• 대한조선학회논문집
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• 제54권5호
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• pp.406-414
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• 2017

An experimental study in a recirculating water channel was carried out to investigate the effect of large coherent structures to the skin friction on a flat plate. Particle Image Velocimetry (PIV) technique was used to quantify characteristic features of coherent structures growing to the boundary layer. In the PIV measurement, it is difficult to calculate the friction velocity near the wall region due to laser deflection and uncertainty so that Clauser fitting method at the logarithmic region was adopted to compute the friction velocity and compared with the one directly measured by the dynamometer. With changing the free-stream velocity from 0.5 m/s to 1.0 m/s, the activity of coherent structures in the logarithmic region was increased over three times in terms of Reynolds stress. The flow field was separated by Variable Interval Time Averaging (VITA) technique into the weak and the strong structure case depending on the existence large coherent structures in order to validate its effectiveness. The stream-wise velocity fluctuation was scanned through at the boundary thickness whether it had a large deviation from background flow. With coherent structures connected from near-wall to the boundary layer, mean wall shear stress was higher than that of weak structure case. Proper Orthogonal Decomposition (POD) analysis was also applied to compare the energy budget between them at each free-stream velocity.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.173-183
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• 2010

본 논문은 I형 강재와 프리캐스트 콘크리트 바닥판으로 구성된 비합성 합성아치 생태교량에 대한 해석 및 실험 연구이다. 범용유한 요소해석 프로그램 ABAQUS(2007)를 사용하여 단위거더, 단위합성거더, 3거더 아치, 3거더 합성아치 등 4종류의 해석모델이 검토되었으며, 해석 결과를 토대로 모델별 거동특성을 분석하고, 3거더 합성아치 모형실험체에 설치될 응력 및 변형률 게이지 위치를 결정하였다. 본 연구의 정적파괴 하중실험에 사용된 실험체는 3개의 I형강 거더와 14개의 PC패널로 구성되어 있다. 모형실험체 정적파괴실험결과로부터 강거더 하부플랜지가 항복응력에 도달하는 시기의 재하하중은 유한요소해석을 통해 얻어진 정적하중과 17%정도의 차이를 나타내고 있으며, 실험체 파괴하중은 1,961kN으로 AASHTO LRFD 교량설계기준 (2007)의 단면 소성모멘트를 이용한 작용가능하중은 1,380kN으로 본 실험체는 충분한 내하력을 나타내고 있다. 해석결과와 실험결과를 토대로 새로운 형식의 비합성 합성아치 교량의 안전성과 강도가 충분히 발휘됨을 확인할 수 있었다.

• 한국안전학회지
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• 제31권6호
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• pp.45-51
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• 2016

The purpose of this study is to investigate the influence of train-induced end rotation of simple supported track girder on the performance of a direct fixation track system (DFTS) in Yeongjong grand bridge. In this study, the influences of deflection of a DFTS and track girder on dynamic rail-track girder interaction forces for the track girder ends currently employed in airport express lines were assessed by performing field tests using actual vehicles running along the service lines. Therefore, the dynamic displacement of rail and track girder and the fastener stress on the center and ends sections of DFTS were measured for two different trains (AREX and KTX) running in Yeongjong grand bridge. A three-dimensional finite element analysis (FEA) model using the time-history function based on the design wheel load was used to predict the train-induced track and track girder displacement, and the FEA and field test results were compared. The analytical results reproduced the experimental results well within about 3-7% difference in the values. Therefore, the FEA model of DFTS on track girder is considered to provide sufficiently reliable FEA results in the investigation of the behavior of DFTS. Using the analytical and experimental results, the influence of train-induced end rotation of simple supported track girder on the interaction behavior of rail and track girder installed on a simple supported track girder ends, i.e., upward displacement of rail-track girder and the fastener stress, was investigated. It was found that the train-induced end rotation effect of track girder was not significantly affected by the upward displacement of rails and the fastener stresses of track girder ends. Further, the interaction behavior of rail and track girder were similar to or less than that of the general railway bridge deck ends, nevertheless the vertical displacement of track was higher than that of conventional DFTS on the general railway bridge. From the results, the dynamic responses of the DFTS on track girder ends were not significantly affected by the safety and stability of DFTS ends.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.201-209
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• 2002

