• Composites Research
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• 제26권4호
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• pp.235-244
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• 2013

체적 적분방정식법이라는 새로운 수치해석 방법을 이용하여, 다수의 임의로 경사진 등방성 타원형 장섬유를 포함하는 등방성 무한고체가 정적 인장하중을 받을 때 무한고체 내부에 발생하는 응력분포 해석을 수행하였다. 장섬유들과 기지 사이의 경계면은 완전결합이라고 가정하여, 평면 변형률 해석을 수행하였다. 즉, 등방성 기지에 다수의 임의로 경사진 등방성 타원형 장섬유의 중심이 1) 정사각형 배열 형태 또는 2) 정육각형 배열 형태로 포함되어 있는 경우에, 다양한 타원형 장섬유의 체적비와 다양한 경사각에 대하여, 중앙에 위치한 등방성 타원형 장섬유와 등방성 기지의 경계면에서의 인장응력 분포의 변화를 구체적으로 조사하였다. 또한, 체적 적분방정식법을 이용한 해를 해석하고, 유한요소법을 이용한 해와 비교해 봄으로서, 체적 적분방정식법을 이용하여 구한 해의 정확도를 검증하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권6호
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• pp.567-573
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• 2000

뇌동맥류는 뇌혈관의 일부가 풍선처럼 부풀어나는 혈관계 질환이며 뇌동맥류의 파열은 사망이나 심각한 후유 장애를 야기한다. 뇌동맥류의 다양한 발생 원인 중 혈관 내부의 혈류의 유동이 중요한 인자로 의심된다. 뇌동맥류의 형성에 미치는 혈류역학적 인자를 규명하기 위해 내경동맥에서 발생한 환자의 내경 동맥류 CT 사진을 이용하여 내경동맥류 모델을 제작하고, 모델 내부의 혈류유동장을 입자영상속도계를 이용하여 측정하였다. 동맥류가 발생한 내경동맥류 모델에서는 동맥류 원위부 목(distal neck)쪽과 반대쪽 내경동맥 벽에서 전단응력이 높게 나타났다. 동맥류 발생에 미치는 혈류역학적 인자를 규명하기 위해 동맥류를 제거한 내경모델을 제작하여 맥동유동에서 내부 유동장을 측정하였다. 심실수축기 동안 휘어진 내경동맥의 바깥쪽 벽에서 혈류의 혈관벽 부딪힘이 관찰되었으며 심실이완기 초반에도 이는 계속 유지되었다. 내경 동맥 내부의 부차적 유동특성을 연구하기 위해 동맥류 발생 위치에서 혈관 축과 수직인 평면의 유동장이 측정되었다. 혈관 단면에서는 휘어진 혈관의 바깥쪽에서 안쪽으로 시계방향의 와류가 형성되었으며, 이로 인해 혈관벽 바깥쪽과 시계방향으로 90도 정도 지역에서 전단응력이 높게 나타났다. 혈류 유동 특성과 동맥류 발생위치를 비교해 보면, 혈류의 혈관벽 부딪힘이 관찰되는 위치와 부차적 유동에 의해 전단응력이 크게 나타난 지역은 동맥류의 발생위치와 일치하였다. 따라서 혈류의 혈관벽 부딪힘과 부차적 유동에 의한 전단력이 동맥류 발생의 혈류역학적 요인으로 의심된다.

• 한국안전학회지
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• 제19권4호
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• pp.135-140
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• 2004

마모구조는 대략적으로 기계, 화학 및 열적 마모 등으로 구분되어 진다. 평면변형 유한요소법이 지속적인 칩 형성을 갖는 대각선 가공을 시뮬레이션 하기 위하여 새로운 재료의 응력 및 온도 필드와 같이 사용되었다. 작업소재의 변형은 등방성 변형 경화를 갖는 탄성-점소으으로 취급되며, 수치해석의 해는 소성 변형과 온도 필드의 결합을 설명하며, 온도 종속적인 재료 물성치로 취급된다. 이 논문에서 개발된 모델에서는 전단영역 주위의 변형률, 응력 및 온도 분포에 대한 구성모델의 불확실성의 영향들을 보여주며 예측된 전단영역의 응력, 변형률 및 온도의 평균값들은 기존의 실험 치와 비교해서 잘 맞는 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.131-136
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• 2006

