• 한국지반공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.29-39
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• 2012

본 연구에서는 암반근입 현장타설말뚝의 선단지지력에 영향을 미치는 주요 영향인자들과 이들 영향인자에 따른 선단지지력의 변화특성을 수치해석을 통하여 분석하였다. 수치해석은 일반적으로 널리 사용되는 연속체해석 중 유한차분해석(FDM)과 암반에 존재하는 불연속면(절리, 단층 등)의 특성을 고려할 수 있는 불연속체해석 중 개별요소해석(DEM)을 병행함으로서 해석의 정확도를 높였다. 그 결과, 암반에 근입된 현장타설말뚝의 선단지지력($q_{max}$)은 암반의 탄성계수($E_m$), 불연속면의 간격($S_j$)에 비례하여 증가하였으며, 말뚝의 직경(D)에는 반비례하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 불연속면의 경사($i_j$)에 대해서는 불연속면의 경사($i_j$)가 $0^{\circ}$ < $i_j$ < $60^{\circ}$일 때의 선단지지력은 그 외 경사의 선단지지력에 비해 최대 약 50%까지 감소하였으며 이는 말뚝으로부터 전해진 하중에 의하여 말뚝하부 암반 자체 보다 암반의 불연속면에서 먼저 전단파괴가 발생하였기 때문인 것으로 판단된다. 불연속면의 경사($i_j$)가 불연속면의 내부마찰각(${\phi}_j$)과 근접할 때 선단지지력이 최소치에 가까운 것으로 나타났으며, 따라서 불연속면의 경사가 일반적인 암반 및 암반 불연속면 내부마찰각의 범위인 $20^{\circ}{\sim}40^{\circ}$에 존재할 때는 선단지지력의 산정 시 반드시 불연속면 경사의 영향을 고려해야하는 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제16권3호
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• pp.383-392
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• 2014

본 연구의 목적은 LISFLOOD 모형을 이용하여 범람해석을 수행하고, 그 결과를 FLUMEN 모형에 의해 작성된 홍수범람도와 비교함으로써 국내하천에 대한 LISFLOOD 모형의 적용성을 평가하는 것이다. 이를 위해서 파제 시나리오를 작성하여 LISFLOOD 모형을 이용한 범람해석에 적용하였으며, 파제 시나리오별 범람해석 결과를 평가하였다. LISFLOOD 모형을 이용한 파제 시나리오별 범람해석 결과, FLUMEN 모형에 의해 작성된 홍수범람도와의 각 파제 구간별 범람면적의 상대오차가 0.2% ~ 42% 정도로 파제 지점에 따라서 다소 상이한 결과를 나타내었다. 그러나 홍수위험지도 제작방법과 같이 파제 시나리오의 범람해석 결과를 중첩하여 작성된 두 모형의 최대 범람면적에서는 약 1.2%의 상대오차를 보임으로써 서로 유사한 결과를 나타내었다. 한편 LISFLOOD 모형은 입력자료의 구축이 용이한 격자형태의 DEM과 상류단 경계조건인 수문곡선만을 활용하여 범람해석을 할 수 있으며, 범람해석에 소요되는 시간이 FLUMEN 모형보다 짧은 것으로 나타났다. 그러므로 신속한 범람해석이 필요한 지역에 대해서는 LISFLOOD 모형의 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.305-305
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• 2020

2019년 10월에 발생한 태풍 미탁은 강원도 삼척시 근덕면 궁촌리 기준 시간당 최대 129mm/hr, 누적강수량 488.5mm를 기록하며 폭우와 강풍, 홍수, 토석류 및 산사태로 사망 13명, 실종 2명, 이재민 910세대 1,442명의 인명피해와 공공시설 1,835건, 사유시설 3,700건 등의 재산 피해가 발생하였다. 한편 Hyper KANAKO 모형은 일본에서 개발된 토석류 수치 모델로 오픈소스인 QGIS와 연동되어 도구의 형태로 사용할 수 있어 사용자에게 편리함을 제공하고 토석류 해석 시 침식 및 퇴적작용의 해석이 가능하다. 1차원의 지형(계류)과 2차원의 지형(퇴적부)의 지반설정과 사방댐의 종류(Closed, Slit, Landslide) 및 개수, 위치, 높이 등을 쉽게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 또한, DEM을 기반으로 변환 프로그램을 사용하여 구축한 자료인 LP(Laser Profiler) 데이터를 바탕으로 3차원의 지형을 볼 수 있어 2차원의 지형보다 사용자의 직관적인 해석이 가능하다. 본 연구에서는 QGIS와 Hyper KANAKO를 이용하여 태풍 미탁으로 토석류 피해가 발생한 강원도 삼척시 신남지역을 대상으로 DEM과 LP 데이터를 구축하고 수치모델링을 실시하여 현장조사 결과와 비교분석 하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.23-30
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• 2017

