• 국제학술발표논문집
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• The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.436-442
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• 2022

Hurricanes and tornadoes are the most destructive natural disasters in some central and southern states. Thus, storm shelters, which can provide emergency protections for low-rise building residents, are becoming popular nowadays. Both FEMA and ICC have published a series of manuals on storm shelter design. However, the authors found that the materials for related products in the market are heavyweight and hard to deliver and install; renovations are necessary. The authors' previous studies found that lightweight and high-performance composite materials can withstand extreme wind pressure, but some building codes are designated in wind-borne debris areas. In these areas, wind debris can reach greater than 100 mph speed. In addition, the impact damage on the composite materials is an increasing safety issue in many engineering fields; some can cause catastrophic results. Therefore, studying composite structures subjected to wind debris impact is essential. The finite element models are set up using the software Abaqus 2.0 to conduct the simulations to observe the impact resistance behavior of the carbon fiber composite sandwich panels. The selected wood debris models meet the FEMA requirements. The outcome of this study is then employed in future lab tests and compared with other material models.

• 대한공간정보학회지
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• 제24권3호
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• pp.59-66
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• 2016

2011년 발생한 서울시 우면산의 토석류는 과거 산간지역 피해와는 달리 도심지역에서 큰 피해가 발생하였다. 따라서 산사태 및 토석류는 산악지역과 도심지역에 관계없이 다양한 지역에서 빠른 속도로 발생하여 엄청난 피해를 유발시키기 때문에 많은 연구자들은 토석류의 영향범위를 예측하고 피해를 최소화하기 위해 노력하고 있다. 토석류의 영향범위 예측을 위한 가장 핵심적인 부분은 복잡한 3차원 지형에서의 토석류 거동 및 퇴적 메커니즘을 이해하여야 한다. 그리고 퇴적 메커니즘을 이해하기 위해서는 토석류의 거동에 따른 에너지량과 침식량이 산정되어야 한다. 하지만 기존에 개발된 토석류 모델들은 토석류의 침식량을 산정하는데 한계가 있었다. 따라서 본 연구에서는 2011년 도심지의 대규모 토석류가 발생한 서울시 우면산 지역을 대상으로 항공사진, 항공 LiDAR 자료로부터 생성된 토석류 피해 전과 후의 DEM을 활용하여 토석류의 피해규모를 산정하였으며, 에너지 이론을 기반으로 하여 침식량을 산정할 수 있는 토석류 거동 해석 모델을 개발하여 비교하였다. 또한 동일지역에 대하여 기존의 토석류 모델(RWM, Debris 2D)도 함께 시뮬레이션 하여 종합적으로 토석류 지역을 비교 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권11호
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• pp.7-17
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• 2022

본 연구에서는 중력식 사방댐 후면에 설치된 원통형 강성기둥 구조물의 배치변화가 토석류의 흐름거동 및 충격하중 변화에 미치는 영향을 확인하기 위해, 대책구조물들을 소형수로에 모사한 다음 원통형 구조물의 종방향 배열 수와유로 차단비율을 변화시켜가면서 실내모형실험을 수행하였다. 실험과정에서 대책구조물의 주변 흐름거동을 촬영하고, 중력식 사방댐의 작용하는 토석류의 충격하중을 측정하기 위해, 수로 측면과 상부에는 고속카메라를 설치하였고, 사방댐의 전면에는 로드셀을 설치하였다. 게다가, 글라스 비즈를 이용하여 토석류에 의해 동반되는 큰 직경의 거석들을 수로에 모사하였다. 실험결과, 중력식 사방댐 후면에 원통형 강성기둥 구조물의 설치는 토석류의 충격하중을 크게 감소시키는 것으로 나타났다. 또한, 대책구조물의 유로 차단비율을 증가시키면 거석을 동반한 토석류의 흐름억제를 증가시켜 충격하중을 더욱 감소시키는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.19-27
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• 2013