일면전단시험은 전단면의 응력을 직접 측정하므로 평면변형시 강도를 파악할 수 있는 등의 많은 장점을 가지고 있으며, 시험조작이 간편하기 때문에 실용적으로도 우수한 것으로 판단된다. 그러나 사질토의 경우에 의한, Dilatancy에 의한 체적변화과정에서 공시체와 전단상자의 주면마찰력이 전단면의 수직 응력을 증감시키기 때문에 구해지는 강도가 과대 또는 과소하게 나타나는 것으로 알려져 있다. 그러나 반력판측에 장착한 하중계를 통해 전단면의 수직응력을 직접 측정 제어하는 형식으로 개선되어 주면마찰력의 영향을 해소하였다. 따라서 본 연구는 반력판측에 하중계를 장착한 개량형 다단식 단순전단시험기를 개발하여 사질토의 정압(CD)조건 전단시험을 수행하여 강도특성과 전단강도에 미치는 영향을 개량형 일면전단시험의 결과와 비교하였다. 그 결과 정압조건의 일면전단시험과 단순전단시험에 의한 강도정수는 조밀한 모래의 경우는 거의 비슷하게 나타나며, 느슨한 모래의 경우는 일면전단이 다소 크게 나타났다. 그리고 단순전단과 일면전단시험에서의 Dilatancy거동에는 큰 차이가 나타나지 않았다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.277-284
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• 1993

본 연구에서는 적분변환에 의한 해법을 사용하여 폐형으로 주어지는 엄밀해를 얻었다. 먼저 평면에 수직한 방향의 변위를 도입하여 주어진 문제를 Mellin 변환하 고 수식화 하면 Wiener-Hopf 방정식이 주어진다.이 방정식을 푼 다음 변위에 관한 적분 표현식을 점근(asymptotic)전개하여 평가하면 균열선단 부근의 변위가 결정된다. 이로부터 폐형(closed form)으로 구성되는 균열선단부근의 응력확대계수(stress in- tensity factor)를 얻었다. 이 결과를 가지고 특정한 경우에 해당되는 기존의 연구 결과와 비교하였다. 특별히 가해진 하중이 자기평형(self equilibrium)을 이루는 경 우에 한정하여 계면에 인접한 재료의 결과와 동일함을 무한고체물에 대한 해석에서 보 인 바 있는데, 이와같은 정성적인 결과가 본문제와 같이 계면방향 표면균열을 지니는 반무한 크기의 고체물에서도 유지되는가를 검토하였다. 아울러 본 연구와 동일한 모 양의 균열이라면 고체물표면 혹은 균열면에 임의로 분포하는 비평면하중문제에 대한 응력확대계수는 본 연구의 결과를 가지고 간단한 적분을 수행함으로써 용이하게 계산 됨을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1091-1097
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• 2011

SGBEM-FEM 교호법은 유한 물체 내에 존재하는 삼차원 균열을 해석하는 유용한 방법으로 알려져 있다. 이 방법으로 일반적인 평면 혹은 비평면 삼차원 균열에 대한 정확한 응력강도계수를 구할 수 있다. 기존의 방법에서는 균열을 모델화 하는데 8 절점 사각형 경계요소를 사용한다. 그러나 임의 형상의 균열의 경우는 3 절점 삼각형 요소를 사용하여 균열을 모델화 하는 것이 더 편리하다. 따라서 본 논문에서는 3 절점 삼각형 요소와 7 절점 사각형 요소를 사용하여 전진 프런트 법으로 균열을 모델링 하였다. 사용된 균열 모델의 정확성을 검토하기 위하여 몇 가지 형상의 균열에 대하여 응력강도계수를 구하여 기존의 해와 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.147-160
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• 2006

