2014

본 연구에서는 고체로켓의 임무 수행 중 연소실 내압으로 인해 발생하는 고체로켓 케이스의 3가지 고장(응력파괴, 균열파괴, 볼트 체결 부 파손) 확률을 효과적으로 예측하는 기법을 개발하였다. 전체적인 확률계산 과정은 다음과 같다: 1) 고체로켓 모터의 고장모드에 영향을 주는 설계 변수선정 및 확률분포 부여, 2) 연소해석을 통한 로켓의 최대작동압력(maximum expected operating pressure, MEOP)의 확률분포 계산, 3) 케이스의 응력과 변형 형상을 구하기 위한 유한요소해석, 4) 3가지 고장함수에 대한 신뢰도예측의 수행, 계산의 편의를 위해 유한요소모델은 축대칭으로 가정하였고 볼트 체결 부의 접촉을 고려하였다. 효율적인 신뢰도예측을 위해 FORM(first-order reliability method) 기법을 통해 MPP(most probable failure point)를 탐색한 후, LHS(latin hypercube sampling)와 반응표면기법을 적용하여 고장모드를 다항식으로 근사화하며, 중요도 추출법을 적용하여 고장확률을 계산하였다.

• 대한화학회지
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• 제55권4호
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• pp.603-611
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• 2011

Ethoxylacetyl oxime 리간드 [HL, (1) 및 $H_2L^1$, (3)]와 아세트산 구리(II) 일수화물을 반응시켜 팔면체 및 사각평면착물을 각각 얻었다. 이들 착물을 원소분석, IR 및 UV-Vis 스펙트럼, 자기수자율, 전기전도도 및 ESR 스펙트럼으로 조사하였다. DMF에서 이들 착물의 몰전기전도도 측정한 결과 비이온성을 보였다. 실온 및 77 K에서 [$(L)_2Cu(H_2O)_2$], (2) 착물의 ESR 스펙트럼은 배위결합성을 갖는 축대칭($d_{x2-y2}$)의 특성을 보이며, 또한 전형적인 쌍극자 상호작용에 의해 큰 띠나비를 갖는다. 그러나 착물 [$(L^1)Cu$], (4)는 고체상태에서 큰 띠넓임으로 인해 초미세 갈라짐이 관찰되지 않았는데, 이는 구리(II) 결합자리들 사이의 스핀-교환 상호작용에 의한 것으로 확인되었다. 실온에서 도포된 구리(II) 착물의 스펙트럼은 배위된 질소원자로 인해 극초미세 갈라짐을 보였다. 또한 이 물질은 공유 결합성을 갖는 축형태($d_{x2-y2}$)의 특성을 보이고, 구리(II) 이온의 환경은 기본적으로 사각-평면 배열을 갖는다. 77 K의 얼어있는 메탄올에서 [$(L_1)Cu$], (4)의 스펙트럼은 이합체 화합물의 삼중항 상태의 특성을 보이며, 두 구리(II) 이온 중심 사이의 거리를 계산한 결과 4.8 이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권4호
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• pp.391-401
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• 2000

본 연구에서는 정맥 등과 같은 혈관의 상황을 모사하기 위하여 선형적으로 벽 두께가 변하는 축 대칭 관의 벽면과 유동의 상호작용을 유한요소 방법으로 해석하였다. 사용한 유한요소 상용 소프트웨어(ADINA)의 타당성을 검증하기 위해서 막힘이 있는 혈관에서의 벽과 혈류의 상호작용을 해석하고 이를 기존의 실험결과와 비교하였다. 또한 2차원 신축 벽을 가지는 평판 사이의 유체 유동에 대한 결과를 기존 연구결과와 비교하였다. 축대칭 문제의 경우, 입구의 압력은 일정하게 유지하면서 출구 압력을 감소시켜 나간다. 출구 압력의 감소에 따라, 유량은 증가하며, 관내 유로의 단면적은 감소한다. speed index(평균속도를 파의 속도로 나눈 값)가 1 근방에서 유량은 최대가 되며, 유로 단면적이 최소가 된다. 그리고 출구압력이 좀 더 감소하면 유량은 오히려 줄어든다. 이와 같은 현상을 유동제한(flow limitation) 혹은 초킹(choking)이라 하는데, 폐의 기도(airway) 및 모세혈관, 그리고 이외의 여러 정맥들에서 자주 발생하는 폭포효과의 원인이 된다. 상류벽 두께와 하류 벽두께의 비가 2 일 경우에는 하류쪽에서 목(area throat)이 형성되며 이 비가 3일 경우에는 상류 쪽으로 이동하는데 하류 벽면의 강성(stiffness)이 상류 쪽에 비해 강하게 되어서 상류 쪽에서 먼저 붕괴가 일어나기 때문이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권12호
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• pp.5-15
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• 2022

