• 콘크리트학회지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.87-94
• /
• 1989

철근콘크리트 뼈대구조와 같이 설계변수가 과다하고, 제약조건식이 복잡한 구조물의 최적화를 위하여는 구조물을 여러개의 부분구조물로 분할하여 최적해를 구하는 분할법이 많이 사용되고 있다. 그러나 기존의 분할법에 의한 최적화는 구조해석과정과 고정된 부재력에대한 단면설계변수의 부분최적화 과정만으로 이루어지기 때문에, 최적해를 구하려면 반복적인 재해석과정만을 수행하지 않으면 안된다. 따라서 본 연구에서는 다단계분할법에 의하여 철근콘크리트 뼈대구조의 최적화 문제를 3단계로 형성하고, 분할된 부분최적화문제의 최적화시 전체구조의 강성 및 부재력 변화가 반영되어 부분 구조물의 결합을 유지시킬 수 있는 최적화 알고리즘을 제안하였다. 최적화 문제에서 설계변수로는 단면의 크기, 철근량, 모멘트 재분배율등을 취하고,목적함수는 경비함수, 제약조건으로는 강도설계법에 의한 부재강도, 시방서의 요구사항등을 고려하여 문제를 형성하였다. 본 연구에서 개발한 다단계 최적화과정의 첫째 단계에서는 탄성해석에 의하여 재분배모멘트의 설계공간을 형성한다. 이 때 부재력변화량추정(forece approximation technique)에 의하여 단면치수의 변화에 따른 부재력의 변화를 제약조건식 내에 포함시킬 수 있도록 하였다. 둘째 단면에서는 첫째 단계에서 구한 부재력변화량추정이 포함된 제약조건식 내에서 무제약최소화기법에 의하여 단면치수를 최적화하도록 하였다. 셋째 단계에서는 재분배 모멘트를 최적화하였으며, 이 때 재분배모멘트의 변화에 따른 단면설계 변수의 변화는 둘째 단계에서 구한 설계민감도(design sensitivity)를 이용하여 반영시키도록 하였다. 제안된 알고리즘을 1층 2경간 및 2층 1경간 뼈대구조에 적용하여 알고리즘의 타당성과 효율성을 입증하였다. 따라서 본 연구의 알고리즘은 철근 콘크리트 뼈대구조의 최적설계에 안정성있게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.892-899
• /
• 2002

콘크리트 휨 부재의 내하능력을 개선하는 방법들 중에서, 최근에 와서, 기존의 철근콘크리트 부재에서 사용하는 철근을 대신하여 섬유보강폴리머(FRP) 복합재료 층으로 보강한 콘크리트 부재에 관한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구는 휨을 받는 원형단면 FRP 콘크리트 부재의 거동을 예측하기 위한 해석모델에 중점을 두고 있다. FRP층과 내부에 충진된 콘크리트로 이루어진 부재의 응력 및 변형을 예측하기 위하여 층분할 단면해석 모델이 제시되었다. 콘크리트의 압축거동이 횡방향 팽창에 의존한다는 가정과 다축 압축 응력상태의 구성관계에 기초하여 FRP 층으로 둘러 쌓인 콘크리트의 응력변형률 관계를 정식화하였다. 고전적 적층이론에서, FRP 층의 거동은 2차원 적층의 면내거동의 응력-변형률 관계에 기초한 등 가직교재료특성에 기초하여 정식화하였다. 소개된 해석모델의 검증을 위하여 원형단면 FRP 콘크리트 휨 부재의 4점 실험과 비교한 결과, 본 모델은 부재의 모멘트-곡률 관계, 단면에서의 축방향 변형률뿐만 아니라 횡방향 변형률, 그리고 FRP 층으로 인한 콘크리트의 구속효과의 증진에 관한 거동 특성들을 잘 예측해 주었다.

• 대한조선학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.41-50
• /
• 1989

2차원 날개 단면 주위 유동문제를 포텐셜장에서의 표면양력판이론에 의하여 해석하였고 수치해석 효율을 증대시키기 위한 방법을 제시하였다. 날개 뒷날에서 유동이 쐐기 주위의 유동과 유사하다는 특성을 이용하여 계산효율을 증대시키기 위한 쐐기형 쿠타 조건(wedge type Kutta condition)을 제시하였다. 또한 쐐기형 계산효율을 증대시키기 위하여 세부 분할 방법을 적용하였다. 즉 날개 뒷날 부근의 4개의 양력판을 세분하고 세분된 양력판에서의 다이폴세기는 쐐기 주위 유동특성을 따르게 하였다. 세부분할 방법에 의한 쐐기형 쿠타조건을 2차원 날개단면 문제에 적용하였을 경우 수치계산 효율이 증가됨이 보였다. 날개 앞날에서의 유동은 앞날 반경(leading edge radius)을 갖는 원에 접하는 포물선(osculating parabola) 주위의 유동과 유사하다는 특성을 이용하여 비교적 적은 양력판 갯수에 의한 계산결과로부터 날개 앞날 주위의 유동을 정확히 계산하였다. 날개 앞날 주위의 급격한 유동변화를 정확히 계산함으로써 캐비테이션 발생 문제 및 날개 주위 경계층 문제를 계산하기 위한 정도 높은 입력자료를 제공할 수 있게 되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제23권5호
• /
• pp.60-67
• /
• 2019

