• 대한조선학회논문집
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• 제37권4호
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• pp.19-30
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• 2000

선수와 선미에 벌브를 가진 현대적인 상선 주위의 난류유동을 해석하기 위해 유한체적법을 이용한 RANS 방정식의 해법이 개발되었다. 복잡한 선수미의 격자계 생성을 위해 다중블록 선체표면 격자계 생성 기법이 도입되었고, 타원형 미분 방정식의 해를 이용하여 O-H 형태의 공간 격자계생성 기법이 이용되었다. 지배방정식의 대류항과 확산항은 각각 QUICK과 중앙차분법을 이용하여 근사되었고, 속도-압력 연성을 위해 SIMPLEC법이 채택되었다. 개발된 방법은 KRISO 3600TEU 컨테이너선에 적용하여 유선가시화 실험 및 반류계측 결과와 비교하였다. 계산 결과는 선수와 선미에 벌브를 가진 현대적인 선형 주위의 유동 해석을 위해서도 이러한 수치계산 방법이 적용될 수 있음을 보여주고 있다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.25-29
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• 2011

몇 가지 섬유 배향각을 가진 적층판은 층수가 증가하면 $D_{16}$, $B_{16}$, $D_{26}$ 및 $B_{26}$ 강성이 감소하게 되어 특별직교이방성 판처럼 거동함을 밝히고, 간단한 공식들을 개발하여 발표한 바 있다. 대부분의 교량이나 건물의 상판은 형상비가 큰 경우가 많은데, 이런 구조물의 평형방정식에 대한 종방항 모멘트항(Mx)의 영향은 매우 작아서, 더욱 간단한 해석이 가능하다. 본 논문에는 이러한 문제들에 대한 연구결과를 제시하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제16권3호
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• pp.305-312
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• 2012

We numerically demonstrate the performance of a plasmonic lens composed of an array of nanoslits perforated on thin metallic film with slanted cuts on the output surface. Embedding Kerr nonlinear material in nanoslits is employed to modulate the output beam. A two dimensional nonlinear-dispersive finite-difference time-domain (2D N-D-FDTD) method is utilized. The performance parameters of the proposed lens such as focal length, full-width half-maximum, depth of focus and the efficiency of focusing are investigated. The structure is illuminated by a TM-polarized plane wave and a Gaussian beam. The effect of the beam waist of the Gaussian beam and the incident light intensity on the focusing effect is explored. An exact formula is proposed to derive electric field E from electric flux density D in a Kerr-Dispersive medium. Surface plasmon (SPs) modes and Fabry-Perot (F-P) resonances are used to explain the physical origin of the light focusing phenomenon. Focused ion beam milling can be implemented to fabricate the proposed lens. It can find valuable potential applications in integrated optics and for tuning purposes.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.407-415
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• 2011

본 논문에서는 등방성(isotropic) 특성과 작은 분산 오차(low dispersion error)를 갖는 3차원 등방성 시간 영역 유한 차분법(ID-FDTD: Isotropic Dispersion Finite Difference Time Domain) 방법의 stability condition과 광대역 해석 특성에 대해 논의하였다. 3차원 ID-FDTD 방법은 기존의 Yee FDTD 방법의 비등방성 특성과 큰 분산 오차를 개선하기 위해 제안되었다. 기존 연구에서는 3차원 ID-FDTD 방법의 stability condition을 수치적으로 계산하였지만, 이에 대한 검증이 충분히 이뤄지지 않은 상태이다. 이에 본 논문에서는 단일 주파수와 광대역 주파수 신호를 입력원으로 한 모의 실험 환경에서 3차원 ID-FDTD 방법의 stability condition 검증을 수행하였다. 또한 광대역 특성에 대해 3차원 ID-FDTD 방법과 유사한 알고리즘들을 비교 분석해 해보았고, 마지막으로 3D ID-FDTD을 적용하여 대형 크기 구 모델에 대해 radar cross section(RCS) 해석을 수행함으로써, 실질적 해석을 통한 알고리즘 검증 및 분석을 마무리 하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권2호
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• pp.164-175
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• 2011