이중 강-콘크리트 합성말뚝의 설계를 위한 지지력 평가 방법이 정립되지 않아 기존 강관말뚝 설계 지지력식이 활용되고 있다. 그러나 이들 설계식 간 지지력 예측 결과가 상이할 뿐만 아니라 일반적으로 가장 보수적인 결과를 채택하게 된다. 이러한 말뚝 지지력 평가방법은 설계의 신뢰성 및 경제성을 낮추게 된다. 본 논문은 수직하중을 받는 이중 강관 내 콘크리트 채움된 신형식 합성단면(DSCT) 말뚝의 역학적 거동을 수치해석적으로 조사하고, 여러 DSCT 말뚝 조건변화에 따른 연직지지력을 분석하였다. DSCT 말뚝 및 인접지반에 대한 축대칭 유한요소모델을 생성하였고, 이를 활용해 근입깊이, 말뚝 선단 채움재 강성, 말뚝 선단 채움재 높이, 기반암층 종류 변화에 따른 영향을 분석하였다. 또한 해석결과를 말뚝 설계 실무에서 주로 사용하는 선단 지지력 평가식과 비교하여 합성말뚝에 대한 기존 강관말뚝 지지력 산정식의 활용 가능성을 검토하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.29-34
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• 2022

최근 비구조요소의 피해사례가 증가하면서 비구조요소 내진설계에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 대부분의 연구는 평면적 요소보다는 수직적 요소나 시스템적 요소를 변수로 층가속도를 평가하고 있다. 때문에 본 논문에서는 횡력저항에 많은 부분을 차지하는 코어를 평면적 변수로 사용하여 비구조요소 내진설계를 위한 층가속도에 대해 평가하였다. 정사각형의 2축대칭의 평면에서 코어의 형태(위치 및 비중)변화에 따라 서로 다른 5개의 평면과 각 평면마다 5층, 10층, 15층, 20층의 층수를 가진 총 20개의 모델로 선형시간이력해석을 수행하였다. 분석 결과 코어 위치에 따라 편심을 받는 평면에서는 층가속도가 최대 1.7배의 비틀림 증폭이 발생하였고 구조물의 중층부에서 비틀림의 영향이 가장 큰 것을 확인할 수 있었다. 편심이 없이 코어의 비중만 변화한 평면에서는 주기 0.4694초를 기준으로 이하일 때는 주기가 증가할수록 층가속도가 저층부에서는 감소하고 고층부에는 증가하며, 반대로 주기 0.4694초 이상일 때는 주기가 증가할수록 층가속도가 저층부에서는 증가하고 고층부에는 감소한다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 구조물의 층수는 최대층가속도에 영향을 주지 못하는 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.253-265
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• 1993

본 연구는 Lade에 의해서 제안된 비선형구성모델을 이용하여 지반거동을 해석하기 위한 수치해석 방법을 제시하고자 한것이다. 그 첫 시도로서 축대칭조건과 평면변형율조건의 비선형 경계치 문제를 해석하기 위하여 변위법을 이용한 유한요소 프로그램을 개발하였다. 모델의 매개변수를 결정하기 위한 시험과 모형기초지반의 시험재료는 백마강모래를 사용하였다. 그리고 실내시험 자료로 부터 비선형구성모델 의 매개변수를 결정할 때 컴퓨터 프로그램을 개발하여 사용하였다. 구성 모델의 정도를 검증하기 위하여 개발된 유한요소프로그램을 사용한 예측결과를 매개변수 결정에 사용된 실험 결과뿐만 아니라 결정에 사용되지 아니한 실험결과와도 비교하였다. 검증에 사용된 시험은 다음과 같다 ; (1) 등방압축팽창시험, (2) 구속압력을 달리한 배수삼축압축시험 (3) 모형기초지반의 재하시험, 이상의 시험과 수치해석결과를 비교하여 비선형구성모델과 유한요소해석프로그램의 정도를 확인하고 평면변형율조건에 있는 2차원모형기초지반의 거동 특성을 검토하였다.