PURPOSES : In this paper, the applicability of DEM to a coarse graining method was evaluated by simulating a series of minicone tests for cement paste. METHODS : First, the fundamental physical quantities that are used in a static liquid bridge model were presented with three basic quantities based on the similarity principle and coarse graining method. Then, the scale factors and surface tensions for six different sizes of particles were determined using the relationship between the physical quantities and the basic quantities. Finally, the determined surface tensions and radii were utilized to simulate the fluidal behavior of cement paste under a minicone test condition, and the final shape of the cement paste with reference DEM particle radii was compared with the final shape of the others. RESULTS : The simulations with adjusted surface tensions for five different radii of particles and surface tension showed acceptable agreement with the simulation with regard to the reference size of the particle, although disagreement increases as the sizes of the particle radii increase. It seems reasonable to increase the particle radii by at least 0.196 cm considering the computational time reduction of 162 min. CONCLUSIONS : The coarse graining method based on the similarity principle is applicable for simulating the behavior of fluidal materials when the behavior of the materials can be described by a static liquid bridge model. However, the maximum particle radius should be suggested by considering not only the scale factor but also the relationship of the particle size and number with the radius of the curve of the boundary geometry.

• 대한공간정보학회지
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• 제18권2호
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• pp.69-78
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• 2010

유역에서의 수문지형학적 특성들은 유출현상과 깊은 상관성을 가지고 있다. 지리정보체계의 발달은 양자간의 역학관계를 규명하는데 커다란 도움을 주었다. 본 연구에서는 이러한 지형인자 중 수문응답과 밀접한 관계로 알려진 국부경사와 지표면거리에 대한 분석을 실시하였다. 그러나 이상의 지형인자는 각 pixel별 변동성이 매우 크기 때문에 DEM으로부터 추출된 자료를 직접 사용하는 것은 한계를 가지게 된다. 따라서 공간상관성을 고려한 분포도의 통계적 특성을 이용해 수문응답함수 특성과 분포된 지형학적인자간의 관계를 살펴보았다. 분석결과 국부경사는 첨두유량에, 지표면거리는 첨두유량, 평균 및 분산에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 이러한 수문지형학적 분석 기법은 DEM자료로부터 수문응답을 직접 유추할 수 있는 유용한 기법으로 발전될 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.549-560
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• 2021

쉴드 TBM(Tunnel Boring Machine) 굴진 시 TBM에 작용하는 커터헤드 토크, 추력, 챔버압, 상향력 등은 TBM의 굴진성능을 결정하는 데 매우 중요한 요소들이다. 그러나 균질한 지반 조건에 비해 복합지반을 굴진할 때 TBM에 작용하는 힘들은 그 경향이 달라 TBM 굴진성능을 저해할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 복합지반 굴진이 TBM에 작용하는 토크, 추력, 챔버압, 상향력에 미치는 영향을 수치해석적으로 모사하고자 하였다. 해석 모델은 개별요소법(DEM, discrete element method)과 유한차분법(FDM, finite difference method)을 연계하는 방안을 적용한 TBM 굴진 모델을 사용하였다. 본 연구에서는 상부 화강풍화토와 하부 풍화암으로 구성된 복합지반을 굴진하는 것을 가정하여 굴진을 모사하였으며, 복합지반 경계면의 위치, 경사에 따라 TBM에 작용하는 힘에 대한 영향을 해석적으로 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제33권1호
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• pp.57-69
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• 2023

