• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.591-599
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• 2011

본 논문에서는 외연적 수치해석기법을 사용한 RC슬래브와 연성충격체의 충돌시뮬레이션 수행시 결과에 영향을 미칠 수 있는 영향인자들에 대한 변수연구를 수행하여 각 인자들이 해석결과에 미치는 영향을 고찰하였다. 수치시뮬레이션은 1970~1980년대에 독일에서 원자력발전소의 항공기충돌 설계와 관련하여 수행한 다수의 시험 중 하나인 Meppen test에 대하여 수행하였으며, 총 21case의 실험 중 II/4 실험의 경우를 대상으로 하였다. 수치해석에 사용한 software는 LSTC사의 LS-DYNA이며, 변수연구에서 고려한 인자로는 콘크리트와 강재의 재료모델, strain rate 효과, 지점조건의 모델링 방법 등이다. 이러한 인자들에 대한 적절한 고려를 통해 보다 정확한 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있으며, 특히 콘크리트 재료모델의 경우 해석결과에 미치는 영향이 가장 크므로 각 모델별 특징을 사전에 인지하고 해석케이스에 적절한 재료모델을 선택하는 것이 중요할 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제22권2호
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• pp.18-23
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• 2009

비선형 동적해석 유한요소 프로그램인 LS-DYNA를 이용하여 속 파편모의탄 충돌에 의한 Kevlar29/Phenolic 복합재 평판의 파손특성을 해석하였다. 적층판과 충격체는 고체요소를 사용하여 이상화하였고, 복합재 층과 층 사이 파손 해석을 위해서는 타이드 브레이크(tied-brake)요소를 사용하였다. 충격체와 복합재 적층판은 면-대-면 소멸 접촉 알고리즘을 사용하였다. 충격체에 의한 파손과 충격체의 관통을 모사하기 위해 응력이 일정한 파손기준식을 만족하면 해당되는 요소의 해당층은 제거된다. 해석 결과는 기존의 시험 결과와의 비교를 통해 검증한다.

• 항공우주기술
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• 제7권2호
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• pp.1-10
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• 2008

일반적으로 조류충돌 안전성 입증에 대한 규정은 고정익 항공기 중 FAR Part 23급 커뮤터 및 FAR Part 25급 민간항공기 부류의 항공기에 국한되어 적용되고 있다. 이는 상대적으로 낮은 비행속력과 주로 개인용 항공기로의 활용 등의 이유로 조류 충돌에 대한 위험성이 낮게 평가되었기 때문이다. 하지만 최근의 지점 간 운송을 목적으로 하는 Air-Taxi 등의 수요 증가로 인한 소형항공기 운항시간 증가 예측과 급격한 수요의 VLJ(Very Light Jet)등은 FAR Part 23급 Normal, Utility급 항공기의 조류 충돌 안전성에 대한 규정 적용 및 안전성 향상에 대한 필요성을 증가시키고 있다. 본 연구에서는 외연적 유한요소 해석을 이용한 소형항공기 주익에 대한 조류 충돌 안전성 평가와 Crushable Foam을 적용한 안전성 향상방안을 제시하고 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1021-1026
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• 2011

경량화와 강도 관점에서 구조부재에 대한 충돌 문제들은 방위산업, 고속운송수단을 포함한 다양한 분야에서 매우 중요시 되고 있다. 본 연구에서는 수치해석적 기법을 도입하여 알루미늄합금 판재에 대해 충격자의 충돌 조건에 따라 고속충격 환경에서의 파괴거동을 분석하였다. 충격자의 충돌조건은 형상, 속도, 각도의 3 가지 조건을 설정하였으며, 반복적 계산 소요를 줄이기 위하여 실험계획법의 한 종류인 라틴방격법을 도입하였다. 조건 변화에 따른 유한요소해석 결과를 통하여 충격흡수에너지량과 소성변형량을 계산하였으며, 이를 바탕으로 분산분석법을 수행하였고 따라서 각 인자 대한 영향도 평가를 수행할 수 있었다. 결과를 통해 충격흡수에너지 관점에서 충돌속도가 가장 큰 영향을 나타내었으며, 소성변형량 관점에서는 충돌각도가 가장 큰 영향인자로 평가되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.527-532
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• 2009