Crib wall system은 일반적으로 segmental crib type의 옹벽형식으로 stretcher라는 전 후면 가로보와 세로 방향으로 header라는 버팀보를 연속적으로 쌓아 올리는 공법이다. 이때, stretcher와 header로 구성된 골격 내부에는 흙으로 속채움을 하여 다져, 본 구조체가 일체거동이 가능한 강성체(rigid body)를 형성시킴으로써 배면의 토압에 대하여 저항하는 구조물이다. 따라서, 안정성 해석은 일반적으로 기존의 철근콘크리트 옹벽과 같이 전체 옹벽이 하나의 강성체로 작용한다고 가정하여 토압이론에 의하여 평가하고 있다. 그러나, 변형문제에 있어서 본 구조물은 단순히 하나의 구조체로 가정하여 해석하기가 곤란하다. 왜냐하면, stretcher와 header는 일반 보강토옹벽의 전면 벽체 부재와는 달리 뒷채움재 내에 어떠한 인장 보강재도 삽입되지 않기 때문에 독립된 변위거동을 나타낸다. 또한, 각각의 독립부재로 구성된 재료와 내부채움재의 힘과 변형은 3차원적으로 거동하며 수평토압에 의하여 복합적인 상호거동을 일으키기 때문이다. 따라서, 본 연구는 Crib wall system의 변위경향을 보다 엄밀하게 해석하기 위하여 Brandl(1985)의 full scale 시험 결과를 바탕으로 수치해석 모델을 제시하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제29권1호
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• pp.233-248
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• 1991

The purpose of this study was to qunatatively analyze the stress patterns induced in the abutment, superstructure, supporting bone and to determine the deflection of abutment and superstructure by appling occlusal force to natural teeth supported fixed prostheses and implant-supported fixed prostheses. The analysis has been conducted by using the two dimensional finite element method. The implant and natural tooth-supported bridge has a first molar pontic supported by mandibular second bicuspid and implant posterior retainer, which were rigidly(Model A) or flexible(Model B). The natural teeth-supported bridge has a first molar pontic supported by mandibular second bicuspid and second molar, which were rigidly splinted together(Model C). 63.5kg(Load P1) of localized load on central fossa of first molar pontic and 24kg(Load P2) of distributed load on each occlusal surface were applied respectively. 1. The coronal portion of premolar pontic and posterior abutment in fixed partial denture deflected inferiorly in order of Model B, Model C and Model A under Load P1 and Load P2. 2. Mesial displacement of the coronal portion of premolar showed in Model A, Model B and Model C under Load P1, but mesial displacement of that in Model B and distal displacement of that in Model A and Model C showed under Load P2. 3. Mesial displacement of the coronal portion of the pontic and distal displacement of the coronal portion of posterior abutment showed in Model A, Model B and Model C under Load P1 and Load P2. Displacement in the case of Model B was greater than that of Model A and Model C. 4. In the case Model A under Load P1 and Load P2, high stress apically was concentrated in the mesiocervical portion of the posterior abutment than in the disto-cervical portion of the premolar. 5. In the case of Model B under Load P1 and Load P2 high stress was concentrated in the case of the premolar than in that of posterior abutment and high stress especially was concentrated in the connected portion of pontic and posterior abutment. 6. In the case of Model C under Load P1 and Load P2, high stress was concentrated in the distal area of the cornal portion of premolar and the mesial area of the coronal portion of posterior abutment, and stress pattern was anteroposterially symmetric around the pontic. 7. Load P1 and Load P2 compared, stress magnitude was different but stress pattern was similar in Model A, Model B and Model C. 8. Under Load P1 and P2, stress magnitude in the mesial distal portion and the portion of root apex of the posterior abutment was in order of Model B, Model A and Model C.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.491-499
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• 2002

