• Geomechanics and Engineering
• /
• 제13권5호
• /
• pp.881-892
• /
• 2017

Design and management of concrete slabs in concrete-faced rock-fill dams are crucial issues for stability and overall dam safety since cracks in the concrete face induced by stress, shrinkage, and deterioration can cause severe leakage from the reservoir into the dam. Especially, the increase of dam height to a certain level to enhance the storage capacity and to improve hydraulic stability can lead to undesirable deformation behavior and stress distribution in the existing dam body and in the concrete slabs. In such conditions, simulation of a concrete slab with a numerical method should involve the use of an interface element because the behavior of the concrete slab does not follow the behavior of the dam body when the dam body settles due to the increase of dam height. However, the interfacial properties between the dam body and the concrete slab have yet to be clearly defined. In this study, construction sequence of a 125 m high CFRD in South Korea is simulated with commercial FDM software. The proper interfacial properties of the concrete slab are estimated based on a comparison to monitored vertical displacement history obtained from the concrete slab. Possibility of shear strength failure under the critical condition is investigated based on the simplified model. Results present the significance of the interfacial properties of the concrete slab.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
• /
• pp.105-105
• /
• 2021

본 연구에서는 2차원 비선형 천수모형과 수심평균된 스칼라 이송모형을 해석하는 수치모형에 대해 기술하였다. 수치모형의 정확성을 보장함과 동시에 안정성을 높이기 위해 유한체적법, 플럭스 재구성 및 minmod 제한자를 사용하였다. 비선형 천수방정식의 이송항과 바닥 경사항은 계산된 수심의 양수 보존과 흐름의 정상 상태를 보장하기 위한 second order well-balanced positivity preserving central-upwind method를 이용하여 수치적으로 이산화되었다. 마찬가지로, 이송-확산 방정식 내 이송항은 동일한 2차 풍상차분법을 통해 수치적으로 풀이하였다. 격자점 경계면에서의 불연속으로 인한 수치진동을 방지하기 위해 이송항의 계산에 포함된 보존항의 차이로 인해 발생하는 스칼라의 수치확산을 최소화하기 위해 무차원의 비소산함수를 도입하였다. 또한, 확산항은 유한차분법을 이용하여 이산화하였다. 제안된 수치모형은 시간미분항의 계산을 위해 오일러 기법을 적용하여 계산된 수심 및 스칼라의 양수 보존여부와 함께 정지된 흐름의 정상 상태의 보존여부를 확인하였다. 제안된 수치모형의 해석 정확성을 평가하기 위해 1, 2차원 공간 내 다양한 흐름 조건에서의 해석해를 이용한 3개의 벤치마크 테스트를 수행하였다. 평균 제곱근 오차(Root Mean Squared Error, RMSE)를 산정하여 수치모형의 성능을 정량적으로 평가하였으며, 비소산함수를 적용함에 따라 스칼라의 수치확산이 감소하게 되었음을 확인하였다. 또한, 세 차례의 벤치마크 테스트 결과는 공통적으로 수치모형에 의해 계산된 결과값이 비소산함수를 고려함에 따라 해석해와 잘 일치함을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제49권5호
• /
• pp.587-602
• /
• 2023

This article presents the numerical modelling of transient heat transfer in highly heterogeneous composite materials where the thermal conductivity, specific heat and density are assumed to be directional-dependent. This article uses a coupled finite element-finite difference scheme to perform the transient heat transfer analysis of unidirectional (1D) and multidirectional (2D/3D) functionally graded composite panels. Here, 1D/2D/3D functionally graded structures are subjected to nonuniform heat source and inhomogeneous boundary conditions. Here, the multidirectional functionally graded materials are modelled by varying material properties in individual or in-combination of spatial directions. Here, fully spatial-dependent material properties are evaluated using Voigt's micromechanics scheme via multivariable power-law functions. The weak form is obtained through the Galerkin method and solved further via the element-space and time-step discretisation through the 2D-isoparametric finite element and the implicit backward finite difference schemes, respectively. The present model is verified by comparing it with the previously reported results and the commercially available finite element tool. The numerous illustrations confirm the significance of boundary conditions and material heterogeneity on the transient temperature responses of 1D/2D/3D functionally graded panels.