여름철 강우로 인한 산사태는 대부분 토석류의 형태로 나타난다. 토석류는 빠른 이동속도와 체적 때문에 경제적 손실 뿐만 아니라 많은 인명피해를 일으킨다. 토석류 해석 프로그램인 FLO-2D를 사용하여 유동학적 인자인 점성과 항복응력에 따른 토석류의 이동과 퇴적 특성을 분석하였다. 수치해석을 수행한 결과, 점성이 증가할수록 토석류 입자간의 응집력이 증가하여 토석류의 퇴적거리와 속도가 감소한다. 그에 따라 유동심은 증가하고 충격력은 감소하였다. 항복응력은 토석류의 발생과 퇴적에 큰 영향을 미치는 요인이다. 항복응력이 증가할수록 충격력은 증가하였다. 수치 해석 결과에 의하면, 토석류의 이동속도는 주로 점성에 의존하나 토석류의 퇴적 특성(퇴적거리, 퇴적 폭, 퇴적면적)은 점성과 항복응력에 의존한다.

• 수산해양교육연구
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• 제19권3호
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• pp.491-501
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• 2007

This study deals with bottom debris and benthos which have obtained by using a beam trawler in Chinhae bay, Korea. The temperature and salinity didn't impact on the fish species and weights in the bay. But bottom debris is dominated on the precipitation into the bay. And it also was nearly very soiled owing to geographical condition of semi-enclosed bay. Moreover, all debris was not related on the quantitative variability of benthos. On the other hand, it was revealed to be reverse-correlative with fish species and positive-correlative with fish weights.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제17권1호
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• pp.8-15
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• 1985

Debris bed내·외로부터 깨스유량을 갖는 debris/water 열적상호작용 해석모델이 중대사고 분석을 위해 제시되었다. 제시된 모델은 증기 소비, debris bed에서 수소 생성, 유입깨스 및 화학반응열에 대한 인자들을 포함하고 있으며, 금속-물반응 및 debris/concrete 작용으로 인한 깨스 생성을 평가하기 위해 MARCH code에 도입시켰다. 그 결과 수소원은 격납용기 과도압력에 큰 영향을 미치나 debris bed로 대류깨스 냉각과 콘크리트로 전도 열손실은 debris bed 냉각성에 조그마한 영향을 주는 것으로 나타났다. 하지만 debris 인자의 재가열과 재용융은 콘크리트와 상호작용에 의해 상당히 지연될 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.430-439
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• 2019

본 연구는 친환경 에코필라 사방댐의 시공성과 경제성을 향상시키기 위해 제안된 중공트랙형 단면의 프리캐스트 에코필라 사방댐에 대하여 산사태 발생시 토석류에 동반되는 암석이 충돌할 경우 구조체의 안전성과 손상도를 평가하기 위해 비선형 충돌해석을 수행하였다. 최근에는 콘크리트를 이용한 에코필라 사방댐의 설치가 늘고 있으나, 콘크리트 투과형 사방댐 설계의 기준이 전무하여 경험적으로 설계되고 있을 뿐 아니라 산사태로 인한 피해가 지속적으로 늘고 있는 상황임에도 불구하고 극한환경을 적용한 성능평가나 연구를 찾아보기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 선행연구를 통해 적정성과 성능에 대해 검증된 중공트랙형 단면의 에코필라 사방댐에 대하여 급경사지에서 발생한 우면산 산사태의 토석류 속도로 암석이 충돌할 경우로 가정하였다. 암석의 규모는 ETAG 27의 성능평가 기준을 참조하여 유사한 규모로 설정하였고, 최대 충격력이 작용할 수 있는 조건과 작용위치, 암석직경을 변수로 고려하였으며, 콘크리트 비선형 재료모델을 적용하였다. 재료 비선형해석이 가능한 ABAQUS 소프트웨어를 이용하여 해석적 방법으로 구조체의 강도와 손상도 평가를 수행하였다. 해석결과, 암석직경 0.3m와 0.5m가 충돌했을 경우는 구조체의 변위나 응력이 허용치 이내로 안전한 것으로 평가 되었으나, 0.7m 직경의 암석이 충돌할 경우 중공트랙형 기둥부가 에너지를 충분히 흡수하지 못하여 파괴되는 것으로 예측되었다. 또한, 콘크리트 손상도 평가결과 암석직경 0.3m와 0.5m에서는 손상비가 1.0이하로 나타났으나 0.7m 직경일 경우는 1.39로 평가되어 일정수준 이상에서는 사방댐 기능수행 적합성이 제고되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 사방댐 단면설계 시 고려해야 할 충격력에 대한 기초자료로 활용할 수 있으며, 향후 실험적 연구가 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.