직교이방성 적층평판해석을 위해 퇴화 쉘요소에 기초를 둔 p-version 유한요소법이 제안되었다. 이 모델의 비선형 정식화과정에서 기하비선형의 경우 von Karman의 대변형-소변형률 가정을 설명하기 위해 Total Lagrangian 방법이 채택되었으며, 재료비선형의 경우 Huber-Mises의 항복기준과 변형률경화 항복함수에 근거를 둔 Prandtl-Reuss 유동법칙이 사용되었다. 재료모델은 이방성을 표현하는 매개변수에 의해 이방겅재료를 고려할 수 있도록 하였다. 적층평판이론으로는 전단변형 효과를 고려할 수 있는 등가단출이론(ESL Theory)에 기초를 두었기 때문에 두 적층간 계면에서의 전단변형률은 연속이라는 조건을 갖게된다 적분형 르장드르 다항식이 형상함수로 사용되었으며 형상함수의 차수는 1차에서 10차까지 변화시킬 수 있다. 또한, Causs-Lobatto 수치적될법을 사용하기 때문에 기존의 가우스 적분점에서 계산되던 응력값은 이 적분법의 적분점이 절점에 위치하므로 절점에서 바로 응력값이 산출되도록 하였다 극한하중 수렴성, 비선형 효과, 소성역의 형상 등의 비교관점을 통해 p-version 유한요소 모델의 적정성을 보이고자 하였다.

• 터널과지하공간
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• 제8권4호
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• pp.307-320
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• 1998

터널 라이닝은 터널의 최종 지보수단이며, 지반응력과 터널 지보재 사이의 상호작 용의 결과가 총체적으로 드러나는 면이다. 최근 콘크리트 라이닝에 발생하는 많은 균열로 인해 터널의 유지, 관리 측면에서 큰 어려움이 따르고 있어 이에 대한 해석이 요구되고 있 다. 본 연구에서는 실험과 수치해석을 통해 터널 라이닝의 역학적 거동 특성을 규명하였다. 특히 숏크리트오 콘크리트 라이닝을 모두 포함하는 복층 라이닝에대해 실험과 수치해석을 실시하여 두 라이닝 사이의 상호작용을 규명하였다. 실험은 터널 라이닝 모형 시험체에 대 해 하중, 측압, 라이닝 두께, 복층 라이닝, 복층 라이닝의 배면공동, 지반 모델 타설 등에 다양한 조건에 대해 실시하였다. 측압의 영향으로 라이닝 전반에 걸쳐 압축력이 분포하여 내하력을 증가시켰다. 라이닝의 두께가 50% 증가함에 Efkk 균열하중은 2배 정도 증가하였 다. 복층 라이닝의 배면공동으로 이해 라이닝의 내하력은 콘크리트 라이닝 두께 감소량고 k 같은 수준으로 감소하였다. 라이닝의 측벽부에 지반 모델을 타설한 경우 라이닝라이닝 어깨 부분의 밀림을 억제하여 균열하중 및 파괴하중이 크게 증가하였다. 수치해석에서는 인터페 이스 요소를 도입하여 복층 라이닝을 해석할 수 있는 수치해석 프로그램을 개발하여 실험 결과와 비교 해석을 실시하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권4호
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• pp.468-475
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• 2019

