• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.357-363
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• 2002

본 연구에서는 지진하중을 받는 구조물의 MR감쇠기를 이용한 모드제어를 구현하고자 한다. 모드제어는 저차의 모드만을 이용하여 구조물의 진동을 제어한다. 따라서 토목구조물과 같은 자유도가 많은 대형구조물의 제어에 적합하며, 제어기의 설계 역시 다른 제어이론에 비해 간편하다. 모드제어에 대한 앞선 연구들이 많이 있음에도 불구하고, 반능동제어, 특히 MR감쇠기에 대한 모드제어의 성능에 대한 연구가 없었다. 본 연구에서는 MR댐퍼에 대한 효율성을 검토하기 위해서, 모드제어이론을 지진하중을 받는 구조물에 구현하였다. 센서로부터 측정된 응답을 이용하여 모드응답을 예측하기 위해 칼만필터를 구현하였으며, Spillover problem을 해결하기 위해 low-pass filter가 적용되었다. 수치예제를 통해 저차의 모드만을 제어함으로써, 구조물의 거동이 효과적으로 줄어드는 것을 확인하였다. 그러나 줄어드는 정도는 제어기의 가중치행렬과 칼만필터에 사용되는 센서에 의해 측정된 응답에 따라 다르다

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.481-484
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• 2011

최근 철도는 미래의 핵심교통수단이자 저탄소 녹색성장을 대표하는 교통수단으로 주목받고 있다. 그 중 자기부상열차는 바퀴 마찰에 따른 소음 진동 분진이 없는 차세대 교통수단이며, 이를 지지하는 구조물(교량)은 열차의 운행 안정성(동적거동)을 고려한 설계가 필요하다. 또한, 상부 구조물은 자기부상열차의 연행이동등분포하중을 지지하며, 이러한 하중조건을 갖는 차량이 운행할 때 상부 구조물은 설계기준사항들을 만족해야한다. 도시형 자기부상철도 토목구조물 설계기준에 의하면 도시형 자기부상철도의 운행 안정성(동적거동)을 평가하기 위한 항목들로 대상 구조물의 고유진동수, 승차감을 고려한 연직처짐 등이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 자기부상열차의 실 열차하중을 고려하여 연행이동등분포하중으로 철도교량의 동적거동을 검토하였으며, 설계기준을 적용하여 대상 철도 교량의 운행 안정성을 평가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.244-244
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• 2021

난류흐름 거동은 지형이나 수공구조물과 같은 고체 경계면의 변화에 민감하게 반응하며 특징 또한 다양하다. 보나 여수로 등과 같은 단차 구조물을 통과하는 흐름은 구조물의 모서리 같은 흐름 경계면이 급변하는 지점에서는 흐름분리(flow separation)가 발생하는 것이 특징이다. 이러한 흐름분리로 인해 전단층이 발생하며 흐름 재순환(recirculation)이 구조물 하류부에 형성된다. 이 연구에서는 낙차공 형식의 단차 구조물 하류부에서의 흐름 거동을 이해하기 위해 CFD모델링을 통하여 계산된 3차원 유동장을 분석한다. 난류 모의는 하이브리드 LES(large-eddy simulation)/RANS 계산 기법인 IDDES(improved delayed detached-eddy simulation)기법을 적용한다. IDDES의 기본 모형으로는 k-ω SST모형과 Spalart-Allmaras모형을 이용하여 두 모형의 성능을 평가한다. 자유수면의 변동은 VoF(volume of fluid)기법을 이용하여 계산하며, 각 지배방정식은 최소의 수치분산을 유지하면서 수치해의 안정성을 확보할 수 있는 2차 정확도의 유한체적법을 이용하여 이산화하였다. 수치해석 결과는 레이놀즈수 23,400과 후르드수 0.22의 조건에서 기존에 계측된 자료와 비교하여 수치모형의 정확도를 평가하고 하상 단차 하류부에서의 흐름 거동 특성을 분석한다. 계산 결과는 공학적으로 널리 사용되는 RANS 수치모의에서 볼 수 없는 전단층과 난류구조의 동적 거동 특성과 이에 따른 레이놀즈 응력분포의 특성을 설명해준다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.126-134
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• 2020