본 논문에서는 개선소성힌지해석과 유전자 알고리듬을 이용한 평면 강골조 구조물의 퍼지최적설계 방법을 제시하였다. 개선소성힌지해석에서는 강골조 구조물의 기하학적 비선형성을 고려하기 위해 보-기둥 요소의 안정함수를 사용하였으며, 재료적 비선형을 고려하기 위해 잔류응력, 소성힌지, 그리고 기하학적 불완전성 등에 의한 점진적인 강성감소모델을 사용하였다. 유전자 알고리듬에서는 토너먼트 선택방법과 마이크로 유전자 알고리즘을 사용하였다. 목적함수로는 구조물의 총중량을 사용하였으며, 제약조건으로는 하중-저항능력, 사용성, 연성도, 그리고 시공성에 관한 기준을 고려하였다. 퍼지최적설계에서는 명확한 목적함수와 퍼지제약을 가지는 경우에 한하여 허용 오차는 제한값의 5%로 선택하고 비소속함수와 레벨컷 방법을 이용하여 0에서 1까지 0.2간격으로 나누어 최적화하였다. 여러 평면 강골조 구조물의 최적설계를 수행하여 일반GA최적설계와 퍼지GA최적설계의 최적값을 비교하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.109-118
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• 2005

철근콘크리트조 고층아파트의 경우 흔히 전단벽식 구조시스템을 채택하게 된다. 이때에는 작업자의 이동과 재료나 장비의 수평 운반 편의상 세대간의 내력벽에 직 4각형 형태의 개구부를 설치할 때가 많다. 이와 같은 개구부는 화재등의 재난시에 신속한 대피용 통로로 이용하도록 하는 경우도 있다. 전단벽의 개구부는 구조체의 안전이나 안정을 위협하는 중요한 요소로 될 수 있으므로 설계시나 안전검토에서 반드시 검토해야할 사항이다. 이번 연구는 개구부를 갖는 직 4각형 전단벽의 탄성안정에 관한 것이다. 연구에서는 유한 요소법을 이용하였고 수치해석의 중요 변수는 개구부의 위치와 크기이다. 또한 연직 하중에 의한 균등 압축응력은 물론 휨 모멘트에 의한 응력 및 수평 전단력이 판의 임계응력에 미치는 영향도 검토하였다. 끝으로 비재하면의 구속이 전단벽의 안정성에 미치는 영향도 검토하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.65-71
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• 2009

수압파쇄기술은 가스나 석유, 지열 등 자원추출을 하기 위해 다양한 분야에서 전세계적으로 응용되고 있는 기술이다. 이러한 수압파쇄 작업 시 복수의 균열이 필수적으로 발생하여 균열간 기계적인 상호작용을 유발하는데 이러한 상호작용은 수압파쇄시 얻어질 수 있는 결과(균열 폭, 균열 길이, 보어홀 내 압력)에 큰 영향을 끼치게 된다. 수치해석기법인 경계병치법은 이러한 균열간의 역학적 상호작용을 고려하는데 유효한 수치해석적 기법으로 개발이 되고 있으나 응력확대계수를 계산하는 해석식과의 비교 등을 통한 검증이 필요하다. 이를 위해 무한평면에 일축 인장 응력과 전단응력이 작용하는 단일균열의 경우 및 임의의 두 균열이 존재하는 경우의 응력확대계수 및 균열폭 해석식과 본 수치해석기법을 통해 얻은 값을 비교하였다. 그 결과, 본 연구에서 제시한 경계병치법은 해석식과 상당히 근접한 결과를 나타내어, 균열간의 기계적인 상호작용을 고려하는데 유효함을 검증하였으며, 추후 수압파쇄 시 설계에 필요한 균열폭 등의 변수를 계산하는데 사용할 수 있음을 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.19-27
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• 1993

파괴역학에서 최근의 연구들은 균열체의 강도를 해석함에 있어서 균열선단 주위의 탄성 에너지 해방용, 균열확장력 그리고 응력장의 특성 등에 대한 지식을 요구하고 있다. 이런 연구들의 주안점은 에너지율, 응력장 그리고 탄성이방성체의 여러가지 경우들을 설명하는 데 있다. 철근콘크리트, 목재, 박층구조 그리고 각각의 방향으로 성질을 가지는 탄성체들은 대부분 직교이방성이다. 본 연구에서는 균열선단에 특이요소를 사용하고 균열선단 부근에서 아주 세밀한 요소를 사용하여 직교이방성 탄성체의 응력확대계수를 결정 하였다. 본 연구에서 응력확대계수를 구하기 위해 변위상관법을 사용하였으며 타 논문의 결과와 잘 일치함을 알 수 있었다.