• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• 제17권3호
• /
• pp.285-295
• /
• 2016

A contact strip shape of a high speed train pantograph system was optimized with CFD to increase the aerodynamic performance and stability of contact force, and the results were validated by a wind tunnel test. For design of the optimal contact strip shape, a Kriging model and genetic algorithm were used to ensure the global search of the optimal point and reduce the computational cost. To enhance the performance and robustness of the contact strip for high speed pantograph, the drag coefficient and the fluctuation of the lift coefficient along the angle of attack were selected as design objectives. Aerodynamic forces were measured by a load cell and HWA (Hot Wire Anemometer) was used to measure the Strouhal number of wake flow. PIV (Particle Image Velocimetry) was adopted to visualize the flow fields. The optimized contact strip shape was shown a lower drag with smaller fluctuation of vertical lift force than the general shaped contact strip. And the acoustic noise source strength of the optimized contact strip was also reduced. Finally, the reduction amount of drag and noise was assessed when the optimized contact strip was applied to three dimensional pantograph system.

• Wind and Structures
• /
• 제23권3호
• /
• pp.191-209
• /
• 2016

Wind tunnel tests of a 1/2200-scale mountainous terrain model have been carried out to investigate local wind characteristics at a bridge location in southeast Tibet, China. Flows at five key locations on the bridge at deck level were measured for 26 directions. It was observed that wind characteristics (including mean wind velocity and overall turbulence intensity) vary significantly depending on the approaching wind direction and measurement position. The wind inclination angle measured in the study fluctuated between $-18^{\circ}$ and $+16^{\circ}$ and the ratio of mean wind velocity to reference wind velocity was small when the wind inclination angles were large, especially for positive wind inclination angles. The design standard wind speed and the minimum critical wind speed for flutter rely on the wind inclination angle and should be determined from the results of such tests. The variation of wind speed with wind inclination angles should be of the asymmetry step type. The turbulence characteristics of the wind were found to be similar to real atmospheric flows.

• 지질공학
• /
• 제24권4호
• /
• pp.643-648
• /
• 2014

터널의 굴착과정에서 막장전반부에 분포하는 절리를 예측하여 그들로 인한 붕괴를 예방하기위해 보강계획을 수립하는 것은 매우 중요한 사안이다. 그러나 빠른 굴착공정에서 절리의 분포를 충분히 조사하고 예측하는 것은 쉽지 않은 일이다. 본 연구는 굴착면 선단부에 분포하는 절리를 예측할 수 있는 새로운 통계적 기법을 제시하고자 한다. 제시될 방법은 단일 절리군에 대한 절리간격의 누적분포도를 이용한 절리분포의 예측이다. 누적분포도는 수평축에 절리를 동일간격으로 순차적 배열을 한 후, 수직축에 누적간격을 기준으로 각 절리를 하나의 점으로 표기한다. 이 도표에서, 표기된 점들이 선형을 이루면 절리의 분포양상이 규칙적임을 의미하며, 직선의 기울기는 절리의 간격을 의미한다. 기울기가 낮으면 절리사이의 간격이 적은 것 이다. 점들의 분포가 군집형을 이루면 이는 절리의 분포양상이 군집형을 이룸을 의미한다. 현장에서 조사된 자료를 누적분포도에 점기하면 특정 절리군에 대한 분포양상이 분포도에 표기될 것이고, 이 분포양상을 연장하면 앞으로 굴착될 굴착면 전방의 절리분포를 예측할 수 있을 것이다. 실 터널현장에서 10 m 간격에서 측정된 특정 절리군에 대한 누적분포도 분석이 수행되었으며 이를 기반으로 3 m 전방의 미 굴착구간에 대한 절리분포가 예측되었다. 예측결과를 실제 현장자료와 비교한 결과 누적분포도는 전방절리를 적절히 예측하고 있었다. 분포도의 특성상 점기된 절리들의 선형과 등간격의 군집형태는 그 자체로 절리의 분포가 규칙적이며 누적분포도의 예측이 정확할 수 있음을 의미하는 것이다. 그러므로 본 연구는 향후 누적분포도의 분포양상에 대한 고찰과 그 결과의 넓은 공유가 있기를 바란다.

