• 전산구조공학
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• 제4권2호
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• pp.9-12
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• 1991

공학문제에 있어서, 해석적으로 접근할 수 없었던 많은 경우의 문제들이 유한요소법(Finite Element Methods)의 정형화된 모형화 및 해석과정을 통하여 쉽게 접근되어질 수 있었다. 최근 보다 효율적인 요소개발과 컴퓨터 기술의 발달로 유한요소법은 더욱 효과적인 해석 수단이 되어가고 있다. 그러나 지반공학 문제와 같은 무한영역 문제를 유한요소법으로 해석할 경우, 매우 큰 영역을 모형화하기 위하여 많은 수의 요소가 요구되며 이에 따른 자유도(Degree of Freedom) 수의 증가로 많은 계산시간을 요구하게 된다. 본 고는 무한영역 문제를 효과적으로 모형화하기 위하여 연구, 개발되어진 무한요소(Infinite Element)에 대하여 소개하려 한다. 무한요소의 기본개념과 강성행렬의 형성방법을 보인 후, 기초공학 문제를 예로 하여 이의 적용방법을 간략하게 설명하였다.

• 기계저널
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• 제22권6호
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• pp.456-462
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• 1982

재래의 공학적 해석과정에서는, 주어진 시스템에 대한 정량적 해석을 위해 우선 시스템에 대한 수학적 모형을 가정.도입하고, 미지계수에 대한 결정은 시스템으로부터 관측된 자료에 의존하게 된다. 반면 DDS에 의한 모형화는 시스템에 대한 사전 지식이 없어도 시스템으로부터의 자료에 대한 체계적인 정량적 해석을 통해서 시스템을 특성화시키는 미분방정식을 유도할 수 있게 하며 오히려 시스템에 대한 이해를 돕게 한다. 이 때 결정되는 모형은 최소오차자승법(least square error method)에 의한 통계학적으로 가장 적합한 근사모형으로 결정된 모형의 계수로부터 시 스템의 물리적 특성을 규명(identify)할 수 없는 경우에도 그 모형으로 표현되는 추상시스템을 바탕으로 특성화, 예측 내지 제어 목적으로 활용할 수 있다. DDS는 단일변수(univariate)및 다 변수(multivariate) 자료에 모두 적용 가능하며 전달 함수 규명(Transfer Function Identification) 및 닫힘 루우프 시스템(closedloop system)의 모형화 및 해석에도 이용되고 있다.

• 전산구조공학
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• 제6권1호
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• pp.11-16
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• 1993

진동기초의 해석 및 설계에서의 주요사항은 진동하중자체의 특성을 산정하는 것과 기초구조의 수평, 수직, Rocking, Pitching 응답의 해석 및 수평-Rocking이 연계된 운동의 해석이다. 현재 사용되는 진동기초설계의 해석방법은 Reissner(1936)의 반무하지반영역 위에 놓인 원형강판에 대한 해석적 결과를 이용한 여러가지 변형된 방법이 사용되고 있다. 이러한 진동기초의 해석방법은 지반의 모형화하는 방법에 따라 탄성 반무한영역으로 지반을 모형화하는 경우 (Reissner(1936), Shekhter(1948), Sung(1953), Quinlan(1953), 등)와 감쇠-탄성스프링에 의해 지반을 모형화하는 경우 (Lysmer and Richart(1966), Barkan(1962), 등)로 나눌 수 있다. 최근의 실제 설계에는 선형스프링 이론을 바탕으로 하여, 감쇠효과와 진동에 참여하는 흙의 질량영향을 무시하는 Barakan(1962)의 방법이 많이 사용되고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.637-644
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• 2001

