• Computers and Concrete
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• 제2권5호
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• pp.345-366
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• 2005

This work presents an assessment of the computational performance of a vector-parallel implementation of probabilistic model for concrete cracking in 3D. This paper shows the continuing efforts towards code optimization as reported in earlier works Paz, et al. (2002a,b and 2003). The probabilistic crack approach is based on the direct Monte Carlo method. Cracking is accounted by means of 3D interface elements. This approach considers that all nonlinearities are restricted to interface elements modeling cracks. The heterogeneity governs the overall cracking behavior and related size effects on concrete fracture. Computational kernels in the implementation are the inexact Newton iterative driver to solve the non-linear problem and a preconditioned conjugate gradient (PCG) driver to solve linearized equations, using an element by element (EBE) strategy to compute matrix-vector products. In particular the paper analyzes code behavior using OpenMP directives in parallel vector processors (PVP), such as the CRAY SV1 and CRAY T94. The impact of the memory architecture on code performance, and also some strategies devised to circumvent this issue are addressed by numerical experiment.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.41-50
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• 2019

The stone pagoda continued to be damaged by weathering and corrosion over time, and natural disasters such as earthquake are accelerating the destruction of cultural properties. Stone pagoda has discontinuous structure behavior and is very vulnerable to the seismic load acting in lateral direction. It is necessary to analyze various design variables as the contact surface characteristics play an important role in the dynamic behavior of stone pagodas. For this purpose, contact surface characteristics of stone pagoda can be classified according to surface roughness and filler type, and representative model is selected and structural modeling and analysis are performed using the discrete element method. Also, the seismic load according to the repetition period is calculated and the dynamic analysis is performed considering the discontinuous characteristics of the stone pagoda. Finally, the seismic behavior characteristics can be analyzed by the evaluation of stresses, displacements and structural safety.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.1130-1141
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• 2010

Even though a number of historic structures in Korea need to be repaired, an intensive research on their engineering performance has rarely been investigated. Herein, we attempted to provide a methodological approach via the explicit finite element analysis to investigate geotechnical aspect of the performance of the dry-stone wall structures. To do so, we summarized relevant literature on the world-wide historic stone structures as well as its analysis in terms of modern geotechnical engineering. The method of the explicit finite element analysis has been briefly summarized. The numerical results on an idealized block structure show that the displacement of blocks and the distribution of earth pressure is different from the conventional theory of the retaining wall because of the discrete nature of the dry-stone wall structure.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.383-399
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• 2020

디스크커터의 간격을 최적화하는 것은 TBM 커터헤드의 설계의 핵심요소로, TBM의 굴진성능을 좌우한다. 실대형 선형절삭시험은 디스크커터의 간격 산정을 위해 가장 신뢰성 및 정확도가 높은 시험으로 알려져 있으나 실대형 실험을 위해 경제적 및 시간적 비용이 소요되는 단점이 있다. 본 연구에서는 개별요소법 기반의 수치해석 연구를 통해 암반의 일축압축강도 및 압입깊이에 따른 비에너지-S/P비 간의 경향성을 분석하였고, 17인치 디스크커터의 최적 간격을 도출하였다. 수치해석모델의 적정성을 검토하기 위하여 디스크커터에 작용되는 회전력을 CSM 모델과 비교·검토하였다. 선형절삭시험에 대한 수치해석 결과, 디스크커터에 작용되는 회전력은 CSM 모델의 이론식으로부터 도출한 회전력과 유사한 것으로 분석되었다. 5가지(50 MPa, 70 MPa, 100 MPa, 150 MPa, 200 MPa)의 일축압축강도에 대한 수치해석 결과, 암반강도가 증가할수록 디스크커터의 최적간격의 범위는 감소하는 경향을 보였으며 80~100 mm범위에서 최소 비에너지를 보이는 것으로 확인되었다. 이는, 기존에 보고된 디스크커터의 최적 간격과 일치되는 경향으로써, 본 연구를 통해 산정된 디스크커터 간격을 밑받침한다.

• Computers and Concrete
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• 제19권5호
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• pp.567-577
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• 2017

This study presents investigation of the behavior of moderately thick reinforced concrete slabs having hollow cores with different parameters. The experimental part of this investigation includes testing eight specimens of solid and hollow-core slab models having (2.05 m) length, (0.6 m) width and (25 cm) thickness under two monotonic line loads. Load versus deflection was recorded during test at mid span and under load. Numerically, the finite element method is used to study the behavior of these reinforced concrete slabs by using ANSYS computer program. The specimens of slab models are modeled by using (SOLID65) element to represent concrete slabs and (LINK180) element to represent the steel bars as discrete axial members between concrete nodes. The finite element analysis has showed good agreement with the experimental results with difference of (4.71%-8.68%) in ultimate loads. A parametric study have been carried out by using ANSYS program to investigate the effects of concrete compressive strength, size and shape of core, type of applied load and effect of removing top steel reinforcement.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.33-42
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• 2016