• 토지주택연구
• /
• 제14권3호
• /
• pp.145-155
• /
• 2023

최근 건설산업 분야에 BIM 기술의 활용이 보편화되면서 3D 모델과 실제 시공 부위의 오류 확인 등을 위해 다양한 객체 탐지 알고리즘들이 활용되고 있다. 객체 탐지 기술은 건축물, 교량, 터널 등 건설시설물의 종류에 따라 객체 특성이 상이하므로 객체 탐지 기술도 적절한 방법을 사용할 필요가 있다. 또한 객체 탐지를 위해서는 초기 객체 이미지가 있어야 하며 이를 위해서도 드론, 스마트폰 등 다양한 방법으로 이미지 취득이 가능하다. 본 연구에서는 철도와 도로 시설의 터널 부위에 대하여 초기 이미지 구축을 위해 터널 내부 촬영에 최적화된 360° 카메라를 이용하여 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지로부터 실제 객체를 탐지하기 위한 객체 탐지 방법론으로 YOLO 알고리즘, SSD 알고리즘 및 R-CNN 알고리즘을 적용하여 방법론별 객체 탐지의 정확도를 비교 분석한다. 분석 결과 Faster R-CNN 알고리즘이 SSD, YOLO v5 알고리즘에 비해 높은 인식률 및 mAP 값을 가졌으며 인식률들의 최소·최대 값의 차이가 작아 균등한 검측 능력을 나타냈다. 이러한 연구는 철도와 도로 시설공사에 BIM 적용이 확산되고 있는 점을 고려하면 360° 카메라의 활용 방법 확대와 유지보수를 위한 터널 시설 부위의 객체 탐지 방법론 적용에 활용될 수 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제66권2호
• /
• pp.273-283
• /
• 2018

Currently, the dynamic amplification effect of suction is described using the wind vibration coefficient (WVC) of external loads. In other words, it is proposed that the fluctuating characteristics of suction are equivalent to external loads. This is, however, not generally valid. Meanwhile, the effects of the ventilation rate of louver on suction and its WV are considered. To systematically analyze the effects of the ventilation rate of louver on the multi-dimensional WVC of ultra-large cooling towers under suctions, the 210 m ultra-large cooling tower under construction was studied. First, simultaneous rigid pressure measurement wind tunnel tests were executed to obtain the time history of fluctuating wind loads on the external surface and the internal surface of the cooling tower at different ventilation rates (0%, 15%, 30%, and 100%). Based on that, the average values and distributions of fluctuating wind pressures on external and internal surfaces were obtained and compared with each other; a tower/pillar/circular foundation integrated simulation model was developed using the finite element method and complete transient time domain dynamics of external loads and four different suctions of this cooling tower were calculated. Moreover, 1D, 2D, and 3D distributions of WVCs under external loads and suctions at different ventilation rates were obtained and compared with each other. The WVCs of the cooling tower corresponding to four typical response targets (i.e., radial displacement, meridional force, Von Mises stress, and circumferential bending moment) were discussed. Value determination and 2D evaluation of the WVCs of external loads and suctions of this large cooling tower at different ventilation rates were proposed. This study provides references to precise prediction and value determination of WVC of ultra-large cooling towers.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.63-72
• /
• 2017

본 연구는 Shield TBM공법을 이용한 터널 굴착시 지표침하에 영향을 주는 요소들에 대한 영향정도를 3차원 수치해석을 통해 검토하였다. 막장압, Skinplate 주면압, 굴진장, 지반모델, 요소망 크기, 통과지반에 대한 다양한 조건을 변화시켜가며 수치해석을 수행하였다. 또한 실제 시공된 Shield TBM을 변위제어방법과 응력제어방법으로 모델링하여 현장 계측값과 비교 분석하였다. Skinplate 주면압과 지반모델이 가장 큰 영향요소이며, 통과지층에 따라 적절한 Skinplate 주면압을 입력시 현장 계측값과 유사한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국BIM학회 논문집
• /
• 제12권3호
• /
• pp.18-29
• /
• 2022

Recently, research on the application of BIM has continuously been active not only in architecture but also in civil engineering in order to improve work efficiency across the project's planning, design, construction and maintenance phases. However, the empirical applications of BIM targeting to civil engineering scope of construction sites still lags compared to architectural sized projects. This is because BIM tools are mainly based upon vertical structures of architecture, thereby most of them have difficulties and limitations to get utilized on horizontal structures of civil engineering. Therefore, this study intends to propose automation technology of design using BIM library and to indicate its field availability through case application on a railway project representing linear infrastructure. In addition, it put forward the utilization plan of the automation technology upto 4D and 5D by continue making use of the BIM model created in the project's design stage up through the maintenance stage. The novel method of the technology proposed in this paper incorporates the automatic creation of the BIM library based on two-dimensional tunnel cross-sections and sweeping of it over three-dimensional alignment to create a BIM model of linear infrastructure. The proposed technology is anticipated to improve the efficiecny of modeling process of railway projects based on linear structures.

