• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
• /
• pp.738-741
• /
• 2010

최근 국내에서 해상교량 건설이 증가하면서 교량에 충돌하는 선박의 충돌력에 대한 관심도 증가하지만 선박충돌력에 대한 국내 기준은 AASHTO LRFD에 근거를 두고 있는 실정이다. AASHTO LRFD에 의한 선박충돌력은 Woisin의 평균충돌력 개념에 바탕을 두고 있으며, 충돌속도가 증가함에 따라 AASHTO LRFD에서 제시하는 충돌력의 변화곡선을 따르고 있다. 하지만 AASHTO에서 제시된 충돌력 변화곡선은 선박의 최대충돌력 변화곡선과 같이 선형적 변화를 보이는 반면, 본 선박 충돌해석 결과의 평균충돌력은 최대충돌력의 선형적 변화거동과 일치하지 않는 것으로 나타났다. 따라서 본 논문에서는 선박의 비선형 충돌해석을 통하여 AASHTO LRFD에 의해 산정되는 선박충돌력의 부적절성을 거론하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제31권3A호
• /
• pp.199-206
• /
• 2011

현재 국내에서 사용되고 있는 교량의 선박충돌력에 대한 설계기준은 Woisin의 실험으로부터 제안된 평균충돌력을 적용한 AASHTO LRFD에 기반을 두고 있다. 이러한 평균충돌력의 보수성을 평가하기 위하여, 본 연구에서는 비선형 유한요소해석을 토대로 선박의 질량-가속도의 관계, 선수의 변형-운동에너지의 관계를 이용하여 선수충돌시 발생하는 평균충돌력을 산정하고 이를 AASHTO 설계기준과 비교하였다. 그 결과, 선박의 크기에 따른 평균충돌력의 변화는 해석에서 얻어진 평균충돌력에 비해 매우 보수적이지만 경향은 일치하는 것으로 나타났다. 그러나 속도에 따른 평균충돌력의 변화는 충돌속도에 비례하는 설계기준의 값과는 달리 선수의 소성거동에 지배를 받는 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.175-183
• /
• 2022

선박과 교각이 충돌하면 생명과 안전에 큰 위협이 될 수 있다. 따라서 선박-교각 충돌력 영향 인자를 식별하고 다양한 충돌 조건에서의 충돌력에 대한 연구의 필요성이 있다. 본 논문에서는 선박-교각 충돌의 유한요소 모델을 설정하고, 수치 시뮬레이션을 통해 선적상태, 운항속도, 충돌 각도의 세 가지 입력조건을 조합하여 50가지 케이스에서의 선박-교각 최대 충돌력을 계산하였다. 계산된 유한요소해석 결과를 사용하여 신경망 추정 모델을 학습하고 최대 충돌력을 추정함으로써 빠른 시간에 최대 충돌력을 추정하는 프로세스를 제안하였다. 신경망 예측 모델은 가장 기초적인 역전파 신경망과 시간정보를 고려할 수 있는 순환신경망인 Elman 신경망 2가지 모델을 사용하였다. 10가지 케이스의 테스트 데이터로 시험한 결과 Elman 신경망을 사용했을 경우에 평균상대오차가 4.566%로 역전파 신경망보다 나은 최대 충돌력 추정이 가능함을 확인하였고 8가지 케이스에서 5%이하의 상대오차를 보여 주었다. 본 신경망을 이용한 최대 충돌력 추정법은 유한요소해석을 수행하지 않아도 되므로 계산 시간이 짧아 선박 항해 중 충돌을 회피할 수 없는 경우 피해를 최소화하는 의사결정의 기초 방법으로 사용할 수 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제8권4호
• /
• pp.590-595
• /
• 2020

본 연구에서는 해일표류선박의 충돌이 해일피난건물로 선정된 철근콘크리트 건축물의 안전성에 미치는 영향을 파악하기 위하여, 충돌속도, 선박의 질량 및 선박의 길이를 변수로 한 진자를 이용한 축소 충돌실험을 실시하여, 건축물의 응답에 영향을 미치는 최대 충돌력, 충돌시간, 충돌파형 형상, 반발계수 등에 대한 기본적인 물리량 변동추이를 상세히 평가하였다. 그 결과, 충돌파형 형상은 대부분의 실험결과에서 삼각형 분포가 나타났으나, 충돌실험체의 길이의 증가에 따라 사다리꼴에 가까워지는 것을 알 수 있었다. 이는 건축물의 응답에 영향을 미치는 충격량 (충돌력 파형의 면적)을 산정함에 있어 매우 중요한 결과이다. 또한 반발계수는 충돌속도의 대소에 관계없이 일정하나, 충돌체의 질량 및 길이에 의해 변화하며, 단위길이당 질량으로 정리하면 반발계수의 변동이 평가가능함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제40권5호
• /
• pp.469-481
• /
• 2016

본 논문에서는 강체 간 충돌에 의해 발생하는 충격력을 얻는 수학적 방법이 이론적으로 연구되었다. 이 이론적 방법은 사고로 지면에 추락낙하 하는 고준위폐기물 처분용기에 가해지는 충격력을 구하는 데에 적용되었다. 이 연구로부터 고준위폐기물 처분용기의 구조 안전성 설계에 요구되는 충격력이 이론적으로 유도되었다. 이론연구의 주된 내용은 두 강체의 충돌 시 강체운동학과 운동방정식에 관한 것이다. 이를 토대로 두 물체 간 충돌 시 발생하는 충격력을 구하는 일반적인 충격이론이 개발되었다. 이 충격이론을 처분장에서 처분용기 운송 시 운반차량에서 사고로 추락낙하 하여 지면과 충돌하는 처분용기에 발생하는 충격력을 구하는 문제에 적용하여 충격력에 대한 수학적 근사해를 이론적으로 구하였다. 동시에 컴퓨터코드를 이용한 수치해석을 수행하여 구한 수치해를 수학적 근사해와 비교하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제27권5호
• /
• pp.369-377
• /
• 2014

