• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.19-37
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• 2024

록볼트는 NATM터널의 주 지보재로서 터널공사 현장에 널리 이용되고 있다. 국내 터널 현장에서는 전면접착형 록볼트가 가장 많이 사용되고 있다. 전면접착형 록볼트는 그라우트에 의해 볼트체와 지반 간 상대적인 거동을 구현한다. 그러나 터널 수치해석 시 전면접착형 록볼트는 이러한 거동 특성이 반영되지 못한 방법으로 모델링되는 경우가 많다. 이러한 경우, 지보재의 부재력을 과소 혹은 과대 평가하는 요인이 될 수 있다. 본 연구에서는 전면접착형 록볼트의 합리적인 모델링 방법에 대한 연구를 수행하였다. 문헌 연구 결과, 전면접착형 록볼트는 Cable요소와 Truss요소로 모델링되는 것으로 분석되었다. Cable요소의 그라우트 물성치가 록볼트 거동에 미치는 영향을 분석하기 위해, 그라우트 물성치를 록볼트 인발시험 데이터를 통해 산정하여 적용한 모델과 록볼트와 지반 간 완전 접착을 가정하기 위해 임의로 크게 적용한 모델의 록볼트 거동을 비교하였다. 동일한 터널 조건에서 전면접착형 록볼트를 Truss요소와 Cable요소로 각각 다르게 모델링하여 수치해석을 수행하였고, 이에 따른 터널 거동을 분석하였다. 연구 결과, 록볼트와 지반 간 경계면 효과, 즉, 그라우트를 고려할 수 있는 요소로 전면접착형 록볼트를 모델링하는 것이 바람직한 것으로 검토되었다. 실제 전면접착형 록볼트의 거동을 모사하기 위해 인발시험 데이터를 활용하는 방법은 유효한 방법으로 검토되었다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제14권4호
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• pp.409-429
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• 2012

본 연구의 목적은 학생들이 수학적 모델링 활동을 통해 미분계수를 재발명하는 과정을 분석하여 학교현장의 미분계수 지도에 의미 있는 시사점을 제공하는 것이다. 이를 위해 고등학교 2학년 문과 학생 2명을 대상으로 모델링 과정과 그 과정을 통해 나타나는 수학적 개념 변화를 분석하였다. 그 결과, 학생들은 할선의 극한으로 접선을 재구성하고 접선의 기울기와 순간속도를 연결하기 위해 미분계수를 재발명하였다. 이 과정을 통해 학생들의 접선 개념과 시간-속도 그래프에 대한 개념이 변화되었음을 확인하였다. 본 연구의 모델링 과정에서는 학생들의 시각적인 이해를 돕고, 수학적인 개념을 탐구하는 본질적인 사고에 집중할 수 있도록 테크놀로지를 활용하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제13권1호
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• pp.1-9
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• 2024

고분자 분야의 개발 및 양산과정에는 제어가 안되는 많은 변수가 있으며, 화학적 조성, 구조, 가공 조건 등 작은 변화에도 물성편차가 크게 발생하기에 보편적인 환경을 가정한 기존의 선형적 모델링 기법으로는 현장 데이터 적용시 많은 오차가 발생한다. 이에 본 연구에서는 최근 산업용 구동부품의 플라스틱 채용경향에 맞추어 엔지니어링 플라스틱인 Polyacetal 수지의 내마모성 및 내굴곡성 강화 연구에 다변량 분석기법인 구조방정식과 가우시안 프로세스 회귀를 결합한 모델링 방식(GPR-SEM)을 제안하고, 비선형성을 가지는 물질 모델링에 활용 가능성을 고찰하고자 한다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.368-376
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• 2010