엔드라인 폭연방지기는 수직 환기장치에 폭연방지와 함께 대기방출을 하도록 한다. 엔드라인 폭연방지장치는 선박과 같은 산업현장의 다양한 분야에 적용된다. 폭연방지기에서 스프링은 스프링 부하와 스프링의 탄성이 후드 개방 모멘트를 결정하므로 필수 부품이다. 더욱이, 장치 내 스프링은 고온의 상태에서도 작동해야 한다. 따라서, 폭연이 나타나기 시작할 때 스프링의 기계적 하중과 탄성을 분석할 필요가 있다. 이 연구에서는 엔드라인 폭연방지기의 작동 프로세스의 시뮬레이션을 기반으로 열 및 구조해석을 수행하으며, 스프링의 3차원 모델은 CFD 시뮬레이션을 이용하였다. CFD 해석은 FEM 시뮬레이션 값을 입력하여 스프링 구조를 분석한다. 본 연구에서는 스프링 부하의 43 kg, 93 kg 및 56 kg 세 가지 경우 즉, 150 mm 스프링 디플렉션에 부합하도록 집중적으로 관찰하였다. 결과적으로, $1,000^{\circ}C$ 가열조건 하에서 5분 후에 스프링 부하가 10 kg 감소했다. 시뮬레이션 결과는 연소 시간 변화에 따라 스프링의 부하와 탄성을 예측하고 추정할 수 있었다. 또한, 연구의 결과는 폭연방지기의 제조자들에게 역화방지장치뿐만 아니라 스프링의 설계를 최적화하기 위한 참고 자료로 활용할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.9-16
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• 2019

최근 프리캐스트 PSC 거더 형식의 교량이 널리 시공되고 있으며, 거더의 경간과 운송제한을 극복하기 위하여 분절거더의 시공이 증가하고 있다. 분절 공법을 적용한 세그먼트 간의 접합면에는 불연속면이 존재할 수 있으므로 교량의 건전성에 있어 접합부의 일체거동이 매우 중요하다. 분절 접합부는 접합부의 형태, 전단키 유무, 구속력의 크기에 따라 거동차이를 보이기 때문에 이러한 영향인자를 변수로 한 접합부 거동 연구가 필요하다. 본 연구에서는 프리캐스트 PSC 거더교의 접합부 거동을 평가하기 위하여 전단키의 형상, 구속력 도입여부를 변수로 한 전단키 유한요소해석과 축소모형시험을 실시하고, 그 결과를 비교하여 전단키와 구속력 효과를 평가하였으며, 접합부에 1/2~1/3의 돌출높이비를 갖는 전단키를 설치하고 콘크리트 강도의 1/2 수준의 구속력을 도입하는 것이 분절 접합부 거동향상에 효과적이라는 것을 확인하였다. 또한, 분절 공법으로 시공된 실제 프리캐스트 PSC 거더 교량의 재하시험을 실시하고 접합부 세그먼트 간의 처짐차이를 측정하여 분절부 거동을 평가하는 방법을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.1-8
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• 2023

최근 건설현장은 인건비 상승, 중대재해처벌법 등으로 인한 건설 현장 여건의 변화로 탈현장 여건으로 프리캐스트 부재 생산에 대한 관심이 증대되고 있다. 특히, 프리캐스트 프리스트레스트 중공슬래브는 단면 내 중공형상을 두어, 중량감소 및 강연선을 통한 처짐 제어 등으로 구조성능은 확보하고 있으나, 현재 내화 성능 개선에 대한 미비한 연구 뿐만 아니라, 기업들의 근거 없는 당연내화구조 기준을 적용함에 내화성능 확보에 대한 시급성이 대두되고 있다. 이 연구에서는 기존 중공 슬래브와 비교하여 동등이상 구조성능, 경제성을 갖기 위하여 슬래브단면 내 중공 형상 최적화를 통해 단면 내 콘크리트 충진률 감소 및 상하부 플랜지 형상 개선으로 내화단면을 개발하였다. 이를 적용한 PC 중공 슬래브에 대하여 단면두께를 변수로 하여 2시간 내화시험을 진행하여, 실험결과 내화 성능(하중지지력, 차열성, 차염성)을 확보 하였다. 실험 결과 기반으로, 수치해석 시뮬레이션을 통해 내화모델링을 정립하여, 추후 단면형상 변경에 따라 내화 해석 예측이 가능한 것으로 판단된다.