고속충돌 파괴현상에 대한 병렬계산기법을 다루었다. 특히 세라믹 재료는 다른 연성 금속 재료와 달리 강성이 크고 가볍기 때문에 충돌 방호 구조물로 활용이 되고 있다. 재료의 고속 관통 문제의 경우 매우 짧은 시간에 대변형이 일어나며, 세라믹 재료의 깨지는 특성 때문에 실험적으로 이를 분석하기 매우 어렵다. 본 연구에서는 세라믹 파괴현상을 수치적으로 모사하기 위해 절점분리기법을(node separation scheme) 적용하였다. 절점분리기법의 제약으로는 재료의 파괴가 발생함에 따라 새로운 절점이 생기게 되고, 이로 인해 지속적으로 계산 시간이 늘어난다는 사실이다. 해석 시간을 단축하기 위해 MPI(Message Passing Interface)를 이용한 병렬화를 수행하였다. 고속충돌 문제의 특이사항으로 시간에 따라 각각의 프로세서에 할당된 영역의 계산량이 비균일 해지며, 이로 인한 병렬 성능의 저하가 발생한다. 본 연구에서는 이를 방지하기 위해 동적영역할당기법을 적용하였다. 고속충돌 문제 해석을 통하여 적용된 기법의 정확성 및 병렬 성능에 대해 기술하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.202-206
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• 2013

해중철도는 파도와 바람의 영향을 크게 받지 않는 해중을 통과하는 터널내에 고속열차가 운행하는 철도시스템으로 수심에 관계없이 설치할 수 있고, 모듈별 육상 제작후 해상 대조립으로 건설이 가능하기 때문에 건설비용이 획기적으로 절감될 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 해중철도의 개념설계안을 소개하고 안전성 확보를 위해 해중에서 잠수함과 충돌하는 경우를 대상으로 해중철도의 구조적 거동을 해석할 수 있는 기법을 제시하고자 한다. 탄성지지된 보이론을 활용하여 해중철도 함체의 등가 질량을 계산하고 잠수함과 완전탄성 충돌시 속도를 계산하고 에너지 보존의 원리에 따라 함체의 변형량과 최대굽힘모멘트를 계산하였다. 결과의 검증을 위해 보요소를 사용하여 충돌 유한요소해석을 실시하였고, 비교를 통해 타당성을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 충돌 이론 해법은 간편하게 함체의 변형량과 최대굽힘모멘트를 계산할 수 있어 초기 설계시에 효과적으로 활용될 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.93-102
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• 2021

본 논문은 방현기능을 갖는 SB4등급 중앙분리대용 콘크리트 방호울타리를 개발하는 과정을 설명한다. 개발 단면은 높이와 하면의 폭이 각각 1,270mm와 560mm이다. 단면 중앙에는 방호성능을 향상하기 위해 와이어 매쉬가 배치된다. 충돌해석은 이 단면이 강도 및 탑승자 보호 성능을 만족하며 울타리에 손상이 발생하지 않는 것으로 예측하였다. 실물 충돌시험에서도 이 단면은 강도 및 탑승자 보호 성능을 만족하는 것을 확인하였다. 그러나 트럭 충돌 시 콘크리트 방호울타리 2곳에 손상이 관찰되었다. 향후 콘크리트 중앙분리대용 방호 울타리 충돌해석의 정확성을 높이기 위해서는 국내 시판 차량에 대한 모델 개발과 지속적인 충돌해석 기법에 관한 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• 대한교통학회지
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• 제21권2호
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• pp.155-164
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• 2003