암반의 심도가 얕은 국내지반에서는 푸팅을 사용하지 않는 벤트기초가 매우 경제적인 공법이다. 현장타설말뚝을 이용한 벤트기초공법은 탄성설계로 제한하여 설계를 수행하여 왔으나, 도로교 설계기준에서 제시하는 소성설계를 적용하는 경우 소성힌지 발생지점이 지중에 위치하여 유지관리가 불가하고 소성힌지부에 적용하는 심부구속 철근의 간격 및 보강범위에 대한 기준 제정이 필요하다. 또한 지반의 소성 거동을 모델링 하는 것은 구조 해석시 실무적으로 매우 어려움이 많아 정밀한 해석이 필요하지 않는 경우에 대한 근사 해석법 제시가 필요하다. 본 논문에서는 직경 1m의 현장타설말뚝을 사질토지반에 시공하여 지상 4m 높이에서 반복 재하시험을 수행하여 지반 및 말뚝의 거동을 파악하였으며, 기둥으로서의 거동을 함께 파악하였다. 소성힌지를 지상부에 유도하기 위하여 직경을 변화시키거나, 지중에 강관을 삽입하는 방법을 적용하였으며, 실험결과에 대하여 선형탄성 및 p-y 곡선등 다양한 예측방법과 교량에 대한 모의 설계를 통하여 지반 모델링 방법에 따른 해석결과를 비교하였으며, 실무적으로 적용할 수 있는 설계기준을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.35-46
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• 2015

본 연구에서는 최근 국내에서 사용이 증가하고 있는 2열 자립식 흙막이 공법에 있어서 안정성에 영향을 미치는 주요 설계인자들을 분석하고 설계기준을 제안하기 위하여 현장적용 결과의 분석 및 3차원 유한차분 해석을 수행하였다. 지반특성에 따른 본 공법의 거동을 분석하기 위하여 사질토가 지배적인 현장과 점성토가 지배적인 2개의 현장에 적용을 수행하였으며, 굴착에 따른 흙막이 벽체의 수평변위 및 휨모멘트를 분석하였다. 3차원 유한차분 모델링 기법의 타당성을 검증하기 위하여 현장적용 결과와 비교 분석을 수행한 결과, 본 연구의 수치해석 모델링 기법은 본 공법의 굴착에 따른 거동을 합리적으로 모사하는 것으로 나타났다. 또한 흙막이 벽체를 구성하는 전열말뚝(엄지말뚝) 및 후열말뚝(억지말뚝)의 간격(S), 전열말뚝과 후열말뚝간의 거리(D), 굴착심도(H) 및 말뚝의 근입깊이(Z) 등, 본 공법의 주요 설계인자들의 영향 정도를 분석하기 위하여 다양한 경우의 3차원 유한차분 모델링 및 해석을 수행하였다. 그 결과, 굴착에 따라 발생하는 흙막이 벽체의 최대 수평변위는 전열말뚝 및 후열말뚝의 간격의 감소, 전열말뚝과 후열말뚝간의 거리의 증가 및 말뚝 근입심도의 증가에 따라 감소하였으며, 이러한 특징은 점성토 조건의 지반보다는 사질토 조건의 지반에서 보다 명확하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권7호
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• pp.57-74
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• 2013

본 연구에서는 단일 현장타설말뚝의 가상고정점 해석과 기둥과 말뚝을 3차원 전체 모델링한 해석을 비교 분석하여 가상고정점 해석의 적정성을 평가하였다. 또한, 가상고정점 해석을 보완하기 위하여 단일 현장타설말뚝의 기둥과 말뚝을 분리하여 등가 지반면 스프링 모델을 적용한 분리해석을 수행하였다. 이 때 지반조건, 하중, 말뚝직경 등의 주요 영향인자에 따라 그 거동을 분석하였다. 본 연구결과, 가상고정점을 고려한 해석에서의 침하량과 수평 변위는 전체 모델링한 해석과 비교하여 작게 발생했으나, 축력과 휨모멘트는 크게 나타났다. 따라서 가상고정점을 통한 해석법은 실제 구조물 거동과 다른 단부조건으로 단일 현장타설말뚝의 정확한 거동을 파악하기엔 무리가 있음을 알 수 있었다. 또한, 기둥과 말뚝을 단일부재로 모델링하는 일체해석과 기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석의 결과에는 서로 차이가 없었으며, 이를 통해 기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석은 가상고정점 해석에서 상하부 일체해석으로 넘어가는 중간단계의 비교적 정확하고 경제적인 설계법임을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제29권3호
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• pp.197-213
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• 2019