• Wind and Structures
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• 제13권2호
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• pp.191-206
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• 2010

Windborne debris is a major cause of structural damage during severe windstorms and hurricanes owing to its direct impact on building envelopes as well as to the 'chain reaction' failure mechanism it induces by interacting with wind pressure damage. Estimation of debris risk is an important component in evaluating wind damage risk to residential developments. A debris risk model developed by the authors enables one to analytically aggregate damage threats to a building from different types of debris originating from neighboring buildings. This model is extended herein to a general debris risk analysis methodology that is then incorporated into a vulnerability model accounting for the temporal evolution of the interaction between pressure damage and debris damage during storm passage. The current paper (Part I) introduces the debris risk analysis methodology, establishing the mathematical modeling framework. Stochastic models are proposed to estimate the probability distributions of debris trajectory parameters used in the method. It is shown that model statistics can be estimated from available information from wind-tunnel experiments and post-damage surveys. The incorporation of the methodology into vulnerability modeling is described in Part II.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권7호
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• pp.555-563
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• 2012

지구궤도 상에는 무수히 많은 우주파편(Orbital debris)이 존재하며 매우 높은 속도로 선회하고 있기 때문에 정상가동중인 인공위성과 충돌 시 위성구조체에 치명적인 손상을 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 입자완화유체동역학(Smoothed particle hydrodynamics, SPH)을 이용하여 우주파편과의 초고속충돌로 인해 발생 가능한 저궤도 위성구조체의 손상분석을 수행하였다. 위성구조체의 본체 패널(Panel)로 사용되는 허니콤샌드위치패널(Honeycomb sandwich panel, HC/SP)에 대해 충돌속도에 따른 손상분석을 수행하였으며 위성구조체 내부부품의 안전성 분석을 위해 전자박스가 HC/SP에 직접 부착된 경우와 10cm 오프셋 된 경우에 대한 초고속충돌해석 및 손상분석을 수행하였다. 고도 685km의 저궤도에서 2% 정도의 충돌확률을 갖는 우주파편들을 고려할 때, HC/SP 자체에 관통이 발생하는 것으로 나타났으며 부착형 전자박스의 경우와 오프셋형 전자박스의 경우에는 전자박스에 관통이 발생하지 않고 미소 크레이터(Crater)만 발생되는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.409-418
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• 2019

최근 기후 변화에 의한 집중호우는 산지에서 토석류를 발생시켜 많은 피해를 양산하고 있다. 연구의 목적은 토석류 발생 가능성이 높은 산지에 사방댐을 설치하였을 경우, 사방댐의 설치 위치에 따라 공급유량의 변화에 대하여 사방댐이 받는 충격력을 평가한 것이다. 연구방법으로는 수치해석모델을 이용하였고, 수치해석 모델은 침식과 퇴적 모델을 이용하여 유한차분법을 적용하였으며, 사방댐에 영향을 주는 토석류의 충격력은 유체의 연속성을 고려하여, 질량보존법칙과 운동량 보존 법칙을 만족하는 지배 방정식을 이용하였다. 수치모의를 한 결과 토석류는 도달 초기에 충격력의 Peak가 발생하였으며, 16sec~19sec 구간에서도 토석류의 Peak가 발생하였고, 공급유량을 증가시킨 경우 이 구간에서 여러 개의 토석류 충격력의 Peak가 발생하였다. 이는 공급유량의 증대로 인해 토석류의 유하 속도를 증가시키고, 증가된 속도는 물 입자와 토사의 충돌로 인해 에너지가 증대되고 있음을 보여준다. 따라서, 산지에 연속적으로 여러 기의 사방댐을 설치하려고 할 때 각 위치에서 사방댐이 받는 충격력을 조사할 필요가 있다. 본 연구의 결과는 비탈 경사면에서 토석류 제어를 목적으로 설치되는 구조물이 받는 충격력과 사면에서 사방댐의 적정 위치를 설정하는 데 좋은 정보를 제공할 것이다.