현재 국내에서는 교통사고 재현 방법이 노면 흔적물에 의존하여 이루어지고 있고, 노면 흔적물이 없는 경우 교통사고 재현은 불가능하게 된다. 이러한 단점을 보완하기 위해 외국에서는 충돌모델을 이용한 교통사고 재현프로그램을 활용하고 있는 추세이다. 현재 우리나라에서 가장 많이 사용하는 교통사고 재현 프로그램 PC-CRASH를 활용하기 위해서는 각 사고마다 알맞은 충돌특성 인자 값을 사용자가 직접 입력하여 사용하여야 하나, 이를 활용할 수 있는 활용자료가 부족한 실정이다. 본 연구는 국내에서 실제 발생된 교통사고 사례에 대해 교통사고 재현 프로그램인 PC-CRASH와 충돌에 영향을 미치는 충돌 인자들로 교통사고를 재현하였고, 차량의 최종위치간 거리와 자세에 어떠한 영향을 미치는가를 알아보았다. 또한 실제 역 해석을 하기 위해 차량의 최종위치와 자세만으로 각각의 사례에 적절한 인자값을 추정할 수 있는 회귀식을 구성하였고, 통계적으로 신뢰성을 검증하였다. 사고 재현에 필요한 주요 충돌인자들의 초기치 설정시 추정식을 이용할 경우, 사고 재현 프로그램 활용 시, 시간 단축 효과를 프로그램 내부에 있는 유전자 알고리즘의 반복횟수로 추정식의 통계적 검증을 하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.227-235
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• 2018

최근 자동차 교통량의 증가로 인해 차량 전복사고가 급증하여 이에 따른 인명피해가 증가해왔으며, 이를 방지하기 위한 차량충돌 실험장비 및 해석프로그램 개발 등의 다양한 기술이 진보되고 있다. 본 연구에서는 적용한 차량모델은 미국 FORD사의 EXPLORER 차종이고, Rollover 해석은 차량충돌해석에 상용되고 있는 PC-Crash 프로그램을 이용하여 SUV의 전복사고 거동 및 충돌속도를 예측하였다. 그 해석결과로 FMVSS No. 208 법규를 통한 SUV차량의 실제 Rollover 거동과 비교할 때 유사한 결과를 보여주었으며, 충돌속도 및 롤각의 특성은 1000 msec 이후부터는 다소 오차율이 커지는 경향을 나타냈다. 그리고 NHTSA의 데이터베이스를 활용하여 고찰한 결과로 충돌속도 15~77 km/h, 충돌각도 $22{\sim}74^{\circ}$ 범위에서 전복사고가 가장 많이 발생함을 나타냈고, 실제 사고사례를 적용함으로써 차량 출발 위치, Roof 파손위치, 정지위치를 재현시켜 차량 Roof가 파손될 때 차량속도 및 충돌시간을 예측할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.535-546
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• 2010

최근 교량구조물의 증가와 더불어 차량 및 선박과 시설물 간의 충돌사고가 발생할 확률이 높아지고 있다. 특히 교량을 구성하는 상부구조와 하부구조 중에서 충돌에 의한 영향은 주로 교각 등의 하부구조가 받을 가능성이 크다. 교각에 차량 혹은 선박이 충돌하게 되면 교량 하부구조에 국부적인 손상을 유발하게 되며, 충돌사고는 훨씬 더 순간적이고 강한 물리적인 질량의 충돌을 동반할 수 있으며, 극단적인 경우 상부구조의 붕괴까지 유발할 수 있다. 그러므로 이 연구에서는 콘크리트 구조물인 교량의 교각과 같은 압축부재에 대한 설계 시 차량 등에 의한 충돌을 고려하고, 차량 충돌하중에 의한 손상지수를 정량적으로 평가하기 위해서 기존의 설계방법을 개선하고 새로운 구조물의 저항성능 평가방법을 정립하기 위하여 동적유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 이용하여 교각단면, 차량의 충돌각에 따른 충격도, 축력 및 축력비, 콘크리트 강도, 주철근비와 횡방향 철근, 세장비 등을 변화시켜 케이스별 해석을 수행하였다. 이 연구 결과를 통해 콘크리트 구조물의 거동해석 및 설계기법을 Bayesian 통계방법을 이용한 만족도 곡선을 통해 충격하중을 받을 시의 성능 기반형 저항성능 평가방법을 개발하였으며, 이는 실제 충격하중에 의한 구조물의 방호성능 및 설계 시에 적절하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.