• 터널과지하공간
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• 제27권4호
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• pp.185-194
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• 2017

본 논문은 싱가포르 케이블 터널NS2 현장 SCL(NATM)터널구간에서 숏크리트 라이닝의 역학적 변형거동을 평가하기 위하여, 터널 막장관찰(Face Mapping)자료에 근거한 암반분류결과와 현장계측을 통한 내공변위결과를 바탕으로 NATM 터널의 공학적 거동 특성을 분석하고자 하였다. 또한 본 현장의 수직구, Adit 터널 및 Enlargement 터널의 NATM 터널 전체를 3차원 모델링하였으며, 시공중 암반분류값에 근거한 암반하중을 산정하여 3차원 유한요소해석을 실시하였으며, 해석결과를 현장계측결과와 비교 검토하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.209-212
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• 2011

본 논문에서는 평판(plate) 형태를 갖는 부유식 해상구조물의 유탄성해석에 관한 연구를 수행하였다. 유체력 산정을 위해 포텐셜을 입사, 방사, 산란으로 구분하여 계산하였던 기존의 방법 대신 전체 포텐셜을 직접 계산하는 방법을 사용하여 최근의 경향을 반영하였다. 선형 유탄성해석의 특성을 고려하여 해석시간을 감소시키기 위해 일반적으로 사용되고 있는 주파수 영역에서의 해석 기법을 적용하였다. 구조체의 모델링에 소요되는 요소수를 줄이고, 휨 변형 시 전단변형률에 의한 잠김현상을 해소하기 위해 MITC 기법을 적용한 평판 유한요소를 사용하였으며, 3차원 Green 함수법을 적용해 유체력을 산정하였다.

• 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권10호
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• pp.55-62
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• 2012

본 연구에서는 개별요소해석 프로그램인 $PFC^{3D}$를 이용하여 대입경 조립재료의 특정 입도분포를 구현하는 알고리즘을 개발하였다. 기존의 입자 형상이나 입도를 구현하기 위해 사용되었던 clump logic 또는 cluster logic을 사용하지 않으며 요소의 경계면 이탈 현상과 경계면 파괴 등을 방지할 수 있는 초기 개별요소 모델링 기법을 고안하였다. 최종적으로 대입경 조립재료에 대한 대형 삼축압축시험을 수치 모델링하고 실내시험 결과와 비교하였다. 해석 결과, 실제 시료의 입도분포와 매우 흡사한 분포의 개별요소를 생성할 수 있었고, 적정 미시물성치 산정 과정(calibration)을 통해 다양한 구속응력 조건에 대한 대입경 조립재료의 특정 입도분포하에서의 전체적인 수치 모델링이 가능하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권4호
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• pp.1-10
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• 2011

본 연구는 각 연결부에 대한 수치 해석을 통하여 강재-콘크리트 합성 프레임 구조물의 성능을 조사하였다. 본 연구의 혁신적인 측면은 강재 보와 CFT 기둥의 연결부 사용과 저탄소강과 형상 기억 합금 구성요소의 조합을 활용하는데 있다. 이러한 새로운 연결부의 목적은 지진 후 건물의 손상과 잔류 흐름을 줄이기 위해 고탄성 형상기억합금 인장부에서 발생하는 교정 작용과 저탄소강의 우수한 에너지 분산 능력을 활용하는 것이다. 연결부의 핀, 전체적인 고정 또는 부분 구속으로 모델링을 할 수 없기 때문에 이러한 구조물들의 해석과 설계는 복잡하여 PR-CFT 연결부의 전체적인 거동을 알기 위한 수치해석을 위해 정교한 3차원 솔리드 요소로 구성된 유한해석 모델을 개발하였다. 이러한 유한요소 해석으로 얻은 결과를 바탕으로 스프링 요소를 이용하여 간단한 연결부 모델링을 공식화 시켰다. 반복 하중을 가하여 전체 프레임 구조물의 거동을 확인하였고 3D 유한요소 해석을 통하여 단순 거동을 비교하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권4호
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• pp.177-189
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• 2012