유체 저장 구조물은 지진 시 유체의 출렁임에 의해 동수압이 발생한다. 이 때, 유체의 동수압은 지진의 강도뿐만 아니라 유체 자유수면의 출렁임 높이(sloshing height)에 의해서도 변화한다. 이러한 하중 변화에 영향을 미치는 인자로는 지진파의 형상, 최대지진강도, 유체 저장구조물의 크기, 구조물의 폭, 유체의 높이 등이 있으며, 본 연구에서는 유체높이와 구조물 폭의 비가 유체의 출렁임 특성에 미치는 영향을 규명하고자 한다. 이를 위하여 구조물의 폭이 500mm인 수조에 구조물의 전체 높이 대비 50%인 200mm와 35%인 140mm의 유체를 담아 실지진파를 적용시켜 유체 자유수면의 출렁임 높이를 측정하였다. 또한 수치해석기법 중 하나인 SPH기법을 통하여 실험과 해석의 유사성을 검증하였다. 실험과 해석의 비교를 통하여 유체의 자유 수면이 유사한 형상을 나타냄을 확인하였으며, 이를 바탕으로 SPH기법을 적용하여 유체높이와 구조물 폭의 비를 다양하게 변화시키면서 유체 자유수면의 출렁임 형상을 분석하였다. 이상의 결과를 바탕으로 지진시 유체 자유수면의 최대 높이 및 최소높이를 예측할 수 있는 식을 제안하였으며, 제안식에 의해 예측된 유체 자유수면의 최대 높이 및 최소 높이의 오차는 최대 3% 이내임을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.47-58
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• 2022

동적 하중 재하시 지반-구조물 상호작용 확인을 위해 최근까지 단말뚝을 고려한 진동대 실험이 많이 시행됐다. 그러나, 실제 구조물의 대부분은 군말뚝 기초로 지지되는 기둥 형태의 다자유도 구조물이므로 본 연구에서는 이를 고려하여 대형 진동대 실험 및 수치해석을 통해 지반-구조물 상호 작용을 분석하였다. 연구 결과, 다자유도 기둥 구조물은 가속도의 증가 및 구조물의 고유 진동수와의 일치 여부에 따라 말뚝의 모멘트는 증가하였다. 또한, 동적 p-y 곡선의 기울기는 가속도 및 입력 진동수의 변화에 상관없이 일정한 기울기를 나타내었다. 다자유도 기둥 구조물의 동적 p-y 중추 곡선 및 군말뚝의 모멘트에 대한 분석 결과, 반복하중에 의해 배후말뚝 조건인 양 측면말뚝보다 선두말뚝의 중심말뚝에서 큰 지반 저항력을 나타내며, 군말뚝 효과는 기존 연구와는 상이하게 7D 이상에서도 발현되는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.324-328
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• 2015

본 연구에서는 수심적분 2차원 수치모형인 Nays2D를 이용하여 수공구조물(낙차공)이 사주의 거동과 하천의 평면변화에 미치는 영향을 분석하였다. 길이 20m, 저수로 폭이 0.48m, 좌우안 홍수터 폭이 0.26m인 복단면 하도에서 낙차공에 의한 사주의 변화를 파악하기 위한 실험결과와 수치모의 결과를 비교하여 그 적용성을 검증하였다. 최심 하상고의 변화와 교호사주의 발생을 모의하였으며, 실험결과와 잘 일치하였다. 하폭이 상대적으로 넓고 수심이 얕은 복렬사주가 발생하는 조건에서 사주의 거동을 파악하기 위한 수치실험을 수행하였으며, 상류에서 발생한 사주의 형상이 낙차공 하류의 하도변화에 영향을 미치는 것을 파악하였다. 낙차공 상류와 하류에서 교호사주가 발달하였으며, 낙차공 상류에서 발달한 사주의 형상을 반영하여 낙차공 하류에서 교호사주가 형성되었다. 사주의 파장은 낙차공 상류의 파장보다 낙차공하류에서 짧고, 사주의 파고는 낙차공 하류에서 파고보다 상대적으로 높다. 또한 사주의 이동속도는 낙차공 상류보다 하류에서 빠른 특성을 보여주고 있으며, 낙차공에 의하여 흐름이 강하게 교란되면서 하류에서 사주가 형성되는 영향을 주기 때문으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권10호
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• pp.71-81
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• 2008