• 터널과지하공간
• /
• 제13권5호
• /
• pp.331-343
• /
• 2003

주입공법은 터널 등 지하구조물의 보강법으로 적용사례가 증가하고 있으나, 그 효과의 공학적 평가에 관한 연구는 매우 부족한 실정이며, 특히 절리를 포함한 불연속암반의 주입재에 의한 역학적 특성변화에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있는 형편이다. 따라서 본 연구에서는 주입에 의한 불연속암반의 변형특성을 규명하기 위하여 절리군의 경사, 절리군의 간격을 달리한 절리암반모형을 제작한 후, 이에 대한 주입전후에 대한 이축압축시험을 실시하여 변형특성을 조사하였다. 또한 시멘트현탁액 주입공법이 적용된 고속도로터널에 대한 3차원 유한차분해석을 실시하여, 이를 현장계측자료와 비교함으로써 해석의 타당성을 검토하였다. 주입후 절리 암반모형에 대한 이축압축시험결과, 절리암반의 하중-변형곡선은 주입전의 비선형에서 선형적으로 변하였으며, 변형계수도 증가하는 것으로 나타났다. 절리간격과 최소주응력이 커짐에 따라 주입전 변형계수에 대한 주입후 변형계수의 비가 지수함수적으로 감소하는 경향을 보였다. 주입전후의 이축압축시험결과로부터 주입전 암반의 변형계수와 주입후 암반의 변형계수의 관계를 지수함수로 표현한 경험식으로 제시하였다. 현지암반의 주입에의한 보강효과를 3차원 유한차분법을 이용하여 해석한 결과, 주입공법이 적용될 경우 터널의 천단과 측벽에서 발생되는 변위는 현저하게 감소하는 것으로 해석되었으며, 굴착이 진행됨에 따라 발생하는 변위의 양상이 현장 계측결과와 유사한 경향을 나타내었다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.233-238
• /
• 2003

파랑에너지를 차단하고 항내 정온을 확보하기 위해 설치된 외곽시설인 방파제는 불투과성이기 때문에 항만을 폐쇄성으로 만들 수 있으며, 항내ㆍ외간의 해수교환은 급격히 감소될 수 있다. 항만개발의 최근 추세는 항내의 수질 보호와 친수성이 강조되어, 기존의 불투과성 방파제의 일부에 투과성으로 설계한 제체투과성 해수교환방파제를 설치하는 것으로 나타났다. 이 경우 외해의 에너지가 항내로 전달되어 항내 오염물질의 희석률 증대와 함께 외해로 배출되도록 하고 있다. 오염이 심화된 항만(남해 동부해안에 위치한 삼천포 구항)에서 항내 수질을 개선하기 위한 방안은 육상오염원을 제거하는 것이 최선이나, 폐쇄성이 큰 항만의 경우, 외해와의 해수순환을 강화시켜야만 한다. 즉, 기존의 항만에서의 항내 수질개선을 위해서 외곽시설의 일부에 해수소통구를 두는 방법이 가장 최선이라 할 수 있다. 본 연구에서는 항내 오염이 심각한 항만을 대상으로 하여, 해수소통구를 통한 해수순환 양상을 수치계산을 통해 검토하고 수반되는 해수교환율을 검토하였다. 본 연구에서는 유한 차분법으로 수치모델을 구성하였으며, 해수소통구 도입에 따른 항내의 해수순환 및 해수교환율을 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권4호
• /
• pp.853-861
• /
• 2015

본 연구에서는 수치해석을 이용한 piled raft 기초의 복합적인 거동평가를 위해 축대칭 조건 및 경계면 요소를 적용한 유한차분해석 모델링 방법이 합리적인지 검증하였다. 이를 위해 실내모형실험 결과와 수치해석 결과를 비교 분석하여 piled raft 기초의 모델링 방법의 적합성을 평가하였다. 그리고 실제 현장조건을 고려한 기초 매개변수에 대한 민감도분석을 수행하여 raft의 하중분담율을 분석하였다. 연구 결과, 실내모형실험과 수치해석 결과에서 지지력-수직변위의 상관관계가 동일한 경향을 보였으며, piled raft 기초의 극한지지력과 raft의 하중분담율이 비교적 유사하게 산정되었다. 그리고 민감도분석을 통해 raft의 하중분담율은 약 33%~52% 사이에서 산정되어, 기존 연구 결과와 유사함을 확인하였다. 따라서 piled raft 기초는 축대칭 조건 및 경계면 요소를 이용하여 효과적으로 모델링될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제16권8호
• /
• pp.719-731
• /
• 1991

본 논문은 일반형의 개통형전자총의 전자 빔 궤도를 비교적 신속 편리하게 해석할 수 있는 computer simulation의 한 방법을 소개하는 것으로써 전극의 구조와 인가전압등을 입력하면 빔 전류, cutoff 전압, 빔 직경 그리고 궤적도가 출력으로 얻어진다. 계산속도를 증가시키기 위해서 공간전위의 계산에는 전극공간을 여러개로 분할하고 요구되는 정도에 따라서 각기 다른 격자크기를 할당하였으며 유한차분법으로 계산하도록 하였다. 몇 가지의 model을 선정하여 본 방법으로 빔 궤적도를 simulation 시켰는데 그 결과는 전극의 집속기구를 명확하게 제시해줄 수 있었으며 본 방식으로 구해진 빔 전류, cutoff 전압, 빔 직경등은 실지의 측정실험에서 얻어진 결과와 실험오차 내의 정확도로써 잘 일치되었다. 이 방법을 적용하면 설계자로 하여금 실지로 전자관을 제작하지 않고서도 전극의 구조변화에 따른 영향을 정확히 파악 할 수 있는 까닭에 전자총의 설계나 개선작업에 유용하게 적용될 수가 있을 것이다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
• /
• pp.833-841
• /
• 2008