복합 물리탐사(전기비저항, MT)와 지질(시추 자료 및 코어 물성)정보에 대해 지구통계학적 복합해석 기법을 적용하여 3차원 광체 모델링 평가를 수행하였다. 우선, 복합 물리탐사를 통해 시추공 및 그 외의 전체적인 지역에 대한 비저항대 분포를 파악할 수 있었으며, 코어 물성 시험을 통해 연구지역의 자철석(광체)이 코어 내부의 밀도가 높은 전도성 성분(Fe)에 의해 밀도의 증가에 따라 비저항이 감소하는 상관관계를 나타냄을 파악하였다. 3차원 광체 모델링을 수행하기 위해 사용된 자료는 전기비저항 탐사, MT 탐사, 물성 자료와 시추 자료 등이며, 전체 획득 자료 및 시추 자료에서 추출한 광체의 품위 자료를 이용하였다. 본 연구에서는 자료의 복합 해석을 위해 지구통계학적 기법 중에서, 부족한 실제 측정 자료의 평균 및 분산을 잘 재생시키는 실현 값을 통해 지역적으로 변화하는 불균질성을 잘 묘사하는 순차 가우시안 시뮬레이션(sequential Gaussian simulation)을 사용하였다. 획득된 전체 자료와 품위 자료만을 이용하여 도출한 시뮬레이션 결과, 광체가 기존에 연구되어 존재하는 잔광체의 일정 부분에서 유사한 분포를 나타냈으며, 추가적으로 하부 깊은 심도에 대해 광체의 분포 양상을 추정할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.165-178
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• 2000

본 연구에서는 고속철도차량(TGV)이 교량 상을 통과할 경우 교량의 동적 거동을 해석하기 위한 단순화된 3차원 차량-교량 상호작용해석 모델을 제시한다. 축하중 편심 모델링 방법을 도입하여 교량에 작용하는 축하중에 의한 비틀림력과 교량의 비틀림 회전변위의 영향을 고려하여 보다 정확한 교량의 거동에 대한 해석 결과를 얻는다. 앞기관차, 뒷기관차, 객차들에 대해서 운동에너지, 포텐셜에너지, 감쇠에너지를 차량과 교량의 자유도로 각각 나타내고, Lagrange의 운동방정식을 적용하여 차량과 교량의 운동방정식을 유도한다. 또한, 차량-교량 사이에 상호작용을 고려하여 교량에 작용하게 되는 하중에 관한 식을 유도하며, 이러한 하중을 받는 교량의 운동 방정식이 구성된다. 시간경과에 따라 차량의 위치를 결정하면서 그 위치에 따른 차량-교량 시스템의 질량행렬, 강성행렬, 감쇠행렬, 그리고 하중벡터를 구성할 수 있고, Newmark의 β방법(평균가속도법)을 이용하여 전체 차량-교량 시스템의 거동을 해석한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권4호
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• pp.361-366
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• 2009

전자탐사에서 수평 층서구조에 대한 Green 함수의 계산은 전자기 반응의 모델링에서 핵심적인 부분을 담당한다. 해석적으로 구해진 핵함수의 Hankel 변환으로 계산되는 Green 함수는 핵함수의 대수적 등가 표현방식에 의해 그 정확도가 결정된다. 특히 3차원 모델링의 경우 Green 함수 계산 횟수가 매우 많아서 Hankel 변환 계산이 전체 계산시간의 상당량을 차지하므로, 빠르고 정확한 Hankel 변환의 계산을 위해서 선형 수치필터를 이용한다. 최근 많이 시도되는 3차원 역산을 위한 모델링에서는 송신점에서의 특이성 문제를 피하기 위해 전기장을 1차장과 2차장으로 나누어 계산하는 것이 보통이다. 이 연구에서는 균질 반무한공간에 대해 지표면에 놓인 다섯 종류의 송신원에 대한 지하 매질에서의 전기장 세성분을 Hankel 변환을 이용하여 정리하고, 그 계산 방법에 대해 고찰하였다. 그리고 2중 반공간에서 EM1D를 이용하여 공기와 바다의 영향을 모두 고려한 전자기장을 계산할 때, 보다 정확한 해의 계산을 위해 TE 및 TM 모드에서의 반사계수를 유도하였다. 여기서 정리한 해를 이용하면 MT 문제는 물론, 해양 전자탐사의 경우에도 1차장을 정확히 계산할 수 있으므로 3차원 역산에서 보다 정확하고 효율적인 감도 계산이 가능할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제36권4호
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• pp.305-312
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• 2003