낮은 주파수의 자연 전자기장을 이용하는 MT 탐사는 지하 심부의 전기전도도 구조를 규명할 수 있기 때문에, 지열에너지자원 탐사, 이산화탄소의 지중저장을 위한 부지 선정, 인공저류층 지열발전 시스템 유망 지역 탐사 등에 적용되고 있다. 또한 해양 MT 자료를 활용하면 해양전자탐사 자료 해석의 정확도를 높일 수 있다. MT 자료의 해석에 있어 정확한 모델링 기법은 필수적이다. 변유한요소법을 이용한 기존의 MT 모델링 알고리듬에서는 보조장인 자기장을 차분적 방법론에 기초하여 계산하였기 때문에 수직자기장의 정확한 계산에 한계가 있었다. 이 논문에서는 변유한요소법의 기저함수들의 선형결합으로 근사된 전기장을 직접 미분하는 방법으로 수직자기장을 계산하였다. 수치 실험을 통해, 지형이 있는 경우에 수직자기장에 대한 기존의 알고리듬의 결과에 오차가 있음을 확인하였다. 최종적으로, 지형이 있는 모형에 대한 기존의 인덕션 벡터와 티퍼의 결과는 오차가 있는 수직자기장을 이용하였으므로, 이 논문에서는 개선된 알고리듬을 이용하여 올바른 결과를 제시하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.5-14
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• 2016

건조토 지반에 근입된 지반-말뚝 시스템의 동적 거동을 정확히 예측하기 위해 3차원 수치 모델링을 수행하였다. 제안된 모델은 강진 시 지반의 비선형 거동을 적절하게 모사하기 위해 상용 유한 차분 프로그램인 FLAC3D를 이용하여 시간 영역에서 해석이 수행되었다. 모델링 방법론으로써 지반 구성 모델은 Mohr-Coulomb 탄소성 모델을 적용하였으며 지반 전단 탄성 계수의 비선형적인 감소를 모사할 수 있는 이력 감쇠 모델을 적용하였다. 진동 시 지반-말뚝 간의 완전 접촉, 미끄러짐, 분리 현상을 모두 모사하는 경계요소 모델을 적용하였으며 경계요소 모델을 구성하는 스프링 계수는 탄성이론에 기초하여 결정되어, 내장 함수인 FISH를 통해 깊이에 따라 연속적으로 입력되었다. 경계 조건의 경우, 지반-말뚝 상호작용의 영향을 받는 근역 지반만 메쉬를 생성하고 근역 지반의 경계부에 원역 지반의 가속도-시간 이력을 입력하는 방식인 단순화 연속체 모델링 기법(Kim et al., 2012)을 적용함으로써 해석 효율을 증가 시키고자 하였으며 적절한 최대지반탄성계수와 항복 깊이의 설정으로 지반의 비선형 거동을 더욱 정확히 모사하고자 하였다. 수치 해석의 오차를 최소화하고 모델의 신뢰성을 확보하기 위해, Yoo(2013)이 수행한 원심모형시험 결과와 수치 해석 결과와의 비교를 통해 제안된 기법의 캘리브레이션을 수행하였으며, 말뚝 최대 휨 모멘트와 말뚝 횡방향 최대 변위의 깊이 별 분포가 다양한 입력 하중 조건에서 실험 결과를 적절히 모사하고 있는 것을 확인하였다. 또한, 제안된 수치 모델의 적용성 평가를 위해 다른 실험 결과와의 비교 검증을 수행하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권3호
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• pp.293-312
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• 2022