Recently, the upheaval generation in the road which is under service had been reported. Due to the upheaval generation, total 4 lanes were forced to curtail to 3 lanes, and traffic was delayed. In normal situation of cut-slopes in korea, that condition is hard to detect since most cut-slopes contain discontinuous material, that is rock. Common collapses in rock-slopes is wedge failure, plane failure and toppling failure which is all individual mechanism of discontinuous rock mass. In contrast, such upheaval in the road in front of cut-slope can be generated only when circular movement is triggered within the cut-slope. In this sense, rock-slopes barely show any kind of movement in the road locates at the front of them. Numerical analysis is general method in simulation of slope displacement and evaluation of safety. However, numerical analysis programs which are related with rock-slopes are not able to simulate such upheaval movement because that programs are based on discontinuous modeling mechanism. In addition, although numerical analysis programs which are based on FEM/FDM and thus utilize continuous modeling mechanism are able to simulate circular movement and upheaval situation, they have weakness in reflecting discontinuities of rock-slope itself. In this study, detailed in-site investigation and numerical analysis based on in-site condition were performed in order to expect upheaval movement in the road. In this procedure, the FLAC program which uses continuous modeling method was utilized, and new approach reflecting discontinuity developed toward the road with a ubiquitous joint model was tried to derive reliable analysis result.

• 한국전문물리치료학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.40-47
• /
• 2024

Background: Single-leg squat (SLS)s are commonly used as assessment tool and closed kinetic exercises are useful for assessing performance of the lower extremities. Pronated feet are associated with foot pressure distribution (FPD) during daily activities. Objects: To compare the FPD during SLSs between groups with pronated and normal feet. Methods: This cross-sectional study included 30 participants (15 each in the pronated foot and control groups) are recruited in this study. The foot posture index was used to distinguish between the pronated foot and control groups. The Zebris FDM (Zebris Medical GmbH) stance analysis system was used to measure the FPD on the dominant side during a SLS, which was divided into three phases. A two-way mixed-model ANOVA was used to identify significant differences in FPD between and within the two groups. Results: In the hallux, the results of the two-way mixed-model ANOVAs revealed a significant difference between the group and across different phases (p < 0.05). The hallux, and central forefoot were significantly different between the group (p < 0.05). Moreover, significant differences across different phases were observed in the hallux, medial forefoot, central forefoot, lateral forefoot, and rearfoot (p < 0.05). The post hoc t-tests were conducted for the hallux and forefoot central regions. In participants with pronated foot, the mean pressure was significantly greater in hallux and significantly lower, in the central forefoot during the descent and holding phases. Conclusion: SLSs are widely used as screening tests and exercises. These findings suggest that individuals with pronated feet should be cautious to avoid excessive pressure on the hallux during the descent-to-hold phase of a SLS.

• 한국시뮬레이션학회논문지
• /
• 제30권1호
• /
• pp.11-20
• /
• 2021

최근 수중 무인 체계가 대두됨에 따라 핵심 기반 기술인 장거리 수중통신기술 및 고속 수중채널모델링 기술이 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 고속 수중채널모델링을 수행하기 위한 고속 음파전달모델을 제안하여, 정량적인 성능 분석을 통해 제안 기술의 적용 가능성을 살펴보았다. 수층에서의 파동 전파를 모사하기 위하여 고차 유한 차분 기법을 사용하였으며, 범용 그래픽 프로세서를 이용한 영역 분할 기법을 적용하여 여러 개의 그래픽 프로세서 병렬 처리를 통해 연산 속도를 향상시켰다. 제안한 기법은 반무한 매질에서의 해석해와의 비교 및 파선법에 기반한 VirTEX 모델을 이용한 결과와의 비교를 통해 그 타당성을 검증하였다. 최종적으로 수치예제를 통해 고속 수중채널 모델링 기법의 정량적인 연산 성능을 분석하였다. 개발모델의 연산 성능 향상 정도를 정량적으로 분석한 결과 그래픽 프로세서 수가 증가함에 따라 연산 속도가 선형에 가깝게 빨라지는 것을 확인하였다. 연산 영역의 크기가 2배로 증가할 때와 주파수가 2배로 증가할 때 계산 시간은 각각 2배와 8배로 증가하였다. 본 논문을 통해 제안한 고속 수중채널모델 기술은 해양무인체계의 수중통신기술 개발을 위한 수중통신 채널모델 및 분석 툴로 탑재되어 국방력 강화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.