본 논문에서는 콘크리트 댐체의 균열 발생 및 진전해석을 포함하는 비선형 지진해석에서 유한요소망 의존성을 제거시키고 안정적인 해를 얻기 위하여 균열모형으로 사용되는 소성손상모형 및 손상역학모형을 duvaut-lions모형에 기초한 점소성모형으로 정규화하는 방법을 기술하였다. 제안된 방법으로 정규화된 소성손상모형과 그렇지 않은 소성손상모형를 이용하여 지진하중을 받는 콘크리트 댐체의 동적 손상해석을 수행하여 여러 형태의 유한요소망이 해석결과에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과로부터 정규화한 소성손상모형은 유한요소망의 크기 및 배열에 영향을 크게 받지 않고 객관적이며 안정적인 해를 계산하는 반면, 정규화되지 않은 균열모형은 요소망에 의존적인 불안정한 결과를 산출함을 관찰할 수 있었다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권5호
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• pp.115-125
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• 1997

콘크리트의 변형률국소화는 콘크리트의연화거동에 수반되어 변형이 국부적으로 집중되는 현상이다. 본 연구의 목적은 인장과 압축하중상태에서 콘크리트 부재에 발생하는 콘크리트 변형률 국소화 거동을 해석적으로 재현할 수 있는 통일된 모형을 제안하는 것이다. 본 논문에서는 인장과 압축에 대하여 변형률국소화가 일어나는 콘크리트 부재를 변형률 연화가 일어나는 국소화영역과 탄성제하가 발생하는 비국소화영역으로 구분하여 모델링하는 통일된 모형을 제안하였다. 또한 제안된 모형에서 미시역학적 평균화기법을 이용해 평균등가탄성계수와 수정된 평균등가탄성계수를 구하여 시편의 크기와 국소화영역의 크기에 따는 해석을 수행하였으며 기존의 실험값과 비교하였다. 연구결과, 본 연구에서의 변형률국소화모형이 크기효과를 포함한 콘크리트의 변형률국소화거동 해석에 타당하게 적용될 수 있음을 보여주었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.203-211
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• 2001

고층구조물의 해석에 사용되는 ETABS와 같은 상용프로그램은 해석의 단순화를 위하여 강막가정을 사용하게 된다. 이와 같은 강막가정은 일반적으로 바닥판의 휨 강성과 보의 편심효과를 무시하게 된다. 이러한 가정은 골조구조물의 정적해석에 대해서는 정당한 결과를 얻을 수 있으나 동적해석의 경우에는 바닥판의 휨 강성과 보의 편심효과가 구조물의 횡 방향 거동에 주요한 영향을 미치게 된다. 그러나 바닥판의 영향과 보의 편심효과를 고려하기 위해서는 유한요소의 특성상 바닥판과 보를 여러 개의 요소로 나누어야 하며, 이로 인하여 해석과 구조물의 모형화에 많은 시간이 소요되는 단점이 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위하여 부분구조기법과 대형요소를 사용한 효율적인 모형화 방법에 대하여 연구하였다. 또한 최종적으로 각 층에 대하여 강막가정을 적용하여 층 당 3개의 자유도만을 고려하는 막대모델을 제안하였다. 본 논문에서는 제안한 모형화기법의 정당성을 검토하기 위하여 구조물의 응답을 비교하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.83-91
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• 2001

본 연구에서는 2차원 평면상에서 자유장응답 해석을 위하여 유한요소-경계요소 조합에 의한 수치해석기법을 개발하였다. 전체 계를 외부영역과 내부영역으로 구분하였다. 외부영역은 동적 다층반무한 기본해를 이용한 경계요소로 모형화되고 내부영역은 유한요소로 모형화하여 조합하였다. 다층지반의 외부에서 입사하는 지진에 의한 지진응답해석을 수행하기 위하여 동적기본해를 이용한 자유장응답해석을 수행하였다. 지진응답해석에서는 지반의 전단병형률에 따라 변화하는 비선형특성을 모형화하기 위해 등가선형화기법을 적용하였다. 지진응답해석의 검증에 의하여 해석결과를 상용프로그램의 결과와 비교하였다. 결과적으로 지진응답해석을 효과적으로 수행할 수 있는 수치해석기법을 개발하였고 구조물이 있는 경우로의 확장돠 가능하게 되었다.