본 연구에서는 TOUGH-FLAC 연동해석기법을 이용하여 Mont Terri 지하연구시설에서 수행된 단층 내 물 주입시험을 수치적으로 모델링하고, 단층의 재활성과 수리역학적 거동 특성을 살펴보았다. TOUGH2 해석에서는 단층을 Darcy의 법칙과 삼승법칙(Cubic law)을 따르는 연속체 요소로 모델링하였으며, FLAC3D 해석에서는 미끄러짐과 개폐가 허용되는 불연속 인터페이스 요소를 통해 모사하였다. 현장에서 획득한 단층의 균열개방압력(fracture opening pressure), 주입율, 모니터링 압력, 변위 곡선 등을 바탕으로, 단층의 탄성적 변형과 파괴에 의한 수직팽창 특성을 반영할 수 있는 수리간극모델과 수리역학 커플링 관계를 해석모델에 반영하였다. 한편, 현지응력 조건, 단층의 강도 및 변형 특성에 따른 파라미터 해석을 실시하여 각 입력변수가 해석 결과에 미치는 영향을 분석하였으며, 이를 통해 현장시험 결과를 가장 잘 재현할 수 있는 파라미터 조합을 선정하였다. 해석 결과, 균열개방압력에서 단층의 주입율과 모니터링 압력이 크게 증가하는 현상을 합리적으로 재현할 수 있었다. 하지만, 동일한 입력 변수 조건에서 단층의 전단변위와 파괴영역의 범위는 현장시험 결과에 비해 과대평가되는 결과를 보였다. 이는 해석모델에서는 고압의 주입조건에서 단층의 지속적인 전단파괴가 유도되는 반면, 현장에서는 수리간극의 변화가 전단 미끄러짐보다는 인장력에 의한 단층면의 개방(tensile opening)에 크게 의존하는 것으로 추정되기 때문이다.

• 정보교육학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.167-174
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• 2015

최근 3D 프린팅의 영향력에 대한 관심의 증가와 3D 프린터의 저가 공급으로 인해 가까운 장래에 공교육 현장에도 3D 프린터가 교육 기자재로 도입될 것이다. 미래창조과학부와 산업통상자원부 합동으로 3D 프린팅 산업 발전 전략을 마련하여 초 중등의 교육과정에 3D 프린팅 개념 이해와 실습 내용을 포함한 시범 교육을 수행하도록 하고 있다. 그러나 교육 현장에 3D 프린터가 도입될 것이라고 하지만 이에 대응하기 위한 교육 내용과 방법에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 3D 프린터를 사용하기 위해 선결 능력인 3D 모델링 능력을 위한 다양한 3D 모델링 소프트웨어를 분석하고 이를 초등교과에 도입할 수 있도록 창의적 디자인 모델(creative design spiral)에 기반한 교육 프로그램을 고안하고 적용하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.80-88
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• 2006

일반적으로 건설 그래픽 시뮬레이션은 기하모델에 국한되어 건설장비 및 재료의 물리적인 특성을 반영하지 못하고 있어 건설과정을 현실과 유사하게 모사하는데 있어 그래픽 시뮬레이션에 한계를 보이고 있다 된 연구에서는 기하모델에 국한된 시뮬레이션 시스템의 기능개선을 도모하기 위하여 크레인 작업에 한정하여 크레인 케이블의 추진동과 같이 건설자재 및 장비의 물리적 특성을 고려한 물리적 모델과 기하모델과의 연계를 통하여 기존 현장에서 고려하지 못한 건설장비의 시뮬레이션의 한계를 극복하고자 하였다. 본 연구에서 적용된 타워크레인 활차의 이동과 붐의 회전에 따른 케이블의 흔들림에 관한 운동방정식을 세우고 수치해석 절차를 거쳐 이 결과를 그래픽 시뮬레이션을 통하여 시각적으로 묘사함으로써 물리적 모델링에 근거한 현실적 건설과정 묘사로 향후 복잡 다변화되고 있는 건설현장에서의 장비 운영에 따른 사전 안정성 확보와 시공성 향상에 이바지 할 수 있을 것이며, 여러 유사관련 분야에서 활용될 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.7-15
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• 2017

본 논문에서는 온실 구조물의 구조 성능 검토 시 적합한 모델링 방법을 제시하기 위해 대상 온실 구조물을 선정하고 지점 및 접합부 조건 그리고 케이블 요소의 단면적을 변화시켜 가며 파라메트릭 스터디를 수행하였으며, 이들 파라메터의 변화에 따른 대상 구조물의 주요 모드 형상 및 고유진동수 변화를 조사하였다. 또한 대상 구조물에 대해 현장 가속도계 측정법을 이용하여 상시진동을 계측하여 주요 모드 형상 및 고유진동수를 측정하여 해석 결과와 비교하였다. 이들 비교 결과로부터 대상 온실 구조물의 해석에 적합한 모델링 기법을 제시하였다.