• Composites Research
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• v.20 no.4
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• pp.42-50
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• 2007

This paper describes the results of experiments and numerical simulation studies on the low-velocity impact damage of two different sandwich composite panels for application to bodyshell and floor structure of the BIMODAL tram vehicle. Square test samples of 100mm sides were subjected to low-velocity impact loading using an instrumented testing machine at four impact energy levels. Part of this work presented is focused on the finite element analysis of low-velocity impact response onto a sandwich composite panels. It is based on the application of explicit finite element (FE) analysis codes LS-DYNA 3D to study the impact response of sandwich structures under low-velocity impact conditions. Material testing was conducted to determine the input parameters for the metallic and composite material model, and the effective equivalent damage model for the orthotropic honeycomb materials. Numerical and experimental results showed a good agreement for damage area and the depth of indentation of sandwich composite panels created by the impact loading.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.14 no.2
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• pp.266-274
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• 2002

The impact-echo test, which is to evaluate the integrity of concrete and masonry structures nondestructively, is an excellent method in the practical application. However, there are cases that the Impact-Echo testing nay result in the low reliability. In this study, the reliability of the Impact-Echo testing was investigated through the numerical simulation of the Impact-Echo testing. The finite element analysis and the analysis based on the dynamic stiffness matrix method was incorporated for the numerical simulation, in which the cases of a sandwiched shear stiffness, an incr＋easing or decreasing stiffness, and a homogeneous stiffness. Based on the results of the analysis were considered, this study proposed the approaches to Improve the reliability of the Impact-Echo testing.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.44-44
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• 2015

저수지나 하천 사면에서 발생하는 산사태와 토석류는 저수지와 하천 수체에 충격을 가한다. 이로 인해 발생하는 수면 충격파는 전파되어 반대편 제방으로 파의 처오름 또는 댐 제체위로의 물넘이로 큰 피해를 줄 수 있다. 최근 외국에서는 2차원 충격파 생성 및 전파의 기본 과정을 구명하기 위한 실험적 연구가 이뤄지고 있으며, 이들 연구들은 충격파의 발생과 전파, 사면활동 물질과 수체의 상호작용 그리고 자유 수면과 유속분표의 발달에 대한 자세한 관측 자료를 제시하고 있다. 아울러 충격파에 영향을 주는 지배 매개변수를 제시하고 있다. 하지만, 이러한 실험적 연구의 최근 진보에도 불구하고, 이들 지배 매개변수를 고려한 충격파 지배공식들은 대상 지역의 복잡한 바닥 지형이나, 평면적 지형 변화를 단순한 추정치로만 고려하게 된다. 따라서 복잡한 지형조건에서 토석류와 수체의 상호작용과 수면 충격파의 전파를 합리적으로 해석하는 데는 한계가 있다. 이 경우 수치모델링 기법을 대안으로 적용할 수 있으나, 수치모델링은 수면에서 충격파의 전파와 수중에서 토석류의 전파를 동시에 모의해야 하고, 뉴턴 유체와 비뉴턴 유체의 특성을 동시에 고려해야하므로 수치해석 연구자들에게는 하나의 큰 도전사항이다. 이 연구는 경계면 포착기법을 이용한 계산유체동력학 기법을 이용하여 사면활동과 이로 인한 정지 수역에서의 충격파의 발생 및 전파를 재현하기 위한 수치 모델링 기법을 개발하는 것이 목적이다. 사면활동과 수면의 경계면을 포착하고 위치를 정립하기 위해서 VOF (volume of fluid) 경계면 재구축 기법을 이용한다. 지배 방정식은 비압축성(incompressible) 질량 보존방정식과 나비어-스톡스(Navier-Stokes) 방정식이며, 서로 다른 유체의 상(phase)애 대한 체적분할이송방정식을 이용한다. 큰와 모의 계열의 난류 모델링 기법을 적용하여 충격파의 전파와 붕괴에 대한 난류의 영향을 고려하였다. 토석류는 비뉴턴 흐름저항 관계식을 적용하여 그 흐름특성을 재현하였다. 이들 지배방정식은 2차 정확도의 유한체적법(finite volume method)을 이용하여 해석한다. 외국의 연구자들이 관측하여 제시한 길이 11 m 그리고 폭 0.5 m의 수로에서 발생한 충격파를 수치적으로 재현하여 개발된 모형의 실제 문제에 대한 적용성을 보여준다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.32 no.1
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• pp.118-131
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• 1995

The shock fracture analysis for the structures of navy vessels subject to underwater explosions or of high speed vessels frequently subject to impact loads has been carried out in two steps such as the global or macro analysis and the fine or micro analysis. In the macro analysis, Doubly Asymptotic Approximation(DAA) has been applied. The three main failure modes of structure members subject to strong shock loading are late time fracture mode such as plastic large deformation mainly due to dynamic plastic buckling, and the early time fracture mode such as tensile tearing failure or transverse shear failure. In this paper, the tensile tearing failure mode is numerically analyzed for the micro analysis by calculating the dynamic stress intensity factor $K_I(t)$, which shows the relation between stress wave and crack propagation on the longitudinal stiffener of the model. Especially, in calculating this factor, the numerical caustic method developed from shadow optical method of caustic well known as experimental method is used. The fully submerged vessel is adopted for the macro analysis at first, of which the longitudinal stiffener, subject to early shock pressure time history calculated in macro analysis, is adopted for the micro analysis.