본 연구는 중력자료를 이용하여 팔공산화강암체의 분포양샹, 인근지역의 지하 지질 및 지질구조, 경상분지와 영남 육괴와의 관계규명 등을 밝히는데 그 목적이 있다. 연구지역은 북위 35$^{\circ}$45'-36$^{\circ}$21', 동경 128$^{\circ}$15'-129$^{\circ}$00'에 해당한다. 중력자료는 서울대학교, 한국지질자원연구원, 부산대학교 및 연세대학교에서 측정한 기존의 중력자료 826개와 팔공산 화강암체를 포함하는 주변지역에서 금번에 측정된 중력자료 140개에 대해 계기보정, 조석보정, 위도보정, 푸리에어보정, 부게보정, 대기보정, 지형보정을 실시하여 부게중력이상을 구하였다. 연구지역의 부게중력이상은 -12.88∼26.01 mgal의 분포를 보이며, 평균치는 11.27mgal이다. 연구지역의 서쪽에 위치한 영남육괴에서는 평균에 비해 상당히 낮은 저 이상대를 보이며, 연구지역의 서쪽에서 동쪽으로 갈수록 이상값이 높아진다. 팔공산화강암체와 영남육괴 분포지역에서 부게중력이상이 낮게 나타나는 것은 이들의 밀도가 경상분지의 퇴적암보다 낮기 때문인 것으로 해석된다. 부게중력이상으로부터 지하에 존재하는 밀도 불연속면의 평균심도를 구하기 위해 진폭스펙트럼과 공간주파수를 이용한 파워스펙트럼분석을 실시한 결과, 밀도 불연속면의 평균 심도는 4.9 km와 10.4 km이며, 이는 각각 분지기반암과 콘라드면의 평균심도로 해석된다. 연구지역의 동쪽에서 갑자기 낮아지는 저이상대는 신령단층과 노고산 환상단층의 영향으로 해석된다 2차원 모델링에 의한 팔공산화강암체의 심도는 연구지역의 중앙을 기준으로 서쪽에서 동쪽으로 갈수록 감소한다. 각 측선의 2차원 모델링에 의한 팔공산화강암체의 분포 심도가 두 지점에서 첨예하게 깊게 나타나며, 각자의 심도는 측선 AAl에서는 5.3 km, 측선 BBl에서는 팔공산화강암체의 최대심도인 약 7 km이다. 또한, 팔공산화강암체 주변의 천부지역에는 작은 화강암체들이 관입해 있음을 알 수 있다. 각 측선별 2차원 모델링에 의해 얻어진 자료의 보간을 통해 구현한 3차원 해석으로부터 팔공산화강암체의 뿌리는 지표에 나타나는 팔공산화강암체를 중심으로 남서쪽부근에 위치하며, 지하에 분포하는 팔공산화강암체의 전체 부피는 약 31.211$Km^3$으로 추정된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.85-92
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• 2011

말뚝의 동적 거동은 지반-말뚝의 동적상호작용, 지반의 비선형성, 지반-말뚝 시스템의 공진 현상 등 많은 요소가 상호 작용을 하므로 매우 복잡하다. 그러므로, 말뚝의 동적 거동을 수치해석으로 정확히 모사하려면 많은 노력과 시간이 필요하다. 본 연구에서는 기존의 범용 수치해석 프로그램인 FLAC 3D를 활용하면서도 해석시간을 크게 감소 시킬 수 있는 새로운 모델링 기법을 개발하였다. 본 기법은 전체 해석 영역을 근역 지반과 원역 지반으로 나누고 지반-말뚝 동적상호작용에 영향을 받지 않는 원역 지반을 요소망으로 모델링하는 대신 원역 지반의 지반 운동 시간이력을 근역 지반의 경계 조건에 입력 하중으로 적용하는 기법이다. 이 수치 모델링에서 지진파의 강도가 클 때 일어나는 지반의 비선형 거동을 모사하기 위하여 이력 감쇠 모델을 이용하여 접선 탄성 계수를 전단 변형률의 함수 값으로 입력하였으며, 지반과 말뚝 사이의 분리 현상을 모사하기 위하여 지반-말뚝 경계 요소를 도입하였다. 이 방법은 기존의 방법과 비교하여 해석 결과의 정확성을 유지하면서 해석 시간을 1/3로 감소시켰다. 제안된 수치해석 방법으로 예측한 1g 진동대 모형 실험의 원형 거동은 원형으로 환산한 모형 실험 결과와 유사하게 나타났다.