일반적으로 철근콘크리트 슬래브는 콘크리트 재료의 열적특성에 의해 높은 수준의 화재 저항 성능을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 기존연구에 따르면 중공슬래브의 열적거동은 일반 슬래브와 상이한 것으로 보고되고 있으며, 이는 중공슬래브 내부에 형성된 공기층 때문인 것으로 판단된다. 따라서 슬래브 내부의 공기층을 고려하지 못하는 기존의 방법을 통해서 화재 시 중공슬래브의 내부온도를 추정하는 것은 어려울 것으로 판단된다. 본 연구에서는 화재 시 중공슬래브의 내부온도 분포를 산정하기 위한 수치해석 모델을 제안하고 이를 평가하였다. 기본적으로 화재 시 슬래브의 열전달은 전도, 대류, 복사 등을 통해 발생하며, 이를 기반으로 시간에 따른 슬래브 내부 단면 온도분포를 산정하게 된다. 이에 본 연구에서는 슬래브를 유한개의 층으로 분할하여 각 층의 온도를 산정하는 유한차분법을 도입한 중공슬래브의 수치해석적 모델을 개발하였으며, 슬래브 내부 공기층에서의 대류 및 복사에 의한 열전달 경로를 고려할 수 있도록 개발하였다. 또한 제안된 모델을 실험결과와의 비교를 통해 검증하였으며, 그 결과 제안된 모델은 화재 시 중공슬래브의 온도변화를 적절히 예측하고 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제40권4호
• /
• pp.105-112
• /
• 2024

지구온난화로 인한 기후변화로 예측 불가능한 집중호우가 증가하여 국내 하천의 홍수 피해는 심각해지고 있으며 이에 따라 수중보의 제체 및 기초지반을 통한 침투량 증가는 파이핑 현상을 유발하여 수중보의 안정성을 위협한다. 따라서 수중보의 관리와 설계에 있어 증가하는 침투유량에 관한 많은 연구가 필요하다. 본 연구에서는 수중보에 대하여 투수층의 깊이와 널말뚝 길이 및 위치를 달리하여 수치해석과 단면분할법 및 Polubarinova-Kochina가 제안한 방법을 사용하여 침투유량을 산정하고 비교 분석하였다. 그 결과 침투유량은 S/T가 증가함에 따라 감소하였고, X/b가 증가할수록 증가하는 경향을 보였으며 널말뚝 위치에 대한 차이보다는 널말뚝 길이의 변화가 침투유량에 더 많은 영향을 끼치는 것으로 판단되었다. 따라서, 수중보 설계 시 지층깊이를 고려한 긴 널말뚝을 적용하고 제체의 상류부에 설치할수록 침투유량이 감소해 파이핑에 대해 안전한 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제25권7A호
• /
• pp.1006-1016
• /
• 2000

본 논문은 뇌의 자기공명영상에서 백질과 회백질 및 뇌척수액을 분리하고 각각의 체적을 산철하기 위한 것이다. 본 연구는 먼저 뇌의 자기공명영상에서 영상의 배경을 제거한 후 외피 및 지방층으로부터 뇌 영역 전체를 분리하였으며, 부분체적의 문제(partial volume artifact)에 의해 명암 값의 번짐 현상을 보이는 뇌의 내부 영역에서 자기 공명영상의 생성원리를 근거로 명암 값의 산술적인 해석을 통해 원래의 단면 안에 존재하던 각 성분의 부분체적을 산출하였다. 산출된 백질과 회백질 및 뇌척수액의 부분체적은 번짐 현상을 보이는 자기공명영상에서 각 성분을 분리하기 위한 판별값을 경정하기 위해 사용되었고, 최종적으로 백질과 회백질 및 뇌척수액의 체적을 산출하도록 하였다. 본 연구는 뇌의 위축을 보이지 않는 정상인의 자기공명영상을 대상으로 하였으며, 향후 이러한 연구 결과는 알쯔하이머 병이나 뇌성마비등과 같은 퇴행성 뇌 질환 환자의 뇌 위축정도를 객관적으로 진단하는 방법으로 사용 될 수 있다.