기존 개별요소해석은 암석과 조립재료를 대상으로, 미시거동 분석과 응용을 위한 입상체 역학 및 관련 수치모델의 개발 차원에서 수행되었으나, 시멘트 혼합토(soil-cement)의 본딩 효과를 고려한 분석은 미흡한 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 기존의 한계성을 극복하기 위하여 개별요소법 수치모델 프로그램 $PFC^{3D)}$을 이용한 시멘트 혼합토의 본딩 효과 및 실내시험 결과와의 분석을 수행하였다. 시멘트 혼합토에 대한 실내시험은 재령일을 고려한 일축압축강도시험과 시멘트 함유량에 따른 일축압축강도시험을 수행하였으며, 각 실내시험 조건에 적합한 개별요소해석을 수행하였다. 본 연구결과, 개별요소법은 지반공학적 측면에서, 혼합토의 본딩 효과에 대한 미시적 거동(micro behavior) 및 전체적 거동(macro behavior)의 예측뿐아니라, 수치시험실(numerical laboratory)로서 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.11-21
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• 2017

지반함몰의 발생은 하수관 파손으로 인한 토사유실이 주원인으로써 그 대책을 수립하기 위해서는 공동과 이완영역의 발생, 주변 지반의 거동을 이해하여야 할 필요성이 있다. 본 논문에서는 지중 하수관의 파손으로 인한 지반함몰 메커니즘 분석을 위해 실내모형실험과 개별요소 수치해석을 실시하였다. 실내모형실험에서는 알루미늄 봉과 트랩도어를 이용하여 모형지반의 거동을 모사하였고, 개별요소 수치해석은 모형실험과 동일한 경계조건으로 수행하여 그 결과를 모형실험 결과와 비교분석하였다. 모형실험 및 개별요소 결과로부터 토사유실로 인한 공동과 이완영역의 형상 및 규모를 파악하였으며, 공동 주변 지반의 간극비 분포 특성 및 이완정도를 파악할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제30권1호
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• pp.15-28
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• 2020

본 연구는 개별요소법을 이용하여 삼차원 불연속절리망 시스템의 강도 및 변형계수를 추정하기 위해 제안된 기법을 소개하였다. DFN(discrete fracture network) 시스템에서 개별 절리는 유한 길이의 정사각 평면으로 취급하였다. 해석영역은 무결암과 유사한 거동을 하도록 설정된 가상절리와 실제 개별 절리의 조합으로 형성된 다면체로 이산화하였다. 제안된 기법의 적용성을 검토하기 위하여 확정적 및 추계론적 삼차원 DFN 시스템으로 이루어진 한 변이 10m인 정육면체 해석영역에 대하여 개별요소법에 의한 강도 및 변형계수를 추정하는 수치실험이 수행되었다. 또한, 본 연구는 절리의 기하학적 속성이 DFN 시스템의 강도 및 변형 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 제안된 기법은 삼차원 DFN 시스템의 이방적 강도 및 변형 특성을 효과적으로 추정하는 것으로 평가되었다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제21권2호
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• pp.44-52
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• 2024

In this study, we predicted PTO power requirements based on torque predicted by the discrete element method and the multi-body dynamics coupling method. Six different scenarios were simulated to predict PTO power requirements in different soil conditions. The first scenario was a tillage operation on cohesionless soil, and the field was modeled using the Hertz-Mindlin contact model. In the second through sixth scenarios, tillage operations were performed on viscous soils, and the field was represented by the Hertz-Mindlin + JKR model for cohesion. To check the influence of surface energy, a parameter to reproduce cohesion, on the power requirement, a simple regression analysis was performed. The significance and appropriateness of the regression model were checked and found to be acceptable. The study findings are expected to be used in design optimization studies of agricultural machinery by predicting power requirements using the discrete element method and the multi-body dynamics coupling method and analyzing the effect of soil cohesion on the power requirement.

• 콘크리트학회지
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• 제8권1호
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• pp.145-153
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• 1996

콘크리트의 파괴진행영역은 콘크리트의 균열선단의 브리징영역과 미세균열영역으로 구성되는 비선형영역으로서 콘크리트의 파기거동을 지배한다. 파괴진행영역을 고려한 파괴역학은 콘크리트에 유용하게 적용될 수 있으며 파괴진행영역 모델의 개발은 콘크리트의 파괴현상을 규명하는데 매우 중요하다. 본 논문에서는 콘크리트의 균열진행을 해석하기 위하여 선형 인장 연화곡선을 사용한 Dugdale-Barenblatt형 모델로 콘크리트의 브리징영역을 모델링하였고 이를 이산균열방법을 사용하여 단지 요소경계면에 파괴진행영역을 발생시켜 유한요소 해석하는 방법과 요소내의 불연속 균열면을 도입한 균열요소를 사용함으로써 이산균열방법의 결점을 보완한 해석방법을 제시하였다. 또한 해석 예를 통해 균열진행해석에 사용된 유한요소모델을 검증하였다.