• 전산구조공학
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• 제4권1호
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• pp.42-43
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• 1991

균열성암반의 모형화 기술은 계속적으로 보완발전되어 UDEC이 개발되었으며, 현재 UDEC의 최신판은 블록 내부를 다시 유한차분요소로 분할하여 블록의 소성거동(Mohr-Coulomb Model) 및 쪼개짐을 고려할 수 있고, 절리면에서의 유체흐름 및 유압의 발생, 그리고 열응력 해석 등 평면변형 문제의 정적해석과 지진 및 폭발하중을 고려한 동적해석이 가능하다. UDEC은 전처리 기능이 뛰어나 최소한의 입력데이타로써 전체 모형의 데이타를 자동생성시키며 절리면의 통계학적 자동생성 및 터널형상의 자동생성도 가능하다. UDEC은 실용적인 보강요소를 구비하여 Rock Bolt 뿐만 아니라 그라우트를 고려한 Cable Bolt를 모형화할 수 있으며 국부적인(Key Block)보강으로써 불연속체 전체의 안정을 검토할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.25-34
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• 2006

본 연구에서는 비교적 높은 초기 유효응력을 가진 지반구조물의 액상화연구에 사용된 동적 원심모형실힘결과를 이용하여 유효응력모델검증에 관한 연구를 수행하였다. 원심모형 지반은 최대 유효응력 380kPa를 가진 충분히 포화된 느슨한 Nevada 모래 지반으로 구성되었으며, 수치해석에서는 1차원의 기둥형태로 가정하였다. 수치해석에 이용한 두 종류의 원심모형실험에서는 상당한 깊이(37m 및 22m)까지도 액상화가 발생하였으나, 깊이에 따른 액상화발생 경향은 경험적 액상화 평가방법과 상반된 결과를 보였다. 즉, 원심모형실험에서 계측된 과잉간극수압을 기준으로 해석하였을 때, 액상화는 모형지반의 윗부분에서 먼저 발생한 후 점차적으로 아랫부분으로 이동함을 알았다. 이와 같은 실험결과는 수치해석에서 비교적 잘 예측된 것으로 판단되었다 원심모형 지반의 초기 포화도와 원심력 증가에 따른 지반의 상대밀도 증가가 액상화모형실험의 수치해석에서 중요한 역할을 함을 알 수 있었다.

• 대한교통학회:학술대회논문집
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• 대한교통학회 2007년도 제56회 학술발표회논문집
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• pp.89-97
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• 2007

본 연구에서는 통행배정 모형이 갖는 여러 가지 가정 중 대칭적 통행비용 함수를 갖는 가정을 극복할 수 있는 방법에 대해 살펴보았다. 통행배정 문제에 있어서 대칭적 비용함수 가정이라는 것은 링크의 통행비용은 다른 링크의 교통량에 전혀 영향을 받지 않는 않으면서, 동시에 해당 링크를 통과하는 단하나의 수단에 의해서만 결정된다는 의미이다. 본 연구에서는 이러한 가정을 극복할 수 있는 비대칭 통행배정모형의 특성을 살펴보고, 그 해석 모형에 대해 고찰하였다. 이 때 대표적 비대칭 통행배정 문제인 다수단 통행배정 모형을 중심으로 문제를 정의하여 검토하였다. 대각화(Diagonalized) 알고리즘과 Column Generation에 기반한 heuristic 모형을 다수단 통행배정 모형에 적용하여 그 결과를 분석하였다. 그 과정을 통해 대각화 알고리즘은 초기해의 수단과 수렴기준 수단에 따라 서로다른 해를 갖는 복수의 평형해(Equilibria)특성을 가지고 있었다. 그에 비해 Column Generation에 기반한 heuristic 모형은 Euclidean Norm을 이용한 부분최적화를 통해 복수의 평형해(Equilibria)에 관한 문제점을 개선할 수 있었다.