본 연구에서는 2차원 수리-역학적연계 개별요소모델링(DEM)을 사용하여 네델란드 그로닝엔(Groningen) 천연가스전 저류층의 유발지진을 모사하였다. 수치해석 코드는 ITASCA社의 상용프로그램인 PFC2D (Particle Flow Code 2D)를 사용하였으며 본 수치해석 연구에 적용하기 위해 수리-역학적 연계 모델 외 1) 비균질 저류층 압력분포 초기화, 2) 비선형 압력-시간이력 경계조건, 3) 국소 응력 분포 계산 등의 개별모듈을 추가개발, 적용하였다. 그로닝엔 가스전에 분포하는 복잡한 단층 형상을 포함하는 40 × 50 km² 크기의 2차원 모델을 생성하였고, 1960년부터 2020년까지 약 60년 동안의 가스생산, 즉 압 력저하로 인한 단층의 파괴거동을 모사하였다. 유발지진의 시공간적 발생을 수치해석모델로 재현하였고 그 발생 메커니즘을 규명하였다. 또한 저류층 압축으로부터 지표에서의 지반침하의 분포를 예측하였고 그로닝엔에서의 실측자료 사이에 유사성을 확인할 수 있었다. 이를 통해 본 연구에서 소개한 2차원 수리-역학적연계 개별요소모델링(DEM)의 복잡한 지질조건과 수리-역학적 연계 프로세스에 의한 단층거동을 구현할 수 있는 툴(tool)로서의 활용성을 확인하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2009년도 학술발표회 논문집
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• pp.153-159
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• 2009

불연속변형해석(DDA)은 유한요소법(FEM)과 개별요소법(DEM)의 장점을 모두 가지고 있는 해석법이다. 3차원 불연속변형해석의 안정성과 해석속도는 접촉찾기(Contact Detection) 알고리즘과 벌칙스프링(Penalty spring)을 이용한 접촉처리 알고리즘에 의해 크게 좌우되는데, 블록의 꼭지점(vertex) 간의 접촉이 발생할 경우, 적합한 접촉면을 결정하는 과정에서 많은 해석오류와 시간적 손실이 발생할 가능성이 있다. 본 연구에서는 블록의 꼭지점에 내접하는 구(inscribed sphere)를 삽입하여 가상의 접촉점과 접촉면을 생성하는 알고리즘을 연구하였다. 이로 인해 발생할 수 있는 해석의 오차의 크기를 확인하고, 간단한 불연속 변형해석의 해석 실례에 적용해 보았다.

• 한국기계가공학회지
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• 제16권2호
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• pp.149-154
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• 2017

Numerous studies of the dynamic behavior of powders have been performed by Discrete Element Method (DEM). The behavior of powders can be analyzed using the DEM assuming that the powder is composed of spherical particles. Moreover, the assumption of spherical particle reduces the computing time significantly. However, the biggest problem with this assumption is the real shape of the particles. Some types of particles, such as calcium carbonate and colloidal copper, are needle shaped. Thus, analysis based on spherical particles can produce errors because of the incorrect assumption. In this research, we developed a new model to simulate needle-shaped particles using the DEM. In the model, a series of particles are connected and regarded as a rod. There is no relative motion among the particles. Thus, the behavior of the rod is rigid motion. To validate the developed model, we carried out the drop-and-bounce test with different initial angles. The results showed negligible error of less than 2%.

• 한국환경과학회지
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• 제11권9호
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• pp.915-923
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• 2002

Recently, GIS(Geographic Information System) is used to extract various hydrological factors from DEM(Digital Elevation Model) in river basin. Therefore, this study aims at the determination of river fractal dimension using DEM. In this paper, the main-stream length in river basin was grid-analyzed for each scale(1/5,000, 1/25,000, 1/50,000) and each cell size(5m$\times$5m, l0m$\times$l0m, 20m$\times$20m, 30m$\times$30m, 40m$\times$40m, 50m$\times$50m, 60m$\times$60m, 70m$\times$70m, 80m$\times$80m, 90m$\times$90m, 100m$\times$l00m, 120m$\times$120m, 150m$\times$150m) using GIS. Also, fractal dimension was derived by analyzing correlation among main-stream lengths, scale, and cell size which were calculated here. The result of calculating fractal dimension for each cell size shows that the fractal dimension on the main-stream length is 1.028.