• Computational Structural Engineering
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• v.10 no.3
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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.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.183-186
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• 2010

교각에서의 기초세굴 단계 및 상부구조물의 영향에 따른 진동특성을 파악하기 위해 교각 시험체를 이용하여 충격진동실험과 Midas FEA ver.2.0를 이용한 유한요소해석을 수행하였다. 기초세굴 모의는 교각시험체 기초 주위의 지반을 단계별로 굴착하였으며, 상부구조물의 영향은 철근콘크리트 블록을 제작하여 교각 시험체 위에 재하하였다. 충격진동실험과 수치해석결과, 강성이 작아지거나 질량이 커질수록 1차 모드 고유진동수도 작아지는 등 유사한 경향을 나타내었다. 대체적으로 충격진동실험으로 구한 1차모드 고유진동수는 수치해석으로 구한 값보다 작은 경향을 나타내었으며, 이는 지반의 강성변화를 수치해석 모델에서 연속적으로 반영하지 못하는 한계로 인해 발생한 오차로 판단된다. 따라서 1차 모드 고유진동수의 변화를 이용한 교각 세굴 건전성 평가를 위한 유한요소해석을 위해서는 지반물성을 보다 잘 모의할 수 있는 기법의 개발이 필요하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.290-290
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• 2018

본 연구에서는 수충격으로 발생할 수 있는 실제 상수도관망의 피해율을 신뢰성해석을 통해 정량적으로 비교분석하였다. 이를 위해서 먼저 실제 상수관망에 대한 수충격해석을 수행하였는데 기존의 가압장 운영조건을 적용하였고 가압장의 선택운영조건을 변경하여 수충격해석을 수행하였다. 이 결과물을 토대로 신뢰성해석을 수행하였고 두 조건에 대하여 정량적인 파괴확률을 산정할 수 있었다. 본 연구에서 사용된 실제 상수관망은 가압장의 운영조건으로 24시간 75m 수두를 유지하고 있으며 관말단부의 수용가에 충분한 유량이 전달되고 있다. 가압장의 고압유지는 관말부에는 적정할 수 있으나 상수도관망에서 누수와 시설물에 대한 많은 피해를 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 가압장의 펌프압력수두를 75m와 65m로 선택적 운영을 가정하였다. 이로 인한 관말부의 압력이 수도압력으로 충분한 15m를 계속 유지하는 것을 확인하였으며 수돗물 사용량이 적은 야간에는 가압장의 수두를 낮추는 방법으로 선택적 운영조건을 사용하였다. 기존 가압장의 운영조건과 선택적 운영조건을 사용하여 수충격해석을 수행하였고 신뢰성 해석모형을 사용하여 파괴확률을 정량적으로 산정할 수 있었다. 가압장의 운영조건을 최적화하여 효율은 증대하고 피해율을 저감할 수 있는 방법을 찾을 수 있었다, 이를 위해서 가압장의 인버터 설치는 물론이고 펌프의 최적운영을 위한 프로그램을 장착하여 가압장을 운영한다면 보다 경제적인 운영이 될 수 있을 뿐만 아니라 실제 상수관망에서 발생할 수 있는 여러 가지 피해를 최소화할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.17 no.3
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• pp.1-9
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• 2013

This paper presents high-velocity impact analysis of two-way RC slabs, including steel fibers and strengthening with fiber reinforced polymer (FRP) sheets for evaluating impact resistance. The analysis uses the LS-DYNA program, which is advanced in impact analysis. The present analysis was performed similarly to the high-velocity impact tests conducted by VTT, the technical research center of Finland, to verify the analysis results. High-velocity impact loads were applied to $2100{\times}2100{\times}250$ mm size two-way RC slab specimens, using a non-deformable steel projectile of 47.5kg mass and 134.9m/s velocity. In this research, extra impact analysis of material specimens was carried out to verify the material models used to the analysis. The elastic-plastic hydrodynamic model, concrete damage model and orthotropic elastic model were used to simulate the non-linear softening behavior of steel fiber reinforced concrete (SFRC), and material properties of normal concrete and FRP sheets, respectively. It is concluded that the suggested analysis technique has good reliability, and can be effectively applied in evaluating the effectiveness of reinforcing/retrofitting materials and techniques. Also, the Steel fiber and FRP sheet strengthening systems provided outstanding performance under high-velocity impact loads.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• v.1
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• pp.205-210
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• 2006

The impact forces of the highly nonlinear waves are one of the important factors in designing the ocean structures. The impact forces are very difficult to analyze numerically and experimentally because they are impulsive in magnitude and occur instantaneously. In this study the numerical program based on N.S. equations are used to investigate the impact forces of steep waves where the waves are gene rated by the wave maker in the numerical wave basin. The arbitrary steep waves are generated by the superposition of waves of single frequency and the impact forces on vertical cylinder are simulated on the multiblock grids. V.O.F. and the local height function methods are used to track the free surfaces. To validate the numerical analysis the numerical results are compared with the experimental ones and the acceptable agreements are found. It is thought that more studies on the simulations of the incoming breaking waves and the impact forces on the vertical cylinder should be made to obtain the useful results to be applied in the offshore design.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.18 no.4 s.70
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• pp.373-383
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• 2005

The cask is used to transfer the radioactive material in various fields required to withstand hypothetical accident condition such as 9m drop impact in accordance with the requirement of the domestic requlations and IAEA. So far the impact force has been obtained by the finite element method with complex computational procedure. In this study, the dynamic impact response of the cask body is analyzed using the mode superposition method, and the analysis method is proposed. The results we also validated by comparing with previous experimental results and finite element analysis results. The present method Is simpler than finite element method and can be used to predict the global impact response of cask