토압, 지하수위 상승, 집중호우, 구조적 결함 등 여러 요인들로 인해 발생한 흙막이 벽체의 변위는 배면지반에 변위를 발생시키고, 과다한 지반의 변위로 인해 발생한 구조물의 부등침하는 구조물의 파손이나 파괴를 일으킨다. 이러한 경우, 벽체와 구조물의 보강대책이 강구되어야 한다. 최근 이러한 문제를 최소화하거나, 억제하기 위한 보강대책 중 하나는 마이크로 파일을 이용하는 방법이다. 본 연구는 벽체의 변위로 인해 발생할 인접구조물의 부등침하를 억제시키기 위해 설치한 마이크로 파일의 보강효과의 경향을 파악하고자 실시한 모형실험을 다루고 있다. 실험결과, 마이크로 파일의 설치길이는 2B(B:기초 폭), 간격은 2D(D:파일직경)로 설치하는 경우가 가장 발생한 침하율이 작았다. 또한 이 경우(L=2B, s=2D), 구조물에서 이격거리 0.1B 이내에서 지표면에 수직방향으로 설치할 때가 침하율이 가장 작게 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권6호
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• pp.17-28
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• 2022

동적 하중 재하시 지반-구조물 상호작용 확인을 위해 진동대 실험이 많이 시행됐으나, 대부분 단자유도 상부 구조물과 단말뚝을 적용한 진동대 실험이 주를 이루고 있다. 이에 본 연구에서는 다자유도 구조물과 군말뚝을 적용한 대형진동대 실험을 통해, 상부 구조물의 관성 상호작용 영향을 분석하였다. 실험 결과, 단일 진동수에서의 증폭 경향을 나타내는 단자유도 구조물과는 다르게 다자유도 구조물에서는 다수의 진동수 구간에서 시간-가속도 발생 경향 및 응답 주파수의 유사성과 증폭 경향이 나타났다. 또한, 벽체 구조물에 비하여 기둥 구조물에서의 기초판과 상부 구조물과의 증폭현상이 더 크게 발생하여 기둥 구조물에 의한 관성 상호작용 효과가 더 큰 것으로 판단된다. 그리고 기초판에서의 전단력 및 관성력 관계, 상대 수직 변위 및 상대 수평 변위 관계와 심도별 동적 p-y 곡선에 대한 분석을 수행하였다. 분석 결과, 다자유도 구조물에서는 단자유도 구조물과는 상이한 거동을 나타내고 있으며, 벽체보다 기둥 구조물의 관성 상호작용의 효과가 더 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.67-74
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• 2008

세계적으로 폐기물의 발생량이 급증하여 매립지의 숫자가 급증하고 있으나 사용이 완료된 매립지의 처리에 많은 어려움이 있다. 특히, 도시 폐기물 매립지는 인구밀집 지역과의 근접성, 부지개발에 따른 경제적 가치의 급등 등의 이유로 활용 가능한 새로운 건설부지로서 많은 관심이 집중되고 있다. 그러나, 폐기물 매립지반 위에 구조물을 축조할 경우, 특별한 안정처리 및 보강처리를 하지 않게 되면 지반침하, 구조물에 대한 지지력 확보 등에 문제점이 발생될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 수치해석시 무보강, 토목섬유 보강후 상부에 화강풍화토로 복토하여 토목섬유 보강지반의 지지력 특성을 평가하였다. 즉, 탄성모델을 기초로 2차원 해석시 하중재하에 따른 지표면의 무보강 및 보강의 경우, 각각의 수직변위 및 수평변위를 분석하여 토목섬유의 보강효과를 규명하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.95-95
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• 2015

전 세계적으로 기후변화에 따른 영향을 전망하고 분석하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 우리나라 역시 기후변화 시나리오에 따른 영향평가를 실시하고 증가하는 위험에 대처하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 2013년부터 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 배포하는 RCP(Representative Concentration Pathway) 시나리오에 의하면 우리나라의 연평균 강수량과 호우일수는 뚜렷하게 증가할 것으로 전망되고 있다. 하지만, 수공구조물을 설계하는데 있어서 기후변화의 영향을 고려한 설계기준은 미흡한 실정으로 본 연구에서는 우리나라 한강 유역을 대상으로 기후변화 시나리오에 따른 설계홍수량을 분석하였다. 유출량은 실무에서 널리 사용하고 있는 HEC-1을 이용하여 산정하였고, 입력매개변수 중 강수인자는 RCP 시나리오 기반의 확률강우량을 적용하였다. 또한, 한강유역종합치수계획(2008)을 참조하여 나머지 매개변수를 사용하였다. 본 연구를 통하여 RCP 기후변화 시나리오 기반의 확률홍수량을 산정하여 점차 증가하는 홍수위험도에 능동적으로 대처할 수 있도록 기존 하천시설물의 설계 기준의 타당성을 분석하고자 한다.