Cantilever sheet pile walls having section thinner than masonry walls are generally adopted to retain moderate height of excavation. In practice, a surcharge in the form of strip load of finite width is generally present on the backfill. So, in the present study, influence of strip load on cantilever sheet pile walls is analyzed by varying the width of the strip load and distance from the cantilever sheet pile walls using finite difference based computer program in cohesionless soil modelled as Mohr-Coulomb model. The results of bending moment, earth pressure, deflection and settlement are presented in non-dimensional terms. A parametric study has been conducted for different friction angle of soil, embedded depth of sheet pile walls, different magnitudes and width of the strip load acting on the ground surface and at a depth below ground level. The result of present study is also validated with the available literature. From the results presented in this study, it can be inferred that optimum behavior of cantilever sheet pile walls is observed for strip load having width 2 m to 3 m on the ground surface. Further as the depth of strip load below the ground surface increases below the ground level to 0.75 times excavation height, the bending moment, settlement, net earth pressure and deflection decreases and then remains constant.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권1호
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• pp.41-48
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• 2019

Bending moments in the raft of a pile raft system is affected by pile-pile interaction and pile-raft interaction, amongst other factors. Three-Dimensional finite element program has to be used to evaluate these bending moments. Winkler type analysis is easy to use but it however ignores these interactions. This paper proposes a very simplified and novel method for finding bending moments in raft of a piled raft based on Winkler type where raft is supported on bed of springs considering pile-pile and pile-raft interaction entitled as "Winkler model for piled raft (WMPR)" The pile and raft spring stiffness are based on load share between pile and raft and average pile raft settlement proposed by Randolph (1994). To verify the results of WMPR, raft bending moments are compared with those obtained from PLAXIS 3D software. A total of sixty analysis have Performed varying different parameters. It is found that raft bending moments obtained from WMPR closely match with bending moments obtained from PLAXIS 3D. A comparison of bending moments ignoring any interaction in Winkler model is also made with PLAXIS-3D, which results in large difference of bending moments. Finally, bending moment results from eight different methods are compared with WMPR for a case study. The WMPR, though, a simple method yielded comparable raft bending moments with the most accurate analysis.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권5호
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• pp.443-456
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• 2021

Structural design of the vertical displacements and shear strains in the earth fill (EF) dams has great importance in the structural engineering problems. Moreover, far fault earthquakes have significant seismic effects on seismic damage performance of EF dams like the near fault earthquakes. For this reason, three dimensional (3D) earthquake damage performance of Oroville dam is assessed considering different far-fault ground motions in this study. Oroville Dam was built in United States of America-California and its height is 234.7 m (770 ft.). 3D model of Oroville dam is modelled using FLAC3D software based on finite difference approach. In order to represent interaction condition between discrete surfaces, special interface elements are used between dam body and foundation. Non-reflecting seismic boundary conditions (free field and quiet) are defined to the main surfaces of the dam for the nonlinear seismic analyses. 6 different far-fault ground motions are taken into account for the full reservoir condition of Oroville dam. According to nonlinear seismic analysis results, the effects of far-fault ground motions on the nonlinear seismic settlement and shear strain behaviour of Oroville EF dam are determined and evaluated in detail. It is clearly seen that far-fault earthquakes have very significant seismic effects on the settlement-shear strain behaviour of EF dams and these earthquakes create vital important seismic damages on the swelling behaviour of dam body surface. Moreover, it is proposed that far-fault ground motions should not be ignored while modelling EF dams.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권2호
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• pp.223-229
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• 2020

The present work proposes a solution to the static Boltzmann transport equation approximated by the simplified P₃ (SP₃) on angular, and the analytic coarse mesh finite difference (ACMFD) for spatial variables. Multi-group SP₃-ACMFD equations in 3D rectangular geometry are solved using the GMRES solution technique. As the core time dependent analysis necessitates the solution of an eigenvalue problem for an initial condition, this work is hence devoted to development and verification of the proposed static SP₃-ACMFD solver. A 3D multi-group static diffusion solver is also developed as a byproduct of this work to assess the improvement achieved using the SP₃ technique. Static results are then compared against transport benchmarks to assess the proximity of SP₃-ACMFD solutions to their full transport peers. Results prove that the approach can be considered as an acceptable interim approximation with outputs superior to the diffusion method, close to the transport results, and with the computational costs less than the full transport approach. The work would be further generalized to time dependent solutions in Part II.