• 터널과지하공간
• /
• 제7권3호
• /
• pp.238-245
• /
• 1997

A transient pulse methos has been used to measure the permeability of Pocheon granite pre-heated from $25^{\circ}C$ to $600^{\circ}C$ at effective pressure up to 32MPa. The permeability of whole rock ranged from 0.72 $\mu$d at 10MPa to 0.20 $\mu$d at 32MPa. The permeability of rock heated to $600^{\circ}C$ ranged from 18.07$\mu$d at 10MPa to 6.39$\mu$d at 32MPa. Confining pressure has greater effects on the rocks thermally treated to lower thermal-cycle temperatures than on the higher thermally treated rocks. The increase of permeability is most pronounced between 40$0^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$. Below 40$0^{\circ}C$, permeability increase is expected to be associated with the formation of new cracks and widening of preexisting cracks, whereas above 40$0^{\circ}C$, permeability increase is expected to reflect widening of cracks. Using the equivalent channel model, author shows that the exponent n in the relationship relating the permebility(k) to porosity($\phi$) by k∝$$\phi$^n$ falls in the range 2.7$\leq$n$\leq$3.0.

• 터널과지하공간
• /
• 제30권4호
• /
• pp.359-381
• /
• 2020

벤토나이트 완충재에서의 열-수리-역학적 복합거동을 예측하기 위해 TOUGH2-MP/FLAC3D 시뮬레이터를 기반으로 개발된 Barcelona basic 모델(BBM) 해석모듈의 현장 적용성을 검토하고자 국제공동연구 DECOVALEX-2019 Task D에 참여하여 스위스 Grimsel Test Site의 현장시험(full-scale engineered barriers experiment, FEBEX) 모델링을 수행하고 현장시험에서 계측된 히터 파워, 온도, 상대습도, 응력, 포화도, 함수율 그리고 건조밀도를 계산 값과 비교하였다. 수치해석을 이용하여 시간에 따른 히터 파워와 온도 변화는 전반적으로 잘 재현되었지만, 히터 1과 히터 2에서의 파워 차이를 계산할 수는 없었으며 이를 개선하기 위해서는 FEBEX 터널 주변에 분포하는 황반암과 시험장치 및 벤토나이트 블록의 설치 공정을 반영할 필요가 있을 것으로 판단된다. 상대습도 변화와 분포 역시 전반적으로 잘 모사되었으나, 수치해석에서 히터 부근에서의 재포화과정이 상대적으로 빠르게 진행된 것으로 보아 수리모델에 대한 일부 수정이 필요할 것으로 보인다. 현장시험에서는 벤토나이트 완충재와 암반 사이에 틈이 존재하지만 수치해석에서는 완벽하게 접촉하고 있는 것으로 가정하였기 때문에 운영 초기의 응력 변화는 다소 차이를 보였지만, 전반적으로 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 해체 이후 측정한 포화도, 함수율, 그리고 건조밀도의 분포 역시 전반적으로 잘 재현되었지만, 건조밀도가 터널 중심과 히터부근에서 조금 크게 계산되어 벤토나이트 블록의 투수계수가 상대적으로 작은 값으로 반영되어 포화도와 함수율이 작게 계산된 것으로 보이며, 이를 개선하기 위해서는 건조밀도에 따른 투수계수 모델에 일부 수정이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 결과를 토대로 수치모델을 수정하고 추가적인 연구를 수행한다면, 보다 나은 해석 결과와 벤토나이트 완충재에서의 THM 복합거동을 좀 더 현실적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제27권3호
• /
• pp.161-171
• /
• 2017

고품위 석회석에 대한 수요는 점차 증가하고 있는 반면, 국내 석회석 광산에서의 고품위 석회석 생산은 체계적인 개발 계획의 부재, 고품위 광체에 대한 선택적 채광 기술의 부족, 환경보호에 대한 사회적 인식 제고에 따른 고비용 갱내 채광으로의 전환, 채수율 제고를 위한 채광기술의 개발 노력 부족, 산업의 영세성 등과 같은 여러 문제들로 인하여 원활하게 진행되지 않고 있다. 본 연구에서는 3D 모델링 기법을 활용하여 대성MDI 동해 사업소 대평지구의 지질구조 및 광체, 갱도 및 채굴적을 포함하는 3D 모델을 구축하였으며, 이를 토대로 주방식 하이브리드 채광법을 시험 적용하여 확정매장량, 가채광량 및 채수율을 산정하고 이를 기존의 주방식 채광법에 의한 결과와 비교 분석하였다. Test-bed 구역에서 주방식하이브리드 채광법의 시험 적용 결과를 분석한 결과 채수율이 71.6%로, 약 26%p. 향상되는 결과를 얻었다.