본 논문에서는 해중터널와 수중운항체의 충돌거동을 파악하기 위하여 두 구조체를 모델링하고 해석을 수행하였다. 충돌이 일어나는 해중터널은 원통형으로 단면을 가정하고 콘크리트와 라이닝강판을 가진 구조로 가정하였다. 충돌부위를 제외한 인접부분은 탄성거동을 하는 보요소로 모델링하고 계류라인은 장력을 받는 케이블로 모델링하였다. 수중운항체는 1800톤급 잠수함을 가정하였으며 수리동역학적 부가질량을 고려하여 충돌질량을 산정하였다. 해중터널에 작용하는 부력은 동적완화방법을 사용하여 초기조건에 포함시켰다. 부력비의 변화와 충돌속도의 변화를 고려하여 충돌해석을 수행한 결과, 충돌에너지의 소산은 주로 해중터널에서 발생하고 수중운항체에 의한 에너지 소산은 미미한 것으로 나타났다. 또한 계류라인의 장력과 부력비의 변화에 따라 해중터널의 충돌거동은 큰 영향을 받았다. 특히 충돌력은 기존의 설계기준의 선박충돌력과는 상이한 경향을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제28권5호
• /
• pp.451-457
• /
• 2015

본 논문은 강체간의 충돌에 의한 충격력에 대한 수학적 정해 및 고준위폐기물 처분용기의 지면 추락낙하사고 시의 충돌충격에의 응용 논문으로 강체간 충돌에 의해 발생하는 충격력 특히 고준위폐기물 처분용기의 지면 추락낙하 충격사고 시 처분용기에 가해지는 충격력을 구하는 기구동역학 수치해석 연구를 수행하였다. 이를 통하여 고준위폐기물 처분용기의 구조안전성 설계과정에서 요구되는 처분용기 처분 시 사고로 추락낙하 하여 지면과 충돌하는 경우 처분용기에 가해지는 충격력을 수치적으로 구하였다. 수치해석 연구의 주된 내용은 기구동역학해석 상용 컴퓨터코드를 이용하여 처분장에서 운반차량으로 처분용기 운반중 사고로 추락낙하 하여 지면과의 충돌 시에 처분용기에 가해지는 충격력을 구하는 기술적인 방법에 관한 것이며 이를 토대로 지면과 충돌하는 처분용기에 발생하는 충격력을 구하는 문제를 수치적으로 다루었다. 이렇게 수치적으로 구한 충격력을 이론적으로 구한 값들과 비교하였다. 비교결과 이론값들과 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제29권2호
• /
• pp.161-167
• /
• 2016

이 논문에서는 벽체의 형상(평면벽체, 곡면벽체) 및 벽체에 도입된 긴장력이 충돌저항성능에 미치는 영향을 수치해석적 기법을 사용하여 평가하고자 하였다. 벽체의 곡률 및 긴장력 도입률을 변수로 총 12 케이스의 충돌해석을 수행하였으며, 충돌체로는 상용 민항기엔진의 3차원 상세모델을 사용하였다. 충돌저항성능을 평가하기 위해 관입깊이와 벽체 중앙부 후면의 최대 변위를 비교하였다. 긴장력의 도입에 의해 관입깊이는 약 60~80% 수준으로 감소하는 것으로 나타났으나, 후면 변위는 큰 차이가 나타나지 않았으며, 벽체 형상에 따른 차이는 상대적으로 크지 않은 것으로 나타났다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
• /
• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(2)
• /
• pp.885-890
• /
• 1995

사용후핵연료 수송용기는 충돌사고에 대한 구조적 건전성을 입증하기 위하여 9 m 자유낙하조건에 대하여 수송용기의 충돌거동을 평가해야 한다. 본 연구의 목적은 수송용기가 9 m 높이에서 충돌면과 경사각을 갖고 충돌할 때의 동적거동을 파악하기 위한 것이다. 수송용기가 충돌과 함께 회전하며 연속충돌을 일으키는 45$^{\circ}$ 이하의 작은 경사각을 갖고 충돌할 매 수송용기에 발생하는 응력, 가속도, 충돌력 등을 분석하여 동적거동을 파악하였다. 또한, 수송용기의 경사각도를 변화시키며, 경사각도의 변화가 수송용기의 동적 거동에 미치는 영향을 파악하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제26권5호
• /
• pp.359-371
• /
• 2013

본 논문은 두 편으로 구성된 사고로 지면에 추락낙하 충돌하는 고준위폐기물 처분용기에 대한 기구동역학 해석 논문 중 첫 번째 논문으로 기구동역학 해석에 대한 일반 이론연구를 수행하였다. 이를 통하여 고준위폐기물 처분용기의 구조 안전성 설계에 요구되는 처분용기 처분 시 사고로 추락낙하 하여 지면과 충돌하는 경우 처분용기에 가해지는 충격력을 이론적으로 구하고자 하였다. 이론 연구의 주된 내용은 다물체 동역학의 운동방정식에 관한 것이며 이를 토대로 다물체간 충돌 시 발생하는 충격력을 구하는 문제를 이론적으로 다루었다. 이렇게 이론적으로 구한 충격력을 처분장에서 처분용기 운송 시 운반차량에서 사고로 추락낙하 하여 지면과 충돌하는 처분용기에 발생하는 충격력을 구하는 문제에의 적용을 검토하였다.